JP2001290014A - Method and system for manufacturing optical device, optical device manufactured by using that manufacture method and exposure device using that optical device - Google Patents

Method and system for manufacturing optical device, optical device manufactured by using that manufacture method and exposure device using that optical device

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JP2001290014A
JP2001290014A JP2000102142A JP2000102142A JP2001290014A JP 2001290014 A JP2001290014 A JP 2001290014A JP 2000102142 A JP2000102142 A JP 2000102142A JP 2000102142 A JP2000102142 A JP 2000102142A JP 2001290014 A JP2001290014 A JP 2001290014A
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JP
Japan
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exposure
exposure amount
substrate
resist film
resist
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Withdrawn
Application number
JP2000102142A
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Japanese (ja)
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Toshiro Umeda
俊郎 梅田
Kiyoshi Toyama
潔 外山
Tetsuji Konuki
哲治 小貫
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a multilevel binary optical device of high accuracy. SOLUTION: The optical device is manufactured by subjecting a substrate on which a photosensitive resist film is formed to multiple exposure by using a plurality of masks, then developing the substrate to form a resist layer having different film thickness in a plurality of levels according to the quantity of exposure light, and etching to form a multilevel binary three-dimensional shape on the substrate. In this method, the process of multiple exposure is carried out in two steps: a step of base exposure to expose the whole region where the three-dimensional shape is to be formed to the quantity (A) of base exposure light, wherein (A) is the quantity of light equal to or larger than the minimum quantity of exposure light which gives almost linear relation between the quantity of exposure light on the resist film and the residual film rate of the resist film after development, and a step of multiple exposure to separately expose the film where the three-dimensional shape is to be formed to the quantity of light (B)-(A), wherein (B) is the quantity of exposure light corresponding to the final residual film residual rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子の製
造方法及びこの製造方法によって得られる回折光学素子
並びに当該製造方法を用いる製造装置に関し、特に光学
素子の断面形状が階段状に形成されたゾーンプレートの
製造方法及び装置等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a diffractive optical element, a diffractive optical element obtained by this method, and a manufacturing apparatus using the method. In particular, the cross-sectional shape of the optical element is formed stepwise. The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a zone plate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】回折光学素子は、光エレクトロニクス装
置の普及や、これら装置の小型化・高機能化に伴って光
学素子の小型化・複合機能化等が要請されるなか、急速
に要求が高まっており、その光学素子の回折効率を向上
させるため、回折光学素子の断面形状を階段状に形成す
る制作方法に関する提案が種々成されている。例えば、
米国特許第4895790号には、ｎ個のマスクを用いて２n段
のレベルの深さを有するマルチレベルのゾーンプレート
（回折光学素子）を製作する方法が提案されている。こ
の方法は、SiO2等の基板上にフォトレジストの塗布、
マスク像の投影露光、現像、エッチング処理から
なる一連のリソグラフィプロセスをマスク枚数分（この
例では〜をｎ回）繰り返し、これにより階段状の断
面形状を有する回折光学素子を形成するものである。2. Description of the Related Art Diffractive optical elements have been rapidly increasing in demand as optical electronic devices have become widespread and miniaturization and multifunctionalization of optical elements have been demanded with the miniaturization and high performance of these devices. In order to improve the diffraction efficiency of the optical element, various proposals have been made regarding a production method of forming a cross-sectional shape of the diffractive optical element in a stepped shape. For example,
U.S. Pat. No. 4,895,790 proposes a method of fabricating a multi-level zone plate (diffractive optical element) having a depth of 2 n levels using n masks. This method is the application of a photoresist on a substrate such as SiO 2,
A series of lithography processes including projection exposure of a mask image, development, and etching are repeated by the number of masks (in this example, n times), thereby forming a diffractive optical element having a step-like cross-sectional shape.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、多段の断面形状を創成するため
に上記〜の一連のプロセスをマスク枚数分ｎ回繰り
返す必要があるため、工程数が多く（生産効率が悪く）
高コストになるという問題があった。また、マルチレベ
ルバイナリのゾーンプレートの性能は、例えば本出願人
に係る特開平6-265708号公報に記載するように、回折光
学設計で求めた断面形状に対する１ピッチごとのプレー
ト中心からの位置精度、及びその多段形状の形状精度に
大きく依存する。このため、従来の製造方法では以下に
示すような現象が生じ、光学設計通りの性能を得ること
が難しいという技術上の課題があった。However, in the conventional method as described above, the series of processes (1) to (3) must be repeated n times for the number of masks in order to create a multi-stage cross-sectional shape. Many (poor production efficiency)
There was a problem of high cost. Further, the performance of the multi-level binary zone plate is, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-265708 according to the present applicant, the positional accuracy from the plate center for each pitch with respect to the cross-sectional shape obtained by diffractive optical design. , And the multi-stage shape accuracy. For this reason, the following phenomena occur in the conventional manufacturing method, and there is a technical problem that it is difficult to obtain the performance according to the optical design.

【０００４】第１に、一般に露光装置と現像装置やエッ
チング装置とはそれぞれ別個独立した装置であるとこ
ろ、従来方法ではフォトレジストを塗布した基板を露光
装置のテーブル上にセットしたり取り外したりを一連の
プロセスごとにｎ回繰り返すことになる。このため、露
光装置上でその都度位置合わせを行う必要があり、また
その回数に応じた誤差を発生させる要因となる。First, in general, an exposure apparatus and a developing apparatus and an etching apparatus are separate and independent apparatuses. However, in the conventional method, it is necessary to set and remove a substrate coated with a photoresist on a table of the exposure apparatus. Is repeated n times for each process. For this reason, it is necessary to perform positioning each time on the exposure apparatus, and this may cause an error corresponding to the number of times.

【０００５】第２に、従来方法ではエッチング処理され
て基板上に一定の段差が形成された後に、次のステップ
のフォトレジストが塗布され露光されるプロセスが繰り
返される。しかし、いったん基板上に凹凸形状の段差が
形成されると、その凹部や凸部を含めて基板全体のレジ
スト膜厚が均一になるように塗布することは困難であ
り、投影露光における高精度パターニングにズレが生じ
やすい。Second, in the conventional method, after a predetermined level difference is formed on the substrate by etching, a process of applying and exposing a photoresist in the next step is repeated. However, once a step with an uneven shape is formed on the substrate, it is difficult to apply it so that the resist film thickness of the entire substrate including the concave and convex portions becomes uniform. Deviation is likely to occur.

【０００６】第３に、従来方法では回折光学素子の段差
形状における深さ方向制御は、エッチング処理の深さ制
御精度によるところ、従来ではエッチング処理を露光回
数分ｎ回行う必要があるため、その深さ方向の形状精度
は個々のエッチング処理における誤差の総和、すなわち
ｎ倍の誤差を含むことになる。Third, in the conventional method, the depth direction control of the stepped shape of the diffractive optical element depends on the depth control accuracy of the etching process. Conventionally, it is necessary to perform the etching process n times for the number of exposures. The shape accuracy in the depth direction includes the sum of errors in individual etching processes, that is, an error of n times.

【０００７】本発明は、上記のような課題に鑑みて成さ
れたものであり、ゾーンプレート等のように微細パター
ンを有する回折光学素子を、高効率かつ高精度に製作す
ることができる製造方法及び装置を提供することを目的
とし、併せてこのような製造方法により製作されたゾー
ンプレートを用いることにより小型・高効率の露光装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a manufacturing method capable of manufacturing a diffractive optical element having a fine pattern such as a zone plate with high efficiency and high accuracy. Another object of the present invention is to provide a small and highly efficient exposure apparatus by using a zone plate manufactured by such a manufacturing method.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、感光性のレジスト膜が形成された基板上に異
なるマスクパターンを有する複数のマスクを用いて多重
露光し、多重露光された基板を現像処理してレジスト膜
厚が露光量に応じて段階的に異なるレジスト層を形成
し、レジスト層が形成された基板をエッチング処理して
基板上にレジスト層の段階形状に対応した立体形状を創
成する光学素子の製造方法において、多重露光の工程に
は、レジスト膜に対する露光量と現像後のレジスト膜の
残膜率との関係が略一次の比例関係となる最小露光量以
上のベース露光量Ａで、立体形状の創成領域全体を露光
するベース露光工程を有して光学素子を製造する。In order to achieve the above object, according to the present invention, multiple exposures are performed on a substrate having a photosensitive resist film formed thereon using a plurality of masks having different mask patterns. The substrate is developed to form a resist layer in which the resist film thickness varies stepwise according to the amount of exposure, and the substrate on which the resist layer has been formed is etched to form a three-dimensional shape corresponding to the step shape of the resist layer on the substrate In the method of manufacturing an optical element, a multiple exposure step includes a base exposure of a minimum exposure amount or more in which the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the resist film after development is substantially linearly proportional. An optical element is manufactured with a base exposure step of exposing the entire creation region of the three-dimensional shape with the amount A.

