光学元件制造方法、光学元件的制作方法

专利名称：光学元件制造方法、光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在基板上形成有具有遮光部、透光部以及移相部的转印图案的透射型 相移掩模等的光学元件及其制造方法。
背景技术：
近年来，公知有在基板(例如石英等透明基板)上形成有具有遮光部、透光部以及 移相部的转印图案的透射型相移掩模等光学元件(例如参照专利文献1)。遮光部是对形成 在基板上的遮光膜进行构图而成的，构成为阻断照射到光学元件上的光。透光部是露出基 板上的一部分表面而成的，构成为透射照射到光学元件上的光。移相部是对露出的基板的 一部分表面进行蚀刻等而成的，构成为使照射到光学元件上的光的相位移动预定量并使其 透射。专利文献1 日本特开2003-330159号公报作为制造上述光学元件的方法，例如考虑图1所例示的方法。首先，准备在基板101上依次形成有遮光膜102、第1抗蚀剂膜103的光学元件坯 体100b (图1(a))。接着，使用光刻技术来形成第1抗蚀剂图案103P，该第1抗蚀剂图案 103p覆盖除了移相部110的形成预定区域110'以外的区域(透光部111的形成预定区域 111'以及遮光部120的形成预定区域120')(图1(b))。接着，将形成的第1抗蚀剂图案 103p作为掩模，对部分露出的遮光膜102进行蚀刻而将其去除后，对通过蚀刻遮光膜102 而部分露出的基板101的表面以预定深度进行蚀刻，形成移相部110(图1(c))。接着，去 除第1抗蚀剂图案103P(图1(d))。接着，以覆盖透光部111的形成预定区域11Γ、遮光 部120的形成预定区域120'以及移相部110的整个面的方式，形成第2抗蚀剂膜104(图 1(e))。接着，使用光刻技术，形成覆盖遮光部120的形成预定区域120'的第2抗蚀剂图案 104p (图1 (f))。接着，将第2抗蚀剂图案104p作为掩模，对露出的遮光膜102进行蚀刻而 将其去除，使基板101的表面部分露出而形成透光部111 (图1 (g))。接着，去除第2抗蚀剂 图案104p(图1 (h))。由此，制造在基板101上形成有遮光部120、透光部111以及移相部 110的光学元件100。此外，作为制造上述光学元件的另一个方法，例如考虑图2所例示的方法。首先，准备在基板201上依次形成有遮光膜202、第1抗蚀剂膜203的光学元件坯 体200b(图2(a))。接着，使用光刻技术，形成覆盖遮光部的形成预定区域220'的第1抗 蚀剂图案203p (图2 (b))。接着，将形成的第1抗蚀剂图案203p作为掩模，对露出的遮光膜 202进行蚀刻而将其去除(图2 (c))。接着，去除第1抗蚀剂图案203p，形成遮光部220 (图 2 (d))。接着，以覆盖透光部的形成预定区域211 ‘、遮光部220以及移相部的形成预定区域 210'的整个面的方式，形成第2抗蚀剂膜204(图2(e))。接着，使用光刻技术来形成第2 抗蚀剂图案204p，该第2抗蚀剂图案204p覆盖除了移相部210的形成预定区域210'以外 的区域(透光部211的形成预定区域211'以及遮光部220)(图2(f))。接着，将形成的第 2抗蚀剂图案204p作为掩模，对露出的基板201的表面蚀刻预定深度，形成移相部210(图2(g))。接着，去除第2抗蚀剂图案204p(图2(h))。由此，制造在基板201上形成有遮光部 220、透光部211以及移相部210的光学元件200。在上述两种方法中，均经过两次光刻工序来划定遮光部、透光部以及移相部。例 如，在图1所示的方法中，经过第1次光刻工序(图1(b)所示的工序)来划定移相部110， 之后，经过第2次光刻工序(图1 (f)所示的工序)来划定遮光部120与透光部111的边 界。此外，在图2所示的方法中，经过第1次光刻工序(图2(b)所示的工序)来划定遮光 部220，之后，经过第2次光刻工序(图2(f)所示的工序)来划定移相部210与透光部211 的边界。但是，根据发明人等的精心研究，如果像这样经过两次光刻工序来分别形成遮光 部、透光部以及移相部，则例如存在下述情况，即遮光部与移相部的相对位置出乎意料地偏 离。即，在上述方法中，在第1次光刻工序和第2次光刻工序之间，需要实施从描绘装置临时 卸下处理中的掩模坯体来形成第2抗蚀剂膜的工序(例如图1(e)、图2(e)所示的工序)。 但是，如果从描绘装置临时卸下处理中的掩模坯体，则很难将光学元件坯体再现性良好地 设置到描绘装置中。