JP3248526B2 - 回折光学素子及びそれを有した光学系 - Google Patents
回折光学素子及びそれを有した光学系Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子等の
光学素子及びそれを有した光学系に関し、例えば、被写
体を感光体面上に形成する為のカメラに用いられる結像
光学系、感光ドラム面上を光走査してその面上に画像情
報を形成する為の画像形成用光学系、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体素子などのデバイスを製造する際に第１物体とし
てのマスク上の電子回路パターンを投影レンズなどの投
影光学系により第２物体としてのウエハ上に投影すると
きの投影光学系、そしてこの投影のために該マスクを照
明する為の照明光学系等に好適なものである。
光学素子及びそれを有した光学系に関し、例えば、被写
体を感光体面上に形成する為のカメラに用いられる結像
光学系、感光ドラム面上を光走査してその面上に画像情
報を形成する為の画像形成用光学系、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体素子などのデバイスを製造する際に第１物体とし
てのマスク上の電子回路パターンを投影レンズなどの投
影光学系により第２物体としてのウエハ上に投影すると
きの投影光学系、そしてこの投影のために該マスクを照
明する為の照明光学系等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光の回折現象を利用した回折光学
素子を用いた光学系が種々と提案されている。回折光学
素子としては、例えばフレネルゾーンプレート，キノフ
ォーム，バイナリオプティックス，ホログラム等が知ら
れている。
素子を用いた光学系が種々と提案されている。回折光学
素子としては、例えばフレネルゾーンプレート，キノフ
ォーム，バイナリオプティックス，ホログラム等が知ら
れている。
【０００３】回折光学素子は、入射波面を定められた波
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折光学素子にはない特長を持っている。例
えば、屈折光学素子と逆の分散を示すこと、実質的には
厚みを持たないので光学系がコンパクトになること等の
特長を持っている。
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折光学素子にはない特長を持っている。例
えば、屈折光学素子と逆の分散を示すこと、実質的には
厚みを持たないので光学系がコンパクトになること等の
特長を持っている。
【０００４】一般に、回折光学素子の形状として、例え
ばバイナリ型の形状にするとその作製に半導体素子の製
造技術が適用可能となり、微細なピッチも比較的容易に
実現することができる。この為、ブレーズド形状を階段
形状で近似したバイナリ型の回折光学素子に関する研究
が最近盛んに進められている。
ばバイナリ型の形状にするとその作製に半導体素子の製
造技術が適用可能となり、微細なピッチも比較的容易に
実現することができる。この為、ブレーズド形状を階段
形状で近似したバイナリ型の回折光学素子に関する研究
が最近盛んに進められている。
【０００５】図２２から図２４は各々、従来の回折光学
素子の要部概略図である。
素子の要部概略図である。
【０００６】図２２はフレネルゾーンプレートであり、
ガラス基板上にクロム等の金属膜を蒸着し、リソグラフ
ィープロセスなどによりフレネルゾーンを描画すること
で金属膜等が残る遮光部と膜のない透光部を形成してい
る。図２３は輪帯の半径方向の周期構造の１周期が連続
的な曲面をなしているフレネルレンズ（キノフォーム）
の断面図であり、切削やプレス加工で形成している。図
２４はバイナリ型の回折光学素子であり、ガラス基板の
表面を複数回のリソグラフィープロセスによって階段状
に加工した位相型の回折格子より成っている。
ガラス基板上にクロム等の金属膜を蒸着し、リソグラフ
ィープロセスなどによりフレネルゾーンを描画すること
で金属膜等が残る遮光部と膜のない透光部を形成してい
る。図２３は輪帯の半径方向の周期構造の１周期が連続
的な曲面をなしているフレネルレンズ（キノフォーム）
の断面図であり、切削やプレス加工で形成している。図
２４はバイナリ型の回折光学素子であり、ガラス基板の
表面を複数回のリソグラフィープロセスによって階段状
に加工した位相型の回折格子より成っている。
【０００７】図２５から図２７は、従来の回折光学素子
を有した光学鏡筒の要部断面図である。
を有した光学鏡筒の要部断面図である。
【０００８】図２５は回折光学素子２５０１を鏡筒２５
０２にはめたもので回折光学素子２５０１の有効径φと
鏡筒２５０２の有効径Ｄがほぼ同じ径である。図２６は
図２５と同様に回折光学素子２６０１を鏡筒２６０２に
はめたもので回折光学素子２６０１の有効径φが鏡筒２
６０２の有効径Ｄより大きいものである。図２７は回折
光学素子２７０１の周辺部を切削加工等により回折光学
素子として機能する部位の外周部分近傍まで削ったもの
である。尚、２７０２は鏡筒である。
０２にはめたもので回折光学素子２５０１の有効径φと
鏡筒２５０２の有効径Ｄがほぼ同じ径である。図２６は
図２５と同様に回折光学素子２６０１を鏡筒２６０２に
はめたもので回折光学素子２６０１の有効径φが鏡筒２
６０２の有効径Ｄより大きいものである。図２７は回折
光学素子２７０１の周辺部を切削加工等により回折光学
素子として機能する部位の外周部分近傍まで削ったもの
である。尚、２７０２は鏡筒である。
【０００９】一方、回折光学素子に光を入射させたとき
回折格子以外の領域に光束が入射するとそこからノイズ
光が生じ、光学特性が低下する。
回折格子以外の領域に光束が入射するとそこからノイズ
光が生じ、光学特性が低下する。
【００１０】そこで特開昭６２−２５０４０１号公報や
特開平４−９５２３３号公報では回折格子の有効領域外
に遮光膜を施した回折光学素子を提案している。
特開平４−９５２３３号公報では回折格子の有効領域外
に遮光膜を施した回折光学素子を提案している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】回折光学素子を光学系
の一部に用いると前述した各種の利点が得られる。しか
しながら、例えば図２５に示すような回折光学素子は、
その有効径と鏡筒の有効径をあわせて組み立てることが
難しく、回折光学素子の回折作用の無い部位が鏡筒の有
効径内に存在する状態となり、不要光Ａが発生する要因
となった。その一方で図２６のように回折光学素子の有
効径を鏡筒の有効径より大きくする場合、周辺部の光が
通過しない部分の加工のために要するマスクのＥＢ描画
など加工の費用など無駄が多いという問題があった。ま
た、図２７に示すような回折光学素子ユニットは回折格
子部に近い部分を切削するため切削時に発生する微細な
塵や異物２７０３が周辺部に付着し、散乱等を発生する
原因となっている。
の一部に用いると前述した各種の利点が得られる。しか
しながら、例えば図２５に示すような回折光学素子は、
その有効径と鏡筒の有効径をあわせて組み立てることが
難しく、回折光学素子の回折作用の無い部位が鏡筒の有
効径内に存在する状態となり、不要光Ａが発生する要因
となった。その一方で図２６のように回折光学素子の有
効径を鏡筒の有効径より大きくする場合、周辺部の光が
通過しない部分の加工のために要するマスクのＥＢ描画
など加工の費用など無駄が多いという問題があった。ま
た、図２７に示すような回折光学素子ユニットは回折格
子部に近い部分を切削するため切削時に発生する微細な
塵や異物２７０３が周辺部に付着し、散乱等を発生する
原因となっている。
【００１２】従来の回折光学素子はいずれの場合も不要
光や散乱光を発生し、良好な回折光学素子やそれを用い
た光学系を製作することができないという課題があっ
た。
光や散乱光を発生し、良好な回折光学素子やそれを用い
た光学系を製作することができないという課題があっ
た。
【００１３】先の特開昭６２−２５０４０１号公報や特
開平４−９５２３３号公報で提案されている回折光学素
子は有効領域の周囲に遮光膜を施してノイズ光の発生を
防止しているが、遮光膜の詳しい構成については開示し
ていない。
開平４−９５２３３号公報で提案されている回折光学素
子は有効領域の周囲に遮光膜を施してノイズ光の発生を
防止しているが、遮光膜の詳しい構成については開示し
ていない。
【００１４】この種の遮光材料は、適切な素材を選定し
ないと、紫外線照射により材料から好ましくない物質が
出たり、該材料よりのアウトガスが紫外線等に分解さ
れ、好ましくない物質が生じレンズの曇等が発生し、露
光装置の寿命低下をひきおこす。特に光がダイレクトに
あたる遮光部材は影響が大きい。
ないと、紫外線照射により材料から好ましくない物質が
出たり、該材料よりのアウトガスが紫外線等に分解さ
れ、好ましくない物質が生じレンズの曇等が発生し、露
光装置の寿命低下をひきおこす。特に光がダイレクトに
あたる遮光部材は影響が大きい。
【００１５】本発明は、不要光やアウトガスの発生が少
ない回折光学素子及びそれを有した光学系の提供を目的
とする。
ない回折光学素子及びそれを有した光学系の提供を目的
とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の回折光
学素子はマスクのパターンでウエハを露光する露光装置
の光学系に用いる回折光学素子において、酸化ＣｒとＣ