【０００９】上記製造方法によれば、レジスト膜が形成
された基板に複数のマスクを用いて多重露光して複数マ
スクの開口に対応した露光量でレジスト膜を露光し、し
かる後に現像とエッチング処理を１回のみ行うことによ
り、マルチレベルバイナリの光学素子を形成する。これ
により、フォトレジストの塗布、多重露光、現
像、エッチング処理、の各プロセスは一連の流れのな
かで一回のみ行えば良いため、工程数を大幅に削減する
ことができ、誤差の積算を防止して上記第１から第３の
課題を解決することができる。According to the above-described manufacturing method, the substrate on which the resist film has been formed is subjected to multiple exposure using a plurality of masks to expose the resist film with an exposure amount corresponding to the openings of the plurality of masks, followed by development and etching. Is performed only once to form a multilevel binary optical element. As a result, the processes of photoresist coating, multiple exposure, development, and etching need only be performed once in a series of flows, so that the number of steps can be significantly reduced and error accumulation is prevented. Thus, the first to third problems can be solved.

【００１０】ところで、上記のようなプロセスで基板上
に形成される立体形状は、現像後のレジスト層の膜厚分
布形状が一定の比例係数をもってほぼそのまま反映され
ることになる。このため、上記プロセスでは、現像後の
レジスト膜の残膜率が露光量に対して比例関係を有する
フォトレジスト剤を用いるとともに、多重露光における
露光量を比例制御してレジスト膜の感光度分布（感光深
さ分布）が所望の段差形状となるように制御する。但し
この方法においては、現像後のレジスト膜の残膜率が露
光量に対して１次の比例関係を有するフォトレジスト剤
であっても、その比例領域は一定のしきい値レベル以上
の露光量領域に限られることに留意する必要がある。By the way, the three-dimensional shape formed on the substrate by the above-described process reflects the film thickness distribution shape of the developed resist layer almost as it is with a constant proportional coefficient. For this reason, in the above process, while using a photoresist agent in which the residual film ratio of the resist film after development is proportional to the exposure amount, the exposure amount in the multiple exposure is proportionally controlled so that the photosensitivity distribution of the resist film ( The photosensitive depth distribution is controlled so as to have a desired step shape. However, in this method, even if the residual ratio of the resist film after development is a photoresist agent having a first-order proportional relationship with the exposure amount, the proportional region has an exposure amount above a certain threshold level. It should be noted that the area is limited.

【００１１】図１０は、比例関係を有する一般的なフォ
トレジスト剤について、露光量（一定照度における露光
時間、一定露光時間における照度）と現像後の残膜率と
の関係を示したものであり、低露光量で露光しても残膜
率がほとんど減少しない領域が存在する。このことは、
露光量を単純に比例制御した場合に現像後のレジスト層
の形状精度が崩れる可能性があることを意味する。例え
ば、図１０の図中には残膜率０％となる露光量Ｅ2を均
等に３回に分けて投影露光した場合を点線で示してお
り、未露光領域の残膜率、１回のみ露光した領域の残膜
率、２回露光した領域の残膜率、３回露光した領域の残
膜率の比率が均等でないこと、すなわち形成される段差
の高さが均等にならないことを示している。図１１は、
３枚のマスクを用い実際に８レベルのバイナリ光学素子
を形成した場合の断面形状測定結果(触針式段差計,P-1,
テンコール社製)を示しており、多重露光の露光回数に
より形成される段差の高さが異なることを実験的に実証
したものである。なお、図中に付記する１〜３の数字は
多重露光回数を示す。FIG. 10 shows the relationship between the exposure amount (exposure time at constant illuminance, illuminance at constant exposure time) and the residual film ratio after development for a general photoresist agent having a proportional relationship. In addition, there is a region where the residual film ratio hardly decreases even when exposure is performed at a low exposure amount. This means
This means that when the exposure amount is simply proportionally controlled, the shape accuracy of the resist layer after development may be lost. For example, in the figures of FIG. 10 shows a case where the projection exposure divided evenly into three exposure amount E 2 to be 0% residual film ratio by a dotted line, the residual film ratio of the unexposed areas, only once It shows that the ratio of the remaining film ratio of the exposed region, the ratio of the remaining film ratio of the region exposed twice, and the ratio of the remaining film ratio of the region exposed three times are not equal, that is, the height of the formed step is not uniform. I have. FIG.
Cross-sectional shape measurement results when an 8-level binary optical element is actually formed using three masks (probe stylus, P-1,
(Manufactured by Tencor Co., Ltd.), and experimentally proved that the height of the step formed differs depending on the number of times of multiple exposure. The numbers 1 to 3 appended in the drawing indicate the number of multiple exposures.

【００１２】また例えば、図１２はパターンの１ピッチ
内で連続した透過率分布を有する模式化したフォトマス
ク(a)を通して、基板上の露光量分布（照度分布）が露
光量ゼロから現像後の残膜率０％となる露光量Ｅ2まで
連続して変化するように投影露光した場合に(b)、基板
上に塗布されたレジスト剤の露光量に対する現像後の残
膜率特性(c)から、露光された基板を現像処理して得ら
れるレジスト層の膜厚分布(d)がどのようになるかを示
したものである。[0012] For example, FIG. 12 shows that a light exposure distribution (illuminance distribution) on a substrate is reduced from a light exposure amount of zero through a developed photomask (a) having a continuous transmittance distribution within one pitch of a pattern. when projection exposure so as to change continuously until the exposure amount E 2 as a residual film ratio 0% (b), the residual film rate characteristics after development with respect to the exposure amount of the applied resist agent on the substrate (c) FIG. 2 shows what the film thickness distribution (d) of the resist layer obtained by developing the exposed substrate becomes.

【００１３】この例では、基板上ではマスクパターンと
同様に１ピッチ内に連続した照度分布で露光されている
が(a)、レジスト剤の感光特性から低照度領域では現像
後の残膜率が変化しないしきい値露光量Ｅ1以下となる
領域を含むため(b)、現像後にレジスト層に形成される
形状はしきい値露光量Ｅ1以上の領域に限られる(d)。こ
の結果、フォトマスクの透過率や基板上の照度分布が１
ピッチ分の連続した鋸歯状の形状を有していても、現実
に形成されるレジスト層の形状は１ピッチ分よりも狭く
なり、かつその形状はマスクパターンよりも急峻な鋸歯
形状となる。すなわち、深さの不均一のみならず、ピッ
チ精度や形状精度まで影響を与えることになる。In this example, the substrate is exposed with a continuous illuminance distribution within one pitch in the same manner as the mask pattern (a), but the residual film ratio after development is low in the low illuminance region due to the photosensitive characteristics of the resist agent. to contain the unchanged threshold exposure E 1 follows a region (b), the shape formed in the resist layer after the development is limited to the threshold exposure E 1 or more regions (d). As a result, the transmittance of the photomask and the illuminance distribution on the substrate become 1
Even if the resist layer has a continuous sawtooth shape for the pitch, the shape of the resist layer actually formed becomes narrower than one pitch and the shape becomes a sawtooth shape steeper than the mask pattern. That is, not only the unevenness of the depth but also the pitch accuracy and the shape accuracy are affected.

【００１４】本発明では、多重露光の工程にレジスト膜
に対する露光量と現像後のレジスト膜の残膜率との関係
から、これらが略一次の比例関係となる最小露光量（図
１０におけるしきい値露光量Ｅ1）以上のベース露光量
Ａで、立体形状の創成領域全体を露光するベース露光工
程を有している。このため、立体形状の創成領域は少な
くともしきい値露光量の露光が成されることになり、露
光したにも拘わらず現像後に残膜率が変化しない不感帯
領域を無くすことができる。さらに、この方法によれば
ベース露光工程以外の多重露光工程では露光量と現像後
の残膜率との関係がオフセットのない一次比例関係とな
るため、比例計算により容易に高精度の立体形状を創成
することができる。従って光学素子を高効率かつ高精度
に製作することができる製造方法及び装置を提供するこ
とができる。In the present invention, the minimum exposure dose (the threshold in FIG. 10), in which the exposure dose to the resist film and the residual ratio of the resist film after development are substantially linearly proportional, in the multiple exposure process. A base exposure step of exposing the entire three-dimensionally formed region with a base exposure amount A equal to or greater than the value exposure amount E 1 ). For this reason, the created region of the three-dimensional shape is exposed at least with the threshold exposure amount, and it is possible to eliminate a dead zone region where the residual film ratio does not change after development despite exposure. Furthermore, according to this method, in a multiple exposure process other than the base exposure process, the relationship between the exposure amount and the residual film ratio after development is a linear proportional relationship with no offset. It can be created. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method and an apparatus capable of manufacturing an optical element with high efficiency and high accuracy.

【００１５】なお、ベース露光量Ａは、現像後のレジス
ト膜の残膜率が一次の比例関係において１００％となる
露光量とすることができる。すなわち、露光量と現像後
のレジスト膜の残膜率との関係は、使用するフォトレジ
スト剤固有の特性を有しており、実験により求めたデー
タから一次回帰式等により残膜率１００％となる露光量
（図１０におけるしきい値露光量Ｅ1）を算出し、これ
をベース露光量Ａとする。これにより、余分な膜厚の塗
布や処理を削減して効率の高い製造方法及び装置を提供
することができる。The base exposure amount A can be an exposure amount at which the residual film ratio of the resist film after development becomes 100% in a first-order proportional relationship. That is, the relationship between the amount of exposure and the residual film ratio of the resist film after development has a characteristic peculiar to the photoresist agent used. The exposure amount (the threshold exposure amount E 1 in FIG. 10) is calculated, and this is set as the base exposure amount A. Accordingly, it is possible to provide a highly efficient manufacturing method and apparatus by reducing the application and processing of an excessive film thickness.