结果，不能完全防止在第1次光刻工序中的描绘结果与第2次光刻工 序的描绘结果之间产生对准偏差。即，在再次设置到描绘装置中的掩模坯体上产生位置偏 差等时，在图1所示的方法中，在第1次光刻工序中划定的遮光部120与在第2次光刻工序 中划定的移相部110的相对位置(图5(b)中的C相对于A、B的位置)相对于设计上的相 对位置，例如偏离10 30nm左右。同样地，在图2所示的方法中，在第1次光刻工序中划 定的遮光部220与在第2次光刻工序中划定的移相部210的相对位置(图5(c)中的A、B 相对于C的位置)相对于设计上的相对位置，也例如偏离10 30nm左右。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够准确地划定遮光部、透光部以及移相部的 光学元件制造方法以及光学元件。本发明第1方式是一种光学元件制造方法，该光学元件具有由形成在基板上并 被构图后的遮光膜构成的遮光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述 基板的一部分表面进行蚀刻而成的移相部，并且该光学元件具有所述移相部与所述透光部 邻接的部分，其特征在于，该光学元件制造方法具有准备在所述基板上依次层叠有所述遮 光膜和第1抗蚀剂膜的光学元件坯体的工序；以及对所述第1抗蚀剂膜实施描绘和显影，形 成第1抗蚀剂图案的工序，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的形成预定区域，并且划定所 述移相部的形成预定区域。本发明第2方式是一种光学元件制造方法，该光学元件具有由形成在基板上并 被构图后的遮光膜构成的遮光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述 基板的一部分表面进行蚀刻而成的移相部，其特征在于，该光学元件制造方法具有准备在 所述基板上依次层叠有所述遮光膜和第1抗蚀剂膜的光学元件坯体的工序；对所述第1抗 蚀剂膜实施描绘和显影，形成第1抗蚀剂图案的工序，该第1抗蚀剂图案覆盖所述遮光部的 形成预定区域，并且划定所述移相部的形成预定区域；将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对 所述遮光膜进行部分蚀刻，由此形成所述遮光部，并且形成对所述移相部的形成预定区域 进行划定的划定图案的工序；形成第2抗蚀剂膜的工序，该第2抗蚀剂膜至少覆盖所述基板的露出面；对所述第2抗蚀剂膜实施描绘和显影，形成第2抗蚀剂图案的工序，该第2抗蚀 剂图案至少使所述移相部的形成预定区域露出；将所述划定图案和所述第2抗蚀剂图案作 为掩模对所述基板的露出面进行蚀刻，由此形成所述移相部的工序；以及通过去除所述第 2抗蚀剂图案和所述划定图案，使所述基板的一部分表面露出而形成所述透光部的工序。本发明第3方式是在第2方式所述的光学元件制造方法中，所述光学元件具有所 述透光部与所述移相部邻接的部分。本发明第4方式是在第1至第3中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 所述第1抗蚀剂图案通过覆盖所述移相部的形成预定区域的外周侧，来划定所述移相部的 形成预定区域。本发明第5方式是在第1至第4中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 在形成所述第2抗蚀剂图案的工序中，使用对所述移相部的形成预定区域的尺寸加上对准 裕量而得到的尺寸的图案数据，使所述基板露出，在形成所述移相部的工序中，将所述划定 图案的所述移相部的形成预定区域侧缘以及所述第2抗蚀剂图案作为掩模，来蚀刻所述基 板的露出面。本发明第6方式是在第1至第5中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 所述基板是由石英构成的透明基体材料。本发明第7方式是在第1至第5中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 所述基板具有透明基体材料、和形成在所述透明基体材料上的移相膜，在形成所述移相部 的工序中，将所述划定图案和所述第2抗蚀剂图案作为掩模，对所述移相膜的露出面进行 蚀刻。