[發(fā)明專利]光學(xué)元件的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710136167.0
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101153927A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小谷恭子
• 申請（專利權(quán)）人: 沖電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G03F7/00;G03F1/14;G03F1/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微小光學(xué)元件，本發(fā)明特別涉及安裝到硅基板等基板上的衍射光學(xué)元件(DOE：Diffractive?Optical?Elements)的制造方法。

背景技術(shù)

利用衍射現(xiàn)象來控制入射光的、特別是通過微小的多個階梯狀的結(jié)構(gòu)單位來近似以曲面形成的柵格截面形狀的衍射光學(xué)元件被用于透鏡、分波/合波、光強分布變換、波長濾波器、各種衍射圖形的形成等。

作為這種衍射光學(xué)元件，已知具有各種形狀的衍射光學(xué)元件。對于該形狀，若考慮理論衍射效率，則優(yōu)選具有作為截面觀察時平緩的曲面的連續(xù)排列多個鋸齒形狀的結(jié)構(gòu)單位而形成的形狀。

但是，這樣的具有將鋸齒形狀的結(jié)構(gòu)單位排列多個而形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件很難制造。

已公開有如下方法：應(yīng)用所謂的晶片處理(wafer?process)、即光刻工序以及蝕刻工序，在硅基板上排列多個截面為階梯狀的結(jié)構(gòu)單位來形成，排列多個該結(jié)構(gòu)單位，近似地再現(xiàn)衍射光學(xué)元件的光學(xué)特性(參照例如專利文獻(xiàn)1以及非專利文獻(xiàn)1。)。

根據(jù)專利文獻(xiàn)1以及非專利文獻(xiàn)1所公開的衍射光學(xué)元件的制造方法，使用m張(m為自然數(shù)。)的光掩模，進行曝光工序、顯影工序、蝕刻工序。通過重復(fù)m次這些一連串的工序，從而截面形狀具有2^m級的階梯狀的形狀。

作為衍射光學(xué)元件整體，從上面?zhèn)扔^看時，直徑互不相同的多個圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)單位被以同心圓狀進行了配置。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開平11-14813號公報

【非專利文獻(xiàn)1】佐佐木浩紀(jì)，其他6人，“光源とシリコンマイクロレンズの高精度実裝技術(shù)技術(shù)”，エレクトロニクス実裝學(xué)會誌，2002年，Vol?5，No.5，P466-472

但是，在已說明的衍射光學(xué)元件的制造方法中，需要使用多張光掩模，重復(fù)進行多次曝光工序、顯影工序、蝕刻工序。

因此，在曝光工序中，例如難以通過使用校準(zhǔn)標(biāo)記來對準(zhǔn)掩模圖形，有時在各蝕刻工序的蝕刻位置上出現(xiàn)偏差。在這種情況下，所形成的圖形形狀不是希望的形狀。作為結(jié)果，有可能失去所形成的衍射光學(xué)元件的光學(xué)特性。

并且，非常難以形成混合存在有級數(shù)不同的結(jié)構(gòu)單位的衍射光學(xué)元件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的。在解決上述課題時，根據(jù)本發(fā)明的衍射光學(xué)元件的制造方法，包括如下工序。

即，準(zhǔn)備基板。

對基板進行包括使用光掩模進行的曝光處理的構(gòu)圖(patterning)，形成抗蝕劑圖形(resist?pattem)，所述光掩模是用于形成抗蝕劑圖形的曝光用的光掩模，其具有掩模基板和與該掩模基板緊密結(jié)合且以矩陣方式排列而成的多個掩模單元(mask?cell)，掩模單元具有光透過區(qū)域和利用設(shè)置于掩模基板上的遮光膜形成的遮光區(qū)域中的任意一方或雙方，掩模單元的透過光的光強是歸一化光強，且多個掩模單元的透過光的光強是不同的。

將該抗蝕劑圖形用作蝕刻掩模，進行構(gòu)圖。

在該抗蝕劑圖形的形成工序中，例如可以對基板進行包括使用光掩模進行的曝光處理的構(gòu)圖，形成抗蝕劑圖形，所述抗蝕劑圖形具有：抗蝕劑中心部，其膜厚從中心點沿著外周以m級的階梯狀變化；以及多個圓環(huán)狀的抗蝕劑結(jié)構(gòu)單位，其環(huán)繞該抗蝕劑中心部，以中心點為中心排列成同心圓狀，且膜厚以n級(m和n是相同的任意的正整數(shù)。)的階梯狀變化，所述光掩模是用于形成抗蝕劑圖形的曝光用的光掩模，其具有透明的掩模基板以及與掩模基板緊密結(jié)合且以矩陣方式排列而成的多個正方形的掩模單元，掩模單元具有光透過區(qū)域和利用設(shè)置于掩模基板上的遮光膜形成的遮光區(qū)域中的任意一方或雙方，掩模單元的透過光的光強是歸一化光強，多個掩模單元的透過光的光強的設(shè)定如下：將抗蝕劑中心部的中心點以及由抗蝕劑結(jié)構(gòu)單位勾畫出第1級的高度的掩模單元的光強設(shè)為第1光強，將包括位于該第1級的外側(cè)而依次排列的1個或2個以上的級、且勾畫出作為相應(yīng)級的最終級的第X級的高度的掩模單元的所有光強設(shè)為第X光強(其中，第1光強和第X光強為0≤第1光強＜第2光強...第X-1光強＜第X光強。)，抗蝕劑中心部的中心點以及沿抗蝕劑結(jié)構(gòu)單位的外周方向順序的掩模單元的光強從第1光強變化到第X光強(X是與m和n相等的2以上的正整數(shù)。)。

若將這些m、n以及Y均設(shè)為7，則能夠獲得7階段的級差。