【００１６】また、レジスト膜に対する露光量と現像後
のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比例関係にあ
る露光量領域において定めた最終の残膜率に相当する露
光量をＢとしたときに、多重露光の工程における立体形
状創成のための露光量がＢ−Ａであるように露光量を設
定する。最終の残膜率は例えば残膜率０％とすることが
でき、これによりレジスト膜全体を有効に活用して立体
形状を創成することができる。また最終の残膜率は多重
露光工程における露光量制御の容易性を考慮して５〜３
０％とすることもできる。これにより、レジスト膜厚の
厳密な制御やエッチング処理の処理時間の厳密な制御等
を行わなくても容易に高精度の光学素子を得ることがで
きる。Further, the exposure amount corresponding to the final remaining film ratio determined in the exposure region where the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the developed resist film is substantially linearly proportional is B and Then, the exposure amount is set such that the exposure amount for creating a three-dimensional shape in the multiple exposure process is BA. The final remaining film ratio can be, for example, 0%, whereby a three-dimensional shape can be created by effectively utilizing the entire resist film. The final residual film ratio is 5 to 3 in consideration of the ease of controlling the exposure amount in the multiple exposure process.
It can be 0%. Thus, a high-precision optical element can be easily obtained without strict control of the resist film thickness or strict control of the processing time of the etching process.

【００１７】これらを、前述の例に則して説明すれば、
まず（図１０と同様）図１に示す特性を有するレジスト
膜に対して、ベース露光量Ａとして残膜率１００％とな
るしきい値露光量Ｅ1の露光を行う。次いで最終の残膜
率が０％となる露光量Ｅ2を最大の総露光量Ｂとし、Ｂ
からベース露光量Ａを差し引いた露光量Ｂ−Ａを３分割
して（Ｂ−Ａ）／３ずつ３回に分け多重露光する。この
ような露光によれば図１中に点線で示すように、ベース
露光のみの領域の残膜率(100％)、１回のみ露光した領
域の残膜率(66.6％)、２回露光した領域の残膜率(33.3
％)、３回露光した領域の残膜率(０％)の比率が均等と
なること、すなわち形成される段差の高さが均等になる
ことがわかる（図１０を比較参照）。図２は上記方法を
用いて実際に８レベルバイナリの光学素子を形成した場
合における断面形状測定結果(触針式段差計による計測
結果)を示しており、多重露光の露光回数によらず形成
される段差の高さが均一となることが確認できる（図１
１を比較参照）。These will be described based on the above-mentioned example.
First the resist film having the properties shown in (FIG. 10 and similar) 1 performs exposure threshold exposure amount E 1 which is a residual film ratio of 100% as the base exposure A. Next, the exposure amount E 2 at which the final remaining film ratio becomes 0% is defined as the maximum total exposure amount B, and B
Is subtracted from the base exposure amount A, and the exposure amount BA is divided into three parts, and the exposure is divided into three times (BA) / 3 for multiple exposure. According to such exposure, as shown by the dotted line in FIG. 1, the residual film ratio of the region exposed only by the base exposure (100%), the residual film ratio of the region exposed only once (66.6%), and the exposure was performed twice. Area residual film ratio (33.3
%), It can be seen that the ratio of the residual film ratio (0%) of the region exposed three times is equal, that is, the height of the formed step is equal (see FIG. 10). FIG. 2 shows a cross-sectional shape measurement result (measurement result by a stylus type profilometer) when an 8-level binary optical element is actually formed by using the above-described method. It can be confirmed that the height of the step is uniform (see FIG. 1).
1).

【００１８】また、図１２に示したとものと同様の例を
図３に示すように、パターンの１ピッチ内で連続した透
過率分布を有する模式化したフォトマスク(a)を通して
投影露光するときに、基板上の露光量分布(照度分布)が
ベース露光量Ａ(しきい値露光量Ｅ1)から現像後の残膜
率０％となる露光量Ｂ(Ｅ2)まで連続して変化するよう
に投影露光する(b)。このときには、基板上の露光量分
布（照度分布）(b)はピッチ領域全体にわたってしきい
値露光量Ｅ1以上となり、この結果、レジスト層に形成
される立体形状はフォトマスクの透過率分布と一致した
鋸歯形状となる。従って、ピッチ精度や形状精度が高い
光学素子の製造方法および装置を提供することができ
る。Further, as shown in FIG. 3, an example similar to that shown in FIG. 12 is projected and exposed through a schematic photomask (a) having a continuous transmittance distribution within one pitch of a pattern. The exposure amount distribution (illuminance distribution) on the substrate continuously changes from the base exposure amount A (the threshold exposure amount E 1 ) to the exposure amount B (E 2 ) at which the residual film ratio after development becomes 0%. (B). At this time, the exposure amount distribution on the substrate (illuminance distribution) (b) becomes the threshold exposure amount E 1 or more over the entire pitch area, as a result, three-dimensional shape formed in the resist layer and the transmittance distribution of the photomask A matching saw-tooth shape results. Therefore, it is possible to provide a method and an apparatus for manufacturing an optical element having high pitch accuracy and high shape accuracy.

【００１９】なお、以上の説明から明らかなように、ベ
ース露光量Ａでの露光は多重露光のいずれの段階（最初
や中間または最後）でも良く、立体形状の創成部全域に
わたって成されるものであれば分割して行うものであっ
ても良い。As is clear from the above description, the exposure at the base exposure amount A may be performed at any stage (first, middle, or last) of the multiple exposure, and is performed over the entire region where the three-dimensional shape is formed. If there is, it may be divided and performed.

【００２０】このような製造方法により製作された回折
光学素子は、薄型軽量でありながら高い効率を得ること
ができる。例えば上記製造方法によりゾーンプレートを
製作した場合の回折効率をスカラー回折理論で算出する
と、３回の多重露光による８レベルバイナリのゾーンプ
レートにおいて95.0％、４回の多重露光による１６レベ
ルバイナリのゾーンプレートにおいて98.7％、５回の多
重露光による３２レベルバイナリのゾーンプレートにお
いて99.8％の高効率を達成することができる。従って、
このようなゾーンプレートを露光装置の照明光学系レン
ズまたは投影光学系レンズとして用いることにより、小
型で高効率の露光装置を提供することができる。The diffractive optical element manufactured by such a manufacturing method can obtain high efficiency while being thin and lightweight. For example, when the diffraction efficiency when a zone plate is manufactured by the above manufacturing method is calculated by scalar diffraction theory, 95.0% in an 8-level binary zone plate by three multiple exposures and a 16-level binary zone plate by four multiple exposures , A high efficiency of 99.8% can be achieved in a 32-level binary zone plate with 98.7% and five multiple exposures. Therefore,
By using such a zone plate as an illumination optical system lens or a projection optical system lens of an exposure apparatus, a small and highly efficient exposure apparatus can be provided.

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光学素子の製
造方法及びこの方法によって得られる光学素子の好まし
い実施形態について図面を参照して説明する。なお、以
降説明する実施例は回折光学素子の一例として、波長λ
＝633nmの光源を利用する干渉計に用いられるゾーンプ
レートを採り上げ、このゾーンプレートをマルチレベル
バイナリで製作する場合を具体例として例示する。ま
ず、８レベルバイナリ及び１６レベルバイナリで製作さ
れるゾーンプレートの断面形状を図７及び図８に模式的
に示しており、ゾーンプレートは中心軸に軸対称な立体
形状パターンをもって形成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for manufacturing an optical element according to the present invention and an optical element obtained by the method will be described below with reference to the drawings. The embodiment described below is an example of a diffractive optical element and has a wavelength λ.
A specific example will be described in which a zone plate used for an interferometer using a light source of = 633 nm is taken and this zone plate is manufactured in a multilevel binary. First, FIG. 7 and FIG. 8 schematically show the cross-sectional shapes of zone plates manufactured in 8-level binary and 16-level binary. The zone plate is formed with a three-dimensional shape pattern that is axially symmetric with respect to the central axis.

【００２２】ここで干渉計に用いられるゾーンプレート
は、その直径が大型となることや、パターンピッチが最
も細かい最外周でピッチ幅が１μｍ程度の微細寸法とな
ることなどから、基板回転縮小投影装置を用いて行う。
この装置は、例えば本出願人に係る特開平11-167212号
公報に記載するように、ゾーンプレートの輪帯形成パタ
ーンを５〜１０倍程度に拡大した開き角１deg程度の扇
状のマスクパターン（レチクルパターン）を用い、これ
を基板の一部角度領域に縮小投影するとともに、基板が
載置されたテーブルを回転させることにより、基板全面
にマスクパターンを縮小露光する露光装置である。Here, the zone plate used in the interferometer has a large diameter and a fine pitch of about 1 μm at the outermost periphery where the pattern pitch is the finest. This is performed using
For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-167212 of the present applicant, a fan-shaped mask pattern (reticle) having an opening angle of about 1 deg obtained by enlarging a zone forming pattern of a zone plate by about 5 to 10 times. This is an exposure apparatus that reduces and exposes a mask pattern on the entire surface of a substrate by rotating the table on which the substrate is mounted, while reducing and projecting the same onto a partial angle region of the substrate.