本发明第8方式是在第1至第7中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 所述透光部的透射光的相位与所述移相部的透射光的相位之差为45度以上且200度以下。本发明第9方式是在第1至第8中的任意一个方式所述的光学元件制造方法中， 所述遮光部与所述移相部的相对位置相对于设计上的相对位置在士5nm以内。本发明第10方式是一种光学元件，该光学元件具有由形成在基板上并被构图后 的遮光膜构成的遮光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述基板的一 部分表面进行蚀刻而成的移相部，其特征在于，所述光学元件具有所述移相部与所述透光 部邻接的部分，并且所述遮光部和所述移相部是通过对所述遮光膜进行构图的工序而同时 划定的。本发明第11方式是在第10方式所述的光学元件中，所述基板具有透明基体材料、 和形成在所述透明基体材料上的移相膜，所述透光部是露出所述移相膜的一部分表面而成 的，所述移相部是对所述移相膜的至少一部分表面进行蚀刻而成的。本发明第12方式是在第10或11中的任意一个方式所述的光学元件中，所述透光 部的透射光与所述移相部的透射光的相位差为45度以上且200度以下。本发明第13方式是在第10至第12中的任意一个方式所述的光学元件中，所述遮 光部与所述移相部的相对位置相对于设计上的相对位置在士5nm以内。根据本发明，可以提供一种能准确地划定遮光部、透光部以及移相部的光学元件 制造方法、以及光学元件。


图1是示出经过两次光刻工序来划定遮光部、透光部以及移相部的参考例的光学 元件制造方法的流程图。图2是示出经过两次光刻工序来划定遮光部、透光部以及移相部的另一个参考例 的光学元件制造方法的流程图。图3是本发明的一个实施方式的光学元件制造方法的流程图。图4是本发明的另一个实施方式的光学元件制造方法的流程图。图5是说明遮光部、透光部以及移相部的划定精度的概略图。图6(a)是本发明的一个实施方式的光学元件的部分剖视图，图6(b)是本发明的 另一个实施方式的光学元件的部分剖视图。标号说明300 光学元件；300b 光学元件坯体；301 基板；302 遮光膜；303 第1抗蚀剂 膜；303p 第1抗蚀剂膜图案；310 移相部；311 ‘移相部的形成预定区域；311 透光部； 320:遮光部；320'遮光部的形成预定区域。
具体实施例方式<本发明的一个实施方式>以下，主要参照图3、图6 (a)说明本发明的一个实施方式。图3是本实施方式的光 学元件300的制造方法的流程图。图6(a)是本实施方式的光学元件300的部分剖视图。(1)光学元件的结构如图6 (a)所示，光学元件300具有对形成在基板301上的遮光膜302进行构图而 成的遮光部320、露出基板301的一部分表面而成的透光部311、以及对基板301的一部分 表面进行蚀刻而成的移相部310。此外，图6 (a)例示了光学元件300的层叠结构，实际的图 案不限于与该图案相同。基板301构成为由例如石英(SiO2)玻璃、或含有Si02、A1203、B2O3> R0、R2O等的低 膨胀玻璃等构成的平板。基板301的主面(正面及背面)被研磨等而构成为平坦且平滑。 基板301例如可以是一边为6英寸左右的方形。基板301的厚度例如可以设为0.25英寸左右。基板301的表面构成为可以例如使用CF4和&的混合气体作为蚀刻气体进行蚀刻 (干蚀刻)。可以根据想要得到的相移量对基板301的一部分表面进行刻入，来形成移相部 310。例如，如果为ArF用的相移掩模，为了得到180度的相位差，可以设为刻入170nm左右。构成遮光部320的遮光膜302实质上以铬(Cr)为主要成分，例如通过溅射等成膜 方法来形成。遮光膜302的膜厚例如可以设为IOOnm左右。此外，在遮光膜302的表面设 置Cr化合物(CrO、CrC、CrN等)的层，可以使表面具有反射抑制功能。遮光膜302可以例 如使用Cl2和&的混合气体作为蚀刻气体来进行蚀刻(干蚀刻)。如后所述，通过进行一次描绘工序来同时划定遮光部320和移相部310。划定遮光 部320和移相部310的情况将后述。由此，可以使遮光部320与移相部310的相对位置成 为设计上的相对位置那样。例如，可以使遮光部320与移相部310的相对位置相对于设计 值的偏差在士5nm以内。更优选的是士3nm以下。此外，构成为透光部311设置在遮光部320与移相部310之间，具有透光部311与移相部310邻接的部分。