ｒの積層膜より成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこ
とを特徴としている。
学素子はマスクのパターンでウエハを露光する露光装置
の光学系に用いる回折光学素子において、酸化ＣｒとＣ
ｒの積層膜より成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこ
とを特徴としている。
【００１７】請求項２の発明の回折光学素子はマスクの
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｒＣ，Ｈｆ
Ｃ，ＨｆＮのいずれか、あるいはその組み合わせより成
る遮光部を有効領域の周囲に設けたことを特徴としてい
る。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｒＣ，Ｈｆ
Ｃ，ＨｆＮのいずれか、あるいはその組み合わせより成
る遮光部を有効領域の周囲に設けたことを特徴としてい
る。
【００１８】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて前記遮光部にはアライメントマークが設けられて
いることを特徴としている。
おいて前記遮光部にはアライメントマークが設けられて
いることを特徴としている。
【００１９】請求項４の発明の回折光学素子はマスクの
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、アクリル系又はエポキシ系の遮
光インクより成る遮光部と前記光学系に組み込む際に使
用するアライメントマークとを有効領域の周囲に有し、
前記遮光インクが外部に露出していないことを特徴とし
ている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、アクリル系又はエポキシ系の遮
光インクより成る遮光部と前記光学系に組み込む際に使
用するアライメントマークとを有効領域の周囲に有し、
前記遮光インクが外部に露出していないことを特徴とし
ている。
【００２０】請求項５の発明の回折光学素子はマスクの
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム，アルミ，モリブデン，
タンタル，タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン，タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこと
を特徴としている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム，アルミ，モリブデン，
タンタル，タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン，タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を有効領域の周囲に設けたこと
を特徴としている。
【００２１】請求項６の発明の回折光学素子はマスクの
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム，アルミ，モリブデン，
タンタル，タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン，タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を非有効領域に設けたことを特
徴としている。
パターンでウエハを露光する露光装置の光学系に用いる
回折光学素子において、クロム，アルミ，モリブデン，
タンタル，タングステンのいずれか、又は、これらの金
属のいずれかと酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミ
ニウムのいずれかを積層した構造、又は、金属とシリコ
ンの化合物材料、又は、モリブデン，タングステンのい
ずれかとシリコンの化合物、又は、シリコン、又は、酸
化チタンより成る遮光部を非有効領域に設けたことを特
徴としている。
【００２２】請求項７の発明は請求項５又は６の発明に
おいて前記露光光の波長が２５０ｎｍ以下であることを
特徴としている。
おいて前記露光光の波長が２５０ｎｍ以下であることを
特徴としている。
【００２３】請求項８の発明は請求項１から６のいずれ
か１項の発明において前記回折光学素子は反射型回折光
学素子であることを特徴としている。
か１項の発明において前記回折光学素子は反射型回折光
学素子であることを特徴としている。
【００２４】請求項９の発明の光学系は請求項１から８
のいずれか１項の回折光学素子を有していることを特徴
としている。
のいずれか１項の回折光学素子を有していることを特徴
としている。
【００２５】請求項１０の発明の露光装置は請求項１か
ら８のいずれか１項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンでウエハを露光することを特徴
としている。
ら８のいずれか１項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンでウエハを露光することを特徴
としている。
【００２６】請求項１１の発明の露光装置は請求項１か
ら８のいずれか１項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンをウエハ上に投影することを特
徴としている。
ら８のいずれか１項の回折光学素子を含む光学系を利用
して、マスクのパターンをウエハ上に投影することを特
徴としている。
【００２７】請求項１２の発明のデバイスの製造方法は
請求項９または１０に記載の露光装置によりマスクのデ
バイスパターンでウエハを露光する段階と該露光したウ
エハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
請求項９または１０に記載の露光装置によりマスクのデ
バイスパターンでウエハを露光する段階と該露光したウ
エハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の回
折光学素子を有した光学鏡筒の実施形態１の要部正面図
と要部断面図である。図中、１は回折光学素子であり、
バイナリ形状（階段形状）やキノフォーム形状、そして
フレネル形状等の断面形状をもつ回折格子を設けた格子
部１０１と格子部１０１の外側周囲（光学的に非有効領
域）に、一定の幅で、回折格子１０１が形成されている
面側に設けた遮光部１０３とを有している。遮光部１０
３は金属やセラミックや薄膜セラミック、そして半導体
のいずれか１つより成る紫外線などのエネルギ照射によ
って好ましくない物質を生成しない特性を有した構成よ
り成っている。１０２は鏡筒（保持枠）であり、回折光
学素子１を保持している。
折光学素子を有した光学鏡筒の実施形態１の要部正面図
と要部断面図である。図中、１は回折光学素子であり、
バイナリ形状（階段形状）やキノフォーム形状、そして
フレネル形状等の断面形状をもつ回折格子を設けた格子
部１０１と格子部１０１の外側周囲（光学的に非有効領
域）に、一定の幅で、回折格子１０１が形成されている
面側に設けた遮光部１０３とを有している。遮光部１０
３は金属やセラミックや薄膜セラミック、そして半導体
のいずれか１つより成る紫外線などのエネルギ照射によ
って好ましくない物質を生成しない特性を有した構成よ
り成っている。１０２は鏡筒（保持枠）であり、回折光
学素子１を保持している。
【００５３】φは回折光学素子１の格子部１０１の有効
口径、ｄは回折光学素子１の口径、Ｄは鏡筒１０２の開
口口径を示している。本実施形態は口径中の範囲内に入
射した光が透過する透過型の回折光学素子１として示し
ているが口径中の範囲内に入射した光を反射する。この
範囲に反射膜のある反射型の素子であってもよい。
口径、ｄは回折光学素子１の口径、Ｄは鏡筒１０２の開
口口径を示している。本実施形態は口径中の範囲内に入
射した光が透過する透過型の回折光学素子１として示し
ているが口径中の範囲内に入射した光を反射する。この
範囲に反射膜のある反射型の素子であってもよい。
【００５４】次に、本実施形態の回折光学素子１の製造
方法を図２から図９を用いて説明する。この製造にはい
わゆるリソグラフィー技術が用いられる。
方法を図２から図９を用いて説明する。この製造にはい
わゆるリソグラフィー技術が用いられる。
【００５５】本実施形態では、基板上に遮光部の材料と
しての低反射クロムを形成した後，４段の階段形状より
成る回折格子を有する回折光学素子を作製する工程を述
べる。
しての低反射クロムを形成した後，４段の階段形状より
成る回折格子を有する回折光学素子を作製する工程を述
べる。
【００５６】低反射ブラッククロム層２０５はクロム層
と酸化クロム層よりなり，クロム層／酸化クロム層ある
いは酸化クロム層／クロム層の２層，または、図２に示
すようにクロム層２０３を酸化クロム層２０２、２０４
で挟みこんだ３層よりなる。遮光部の層構成は要求され
る低反射の度合に応じて選択する。本実施形態では３層
の場合について述べる。
と酸化クロム層よりなり，クロム層／酸化クロム層ある
いは酸化クロム層／クロム層の２層，または、図２に示
すようにクロム層２０３を酸化クロム層２０２、２０４
で挟みこんだ３層よりなる。遮光部の層構成は要求され
る低反射の度合に応じて選択する。本実施形態では３層
の場合について述べる。
【００５７】図２に示すように、まず透明な石英基板２