【００２３】図４は、本発明に係る光学素子の製造方法
における第１の好ましい実施例を示しており、上記露光
装置によって露光される扇形の露光領域の一部断面につ
いて本発明の基本プロセスを(1)〜(8)として示したもの
である。なお、説明図では理解容易のため縮小投影のレ
ンズ系や基板が載置される回転テーブル等を省略すると
ともに、マスクパターンを縮小表示し基板と１：１とな
るように示している。FIG. 4 shows a first preferred embodiment of a method for manufacturing an optical element according to the present invention. The basic process of the present invention is performed for a partial cross section of a sector-shaped exposure area exposed by the above-mentioned exposure apparatus. These are shown as (1) to (8). In the illustration, for ease of understanding, a lens system for reduced projection, a rotary table on which the substrate is mounted, and the like are omitted, and the mask pattern is reduced and displayed so as to be 1: 1 with the substrate.

【００２４】(1)ゾーンプレートの立体形状を創成する
基板１を用意する。本実施例ではゾーンプレートの使用
態様からφ190×ｔ20mmの石英ガラス（合成石英）基板
を用いた。(1) A substrate 1 for creating a three-dimensional shape of a zone plate is prepared. In this embodiment, a quartz glass (synthetic quartz) substrate of φ190 × t20 mm was used from the usage of the zone plate.

【００２５】フォトレジストを選定し塗布膜厚を決定す
る。本プロセスでは露光量を制御することにより現像後
のレジスト段差を制御するため、レジスト膜に対する露
光量と現像後のレジスト膜の残膜率との関係が一次の比
例関係にあり、かつ露光制御の容易性からγ値が小さい
フォトレジストを選定する。ここでは、OFPR-800（東京
応化工業製、γ値≒１）を選定した。このレジスト剤に
ついて膜厚 0.47μｍで実測した露光量と現像後の残膜
率との関係を図５中に実線で示す。石英ガラス基板に８
レベルバイナリの段差ｈ’を創成するためのレジスト膜
厚は（レジスト段差ｈ）＝（基板段差ｈ’）／（エッチ
ング選択比）から算出する。The photoresist is selected and the thickness of the applied film is determined. In this process, since the resist step after development is controlled by controlling the exposure amount, the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the resist film after development has a linear proportional relationship, and the exposure control A photoresist having a small γ value is selected from the viewpoint of easiness. Here, OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., γ value ≒ 1) was selected. The solid line in FIG. 5 shows the relationship between the exposure amount actually measured at a film thickness of 0.47 μm and the residual film ratio after development. 8 on quartz glass substrate
The resist film thickness for creating the level binary step h ′ is calculated from (resist step h) = (substrate step h ′) / (etching selectivity).

【００２６】これらに基づき、レジスト剤をスピンナー
で基板１上に膜厚0.47μｍに一様に塗布し、塗布後にプ
リベーク90℃×30分を行ってレジスト膜１１を形成す
る。なお、フォトレジストはマルチレベルバイナリの多
段形状を創成しやすいもの、すなわち線形性と低γ値の
上記要件を満たすものであれば良く、例えばTSMR-8800
やAZP-4000などを用いることもできる。Based on these, a resist agent is uniformly applied on the substrate 1 with a spinner to a thickness of 0.47 μm, and after the application, prebaking is performed at 90 ° C. for 30 minutes to form a resist film 11. The photoresist may be any one that can easily create a multi-level binary multi-stage shape, that is, one that satisfies the above requirements of linearity and low γ value, for example, TSMR-8800
Or AZP-4000 can also be used.

【００２７】(2)レジスト膜１１の形成された基板を上
記基板回転縮小投影露光装置（（株）ニコン製）の回転
テーブル上にセットし、図５におけるしきい値露光量に
相当するベース露光量Ａ＝0.97mJ/cm2でレジスト膜１１
全面を投影露光する。この露光は基板全面を一括露光す
るものであっても、光透過部が扇形のマスクを用いてテ
ーブルを回転させながら順次投影露光するものであって
も良い。この全面露光によりレジスト膜のいわゆる不感
帯領域がなくなり、以下の多重露光工程では露光量に一
次比例した深さまでレジスト膜が感光される。(2) The substrate on which the resist film 11 has been formed is set on a rotary table of the above-described substrate rotary reduction projection exposure apparatus (manufactured by Nikon Corporation), and the base exposure corresponding to the threshold exposure amount in FIG. The resist film 11 with the amount A = 0.97 mJ / cm 2
The entire surface is exposed by projection. This exposure may be one in which the entire surface of the substrate is exposed at a time, or may be one in which projection is performed sequentially while rotating the table using a mask whose light transmitting portion is a sector. The so-called dead zone region of the resist film is eliminated by the entire surface exposure, and the resist film is exposed to a depth linearly proportional to the exposure amount in the following multiple exposure process.

【００２８】(3)〜(5)続いてゾーンプレートの立体形状
創成のための多重露光を順次行う。この露光工程では、
図５における現像後の残膜率がゼロとなる露光量を最大
の総露光量Ｂとし、Ｂ−Ａの露光量を８レベルバイナリ
の段数分に応じて分割多重露光する。具体的には、まず
第１のマスク(レチクル)５１を用いて12.31mJ/cm2（８
レベルバイナリにおける４段分）の露光量でマスクパタ
ーンを回転露光する。この露光により現像時に溶解する
感光領域を点線で示し１１ｂを付番している。続いて、
第２のマスク５２を用いて6.15mJ/cm2（８レベルバイナ
リにおける２段分）の露光量でマスクパターンを回転露
光する。この露光により１１ｃの領域が感光される。さ
らに第３のマスク５３を用いて3.08mJ/cm2（８レベルバ
イナリにおける１段分）の露光量でマスクパターンを回
転露光する。この露光により１１ｄの領域が感光され
る。なお、これら(2)〜(5)の多重露光における露光順序
は、レジスト膜における露光量の加法性が成立するため
任意である。(3) to (5) Subsequently, multiple exposures for creating a three-dimensional shape of the zone plate are sequentially performed. In this exposure step,
The exposure amount at which the residual film ratio after development in FIG. 5 becomes zero is defined as the maximum total exposure amount B, and the BA exposure amount is subjected to division multiple exposure in accordance with the number of 8-level binary stages. Specifically, first, using the first mask (reticle) 51, 12.31 mJ / cm 2 (8
The mask pattern is rotationally exposed with an exposure amount of (4 stages in level binary). The photosensitive area that is dissolved during development by this exposure is indicated by a dotted line, and numbered 11b. continue,
Using the second mask 52, the mask pattern is rotationally exposed at an exposure amount of 6.15 mJ / cm 2 (two steps in 8-level binary). This exposure exposes the area 11c. Further, the third mask 53 is used to rotationally expose the mask pattern at an exposure amount of 3.08 mJ / cm 2 (one step in 8-level binary). This exposure exposes the region 11d. Note that the order of exposure in the multiple exposures (2) to (5) is arbitrary as the addition of the exposure amount in the resist film is established.

【００２９】(6)以上のように多重露光された基板を現
像することにより、８レベルバイナリの立体形状に相当
する段差形状を有するレジスト層２１が形成される。な
お、段差形状の立設部における定在波発生を抑制するた
め、現像に先立ってＰＥＢ処理（Post Exposure Bake処
理）を行っても良い。(6) By developing the multiple-exposed substrate as described above, a resist layer 21 having a step shape corresponding to an 8-level binary three-dimensional shape is formed. Note that a PEB process (Post Exposure Bake process) may be performed prior to development in order to suppress the generation of standing waves in the step-shaped standing portion.

【００３０】(7)次いで、エッチング処理を行う。本実
施例ではリアクティブイオンエッチング装置（例えばサ
ムコインターナショナル研究所、RIE-4800）を用い、８
レベルバイナリの７段分（1.18μｍ）に相当するリアク
ティブイオンエッチング処理（ＲＩＥ）を行った。最後
に基板表面のレジスト残渣分の除去を行うことで、図７
に示した高精度の８レベルバイナリのゾーンプレート３
１が完成する。(7) Next, an etching process is performed. In the present embodiment, a reactive ion etching apparatus (for example, SAM-4 International Laboratories, RIE-4800) is used.
Reactive ion etching (RIE) corresponding to seven levels of binary (1.18 μm) was performed. Finally, by removing the resist residue on the substrate surface, FIG.
High-precision 8-level binary zone plate 3 shown in
1 is completed.

【００３１】以上説明した第１実施例によれば、エッチ
ング選択比（石英ガラスのエッチング速度／レジスト層
のエッチング速度）を考慮してレジスト塗布膜厚を目標
膜厚ｈに合わせることと、石英ガラスのエッチング時間
を基板段差ｈ’になるように設定することにより、レジ
スト膜全体を有効に活用して高精度の８レベルバイナリ
のゾーンプレート３１を得ることができる。According to the first embodiment described above, the resist coating film thickness is adjusted to the target film thickness h in consideration of the etching selectivity (the etching rate of quartz glass / the etching rate of the resist layer). By setting the etching time to be equal to the substrate step h ', the entire resist film can be effectively used to obtain a highly accurate 8-level binary zone plate 31.