此外，优选移相部310的光透射率与透光部311的光透射率大致相等。例如，构成 为移相部310的光透射率为透光部311的光透射率的80%以上且100%以下，更优选的是 90%以上且100%以下。此外，在通过基板301的刻入来形成移相部310的情况下，由于刻 入侧面的曝光光的漫反射，存在移相部310的光透射率小于透光部311的光透射率的倾向， 但是优选即使在这种情况下，移相部310的光透射率也为透光部311的光透射率的80%以 上。此外，构成为透光部311的透射光与移相部310的透射光的相位差为45度以上且 200度以下。此外，可以通过选择移相部310的基板301的刻入量来调整相关的相位差。(2)光学元件的制造方法接着，说明本实施方式的光学元件300的制造方法。(准备光学元件坯体300b的工序)首先，准备图3(a)所例示那样的、在基板301上依次层叠有遮光膜302和第1抗 蚀剂膜303的光学元件坯体300b。基板301和遮光膜302的结构如上所述。第1抗蚀剂膜 303、后述的第2抗蚀剂膜304以及后述的第3抗蚀剂膜305由正性抗蚀剂材料或负性抗蚀 剂材料形成。以下，以第1抗蚀剂膜303、第2抗蚀剂膜304以及第3抗蚀剂膜305分别由 正性抗蚀剂材料形成来进行说明。第1抗蚀剂膜303、第2抗蚀剂膜304以及第3抗蚀剂 膜305例如使用旋转涂布或狭缝涂布机(slit coater)等方法进行涂布后焙烘形成，其厚 度例如为500nm以下。(形成第1抗蚀剂图案303p的工序)接着，通过电子束描绘机或激光描绘机等进行描绘曝光，使第1抗蚀剂膜303的一 部分感光，通过喷射方式等方法向第1抗蚀剂膜303提供显影液进行显影，由此形成第1抗 蚀剂图案303p，该第1抗蚀剂图案303p覆盖遮光部320的形成预定区域320'，并且划定 移相部310的形成预定区域310'。图3(b)例示形成有第1抗蚀剂图案303p的状态。如图3(b)所示，第1抗蚀剂图 案303p具有覆盖遮光部320的形成预定区域320 ‘的部分303a、以及划定移相部310的形 成预定区域310'的部分30北。划定移相部310的形成预定区域310'的部分30 形成 为通过使移相部310的形成预定区域310'露出并且以预定宽度覆盖其外周侧，来划定移 相部310的形成预定区域310'。像这样在本实施方式中，通过进行一次描绘工序，来同时划定对遮光部320的形 成预定区域320'进行覆盖的部分303a、以及对移相部310的形成预定区域310'进行划定 的部分30北。即，通过进行一次描绘工序来同时划定遮光部320的形成预定区域320'、和 移相部310的形成预定区域310'。由此，可以完全排除随着多次描绘工序而产生的描绘图 案的对准偏差并进行构图，可以准确地划定遮光部320、透光部311和移相部310。例如，可 以精密控制相对于遮光部320形成的移相部310的相对位置、和设计上的移相部310相对 于遮光部320的相对位置。结果，如后所述，可以将掩模上的位置与设计值上的位置之间的 差异(例如图5(a) (c)中的位置B和位置C的实际距离与设计距离之差)设为士5nm 以下。此外，可以准确地控制形成在遮光部320与移相部310之间的透光部311的宽度和 形状(图5(a) (c)中的位置A与位置B之间的距离等)。
(蚀刻遮光膜302的工序)接下来，将第1抗蚀剂图案303p作为掩模，部分蚀刻遮光膜302，成为遮光膜图 案302p，由此形成遮光部320，并且形成划定移相部310的形成预定区域310'的划定图案 302b。图3 (c)例示对遮光膜302部分蚀刻后的状态。如图3 (c)所示，遮光膜图案302p具 有形成遮光部320的部分30 、和划定移相部310的形成预定区域310'的划定图案302b。 划定图案302b构成为使移相部310的形成预定区域310'露出，并且以预定宽度覆盖其 外周侧，由此划定移相部310的形成预定区域310'。(形成第2抗蚀剂膜304的工序)接着，形成第2抗蚀剂膜304，该第2抗蚀剂膜304至少覆盖基板301的露出面， 即，至少分别覆盖移相部310的形成预定区域310'、和没有被划定图案302b覆盖的透光部 311的形成预定区域311'。图3(e)例示形成有第2抗蚀剂膜304的状态。在本实施方式中，如图3 (d)所示， 去除了第1抗蚀剂图案303p后，以全面覆盖基板301的露出面和遮光膜图案302p的上表 面(遮光部320的上表面和划定图案302b的上表面)的方式，形成第2抗蚀剂膜304。