０１上に，酸化クロム膜２０２（ＣｒＯｘ）をスパッタ
リング法により３００Å形成し，続いてクロム膜２０３
（Ｃｒ）をスパッタリング法により１０００Å形成す
る。さらに引き続き酸化クロム膜２０４（ＣｒＯｘ）を
スパッタリング法により３００Å形成する。
０１上に，酸化クロム膜２０２（ＣｒＯｘ）をスパッタ
リング法により３００Å形成し，続いてクロム膜２０３
（Ｃｒ）をスパッタリング法により１０００Å形成す
る。さらに引き続き酸化クロム膜２０４（ＣｒＯｘ）を
スパッタリング法により３００Å形成する。
【００５８】次に低反射クロム層２０５の一部に以後の
アライメントの基準となるアライメントマーク３０１を
形成する。これにはまずフォトレジストをスピンコート
しアライメントマークとなる部分のみ，低反射Ｃｒが露
出するようにした後，反応性イオンエッチング法により
酸化クロム２０４を除去する。このとき例えばエッチン
グガスとして塩素ガス、あるいは塩素ガスと酸素ガスの
混合ガスを用いてエッチングしている。またＣｒ層がの
これば，オーバーエッチングしてもよい。続いてフォト
レジストを剥離する。この状態の模式図を図３に示す。
アライメントの基準となるアライメントマーク３０１を
形成する。これにはまずフォトレジストをスピンコート
しアライメントマークとなる部分のみ，低反射Ｃｒが露
出するようにした後，反応性イオンエッチング法により
酸化クロム２０４を除去する。このとき例えばエッチン
グガスとして塩素ガス、あるいは塩素ガスと酸素ガスの
混合ガスを用いてエッチングしている。またＣｒ層がの
これば，オーバーエッチングしてもよい。続いてフォト
レジストを剥離する。この状態の模式図を図３に示す。
【００５９】次にフォトレジストをスピンコートし、遮
光部１０３となる部分のみ、低反射Ｃｒが露出しないよ
うにパターン（レジストパターン）４０１を形成する。
この状態の模式図を図４に示す。反応性イオンエッチン
グ法により，上層の酸化クロム層２０４，クロム層２０
３および下層の酸化クロム層２０２を除去する。このと
き例えばエッチングガスとして塩素ガス、あるいは塩素
ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチングしてい
る。続いてフォトレジスト４０１を剥離する。この状態
の模式図を図５に示す。
光部１０３となる部分のみ、低反射Ｃｒが露出しないよ
うにパターン（レジストパターン）４０１を形成する。
この状態の模式図を図４に示す。反応性イオンエッチン
グ法により，上層の酸化クロム層２０４，クロム層２０
３および下層の酸化クロム層２０２を除去する。このと
き例えばエッチングガスとして塩素ガス、あるいは塩素
ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチングしてい
る。続いてフォトレジスト４０１を剥離する。この状態
の模式図を図５に示す。
【００６０】次に格子部１０１のエッチング工程に移
る。
る。
【００６１】図５の状態の基板２０１にフォトレジスト
を塗布し，第一回目のレジストパターン６０１を形成す
る。この状態の模式図を図６に示す。続いてレジストパ
ターン６０１をマスクに石英基板２０１を２４４０Åエ
ッチングする。その後レジストパターン６０１を剥離す
る。続いて基板２０１にフォトレジストを塗布し，第二
回目のレジストパターン７０１を形成する。この状態の
模式図を図７に示す。続いてレジストパターン７０１を
マスクに石英基板２０１を１２２０Åエッチングする。
この状態の模式図を図８に示す。最後にフォトレジスト
パターン７０１を剥離して図９に示す遮光部１０３を回
折面に有する回折光学素子１を製造している。あとは図
１のようにこの回折光学素子１を鏡筒１０２もしくはこ
れに類する鏡筒に設置するのみである。鏡筒１０２と回
折光学素子１の高精度な芯出しが要求される場合には、
鏡筒１０２に設置する際にプロセスで用いたアライメン
トマーク３０１を利用して鏡筒１０２と回折光学素子１
の芯出しを容易にしている。
を塗布し，第一回目のレジストパターン６０１を形成す
る。この状態の模式図を図６に示す。続いてレジストパ
ターン６０１をマスクに石英基板２０１を２４４０Åエ
ッチングする。その後レジストパターン６０１を剥離す
る。続いて基板２０１にフォトレジストを塗布し，第二
回目のレジストパターン７０１を形成する。この状態の
模式図を図７に示す。続いてレジストパターン７０１を
マスクに石英基板２０１を１２２０Åエッチングする。
この状態の模式図を図８に示す。最後にフォトレジスト
パターン７０１を剥離して図９に示す遮光部１０３を回
折面に有する回折光学素子１を製造している。あとは図
１のようにこの回折光学素子１を鏡筒１０２もしくはこ
れに類する鏡筒に設置するのみである。鏡筒１０２と回
折光学素子１の高精度な芯出しが要求される場合には、
鏡筒１０２に設置する際にプロセスで用いたアライメン
トマーク３０１を利用して鏡筒１０２と回折光学素子１
の芯出しを容易にしている。
【００６２】また、この低反射Ｃｒのようにメタルある
いはそれと無機材料との組み合わせより成る部材を用い
れば、光照射によるアウトガスが少なく、レンズの曇が
なく装置寿命が向上する。
いはそれと無機材料との組み合わせより成る部材を用い
れば、光照射によるアウトガスが少なく、レンズの曇が
なく装置寿命が向上する。
【００６３】尚、本発明の回折光学素子などの光学素子
において、有効領域１０１の周囲の遮光領域（遮光部）
１０３は次のうちの少なくとも１つの特性を有する構成
より成っている。 (ア-1)波長２５０ｎｍ以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光により好ましくない物質を発生さ
せない。 (ア-2)紫外線を遮光すると共に該紫外線により好ましく
ない物質を発生させない。 (ア-3)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
より好ましくない物質を発生させない。 (ア-4)波長２５０ｎｍ以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光に耐性を有する。 (ア-5)紫外線を遮光すると共に該紫外線に耐性を有す
る。 (ア-6)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
耐性を有する。
において、有効領域１０１の周囲の遮光領域（遮光部）
１０３は次のうちの少なくとも１つの特性を有する構成
より成っている。 (ア-1)波長２５０ｎｍ以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光により好ましくない物質を発生さ
せない。 (ア-2)紫外線を遮光すると共に該紫外線により好ましく
ない物質を発生させない。 (ア-3)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
より好ましくない物質を発生させない。 (ア-4)波長２５０ｎｍ以下の紫外線レーザー光を遮光す
ると共に該レーザー光に耐性を有する。 (ア-5)紫外線を遮光すると共に該紫外線に耐性を有す
る。 (ア-6)放射エネルギを遮光すると共に該放射エネルギに
耐性を有する。
【００６４】次に本発明の回折光学素子の実施形態２の
製造方法について図１０から図１６を用いて説明する。
この製造にも前述のリソグラフィー技術が用いられる。
製造方法について図１０から図１６を用いて説明する。
この製造にも前述のリソグラフィー技術が用いられる。
【００６５】本実施形態は遮光部を実施形態１同様に低
反射クロムとするが、作製方法として４段の階段形状よ
り成る回折格子を有する回折光学素子を作製した後に、
遮光部を形成するものである。図１０から１６は本実施
形態の作製方法の途中工程を示している。
反射クロムとするが、作製方法として４段の階段形状よ
り成る回折格子を有する回折光学素子を作製した後に、
遮光部を形成するものである。図１０から１６は本実施
形態の作製方法の途中工程を示している。
【００６６】石英基板１００１にフォトレジストを塗布
し，第一回目のレジストパターン１００２を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン１００３も同時に形成する。この状態
の模式図を図１０に示す。続いてレジストパターン１０
０２をマスクに石英基板１００１を２４４０Åエッチン
グする。この状態の模式図を図１１に示す。続いて基板
１００１にフォトレジストを塗布し，第二回目のレジス
トパターン１２０４を形成する。続いてレジストパター
ン１２０４をマスクに石英基板１００１を１２２０Åエ
ッチングする。この状態の模式図を１２に示す。最後に
フォトレジストパターン１２０４を剥離して図１３に示
す回折光学素子１の格子部が完成する。
し，第一回目のレジストパターン１００２を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン１００３も同時に形成する。この状態
の模式図を図１０に示す。続いてレジストパターン１０
０２をマスクに石英基板１００１を２４４０Åエッチン
グする。この状態の模式図を図１１に示す。続いて基板
１００１にフォトレジストを塗布し，第二回目のレジス
トパターン１２０４を形成する。続いてレジストパター
ン１２０４をマスクに石英基板１００１を１２２０Åエ
ッチングする。この状態の模式図を１２に示す。最後に
フォトレジストパターン１２０４を剥離して図１３に示
す回折光学素子１の格子部が完成する。
【００６７】次に図１３に示す基板１００１に酸化クロ