【００３２】次に、本発明に係る光学素子の製造方法に
おける第２の好ましい実施例について、図５及び図６を
用いて説明する。この実施例の特徴は、上記実施例にお
けるベース露光量Ａ及び最大露光量Ｂを図５における
Ａ’Ｂ’とするところにある。なお、図５中に点線で示
した直線が本実施例における露光量と残膜率との関係を
示している。Next, a second preferred embodiment of the method for manufacturing an optical element according to the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this embodiment is that the base exposure amount A and the maximum exposure amount B in the above embodiment are A'B 'in FIG. Note that the dotted straight line in FIG. 5 shows the relationship between the exposure amount and the residual film ratio in this embodiment.

【００３３】まず、(1)石英ガラス基板φ190×ｔ20mmを
用意し、前述同様のフォトレジストOFPR-800を基板上に
膜厚0.47μｍを超える膜厚（例えば0.6μｍ程度）で一
様に塗布、プリベーク（90℃×30分）する。このよう
に、膜厚0.47μｍを超える膜厚を形成することで、最大
露光量をＢ’まで大きくする。First, (1) a quartz glass substrate φ190 × t20 mm is prepared, and the same photoresist OFPR-800 as described above is uniformly applied on the substrate in a thickness exceeding 0.47 μm (for example, about 0.6 μm). Pre-bake (90 ° C x 30 minutes). As described above, by forming a film thickness exceeding 0.47 μm, the maximum exposure amount is increased to B ′.

【００３４】(2)レジスト膜１２が形成された基板を基
板回転縮小投影露光装置の回転テーブル上にセットし、
しきい値露光量0.97mJ/cm2をわずかに超えるベース露光
量Ａ’でレジスト膜１２全面を投影露光する。この全面
露光によりレジスト膜表面には薄い感光層１２ａが形成
されるとともに、レジスト膜のいわゆる不感帯領域が完
全になくなり、以下の多重露光工程ではこの感光層下に
露光量に一次比例した深さまでレジスト膜が感光され
る。(2) The substrate on which the resist film 12 is formed is set on a rotation table of a substrate rotation reduction projection exposure apparatus,
The entire surface of the resist film 12 is projected and exposed at a base exposure amount A ′ slightly exceeding the threshold exposure amount of 0.97 mJ / cm 2 . Due to this overall exposure, a thin photosensitive layer 12a is formed on the surface of the resist film, and the so-called dead zone region of the resist film is completely eliminated. In the following multiple exposure process, the resist is exposed under this photosensitive layer to a depth linearly proportional to the exposure amount. The film is exposed.

【００３５】(3)〜(5)続いてゾーンプレートの立体形状
創成のための多重露光を順次行う。この露光工程では、
前述の第１実施例と同一のマスク及び露光量で分割多重
露光する。すなわち第１のマスク５１を用いて12.31mJ/
cm2（８レベルバイナリにおける４段分）の露光量でマ
スクパターンを回転露光し、現像時に溶解する感光領域
１２ｂを形成する。続いて、第２のマスク５２を用いて
6.15mJ/cm2（８レベルバイナリにおける２段分）の露光
量でマスクパターンを回転露光し、１２ｃの感光領域を
形成する。さらに第３のマスク５３を用いて3.08mJ/cm2
（８レベルバイナリにおける１段分）の露光量でマスク
パターンを回転露光し、１２ｄの感光領域を形成する。
なお、これら(2)〜(5)の多重露光における露光順序は、
前述同様レジスト膜における露光量の加法性が成立する
ため任意である。(3) to (5) Subsequently, multiple exposures for creating a three-dimensional shape of the zone plate are sequentially performed. In this exposure step,
Division multiple exposure is performed using the same mask and exposure amount as in the first embodiment. That is, using the first mask 51, 12.31 mJ /
The mask pattern is rotated and exposed with an exposure amount of cm 2 (equivalent to four steps in 8-level binary) to form a photosensitive region 12b that dissolves during development. Subsequently, using the second mask 52
The mask pattern is rotated and exposed at an exposure amount of 6.15 mJ / cm 2 (two steps in 8-level binary) to form a photosensitive area 12c. Further, using a third mask 53, 3.08 mJ / cm 2
The mask pattern is rotated and exposed with an exposure amount (for one step in 8-level binary) to form a 12d photosensitive area.
The order of exposure in the multiple exposure of these (2) to (5),
As described above, it is optional since the additivity of the exposure amount in the resist film is established.

【００３６】(6)以上のように多重露光された基板を現
像することにより、８レベルバイナリの立体形状に相当
する段差形状を有するレジスト層２２が形成される。こ
こで、多重露光工程における各ステップの露光量は第１
実施例と同一であり、レジスト層に形成される段差形状
は第１実施例と同一となる。但し、レジスト膜厚を増加
させたことにより最大の総露光量は図５におけるＢ’相
当となり、Ｂ’に対応した厚さｈ’’のレジスト層が基
板上に残ることになる。なお、現像に先立ってＰＥＢ処
理行っても良い。(6) By developing the multiple-exposed substrate as described above, a resist layer 22 having a stepped shape corresponding to an 8-level binary three-dimensional shape is formed. Here, the exposure amount of each step in the multiple exposure process is the first exposure amount.
This is the same as the first embodiment, and the step formed on the resist layer is the same as the first embodiment. However, by increasing the resist film thickness, the maximum total exposure amount becomes equivalent to B ′ in FIG. 5, and a resist layer having a thickness h ″ corresponding to B ′ remains on the substrate. Note that the PEB treatment may be performed before the development.

【００３７】(7)次いで、リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、８レベルバイナリの７段分（1.18μｍ）
に相当するエッチング時間に、余分なレジスト厚さｈ''
を考慮したオーバエッチング時間を加えたエッチング時
間でエッチング処理を行う。最後に基板表面のレジスト
残渣分の除去を行うことで、図７に示した高精度の８レ
ベルバイナリのゾーンプレート３１が完成する。(7) Next, using a reactive ion etching apparatus, 8 levels of binary data for 7 steps (1.18 μm)
The extra resist thickness h '' in the etching time corresponding to
The etching process is performed for an etching time obtained by adding an over-etching time in consideration of the above. Finally, by removing the resist residue on the substrate surface, the highly accurate 8-level binary zone plate 31 shown in FIG. 7 is completed.

【００３８】以上説明した第２実施例によれば、エッチ
ング選択比を考慮してレジスト塗布膜厚を、第１実施例
における目標膜厚ｈを超えるｈ＋ｈ''（ｈ''は任意であ
り、例えば5〜30％程度）にすることと、石英ガラスの
エッチング時間をレジスト厚さｈ''を考慮して長めに設
定することで、レジスト膜厚の厳密な制御やリアクティ
ブエッチング処理の処理時間の厳密な制御等を行わなく
ても高精度の８レベルバイナリのゾーンプレートを得る
ことができる。なお、本実施例におけるベース露光量
は、総露光量が残膜率０％とならない範囲でしきい値露
光量を超えた値とすることができる。According to the second embodiment described above, the resist coating film thickness is set to h + h ″ (h ″ exceeding the target film thickness h in the first embodiment) in consideration of the etching selectivity, Strict control of the resist film thickness and the processing time of the reactive etching process by setting the quartz glass etching time to be longer in consideration of the resist thickness h ″. It is possible to obtain a high-precision 8-level binary zone plate without performing strict control or the like. Note that the base exposure amount in this embodiment can be a value exceeding the threshold exposure amount within a range where the total exposure amount does not become 0% of the remaining film ratio.

【００３９】次に、本発明に係る光学素子の製造方法に
おける第３の好ましい実施例について、図６を流用して
説明する。この実施例は図８に示した１６レベルバイナ
リのゾーンプレートを製造するプロセスである。Next, a third preferred embodiment of the method for manufacturing an optical element according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a process for manufacturing the 16-level binary zone plate shown in FIG.

【００４０】まず、(1)石英ガラス基板φ190×ｔ20mmを
用意し、前述同様のフォトレジストOFPR-800を基板上に
１６レベルバイナリの段差に相当する膜厚0.51μｍを超
える膜厚（例えば膜厚0.6μｍ）で一様に塗布し、プリ
ベーク（90℃×30分）する。(2)レジスト膜の形成され
た基板を基板回転縮小投影露光装置の回転テーブル上に
セットし、しきい値露光量に相当するベース露光量Ａ＝
0.97mJ/cm2でレジスト膜全面を投影露光する。この全面
露光によりレジスト膜のいわゆる不感帯領域がなくな
り、以下の多重露光工程では露光量に一次比例した深さ
までレジスト膜が感光される。First, (1) a quartz glass substrate φ190 × t20 mm is prepared, and a photoresist OFPR-800 similar to that described above is formed on the substrate to a thickness exceeding 0.51 μm corresponding to a 16-level binary step (for example, (0.6 μm) and pre-baked (90 ° C. × 30 minutes). (2) The substrate on which the resist film is formed is set on a rotary table of a substrate rotation reduction projection exposure apparatus, and a base exposure amount A = a threshold exposure amount
The entire resist film is projected and exposed at 0.97 mJ / cm 2 . The so-called dead zone region of the resist film is eliminated by the entire surface exposure, and the resist film is exposed to a depth linearly proportional to the exposure amount in the following multiple exposure process.