(形成第2抗蚀剂图案304p的工序)接着，进行与上述同样的描绘曝光，使第2抗蚀剂膜304的一部分感光并显影，由 此形成至少使移相部310的形成预定区域310'露出的第2抗蚀剂图案304p。图3(f)例示形成有第2抗蚀剂图案304p的状态。此外，在形成第2抗蚀剂图案 304p的工序中，使用相对于移相部310的尺寸增大了对准裕量(例如30nm以下)的尺寸的 描绘数据，来描绘移相部310的形成预定区域。由此，所形成的抗蚀剂图案使移相部310的 形成预定区域310'露出，并且使划定图案302b中的移相部310的形成预定区域310'侧 的边缘部分露出。由此，在对移相部310的形成预定区域310'进行蚀刻时，可以防止相对 于第2抗蚀剂图案和上述遮光膜图案的位置偏差的影响，不但准确地划定蚀刻区域，即使 抗蚀剂图案由于蚀刻过程而受到损害，移相部310的蚀刻形状也不会受到影响。这是因为 在蚀刻移相部310时，可以使用划定图案的边缘而不是抗蚀剂图案的边缘，来作为蚀刻掩 模的边缘。(形成移相部310的工序)接着，将划定图案302b和第2抗蚀剂图案304p作为掩模部分，对基板301的露出 面进行部分蚀刻，由此形成移相部310。此处，将露出的划定图案302b (尤其是该移相部310 的形成预定区域310'的侧缘)和第2抗蚀剂图案304p作为掩模，蚀刻基板301的露出面。可以通过例如使用了 CF4和&的混合气体的干蚀刻来进行基板301的蚀刻。优选 适当设定移相部310的深度以调整透光部311的透射光与移相部310的透射光的相位差。 图3(g)例示形成有移相部310的状态。如上所述，在形成第2抗蚀剂图案304p的工序中，使划定图案302b的移相部310 的形成预定区域310'侧(边缘部分)部分露出。此外，在形成移相部310的工序中，将划 定图案302b和第2抗蚀剂图案304p作为掩模来蚀刻基板301的露出面。此处，与由抗蚀剂材料构成的第2抗蚀剂图案304p的截面形状相比，实质上以铬 (Cr)为主要成分而形成的划定图案302b (遮光膜30 的截面形状不容易因蚀刻等而受到损害。此外，与由抗蚀剂材料构成的第2抗蚀剂图案304p的截面形状相比，实质上以铬(Cr) 为主要成分而形成的划定图案302b (遮光膜30 与基板301表面的密接性高。因此，可以 通过将露出的划定图案302b作为掩模对基板301的露出面进行蚀刻，来准确地形成移相部 310的外缘部(侧壁部)。此外，如上所述，在形成第2抗蚀剂图案的工序中，使用划定图案302b的移相部 310的形成预定区域310'侧的边缘部分。由此，在形成移相部310的工序中，能够可靠地 进行基板301的蚀刻，能够准确地控制移相部310的形状和深度。(形成透光部311的工序)接着，通过去除第2抗蚀剂图案304p和划定图案302b，从而使基板301的一部分 表面露出而形成透光部311。具体而言，如图3(h)所例示，去除第2抗蚀剂图案304p。接着，如图3 (i)所例示， 以全面覆盖基板301的露出面、形成遮光部320的部分30 、遮光膜图案302p的上表面(遮 光部320的上表面和划定图案302b的上表面)、以及移相部310的上表面的方式，形成第3 抗蚀剂膜305。然后，进行与上述同样的描绘曝光，使第3抗蚀剂膜305的一部分感光并进 行显影，由此如图3(j)所例示，形成至少使划定图案302b及其周围露出的第3抗蚀剂图案 305p。接着，如图3(k)所例示，对划定图案302b进行蚀刻而将其去除。可以利用与上述的 遮光膜302的蚀刻同样的方法，来进行划定图案302b的蚀刻去除。接着，去除抗蚀剂图案 305po根据以上，结束图3(1)所例示的光学元件300的制造。(3)效果根据本实施方式，取得以下所示的1个或多个效果。(a)根据本实施方式，通过进行一次描绘工序，来同时划定对遮光部320的形成预 定区域310'进行覆盖的部分303a、和对移相部310的形成预定区域310'进行划定的部分 30北。即，通过进行一次描绘工序来同时划定遮光部320的形成预定区域320'、和移相部 310的形成预定区域310'。由此，能够完全排除随着多次描绘工序而产生的描绘图案的对 准偏差(其包括由描绘机的精度产生的偏差以及每次在描绘机上载置基板时产生的载置 偏差)并进行构图，能够准确地划定遮光部320、透光部311和移相部310。例如，可以将遮 光部320与移相部310的相对位置设为相对于设计上的相对位置在士5nm以内，更优选的 是在士3nm以内。