ム膜１４０５（ＣｒＯｘ）をスパッタリング法により３
００Å形成し，続いてクロム膜１４０６（Ｃｒ）をスパ
ッタリング法により１０００Å形成する。さらに引き続
き酸化クロム膜１４０７（ＣｒＯｘ）をスパッタリング
法により３００Å形成する。この状態の模式図を図１４
に示す。
ム膜１４０５（ＣｒＯｘ）をスパッタリング法により３
００Å形成し，続いてクロム膜１４０６（Ｃｒ）をスパ
ッタリング法により１０００Å形成する。さらに引き続
き酸化クロム膜１４０７（ＣｒＯｘ）をスパッタリング
法により３００Å形成する。この状態の模式図を図１４
に示す。
【００６８】次にフォトレジストをスピンコートし、遮
光部１０３のみマスクされるようにパターン１５０１を
形成する。この状態の模式図を図１５に示す。
光部１０３のみマスクされるようにパターン１５０１を
形成する。この状態の模式図を図１５に示す。
【００６９】反応性イオンエッチング法により，格子部
領域に塗布した上層の酸化クロム層１４０７，クロム層
１４０６および下層の酸化クロム層１４０５を除去す
る。このとき例えばエッチングガスとして塩素ガス、あ
るいは塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチン
グしている。続いてフォトレジスト１５０１を剥離す
る。この状態の模式図を図１６に示す。このようにして
遮光部１０３を回折面に施した回折光学素子１を製造し
ている。
領域に塗布した上層の酸化クロム層１４０７，クロム層
１４０６および下層の酸化クロム層１４０５を除去す
る。このとき例えばエッチングガスとして塩素ガス、あ
るいは塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチン
グしている。続いてフォトレジスト１５０１を剥離す
る。この状態の模式図を図１６に示す。このようにして
遮光部１０３を回折面に施した回折光学素子１を製造し
ている。
【００７０】あとは図１のようにこの回折光学素子１を
鏡筒１０２もしくはこれに類する鏡筒に設置するのみで
ある。鏡筒１０２と回折光学素子１の高精度な芯出しが
要求される場合には、鏡筒１０２に設置する際にプロセ
スで用いたアライメントマークを利用して鏡筒１０２と
回折光学素子１の芯出しを容易にしている。
鏡筒１０２もしくはこれに類する鏡筒に設置するのみで
ある。鏡筒１０２と回折光学素子１の高精度な芯出しが
要求される場合には、鏡筒１０２に設置する際にプロセ
スで用いたアライメントマークを利用して鏡筒１０２と
回折光学素子１の芯出しを容易にしている。
【００７１】次に本発明の回折光学素子の実施形態３の
製造方法について図２８から図３５を用いて説明する。
製造方法について図２８から図３５を用いて説明する。
【００７２】本実施形態は、作製方法として４段の階段
形状より成る回折格子を有する回折光学素子を作製した
後に、遮光部を形成している。図２８から図３５は本実
施形態の作製方法の途中工程を示している。
形状より成る回折格子を有する回折光学素子を作製した
後に、遮光部を形成している。図２８から図３５は本実
施形態の作製方法の途中工程を示している。
【００７３】石英基板１００１にフォとレジストを塗布
し、第一回目のレジストパターン１００２を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン１００３も同時に形成する。この状態
の模式図を図２８に示す。続いてレジストパターン１０
０２をマスクに石英基板１００１を１８５４Åエッチン
グする。この状態の模式図を図２９に示す。続いて基板
１００１にフォトレジストを塗布し、第二回目のレジス
トパターン１２０４をマスクに石英基板１００１を９２
７Åエッチングする。この状態の模式図を図３０に示
す。最後にフォトレジストパターン１２０４を剥離して
図３１に示す回折光学素子１の格子部が完成する。
し、第一回目のレジストパターン１００２を形成する。
またこの後の工程の基準となるアライメントマーク用の
レジストパターン１００３も同時に形成する。この状態
の模式図を図２８に示す。続いてレジストパターン１０
０２をマスクに石英基板１００１を１８５４Åエッチン
グする。この状態の模式図を図２９に示す。続いて基板
１００１にフォトレジストを塗布し、第二回目のレジス
トパターン１２０４をマスクに石英基板１００１を９２
７Åエッチングする。この状態の模式図を図３０に示
す。最後にフォトレジストパターン１２０４を剥離して
図３１に示す回折光学素子１の格子部が完成する。
【００７４】上記エッチング深さは、使用波長１９３ｎ
ｍに最適化されたものである。
ｍに最適化されたものである。
【００７５】次にフォトレジストをスピンコートし、フ
ォトレジスト層ａを形成する。この状態を図３２に示
す。
ォトレジスト層ａを形成する。この状態を図３２に示
す。
【００７６】次にアライメントマークｃを用いてアライ
メントを行いちょうど素子部のみにフォトレジストパタ
ーンｂがかかるように、露光，現像を行う。この状態を
図３３に示す。
メントを行いちょうど素子部のみにフォトレジストパタ
ーンｂがかかるように、露光，現像を行う。この状態を
図３３に示す。
【００７７】次にスパッタリング法により、アルミ膜ｄ
を１０００オングストローム成膜する。この状態を図３
４に示す。
を１０００オングストローム成膜する。この状態を図３
４に示す。
【００７８】ここではアルミ膜を用いたが、スパッタリ
ングのターゲットを変更することで、アルミのかわりに
モリブデン，タンタル，タングステン，モリブデンシリ
サイド，タングステンシリサイド，シリコン，酸化チタ
ンのうちのいずれかの材料を成膜しても、この後の工程
に変わりはない。これらの材料は光の波長１９３ｎｍ付
近での吸収が大きく、あるいは反射が大きいため、十分
遮光膜として機能する。
ングのターゲットを変更することで、アルミのかわりに
モリブデン，タンタル，タングステン，モリブデンシリ
サイド，タングステンシリサイド，シリコン，酸化チタ
ンのうちのいずれかの材料を成膜しても、この後の工程
に変わりはない。これらの材料は光の波長１９３ｎｍ付
近での吸収が大きく、あるいは反射が大きいため、十分
遮光膜として機能する。
【００７９】次にレジストの剥離液を用い、リフトオフ
法により素子上のアルミ膜とフォトレジスト膜を同時に
除去する。この時リフトオフしにくければ、スクラバー
を併用してもよい。リフトオフが完了して遮光部付の素
子が完了する。この状態を図３５に示す。
法により素子上のアルミ膜とフォトレジスト膜を同時に
除去する。この時リフトオフしにくければ、スクラバー
を併用してもよい。リフトオフが完了して遮光部付の素
子が完了する。この状態を図３５に示す。
【００８０】以上のように本実施形態の光学素子はその
周辺領域に無機材料より成る遮光部１０３を設けてい
る。
周辺領域に無機材料より成る遮光部１０３を設けてい
る。
【００８１】ここで、遮光部１０３は光学素子を用いる
ときの使用波長（２５０ｎｍ以下の光）に対して、 (イ-1)低吸収であること。 (イ-2)高反射であること。 である。
ときの使用波長（２５０ｎｍ以下の光）に対して、 (イ-1)低吸収であること。 (イ-2)高反射であること。 である。
【００８２】又遮光部１０３の材料は、 (ウ-1)金属材料であること。 (ウ-2)クロム，アルミ，モリブデン，タンタル，タング
ステンのいずれかであること。 (ウ-3)金属とシリコンの化合物であること。 (ウ-4)モリブデン，タングステンのいずれかとシリコン
の化合物であること。 (ウ-5)半導体材料であること。 (ウ-6)シリコンであること。 (ウ-7)金属酸化物であること (ウ-8)酸化チタンであること。 である。
ステンのいずれかであること。 (ウ-3)金属とシリコンの化合物であること。 (ウ-4)モリブデン，タングステンのいずれかとシリコン
の化合物であること。 (ウ-5)半導体材料であること。 (ウ-6)シリコンであること。 (ウ-7)金属酸化物であること (ウ-8)酸化チタンであること。 である。
【００８３】尚、本実施形態において遮光部は反射防止
処理を施した金属より構成しても良い。このときの反射
防止処理は酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物層を積層したものとしている。
処理を施した金属より構成しても良い。このときの反射
防止処理は酸化クロム，酸化シリコン，酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物層を積層したものとしている。
【００８４】図１７（Ａ）、（Ｂ）は本発明の回折光学
素子を有した光学鏡筒の実施形態４の要部正面図と要部
断面図である。
素子を有した光学鏡筒の実施形態４の要部正面図と要部
断面図である。
【００８５】本実施形態は、図１の実施形態１に比べ
て、回折光学素子１の基板の回折格子１７０１のある面
と反対側の面の周囲に、一定の幅の遮光部１７０３を設
けた点が異なっているだけであり、その他の構成は同じ
である。図中１７０２は鏡筒（保持枠）である。
て、回折光学素子１の基板の回折格子１７０１のある面
と反対側の面の周囲に、一定の幅の遮光部１７０３を設
けた点が異なっているだけであり、その他の構成は同じ
である。図中１７０２は鏡筒（保持枠）である。
【００８６】本実施形態は回折光学素子１の基板の厚み
が薄い場合や、光学系の瞳を回折光学素子の近傍に配置
する場合などに有効である。また、必要に応じて、両面
の周囲に遮光部を設けてもいい。
が薄い場合や、光学系の瞳を回折光学素子の近傍に配置