【００４１】(3)〜(5)前述した第１から第３のマスクに
さらに第４のマスクを加えて、縮小投影露光装置におい
て順次、露光量12.31mJ/cm2（１６レベルバイナリにお
ける８段分）、6.15mJ/cm2（同４段分）、3.08mJ/cm
2（同２段分）、1.54mJ/cm2（同１段分）の露光量でマ
スクパターンを回転投影露光してゆく。これらの露光順
序はレジスト膜における露光量の加法性が成立するため
任意である。(3) to (5) A fourth mask is further added to the first to third masks described above, and an exposure amount of 12.31 mJ / cm 2 (8 steps in a 16-level binary) is sequentially obtained in a reduction projection exposure apparatus. Min.), 6.15mJ / cm 2 (for 4 steps), 3.08mJ / cm
Rotation projection exposure of the mask pattern is performed with an exposure amount of 2 (for 2 steps) and 1.54 mJ / cm 2 (for 1 step). The order of these exposures is arbitrary since the additiveness of the exposure amount in the resist film is established.

【００４２】(6)このように計５回多重露光された基板
を現像することにより、１６レベルバイナリの立体形状
を有するレジスト層が形成される。(7)次いで、リアク
ティブイオンエッチング装置を用い、１６レベルバイナ
リの１５段分に相当するエッチング時間に、レジスト塗
布膜厚（余分なレジスト厚さ）を考慮したオーバエッチ
ング時間を加えたエッチング時間でエッチング処理を行
う。最後に基板表面のレジスト残渣分の除去を行うこと
で、図８に示した高精度の１６レベルバイナリのゾーン
プレート３２が完成する。(6) A resist layer having a 16-level binary three-dimensional shape is formed by developing the substrate that has been subjected to the multiple exposures five times in total. (7) Next, using a reactive ion etching apparatus, the etching time is obtained by adding the over-etching time in consideration of the resist coating film thickness (excess resist thickness) to the etching time corresponding to 15 steps of 16 level binary. Perform an etching process. Finally, by removing the resist residue on the substrate surface, the highly accurate 16-level binary zone plate 32 shown in FIG. 8 is completed.

【００４３】以上説明した第３実施例によれば、エッチ
ング選択比を考慮してレジスト塗布膜厚を、１６レベル
バイナリの段差分に相当する膜厚を超える膜厚にするこ
とと、石英ガラスのエッチング時間を余分なレジスト厚
さを考慮して長めに設定することで、レジスト膜厚の厳
密な制御やリアクティブエッチング処理の処理時間の厳
密な制御等を行わなくてもよく、第１実施例や第２実施
例と比較して回折効率が高い、高精度の１６レベルバイ
ナリのゾーンプレートを得ることができる。According to the third embodiment described above, the resist coating film thickness is set to a film thickness exceeding the film thickness corresponding to the 16-level binary step difference in consideration of the etching selectivity. By setting the etching time to be longer in consideration of the extra resist thickness, it is not necessary to perform strict control of the resist film thickness or strict control of the processing time of the reactive etching process. A high-precision 16-level binary zone plate having a higher diffraction efficiency than the second embodiment can be obtained.

【００４４】なお、以上の各実施例では、ポジ型レジス
トを用いたが、露光量と残膜率との関係が逆になるネガ
型レジストを用いることもできる。また、各実施例では
基板として厚板の石英ガラスを用いた例を説明したが、
基板材料は光学素子を用いようとする目的装置の光源波
長に応じて適宜な材料を用いることができる。例えば、
露光装置用の光学素子として用いる場合において、光源
がＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザ（それ
ぞれ発振波長λ＝248nm,193nm）の場合には上記同様の
石英ガラス、ＸｅレーザやＦ2レーザ、Ａｒレーザ（そ
れぞれ発振波長λ＝172nm,157nm,12nm）の場合にはOH基
フリー・フッ素含有石英ガラス,蛍石,ＳｉＯ2膜／蛍石
基板などを用いることができる。なお、基板の大きさや
厚さは光学素子の目的や用途に応じて任意に設定するこ
と（例えば、光ファイバー用オプティクスとしてφ５×
ｔ１mm以下にすることや、ファイバー自身を基板として
用いること）ができることは言うまでもない。In each of the above embodiments, a positive resist is used. However, a negative resist in which the relationship between the exposure amount and the remaining film ratio is reversed may be used. Further, in each embodiment, an example in which a thick quartz glass is used as the substrate has been described.
As the substrate material, an appropriate material can be used according to the wavelength of the light source of the target device in which the optical element is to be used. For example,
When used as an optical element for an exposure apparatus, when the light source is a KrF excimer laser or an ArF excimer laser (oscillation wavelengths λ = 248 nm and 193 nm, respectively), quartz glass, Xe laser, F 2 laser, Ar laser ( When the oscillation wavelengths are λ = 172 nm, 157 nm, and 12 nm, respectively, OH group-free / fluorine-containing quartz glass, fluorite, SiO 2 film / fluorite substrate, or the like can be used. The size and thickness of the substrate may be arbitrarily set according to the purpose and use of the optical element (for example, φ5 ×
t1 mm or less, or the fiber itself can be used as a substrate).

【００４５】以上で説明した各実施例では、干渉計用の
ゾーンプレートを開示したが、本発明による回折光学素
子は干渉計以外についても応用可能であり、例えば、露
光装置に応用することができる。In each of the embodiments described above, the zone plate for the interferometer is disclosed. However, the diffractive optical element according to the present invention can be applied to other than the interferometer, and can be applied to, for example, an exposure apparatus. .

【００４６】以降では、上記のようにして得られるマル
チレベルバイナリのゾーンプレート（３１，３２）を露
光装置６０に用いた実施例を、図９を参照しながら説明
する。光リソグラフィ工程で使用される露光装置は、フ
ォトマスク（レチクル）上に精密に描かれたデバイスパ
ターンを、フォトレジストを塗布した半導体ウエハーや
ガラス基板などの上に光学的に投影して転写する装置で
ある。露光装置６０は、光源６１、照明光学系６２、レ
チクル６３を載置(駆動)するレチクルステージ６４，投
影光学系６５、ウェハー６６を載置しＸ，Ｙ，Ｚ方向に
駆動するステージ６７、ステージの駆動制御を含め露光
装置全体を制御する制御装置６９などを有して構成され
ている。Hereinafter, an embodiment in which the multi-level binary zone plate (31, 32) obtained as described above is used for the exposure apparatus 60 will be described with reference to FIG. An exposure apparatus used in the photolithography process is an apparatus that optically projects a device pattern precisely drawn on a photomask (reticle) onto a photoresist-coated semiconductor wafer or glass substrate and transfers it. It is. The exposure apparatus 60 includes a light source 61, an illumination optical system 62, a reticle stage 64 on which a reticle 63 is mounted (driven), a projection optical system 65, a stage 67 on which a wafer 66 is mounted and driven in X, Y, and Z directions, and a stage. And a control device 69 for controlling the entire exposure apparatus including the drive control of the exposure apparatus.

【００４７】光源６１は、上述したように様々な波長帯
の光源があり、主にウェハー６６に描画しようとする最
小線幅に応じて選択される。光源６１には光をオンオフ
するシャッタ機構が設けられている。光源６１から射出
された光は、照明光学系６２により投影面上での照度分
布が均一となるように拡大投影され、集積回路の回路パ
ターンが精密に描かれたレチクル６３上に照射される。
レチクル６３の回路パターンは、投影光学系６５により
所定の縮小倍率で縮小されフォトレジストの塗布された
半導体ウエハー（例えばシリコンウエハー）６６に投影
され、集積回路の回路パターンがウエハー上に結像・転
写される。The light source 61 includes light sources of various wavelength bands as described above, and is selected mainly according to the minimum line width to be drawn on the wafer 66. The light source 61 is provided with a shutter mechanism for turning light on and off. The light emitted from the light source 61 is enlarged and projected by the illumination optical system 62 so that the illuminance distribution on the projection surface becomes uniform, and is irradiated on the reticle 63 on which the circuit pattern of the integrated circuit is accurately drawn.
The circuit pattern of the reticle 63 is reduced at a predetermined reduction magnification by a projection optical system 65 and projected onto a semiconductor wafer (for example, a silicon wafer) 66 coated with a photoresist, and the circuit pattern of the integrated circuit is imaged and transferred onto the wafer. Is done.