与此相对，在经过两次光刻工序来划定遮光部、透光部以及移相部的图1、图2所 示的方法中，如上所述，例如不能精密地控制遮光部与移相部的相对位置。这是因为例如在 从描绘装置临时卸下处理中的掩模坯体时，很难再现性良好地将光学元件坯体设置到描绘 装置中。与此相对，根据本实施方式，通过用一次描绘工序来同时划定遮光部320的形成预 定区域320'、和移相部310的形成预定区域310'，因此可以消除在两次光刻工序间产生 的对准偏差，能够如设计值那样准确地划定遮光部320、透光部311和移相部310的位置。(b)此外，在本实施方式的形成第2抗蚀剂图案304p的工序中，使划定图案302b 的移相部310的形成预定区域310'侧的边缘部分露出。而且，在本实施方式的形成移相 部310的工序中，将划定图案302b和第2抗蚀剂图案304p作为掩模对基板301的露出面 进行蚀刻。由此，能够准确地形成移相部310的外缘部(侧壁部)。
即，与由抗蚀剂材料构成的第2抗蚀剂图案304p的截面形状比较，实质上以铬 (Cr)为主要成分而形成的划定图案302b (遮光膜30 的截面形状不容易因蚀刻等而受到 损害。换言之，如果使用抗蚀剂图案的边缘来划定蚀刻区域，则存在蚀刻中途抗蚀剂图案的 边缘形状劣化的不良情况。此外，与由抗蚀剂材料构成的第2抗蚀剂图案304p的截面形状 相比，实质上以铬(Cr)为主要成分而形成的划定图案302b (遮光膜302)与基板301表面 的密接性高。因此，可以通过将露出的划定图案302b作为掩模对基板301的露出面进行蚀 刻，来准确地形成移相部310的外缘部(侧壁部)。(c)此外，在本实施方式的形成第2抗蚀剂图案的工序中，使用与移相部310的尺 寸相比增大考虑了对准裕量的尺寸的图案数据来进行描绘，使划定图案302b的移相部310 的形成预定区域310'侧的边缘部分部分地露出。由此，能够可靠地防止第2抗蚀剂膜304 残留在移相部310的形成预定区域310'内。由此，能够可靠地进行基板301的蚀刻，能够 准确地控制移相部310的形状和深度。(d)此外，本实施方式的光学元件300可用作利用相移效果将预定转印图案转印 到被转印体上的相移掩模。具体而言，在投影光学系统中设置作为相移掩模的光学元件300，对被转印体上 的感光体进行曝光，将排列的多个遮光部320的像转印到感光体上。此处，如上所述，构成 为移相部310的光透射率是透光部311的光透射率的80%以上且100%以下，因此能够对 被转印体照射必要光量的曝光光。此外，虽然具有透光部311与移相部310邻接的部分， 但由于构成为透光部311的透射光与移相部310的透射光的相位差为45度以上且200度 以下，更优选为160 200°，因此产生透光部311与移相部310的边界区域中曝光光的反 转，能够提高光强度的对比度。此外，使用的曝光光可以使用i线(365nm)、KrF准分子激光 Q48nm)、ArF准分子激光(193nm)等。此外，可以将遮光部320与移相部310的相对位置设为相对于设计上的相对位置 在士5nm以内，优选在士3nm以内，因此能够将预定的转印图案高精度地转印到被转印体上。(e)此外，可以将排列多个本实施方式的光学元件300而成的元件(对移相部310 与遮光部320夹着透光部311而相邻的结构进行周期性排列的元件)用作利用相移效果 来求取曝光装置的最佳聚焦位置的聚焦监视器。即，在将形成在光掩模上的转印图案转印 到被转印体上的情况下，需要将光掩模配置在从曝光装置具有的投影光学系统的最佳聚焦 面起距离焦点深度的范围内。但是，很难求取投影光学系统的最佳聚焦位置。对此，如果使 用排列有多个图6 (a)所示的光学元件300的聚焦监视器，则可以容易地求出投影光学系统 的最佳聚焦面。此时，可以构成为与移相部310的透射光之间的相位差例如是45度以上且 135度以下。具体而言，在投影光学系统中设置排列有多个光学元件300的聚焦监视器，对被 转印体上的感光体进行曝光，将排列的多个遮光部320的像转印到感光体上。此处，如上所 述，构成为透光部311的透射光与移相部310的透射光之间的相位差是45度以上且135度 以下，因此如果聚焦监视器被配置在偏离了最佳聚焦位置的位置(如果产生了散焦)，则遮 光部320的像根据偏离量而移动(遮光部320的像的间隔发生变化)。S卩，可以通过调查 遮光部320的像的移动量(遮光部320的像的间隔的变化量)，来容易地推算最佳聚焦位置。