する場合などに有効である。また、必要に応じて、両面
の周囲に遮光部を設けてもいい。
【００８７】本実施形態の回折光学素子の作製方法は実
施形態１の図２から図５で示した、スパッター、レジス
ト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の工
程を裏面に対して行っている。表面の回折格子面に損傷
を与えなければ、回折格子面の加工後でも回折格子面の
加工前でもよい。また、例えばカールズース社製の商品
名「Suss MA25 」のような両面アライメント付きの両面
露光装置を使うことで表の回折面の中心と裏面の遮光部
の中心を精度良く一致させて作製している。
施形態１の図２から図５で示した、スパッター、レジス
ト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の工
程を裏面に対して行っている。表面の回折格子面に損傷
を与えなければ、回折格子面の加工後でも回折格子面の
加工前でもよい。また、例えばカールズース社製の商品
名「Suss MA25 」のような両面アライメント付きの両面
露光装置を使うことで表の回折面の中心と裏面の遮光部
の中心を精度良く一致させて作製している。
【００８８】あとは図１７に示すように、この回折光学
素子１を鏡筒１７０２もしくはこれに類する鏡筒に設置
するのみである。鏡筒と回折光学素子の高精度な芯出し
が要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部に設
けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学素子
の芯出しを容易にしている。
素子１を鏡筒１７０２もしくはこれに類する鏡筒に設置
するのみである。鏡筒と回折光学素子の高精度な芯出し
が要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部に設
けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学素子
の芯出しを容易にしている。
【００８９】図１８（Ａ）、（Ｂ）は本発明の回折光学
素子を有した光学鏡筒の実施形態５の要部断面図であ
る。尚、（Ａ）は各要素１８０１，１８０２，１８０４
の構成をわかり易くするための分解図である。
素子を有した光学鏡筒の実施形態５の要部断面図であ
る。尚、（Ａ）は各要素１８０１，１８０２，１８０４
の構成をわかり易くするための分解図である。
【００９０】本実施形態は、図１の実施形態１に比べ、
回折光学素子１を回折格子を設けた格子部材１８０１と
格子部材１８０１の周辺部に入射する光を遮光する遮光
部１８０３を有する光学素子１８０４との独立した２つ
の部材を隣接し配置した点が異なっているだけであり、
その他の構成は同じである。
回折光学素子１を回折格子を設けた格子部材１８０１と
格子部材１８０１の周辺部に入射する光を遮光する遮光
部１８０３を有する光学素子１８０４との独立した２つ
の部材を隣接し配置した点が異なっているだけであり、
その他の構成は同じである。
【００９１】本実施形態では、薄い基板１８０５に大き
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材１８０１を
作製する場合、平行平板より成る光学素子１８０４を張
り合わせることで格子部材１８０１の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子１８０４として、その上面に曲率を持たせることで、
張り合わせ型の回折、屈折のハイブリッド型の光学素子
を用いても良い。
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材１８０１を
作製する場合、平行平板より成る光学素子１８０４を張
り合わせることで格子部材１８０１の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子１８０４として、その上面に曲率を持たせることで、
張り合わせ型の回折、屈折のハイブリッド型の光学素子
を用いても良い。
【００９２】遮光部１８０３付きの平行平板１８０４は
実施形態１の図２から図５で示した、スパッター、レジ
スト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の
工程を平行平板に対して行う。図３のようにこの遮光部
１８０３にアライメントマーク３０１を施し、格子部材
１８０１に施したアライメントマークと合わせながら張
り合わせを行うことで高精度で格子部材１８０１回折光
学素子の光軸と平行平板１８０４の遮光部１８０３の中
心とを合わせている。
実施形態１の図２から図５で示した、スパッター、レジ
スト塗布、パターニング、エッチング、レジスト剥離の
工程を平行平板に対して行う。図３のようにこの遮光部
１８０３にアライメントマーク３０１を施し、格子部材
１８０１に施したアライメントマークと合わせながら張
り合わせを行うことで高精度で格子部材１８０１回折光
学素子の光軸と平行平板１８０４の遮光部１８０３の中
心とを合わせている。
【００９３】あとは図１８のようにこの回折光学素子１
を鏡筒１８０２もしくはこれに類する鏡筒に設置するの
みである。鏡筒１８０２と回折光学素子１の高精度な芯
出しが要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部
に設けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学
素子の芯出しを容易にしている。
を鏡筒１８０２もしくはこれに類する鏡筒に設置するの
みである。鏡筒１８０２と回折光学素子１の高精度な芯
出しが要求される場合には、鏡筒に設置する際に遮光部
に設けたアライメントマークを利用して鏡筒と回折光学
素子の芯出しを容易にしている。
【００９４】図１９（Ａ）、（Ｂ）は本発明の回折光学
素子を有した光学鏡筒の実施形態６の要部断面図であ
る。図１９（Ａ）は図１８（Ａ）と同じく分解図であ
る。
素子を有した光学鏡筒の実施形態６の要部断面図であ
る。図１９（Ａ）は図１８（Ａ）と同じく分解図であ
る。
【００９５】本実施形態は、図１の実施形態１に比べ
て、回折光学素子１を回折格子を設けた格子部材１９０
１と平行平面より成る光学素子１９０４、そしてそれら
の間に配置した格子部材１９０１の周辺部に入射する光
を遮光する遮光部材１９０３の３つの部材より構成した
点が異なっているだけであり、その他の構成は同じであ
る。１９０２は鏡筒（保持部材）である。
て、回折光学素子１を回折格子を設けた格子部材１９０
１と平行平面より成る光学素子１９０４、そしてそれら
の間に配置した格子部材１９０１の周辺部に入射する光
を遮光する遮光部材１９０３の３つの部材より構成した
点が異なっているだけであり、その他の構成は同じであ
る。１９０２は鏡筒（保持部材）である。
【００９６】本実施形態では、薄い基板１９０５に大き
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材１９０１を
作製する場合、平行平板より成る光学素子１９０４を張
り合わせることで格子部材１９０１の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子１９０４として、その上面に曲率を持たせ球面や非球
面とすることより、張り合わせ型の回折と屈折のハイブ
リッド型の光学素子が供給できる。
な面積にわたり回折格子を加工して格子部材１９０１を
作製する場合、平行平板より成る光学素子１９０４を張
り合わせることで格子部材１９０１の自重変形などを低
減している。また回折面を保護する作用もある。光学素
子１９０４として、その上面に曲率を持たせ球面や非球
面とすることより、張り合わせ型の回折と屈折のハイブ
リッド型の光学素子が供給できる。
【００９７】遮光部材１９０３はブラックアルマイト処
理をした金属薄板や、黒色の吸収部材による薄板、セラ
ミック材料より成る吸収部材による薄板、あるいはマッ
ト面加工した金属薄板の中心に穴を加工したドーナツ状
の薄板などの無機材料より構成している。尚、セラミッ
ク材料としてはＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｈｆ
Ｎのいずれか、又はその組み合わせを用いている。
理をした金属薄板や、黒色の吸収部材による薄板、セラ
ミック材料より成る吸収部材による薄板、あるいはマッ
ト面加工した金属薄板の中心に穴を加工したドーナツ状
の薄板などの無機材料より構成している。尚、セラミッ
ク材料としてはＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｈｆ
Ｎのいずれか、又はその組み合わせを用いている。
【００９８】遮光部材１９０３に穴を加工する際に設け
たアライメントマークを用いて、格子部材１９０１に遮
光部材１９０３を光軸を合わせて貼り付け、更にその上
に平行平板１９０４を張り合わせて鏡筒に全体を設置す
ることで、図１９（Ｂ）に示すのような回折光学素子１
を構成している。
たアライメントマークを用いて、格子部材１９０１に遮
光部材１９０３を光軸を合わせて貼り付け、更にその上
に平行平板１９０４を張り合わせて鏡筒に全体を設置す
ることで、図１９（Ｂ）に示すのような回折光学素子１
を構成している。
【００９９】次に本発明の回折光学素子の実施形態７に
ついて説明する。
ついて説明する。