【００４８】照明光学系６２は、レチクル６３上での照
明領域を規定する視野絞り、照明光学系６２内の所定面
上での光量分布を規定する開口絞り、開口絞りを通過し
た光をレチクル６３に照射するコンデンサーレンズなど
を含んで構成されており、このコンデンサレンズとして
本発明に係る光学素子（ゾーンプレート）を用いること
ができる。また、投影光学系６５は、通常複数のレンズ
群で構成され縮小投影しようとする投影倍率に応じて異
なる光学系が用いられる。投影倍率として例えば1/1
倍、1/2.5倍、1/5倍、1/10倍などの倍率があり、露光装
置の用途に応じて使い分けられる。本発明に係る光学素
子は、これ等投影倍率の投影光学系６５内のレンズとし
て用いることができる。The illumination optical system 62 includes a field stop for defining an illumination area on the reticle 63, an aperture stop for defining a light amount distribution on a predetermined surface in the illumination optical system 62, and a light passing through the aperture stop for the reticle 63. The optical element (zone plate) according to the present invention can be used as the condenser lens. Further, the projection optical system 65 is usually composed of a plurality of lens groups, and different optical systems are used according to the projection magnification to be reduced and projected. For example, 1/1 as the projection magnification
There are magnifications such as 2x, 1 / 2.5x, 1 / 5x, 1 / 10x, etc., which can be used depending on the use of the exposure apparatus. The optical element according to the present invention can be used as a lens in the projection optical system 65 having such a projection magnification.

【００４９】半導体ウエハー６６は、駆動機構を具備す
るステージ６７上に載置され、一回の露光が完了する度
にステージを移動することにより、半導体ウエハー上の
異なる位置に回路パターンが転写される。この様なステ
ージの駆動、露光方式をステップ・アンド・リピート方
式という。なお、ステージの駆動、露光方式には、レチ
クル６３を支持するレチクルステージ６４に駆動機構を
設け、レチクルと半導体ウエハとを同期移動して走査露
光を行うステップ・アンド・スキャン方式があるが、本
発明の光学素子はいずれの方式であっても適用すること
が可能である。The semiconductor wafer 66 is placed on a stage 67 having a drive mechanism, and the circuit pattern is transferred to different positions on the semiconductor wafer by moving the stage each time one exposure is completed. . Such a stage driving and exposure method is called a step-and-repeat method. The stage drive and exposure method includes a step-and-scan method in which a drive mechanism is provided on a reticle stage 64 that supports the reticle 63, and scanning exposure is performed by synchronously moving the reticle and the semiconductor wafer. The optical element of the present invention can be applied to any system.

【００５０】以上のように、本発明に係る光学素子（ゾ
ーンプレート）を露光装置の照明光学系レンズまたは投
影光学系レンズとして用いることにより、露光装置の照
明光学系および投影光学系を小型軽量に構成することが
できるとともに、材質によっては困難な研磨工程を排し
て半導体製造工程と同様の製造方法により容易かつ高効
率に露光装置用光学素子を得ることができるため、露光
装置全体の生産効率を向上させることが可能となる。As described above, by using the optical element (zone plate) according to the present invention as the illumination optical system lens or the projection optical system lens of the exposure apparatus, the illumination optical system and the projection optical system of the exposure apparatus can be reduced in size and weight. It is possible to obtain the optical element for the exposure apparatus easily and efficiently by the same manufacturing method as the semiconductor manufacturing step while eliminating the polishing step which is difficult depending on the material, and thus the production efficiency of the entire exposure apparatus can be improved. Can be improved.

【００５１】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、感光
性のレジスト膜が形成された基板上に複数のマスクを用
いて多重露光し、この基板を現像処理してレジスト膜厚
が露光量に応じて段階的に異なるレジスト層を形成し、
これをエッチング処理して基板上にレジスト層の段階形
状に対応した立体形状を創成する光学素子の製造方法に
おいて、多重露光の工程にレジスト膜に対する露光量と
現像後のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比例関
係となる最小露光量以上のベース露光量Ａで、立体形状
の創成領域全体を露光するベース露光工程を有して光学
素子を製造する。As described above, according to the present invention, a substrate on which a photosensitive resist film is formed is subjected to multiple exposures using a plurality of masks, and the substrate is subjected to a developing treatment to reduce the resist film thickness to an exposure amount. Form a different resist layer step by step according to
In the method of manufacturing an optical element that creates a three-dimensional shape corresponding to the step shape of the resist layer on the substrate by etching this, the amount of exposure to the resist film, the residual film ratio of the resist film after development and The optical element is manufactured by including a base exposure step of exposing the entire three-dimensionally formed region with a base exposure amount A equal to or greater than the minimum exposure amount in which the relationship is substantially linear.

【００５２】このため、フォトレジストの塗布、多重露
光、現像、エッチング処理、の各工程は一連の流れのな
かで一回のみ行えば良いため、工程数を大幅に削減する
ことができ、誤差の積算を防止して高精度の光学素子を
提供することができる。さらに、本発明では、ベース露
光量Ａで立体形状の創成領域全体を露光するベース露光
工程を有しているため、露光したにも拘わらず現像後に
残膜率が変化しない不感帯領域をなくすとともに、ベー
ス露光工程以外の多重露光工程において比例計算どおり
に容易に高精度の立体形状を創成することができる。従
って高精度の光学素子を高効率で製作する製造方法及び
装置を提供することができる。For this reason, the steps of photoresist coating, multiple exposure, development, and etching need only be performed once in a series of flows, so that the number of steps can be greatly reduced, and errors can be reduced. Accumulation can be prevented, and a highly accurate optical element can be provided. Furthermore, in the present invention, since there is a base exposure step of exposing the entire three-dimensional creation region at the base exposure amount A, while eliminating the dead zone region in which the residual film ratio does not change after development despite exposure, In a multiple exposure step other than the base exposure step, a high-precision three-dimensional shape can be easily created as in the proportional calculation. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method and apparatus for manufacturing a highly accurate optical element with high efficiency.

【００５３】なお、ベース露光量Ａは現像後のレジスト
膜の残膜率が一次の比例関係において１００％となる露
光量とすることができる。これにより、余分な膜厚の塗
布や処理を削減して効率の高い製造方法及び装置を提供
することができる。Incidentally, the base exposure amount A can be an exposure amount at which the residual film ratio of the resist film after development becomes 100% in a linear proportional relationship. Accordingly, it is possible to provide a highly efficient manufacturing method and apparatus by reducing the application and processing of an excessive film thickness.

【００５４】また、レジスト膜に対する露光量と現像後
のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比例関係にあ
る露光量領域において定めた最終の残膜率に相当する露
光量をＢとしたときに、多重露光の工程における立体形
状創成のための露光量がＢ−Ａであるように露光量を設
定する。これにより、レジスト膜厚の厳密な制御やエッ
チング処理の処理時間の厳密な制御等を行わなくても容
易に高精度の光学素子を得ることができる。Further, the exposure amount corresponding to the final remaining film ratio determined in the exposure region where the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the developed resist film is substantially linearly proportional is B and Then, the exposure amount is set such that the exposure amount for creating a three-dimensional shape in the multiple exposure process is BA. Thus, a high-precision optical element can be easily obtained without strict control of the resist film thickness or strict control of the processing time of the etching process.

【００５５】このような製造方法により製作された回折
光学素子は、薄型軽量でありながら高い効率を得ること
ができる。そして、このようにして製作されたゾーンプ
レートを露光装置の照明光学系レンズまたは投影光学系
レンズとして用いることにより、露光装置の照明光学系
および投影光学系を小型軽量に構成することができると
ともに、半導体製造工程と同様の製造方法により容易か
つ高効率に露光装置用光学素子を得ることができるた
め、露光装置全体の生産効率を向上させることができ
る。The diffractive optical element manufactured by such a manufacturing method can obtain high efficiency while being thin and lightweight. By using the zone plate manufactured as described above as an illumination optical system lens or a projection optical system lens of the exposure apparatus, the illumination optical system and the projection optical system of the exposure apparatus can be configured to be small and lightweight, Since an optical element for an exposure apparatus can be easily and efficiently obtained by a manufacturing method similar to the semiconductor manufacturing process, the production efficiency of the entire exposure apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】露光量と現像後のレジスト残膜率との関係か
ら、本発明に係る光学素子の製造方法の原理を説明する
説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of a method for manufacturing an optical element according to the present invention based on a relationship between an exposure amount and a resist remaining film ratio after development.

【図２】本発明に係る製造方法により製作された光学素
子の立体形状を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a three-dimensional shape of an optical element manufactured by a manufacturing method according to the present invention.

【図３】本発明に係る光学素子の製造方法の効果を説明
するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the effect of the method for manufacturing an optical element according to the present invention.

【図４】本発明に係る光学素子の製造方法における第１
の好ましい実施例を示す工程図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a first example of a method for manufacturing an optical element according to the present invention.
FIG. 3 is a process chart showing a preferred embodiment of the present invention.

【図５】上記製造方法において使用したフォトレジスト
の、露光量と現像後のレジスト残膜率との関係を示すグ
ラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exposure amount of the photoresist used in the above manufacturing method and the residual resist film ratio after development.

【図６】本発明に係る光学素子の製造方法における第２
の好ましい実施例を示す工程図である。FIG. 6 shows a second example of the method for manufacturing an optical element according to the present invention.
FIG. 3 is a process chart showing a preferred embodiment of the present invention.