此外，由于可以将遮光部320与移相部310的相对位置设为相对于设计上的相对位置 在士5nm以内，优选为在士3nm以内，因此能够准确地推算最佳聚焦位置。<本发明的另一个实施方式>接着，主要参照图4、图6(b)说明本发明的另一个实施方式。图4是本实施方式的 光学元件400的制造方法的流程图。图6(b)是本实施方式的光学元件400的部分剖视图。如图6(b)所示，与上述实施方式的区别在于，在本实施方式中，基板301具有透明 基体材料301a、和形成在透明基体材料301上的移相膜301b。此外，如图4所示，与上述实施方式的区别在于，在本实施方式中，在形成移相部 310的工序(图4(g)所示)中，将划定图案302b和第2抗蚀剂图案304p作为掩模对移相 膜301b的露出面进行蚀刻。即，移相部310是通过对移相膜301b进行蚀刻而形成的。此 外，透光部311是不对移相膜301b的表面进行蚀刻而使其露出来形成的。对于移相膜301b，作为用于半色调以外的移相器的膜，例如可以利用SiO2 (溅射 SiO2, CVD SiO2, TEOS-SiO2)来形成，作为半色调型的移相器，利用MoSi化合物、Cr化合物 (所谓化合物是氧化物、氮化物、碳化物及它们的混合)、Ta化合物、S0G(spin on glass 旋涂玻璃)等来形成。移相膜301b可以根据材料的选择和膜厚，来赋予期望的相移量。例 如，可以赋予160 200度的相移。此外，优选移相部310的光透射率与透光部311的光透 射率大致相等。但是，根据移相膜301b的透射率，有时移相部310的光透射率小于透光部 311的光透射率。优选地对移相膜301b的材料等进行选择，使得即便在这种情况下，移相部 310的光透射率也为透光部311的光透射率的80%以上。此外，在移相膜301b为半色调膜 的情况下，优选将移相膜的曝光光透射率设为5 30%。其他与上述实施方式相同。在本实施方式中，取得与上述实施方式相同的效果。由此，可以相对于转印用图 案，精密地定位相移掩模的遮光带(配置在要进行转印的转印用图案的区域外、进行遮光 使得在曝光时不需要的光不会到达被转印体的部分)。此外，在构成为透明基体材料301a对于在蚀刻移相膜301b时使用的蚀刻液或蚀 刻气体具有耐性的情况下，即透明基体材料301a作为蚀刻移相膜301b时的蚀刻终止层而 发挥作用的情况下，可以准确地控制移相部310的深度。结果，可以更准确地控制透光部 311的透射光与移相部310的透射光的相位差。另一方面，在使用不能充分得到透明基体材 料301a的上述耐性的材料来形成移相膜的情况下，还可以在透明基体材料与移相膜之间 夹入蚀刻终止膜。<本发明的其他实施方式>以上，具体说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离其 主旨的范围内可以进行各种变更。例如，本发明的光学元件不仅适用于将预定转印图案转印到被转印体上的相移掩 模、或用于取得曝光装置的最佳聚焦位置的聚焦监视器，还可以适用于利用相移效果的其 他元件。此外，本发明对具有透光部与移相部邻接的图案的光学元件尤其有效。原来，在这 种图案中，在划定边界时在该边界处不存在发挥作用的遮光膜图案，因此很难使用遮光图 案的端部(边缘)来划定图案的边缘。但是，通过使用上述实施方式的划定图案，可以暂时地在该边界部设置遮光图案，提高图案的尺寸、位置精度。
权利要求
1.一种光学元件制造方法，该光学元件具有由形成在基板上并被构图后的遮光膜构 成的遮光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述基板的一部分表面进 行蚀刻而成的移相部，并且该光学元件具有所述移相部与所述透光部邻接的部分，其特征 在于，该光学元件制造方法具有准备在所述基板上依次层叠有所述遮光膜和第1抗蚀剂膜的光学元件坯体的工序；以及对所述第1抗蚀剂膜实施描绘和显影，形成第1抗蚀剂图案的工序，该第1抗蚀剂图案 覆盖所述遮光部的形成预定区域，并且划定所述移相部的形成预定区域。