【０１００】本実施形態の回折光学素子は、図１に示し
た回折光学素子１の遮光部分１０３を印刷によって設け
ている点が異なっているだけであり、その他の構成は図
１の実施形態１と同じである。図１０から図１３のプロ
セス工程を経て形成された回折光学素子の基板１００１
に対して、アライメントマークを基準に印刷により遮光
部分を設ける。印刷の方法としてはスクリーン印刷や、
タンポ印刷、ホットスタンプ印刷等が有り、アクリル系
またはエポキシ系などの遮光インクを数ミクロンから数
十ミクロンの厚みで印刷している。
た回折光学素子１の遮光部分１０３を印刷によって設け
ている点が異なっているだけであり、その他の構成は図
１の実施形態１と同じである。図１０から図１３のプロ
セス工程を経て形成された回折光学素子の基板１００１
に対して、アライメントマークを基準に印刷により遮光
部分を設ける。印刷の方法としてはスクリーン印刷や、
タンポ印刷、ホットスタンプ印刷等が有り、アクリル系
またはエポキシ系などの遮光インクを数ミクロンから数
十ミクロンの厚みで印刷している。
【０１０１】スクリーン印刷はインクを塗布する部分と
塗布しない部分をスクリーン上のインクが染み込む部分
と染み込まない部分で分け、このスクリーンを通してイ
ンクを転写する方法である。タンポ印刷はシリコンゴム
にインクを吸わせ、基板に転写する方法で、ホットスタ
ンプ印刷はフィルムについた遮光マスクを熱により転写
する方法を用いている。
塗布しない部分をスクリーン上のインクが染み込む部分
と染み込まない部分で分け、このスクリーンを通してイ
ンクを転写する方法である。タンポ印刷はシリコンゴム
にインクを吸わせ、基板に転写する方法で、ホットスタ
ンプ印刷はフィルムについた遮光マスクを熱により転写
する方法を用いている。
【０１０２】このとき光は遮光塗料の下面すなわち基板
との界面付近に照射されるため、ここでの光照射による
アウトガスは表面より放出されにくくなっている。
との界面付近に照射されるため、ここでの光照射による
アウトガスは表面より放出されにくくなっている。
【０１０３】次に本発明の回折光学素子の実施形態８に
ついて説明する。
ついて説明する。
【０１０４】本実施形態の回折光学素子は、図１７に示
した回折光学素子の遮光部分１７０３を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図１７の実施形態３と同じである。図１０から図１３の
プロセス工程を経て形成された回折光学素子の基板１０
０１に対して、表面のアライメントマークを基準に基板
の裏側に印刷により遮光部分を設ける。印刷の方法とし
てはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットスタンプ印
刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系などの遮光イ
ンクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印刷してい
る。
した回折光学素子の遮光部分１７０３を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図１７の実施形態３と同じである。図１０から図１３の
プロセス工程を経て形成された回折光学素子の基板１０
０１に対して、表面のアライメントマークを基準に基板
の裏側に印刷により遮光部分を設ける。印刷の方法とし
てはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットスタンプ印
刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系などの遮光イ
ンクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印刷してい
る。
【０１０５】次に本発明の回折光学素子の実施形態９に
ついて説明する。
ついて説明する。
【０１０６】本実施形態の回折光学素子は、図１８に示
した回折光学素子の遮光部分１８０３を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図１８の実施形態４と同じである。張り合わせる基板側
に印刷によって遮光部分１８０３を設けている。印刷の
方法としてはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットス
タンプ印刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系など
の遮光インクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印
刷している。張り合わせる際には遮光部分１８０３に印
刷の際に、もしくは印刷後に設けたアライメント用マー
クにより格子部材１８０１の光軸と張り合わせる平行平
板１８０４の開口部の中心とを精度良く合わせている。
した回折光学素子の遮光部分１８０３を印刷によって設
けている点が異なっているだけであり、その他の構成は
図１８の実施形態４と同じである。張り合わせる基板側
に印刷によって遮光部分１８０３を設けている。印刷の
方法としてはスクリーン印刷や、タンポ印刷、ホットス
タンプ印刷等が有り、アクリル系またはエポキシ系など
の遮光インクを数ミクロンから数十ミクロンの厚みで印
刷している。張り合わせる際には遮光部分１８０３に印
刷の際に、もしくは印刷後に設けたアライメント用マー
クにより格子部材１８０１の光軸と張り合わせる平行平
板１８０４の開口部の中心とを精度良く合わせている。
【０１０７】このとき光は遮光塗料に光が照射されて
も、光照射によるアウトガスは部材１９０４により抑え
込まれる。
も、光照射によるアウトガスは部材１９０４により抑え
込まれる。
【０１０８】図２０（Ａ）、（Ｂ）は本発明の回折光学
素子を有した光学鏡筒の実施形態１０の要部正面図と要
部断面図である。
素子を有した光学鏡筒の実施形態１０の要部正面図と要
部断面図である。
【０１０９】本実施形態は、図１の実施形態１に比べて
透過型回折光学素子の代わりに反射型回折光学素子であ
る点が異なっているだけであり、その他の構成は同じで
ある。
透過型回折光学素子の代わりに反射型回折光学素子であ
る点が異なっているだけであり、その他の構成は同じで
ある。
【０１１０】同図において、２００１は回折格子を設け
た格子部、２００２は鏡筒、２００３は遮光部、φは格
子部２１０１の有効口径、ｄは回折光学素子１の口径で
ある。
た格子部、２００２は鏡筒、２００３は遮光部、φは格
子部２１０１の有効口径、ｄは回折光学素子１の口径で
ある。
【０１１１】次に、図２０に示した反射型の回折光学素
子１の作製方法の一例を説明する。図１０から図１３に
示すように実施形態２で示した作製方法によりバイナリ
型の格子部（回折光学素子）を作製する。この際、反射
型の場合、透過型の回折光学素子とはエッチングの深さ
が異なるので、反射型の回折光学素子として最適化され
た深さをエッチングする。この後、スパッタリング法に
より、クロムを表面の全面に形成し、その上にスパッタ
リング法により酸化クロム等の誘電体層を形成する。そ
の後、レジストを塗布し、格子部のみを露光して現像を
行い、周辺部のみレジストが残る状態を形成する。次に
反応性エッチングによって誘電体層のみをエッチングす
ることにより遮光部２１０３付きの反射型の回折光学素
子１を作製している。金属層が施されている格子部分は
反射率の高い反射型の回折光学素子として機能し、周辺
の誘電体層が施されている周辺部は反射率の低い遮光部
２００３として機能する。あとはこの回折光学素子１を
図２０の鏡筒２００２もしくはこれに類する鏡筒に設置
している。反射用の金属層としてはアルミ、白金、金、
銀等を用いてもよい。また誘電体層はアルミナやＳｉＯ
2等を用いてもよい。
子１の作製方法の一例を説明する。図１０から図１３に
示すように実施形態２で示した作製方法によりバイナリ
型の格子部（回折光学素子）を作製する。この際、反射
型の場合、透過型の回折光学素子とはエッチングの深さ
が異なるので、反射型の回折光学素子として最適化され
た深さをエッチングする。この後、スパッタリング法に
より、クロムを表面の全面に形成し、その上にスパッタ
リング法により酸化クロム等の誘電体層を形成する。そ
の後、レジストを塗布し、格子部のみを露光して現像を
行い、周辺部のみレジストが残る状態を形成する。次に
反応性エッチングによって誘電体層のみをエッチングす
ることにより遮光部２１０３付きの反射型の回折光学素
子１を作製している。金属層が施されている格子部分は
反射率の高い反射型の回折光学素子として機能し、周辺
の誘電体層が施されている周辺部は反射率の低い遮光部
２００３として機能する。あとはこの回折光学素子１を
図２０の鏡筒２００２もしくはこれに類する鏡筒に設置
している。反射用の金属層としてはアルミ、白金、金、
銀等を用いてもよい。また誘電体層はアルミナやＳｉＯ
2等を用いてもよい。
【０１１２】本実施形態の回折光学素子を光学系に用い
ると口径の大きい光束が入射しても格子部に入射する光
は反射と回折によって所望の波面を得られ、周辺部に入
射する光は遮光部によって遮光されるので迷光や不要光
が発生しない回折光学素子となっている。
ると口径の大きい光束が入射しても格子部に入射する光
は反射と回折によって所望の波面を得られ、周辺部に入
射する光は遮光部によって遮光されるので迷光や不要光
が発生しない回折光学素子となっている。
【０１１３】反射型の回折光学素子の周辺の遮光部は透