【図７】本発明に係る光学素子の製造方法を用いて製作
される光学素子（８レベルバイナリのゾーンプレート）
の断面形状を示す模式図である。FIG. 7 is an optical element (8-level binary zone plate) manufactured using the optical element manufacturing method according to the present invention.
It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of.

【図８】本発明に係る光学素子の製造方法を用いて製作
される光学素子（１６レベルバイナリのゾーンプレー
ト）の断形状面を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross-sectional surface of an optical element (16-level binary zone plate) manufactured using the optical element manufacturing method according to the present invention.

【図９】上記ゾーンプレートを用いた露光装置の構成を
示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of an exposure apparatus using the zone plate.

【図１０】露光量と現像後のレジスト残膜率との関係か
ら、本発明に係る光学素子の製造方法を用いない場合の
効果を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the effect when the method of manufacturing an optical element according to the present invention is not used, from the relationship between the exposure amount and the resist remaining film ratio after development.

【図１１】本発明に係る製造方法を用いずに製作された
光学素子の立体形状を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a three-dimensional shape of an optical element manufactured without using the manufacturing method according to the present invention.

【図１２】本発明に係る光学素子の製造方法を用いない
場合の効果を説明するための概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining an effect when the method for manufacturing an optical element according to the present invention is not used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ，Ａ’ ベース露光量 Ｂ，Ｂ’ 最終の残膜率に相当する露光量 １ 基板 １１ レジスト膜 ２１ レジスト層 ３１ 光学素子（８レベルバイナリのゾーンプレート） ３２ 光学素子（１６レベルバイナリのゾーンプレー
ト） ５１，５２，５３ マスク（レチクル） ６０ 露光装置 ６２ 照明光学系 ６５ 投影光学系A, A 'Base exposure amount B, B' Exposure amount corresponding to final residual film ratio 1 Substrate 11 Resist film 21 Resist layer 31 Optical element (8-level binary zone plate) 32 Optical element (16-level binary zone plate) 51, 52, 53 Mask (reticle) 60 Exposure device 62 Illumination optical system 65 Projection optical system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小貫 哲治 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 2H049 AA04 AA14 AA37 AA44 AA45 AA48 AA55 AA63 2H096 AA28 EA12 HA23 2H097 AA12 BA10 BB01 EA01 GB00 JA02 LA15 LA17 5F046 BA03 CB27 DA12  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuji Onuki 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon Corporation F-term (reference) 2H049 AA04 AA14 AA37 AA44 AA45 AA48 AA55 AA63 2H096 AA28 EA12 HA23 2H097 AA12 BA10 BB01 EA01 GB00 JA02 LA15 LA17 5F046 BA03 CB27 DA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 感光性のレジスト膜が形成された基板上
に、異なるマスクパターンを有する複数のマスクを用い
て多重露光し、 前記多重露光された基板を現像処理して前記レジスト膜
厚が露光量に応じて段階的に異なるレジスト層を形成
し、 前記レジスト層が形成された基板をエッチング処理して
前記基板上に前記レジスト層の段階形状に対応した立体
形状を創成する光学素子の製造方法において、 前記多重露光の工程には、前記レジスト膜に対する露光
量と現像後のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比
例関係となる最小露光量以上のベース露光量Ａで、前記
立体形状の創成領域全体を露光するベース露光工程を有
することを特徴とする光学素子の製造方法。1. A substrate on which a photosensitive resist film is formed is subjected to multiple exposure using a plurality of masks having different mask patterns. A method of manufacturing an optical element in which a resist layer that varies stepwise according to the amount is formed, and a substrate on which the resist layer is formed is subjected to an etching process to create a three-dimensional shape corresponding to the step shape of the resist layer on the substrate. In the multiple exposure step, the base exposure amount A is not less than the minimum exposure amount where the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the resist film after development becomes a substantially linear proportional relationship. A method for manufacturing an optical element, comprising a base exposure step of exposing an entire region in which a shape is created. 【請求項２】 前記ベース露光量Ａは、現像後の前記レ
ジスト膜の残膜率が前記一次の比例関係において１００
％となる露光量であることを特徴とする請求項１に記載
の光学素子の製造方法。2. A method according to claim 1, wherein the base exposure amount A is 100 when the remaining film ratio of the resist film after development is 100% in the first linear relation.
2. The method according to claim 1, wherein the exposure amount is a percentage. 【請求項３】 前記レジスト膜に対する露光量と現像後
のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比例関係にあ
る露光量領域において定めた最終の残膜率に相当する露
光量をＢとしたときに、前記多重露光の工程における前
記立体形状創成のための露光量がＢ−Ａであることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製
造方法。3. An exposure amount corresponding to a final remaining film ratio determined in an exposure region in which the relationship between the exposure amount of the resist film and the residual film ratio of the developed resist film is substantially linearly proportional. 3. The method according to claim 1, wherein the exposure amount for creating the three-dimensional shape in the multiple exposure step is BA. 4. 【請求項４】 感光性のレジスト膜が形成された基板上
に、異なるマスクパターンを有する複数のマスクを用い
て多重露光する露光工程と、 前記多重露光された基板を現像処理して前記レジスト膜
厚が露光量に応じて段階的に異なるレジスト層を形成す
る現像工程と、 前記レジスト層が形成された基板をエッチング処理して
前記基板上に前記レジスト層の段階形状に対応した立体
形状を形成するエッチング工程とによって製作される光
学素子において、 前記露光工程は、前記レジスト膜に対する露光量と現像
後のレジスト膜の残膜率との関係が略一次の比例関係と
なる最小露光量以上のベース露光量Ａで前記立体形状の
創成領域全体を露光するベース露光工程と、 前記略一次の比例関係にある露光量領域において定めた
最終の残膜率に相当する露光量をＢとしたときに、Ｂ−
Ａなる露光量を前記複数のマスクに対応して複数に分割
して露光する分割露光工程とを有して形成されることを
特徴とする光学素子。4. An exposure step of performing multiple exposure on a substrate on which a photosensitive resist film is formed using a plurality of masks having different mask patterns, and developing the resist film by developing the multiple-exposed substrate. A developing step of forming a resist layer having a thickness that varies stepwise according to the exposure amount; and etching the substrate on which the resist layer is formed to form a three-dimensional shape on the substrate corresponding to the step shape of the resist layer. In the optical element manufactured by the etching step, the exposing step includes a base having a minimum exposure amount or more in which the relationship between the exposure amount for the resist film and the residual film ratio of the developed resist film has a substantially linear proportional relationship. A base exposure step of exposing the entire creation region of the three-dimensional shape with an exposure amount A, which corresponds to a final remaining film rate determined in the exposure amount region having a substantially linear proportional relationship When the exposure amount is B that, B-
A division exposure step of dividing and exposing the exposure amount A to a plurality of exposures corresponding to the plurality of masks. 【請求項５】 前記光学素子はゾーンプレートであり、 前記ゾーンプレートを照明光学系レンズまたは投影光学
系レンズとして有することを特徴とする露光装置。5. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical element is a zone plate, and the zone plate is provided as an illumination optical system lens or a projection optical system lens. 【請求項６】 感光性のレジスト膜が形成された基板を
載置するテーブルを備え、前記テーブルに載置された前
記基板のレジスト膜上に、複数のマスクを用いて異なる
マスクパターンを多重露光する露光装置と、 前記露光装置において多重露光された基板を現像処理し
て前記レジスト膜厚が露光量に応じて段階的に異なるレ
ジスト層を形成する現像装置と、 前記レジスト層が形成された基板をエッチング処理して
前記基板上に前記レジスト層の段階形状に対応した立体
形状を創成するエッチング装置とからなる光学素子の製
造システムにおいて、 前記露光装置は、前記多重露光において前記レジスト膜
に対する露光量と現像後のレジスト膜の残膜率との関係
が略一次の比例関係となる最小露光量以上のベース露光
量Ａで、前記立体形状の創成領域全体を露光するベース
露光手段と、 前記略一次の比例関係にある露光量領域において定めた
最終の残膜率に相当する露光量をＢとしたときに、Ｂ−
Ａなる露光量を前記複数のマスクに対応して複数に分割
して露光する分割露光手段とを備えることを特徴とする
光学素子の製造システム。6. A table for mounting a substrate on which a photosensitive resist film is formed, wherein a plurality of masks are used to multiplex-exposure different mask patterns on the resist film of the substrate mounted on the table. An exposure apparatus, a developing apparatus for developing a substrate that has been subjected to multiple exposures in the exposure apparatus to form a resist layer in which the resist film thickness varies stepwise according to the amount of exposure, and a substrate on which the resist layer is formed. An etching device that creates a three-dimensional shape corresponding to the step shape of the resist layer on the substrate by performing an etching process on the substrate, wherein the exposure device exposes the resist film in the multiple exposure. The above-mentioned three-dimensional shape is created at a base exposure amount A equal to or greater than the minimum exposure amount, in which the relationship between the residual exposure ratio of the resist film after development and the residual film ratio is substantially linearly proportional. Base exposure means for exposing the entire region; and B, when an exposure amount corresponding to the final remaining film ratio determined in the exposure amount region having a substantially linear proportional relationship is B-
A division exposure means for dividing the exposure amount A into a plurality of exposures corresponding to the plurality of masks and performing exposure.
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