2.一种光学元件制造方法，该光学元件具有由形成在基板上并被构图后的遮光膜构 成的遮光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述基板的一部分表面进 行蚀刻而成的移相部，其特征在于，该光学元件制造方法具有准备在所述基板上依次层叠有所述遮光膜和第1抗蚀剂膜的光学元件坯体的工序；对所述第1抗蚀剂膜实施描绘和显影，形成第1抗蚀剂图案的工序，该第1抗蚀剂图案 覆盖所述遮光部的形成预定区域，并且划定所述移相部的形成预定区域；将所述第1抗蚀剂图案作为掩模对所述遮光膜进行部分蚀刻，由此形成所述遮光部， 并且形成对所述移相部的形成预定区域进行划定的划定图案的工序；形成第2抗蚀剂膜的工序，该第2抗蚀剂膜至少覆盖所述基板的露出面；对所述第2抗蚀剂膜实施描绘和显影，形成第2抗蚀剂图案的工序，该第2抗蚀剂图案 至少使所述移相部的形成预定区域露出；将所述划定图案和所述第2抗蚀剂图案作为掩模对所述基板的露出面进行蚀刻，由此 形成所述移相部的工序；以及通过去除所述第2抗蚀剂图案和所述划定图案，使所述基板的一部分表面露出而形成 所述透光部的工序。
3.根据权利要求2所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述光学元件具有所述透 光部与所述移相部邻接的部分。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述第1 抗蚀剂图案通过覆盖所述移相部的形成预定区域的外周侧，来划定所述移相部的形成预定 区域。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，在形成所 述第2抗蚀剂图案的工序中，使用对所述移相部的形成预定区域的尺寸加上对准裕量而得 到的尺寸的图案数据，使所述基板露出，在形成所述移相部的工序中，将所述划定图案的所述移相部的形成预定区域侧缘以及 所述第2抗蚀剂图案作为掩模，来蚀刻所述基板的露出面。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述基板 是由石英构成的透明基体材料。
7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述基板 具有透明基体材料、和形成在所述透明基体材料上的移相膜，在形成所述移相部的工序中，将所述划定图案和所述第2抗蚀剂图案作为掩模，对所 述移相膜的露出面进行蚀刻。
8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述透光 部的透射光相位与所述移相部的透射光相位之差为45度以上且200度以下。
9.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件制造方法，其特征在于，所述遮光 部与所述移相部的相对位置相对于设计上的相对位置的偏差在士5nm以内。
10.一种光学元件，该光学元件具有由形成在基板上并被构图后的遮光膜构成的遮 光部；露出所述基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述基板的一部分表面进行蚀刻 而成的移相部，其特征在于，所述光学元件具有所述移相部与所述透光部邻接的部分，并且所述遮光部和所述移相 部是通过对所述遮光膜进行构图的工序而同时划定的。
11.根据权利要求10所述的光学元件，其特征在于，所述基板具有透明基体材料、和形成在所述透明基体材料上的移相膜，所述透光部是露出所述移相膜的一部分表面而成的，所述移相部是对所述移相膜的至少一部分表面进行蚀刻而成的。
12.根据权利要求10或11所述的光学元件，其特征在于，所述透光部的透射光与所述 移相部的透射光的相位差为45度以上且200度以下。
13.根据权利要求10或11所述的光学元件，其特征在于，所述遮光部与所述移相部的 相对位置相对于设计上的相对位置的偏差在士5nm以内。
全文摘要
本发明涉及光学元件制造方法、光学元件。本发明要解决的问题是，准确地划定遮光部、透光部以及移相部。作为解决方法，提供了一种光学元件制造方法，该光学元件具有对形成在基板上的遮光膜进行构图而成的遮光部；露出基板的一部分表面而成的透光部；以及对所述基板的一部分表面进行蚀刻而成的移相部，其中，该光学元件制造方法具有准备在基板上依次层叠有遮光膜和第1抗蚀剂膜的光学元件坯体的工序；以及通过对第1抗蚀剂膜进行描绘显影来形成第1抗蚀剂图案的工序，该第1抗蚀剂图案覆盖遮光部的形成预定区域，并且划定移相部的形成预定区域。
文档编号G03F7/00GK102103326SQ201010167630
公开日2011年6月22日 申请日期2010年4月26日 优先权日2009年12月21日
发明者山城一秀, 须田秀喜 申请人:Hoya株式会社