過型の回折光学素子の遮光部と同様の作製方法で形成で
きるため、実施形態１から９の遮光部分の形成方法から
コストや精度に応じて適したものを用いている。
過型の回折光学素子の遮光部と同様の作製方法で形成で
きるため、実施形態１から９の遮光部分の形成方法から
コストや精度に応じて適したものを用いている。
【０１１４】以上の各実施形態は回折光学素子について
説明したが、回折光学素子の代わりにレンズ、プリズム
等の光学素子においても同様に適用可能である。
説明したが、回折光学素子の代わりにレンズ、プリズム
等の光学素子においても同様に適用可能である。
【０１１５】図２１は本発明の回折光学素子を有した光
学鏡筒をＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣＤ等の
撮像デバイス、液晶パネル等の表示デバイス等のデバイ
ス製造用の工程のうちリソグラフィー工程において使用
される投影露光装置に適用した実施形態１１の模式図で
ある。
学鏡筒をＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣＤ等の
撮像デバイス、液晶パネル等の表示デバイス等のデバイ
ス製造用の工程のうちリソグラフィー工程において使用
される投影露光装置に適用した実施形態１１の模式図で
ある。
【０１１６】同図において、２１０１は光源を含む照明
光学系、２１０２はレチクル、２１０３は投影光学系２
１０８の鏡筒、２１０４はレンズ、２１０５は回折光学
素子、２１０６はウエハ、２１０７はウエハステージで
ある。回折光学素子２１０５は上記各形態のいずれでも
適用でき、例えば実施形態１の回折光学素子の回折面の
周辺部に遮光手段を設けたものである。ウエハステージ
２１０７によってウエハ２１０６を所望の位置に位置決
めし、不図示のフォーカス検出手段により、ウエハ高さ
をフォーカス位置に調整する。ここで、場合に応じて不
図示の検出系によって、ウエハにすでに露光されている
下のレイヤーのマークに対してレチクルをアライメント
する。フォーカスとアライメントが完了したとき、不図
示のシャッターを開き、光源２１０１からの照明光によ
ってレチクルを照明し、レチクル２１０２の上のパター
ンを投影光学系２１０８によってウエハ２１０６の上に
投影する。上記光源は、ＫｒＦエキシマレーザー、Ａｒ
Ｆエキシマレーザーなど波長２５０ｎｍ以下の紫外線を
発する。
光学系、２１０２はレチクル、２１０３は投影光学系２
１０８の鏡筒、２１０４はレンズ、２１０５は回折光学
素子、２１０６はウエハ、２１０７はウエハステージで
ある。回折光学素子２１０５は上記各形態のいずれでも
適用でき、例えば実施形態１の回折光学素子の回折面の
周辺部に遮光手段を設けたものである。ウエハステージ
２１０７によってウエハ２１０６を所望の位置に位置決
めし、不図示のフォーカス検出手段により、ウエハ高さ
をフォーカス位置に調整する。ここで、場合に応じて不
図示の検出系によって、ウエハにすでに露光されている
下のレイヤーのマークに対してレチクルをアライメント
する。フォーカスとアライメントが完了したとき、不図
示のシャッターを開き、光源２１０１からの照明光によ
ってレチクルを照明し、レチクル２１０２の上のパター
ンを投影光学系２１０８によってウエハ２１０６の上に
投影する。上記光源は、ＫｒＦエキシマレーザー、Ａｒ
Ｆエキシマレーザーなど波長２５０ｎｍ以下の紫外線を
発する。
【０１１７】そして、ウエハ２１０６を公知の現像処理
工程を介してデバイスを製造している。尚、本発明に係
る回折光学素子を有した光学鏡筒は画像形成用の光学機
器や照明用の照明装置等にも同様に適用することができ
る。
工程を介してデバイスを製造している。尚、本発明に係
る回折光学素子を有した光学鏡筒は画像形成用の光学機
器や照明用の照明装置等にも同様に適用することができ
る。
【０１１８】また本発明によれば、遮光領域への光照射
により発生するアウトガスが減り、レンズの曇等の問題
が回避でき装置寿命が長くなる。
により発生するアウトガスが減り、レンズの曇等の問題
が回避でき装置寿命が長くなる。
【０１１９】
【発明の効果】以上本発明によれば、不要光やアウトガ
スの発生が少ない回折光学素子及びそれを有した光学系
を達成することができる。
スの発生が少ない回折光学素子及びそれを有した光学系
を達成することができる。
【０１２０】又、光学素子に所定の材質より成る遮光部
を設けることで不要な透過光が発生せず、従来のように
鏡筒の口径と回折光学素子の有効口径を合わせる必要が
なくなり、製造上の公差が緩くなる。また遮光部分を大
きくとれば、周辺部の切削による異物などが光学素子に
付着することも低減され、一方で設計、作製した回折光
学素子の全面を無駄なく回折光学素子として有効活用で
きる。
を設けることで不要な透過光が発生せず、従来のように
鏡筒の口径と回折光学素子の有効口径を合わせる必要が
なくなり、製造上の公差が緩くなる。また遮光部分を大
きくとれば、周辺部の切削による異物などが光学素子に
付着することも低減され、一方で設計、作製した回折光
学素子の全面を無駄なく回折光学素子として有効活用で
きる。
【０１２１】又、遮光部分にアライメントマークを設け
ておけば、光学素子を鏡筒に高精度に芯出しして設置す
ることが要求される際にも有効利用できる。このマーク
は、光学的には不要散乱光を発生しないので大変有効で
ある。
ておけば、光学素子を鏡筒に高精度に芯出しして設置す
ることが要求される際にも有効利用できる。このマーク
は、光学的には不要散乱光を発生しないので大変有効で
ある。
【０１２２】又、各実施形態の回折光学素子を露光装置
に適応した場合、遮光手段は回折光学素子の回折面上で
回折部位の周辺を覆っているため、回折部位を通らない
光は遮光され、ウエハの露光に悪影響を及ぼすことがな
い。もちろん回折光学素子であるためレンズの肉厚は通
常のレンズより薄く、合成石英やホタル石等を材料にし
て作成することにより、ＡｒＦエキシマレーザーやＫｒ
Ｆエキシマレーザーを光源に使っても透過率が高く、露
光効率が高い。
に適応した場合、遮光手段は回折光学素子の回折面上で
回折部位の周辺を覆っているため、回折部位を通らない
光は遮光され、ウエハの露光に悪影響を及ぼすことがな
い。もちろん回折光学素子であるためレンズの肉厚は通
常のレンズより薄く、合成石英やホタル石等を材料にし
て作成することにより、ＡｒＦエキシマレーザーやＫｒ
Ｆエキシマレーザーを光源に使っても透過率が高く、露
光効率が高い。
【０１２３】また本発明によると、不要な透過光と散乱
光を低減したので光学素子の半導体デバイス製造用の露
光装置への搭載を容易に実現でき、光学特性の高い投影
光学系が得られる。又、ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒ
Ｆエキシマレーザーなどの紫外線を光源に用いても透過
率が高く、レンズ硝材劣化の少ない投影光学系が得られ
る。
光を低減したので光学素子の半導体デバイス製造用の露
光装置への搭載を容易に実現でき、光学特性の高い投影
光学系が得られる。又、ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒ
Ｆエキシマレーザーなどの紫外線を光源に用いても透過
率が高く、レンズ硝材劣化の少ない投影光学系が得られ
る。
【０１２４】また一方で、光学素子を用いた光学系の製
作、組み立てを容易にしたため、本発明は半導体デバイ
ス製造用の露光装置に限らず、汎用の光学機器に広く応
用することができる。
作、組み立てを容易にしたため、本発明は半導体デバイ
ス製造用の露光装置に限らず、汎用の光学機器に広く応
用することができる。
【図１】本発明の回折光学素子の実施形態１の要部断面
図
図
【図２】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図３】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図４】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図５】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図６】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図７】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図８】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図９】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の途中工程を示す説明図
の途中工程を示す説明図
【図１０】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１１】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１２】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１３】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１４】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１５】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１６】本発明の回折光学素子の実施形態２の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図１７】本発明の回折光学素子の実施形態４の要部概
略図
略図
【図１８】本発明の回折光学素子の実施形態５の要部概
略図
略図
【図１９】本発明の回折光学素子の実施形態６の要部概
略図
略図
【図２０】本発明の回折光学素子の実施形態１０の要部
概略図
概略図
【図２１】回折光学素子を用いた光学系である本発明の
実施形態１１の要部概略図
実施形態１１の要部概略図
【図２２】従来の回折光学素子の説明図
【図２３】従来の回折光学素子の説明図
【図２４】従来の回折光学素子の説明図
【図２５】従来の回折光学素子の説明図
【図２６】従来の回折光学素子の説明図
【図２７】従来の回折光学素子の説明図
【図２８】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図２９】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３０】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３１】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３２】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３３】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３４】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
【図３５】本発明の回折光学素子の実施形態３の製造方
法の途中工程を示す説明図
法の途中工程を示す説明図
１０１、１７０１、１８０１、１９０１、２００１、２
１０５格子部 １０２、１７０２、１８０２、１９０２、２００２鏡筒 １０３、１７０３、１８０３、１９０３、２００３遮光
手段 ２０１、１００１基板 ２０２、２０４、１４０５、１４０７酸化クロム ２０３、１４０６クロム ２０４ 酸化クロム ３０１ アライメントマーク ４０１、６０１、７０１、１００２、１００３、１２０
４、１５０１レジストパターン １９０４ 隣接する平行平板 ２１０１ 光源部 ２１０２ レチクル ２１０４ レンズ ２１０６ ウエハ ２１０７ ウエハステージ
１０５格子部 １０２、１７０２、１８０２、１９０２、２００２鏡筒 １０３、１７０３、１８０３、１９０３、２００３遮光
手段 ２０１、１００１基板 ２０２、２０４、１４０５、１４０７酸化クロム ２０３、１４０６クロム ２０４ 酸化クロム ３０１ アライメントマーク ４０１、６０１、７０１、１００２、１００３、１２０
４、１５０１レジストパターン １９０４ 隣接する平行平板 ２１０１ 光源部 ２１０２ レチクル ２１０４ レンズ ２１０６ ウエハ ２１０７ ウエハステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−95233（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−54508（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318955（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21901（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−179477（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−123549（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−50202（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 1/11 G02B 5/00 G02B 5/18
Claims (12)
- 【請求項１】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、酸化Ｃ
ｒとＣｒの積層膜より成る遮光部を有効領域の周囲に設
けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項２】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＨｆＮのいずれか、ある
いはその組み合わせより成る遮光部を有効領域の周囲に
設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項３】 前記遮光部にはアライメントマークが設
けられていることを特徴とする請求項１又は２の回折光
学素子。 - 【請求項４】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、アクリ
ル系又はエポキシ系の遮光インクより成る遮光部と前記
光学系に組み込む際に使用するアライメントマークとを
有効領域の周囲に有し、前記遮光インクが外部に露出し
ていないことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項５】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、クロ
ム，アルミ，モリブデン，タンタル，タングステンのい
ずれか、又は、これらの金属のいずれかと酸化クロム，
酸化シリコン，酸化アルミニウムのいずれかを積層した
構造、又は、金属とシリコンの化合物材料、又は、モリ
ブデン，タングステンのいずれかとシリコンの化合物、
又は、シリコン、又は、酸化チタンより成る遮光部を有
効領域の周囲に設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項６】 マスクのパターンでウエハを露光する露
光装置の光学系に用いる回折光学素子において、クロ
ム，アルミ，モリブデン，タンタル，タングステンのい
ずれか、又は、これらの金属のいずれかと酸化クロム，
酸化シリコン，酸化アルミニウムのいずれかを積層した
構造、又は、金属とシリコンの化合物材料、又は、モリ
ブデン，タングステンのいずれかとシリコンの化合物、
又は、シリコン、又は、酸化チタンより成る遮光部を非
有効領域に設けたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項７】 前記露光光の波長が２５０ｎｍ以下であ
ることを特徴とする請求項５又は６の回折光学素子。 - 【請求項８】 前記回折光学素子は反射型回折光学素子
であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項
の回折光学素子。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項の回折光
学素子を有していることを特徴とする光学系。 - 【請求項１０】 請求項１から８のいずれか１項の回折
光学素子を含む光学系を利用して、マスクのパターンで
ウエハを露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項１１】 請求項１から８のいずれか１項の回折
光学素子を含む光学系を利用して、マスクのパターンを
ウエハ上に投影することを特徴とする露光装置。 - 【請求項１２】 請求項９または１０に記載の露光装置
によりマスクのデバイスパターンでウエハを露光する段
階と該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特
徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25565899A JP3248526B2 (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | 回折光学素子及びそれを有した光学系 |
| US09/393,966 US6967796B2 (en) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | Optical element and optical system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27661598 | 1998-09-11 | ||
| JP10-276615 | 1998-09-11 | ||
| JP25565899A JP3248526B2 (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | 回折光学素子及びそれを有した光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147210A JP2000147210A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3248526B2 true JP3248526B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=26542352
Family Applications (1)
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