JP2005352062A - Microlens and exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロレンズ(マイクロレンズアレイ等を含む)およびこのマイクロレンズを用いた露光装置に関する。 The present invention relates to a microlens (including a microlens array) and an exposure apparatus using the microlens.
従来、マイクロレンズアレイとして、例えば、特開２００１−２１７０３号公報に開示されるように、迷光を抑制するために、迷光抑制絞りを形成したものが知られている。
この公報では、隣接するレンズの間を透過する迷光を抑制するために、レンズの境界部に黒色金属膜，黒色樹脂膜等からなる迷光抑制絞りが形成されている。
In this publication, in order to suppress stray light transmitted between adjacent lenses, a stray light suppressing diaphragm made of a black metal film, a black resin film, or the like is formed at the boundary of the lenses.
しかしながら、上述したマイクロレンズアレイでは、迷光抑制絞りを、黒色金属膜，黒色樹脂膜等により形成しているため、光源にエネルギー密度の高い紫外線レーザ光を使用すると、黒色金属膜，黒色樹脂膜等が比較的早期に変質，劣化し迷光抑制機能が低下するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、紫外線レーザ光に対して迷光抑制機能を長時間維持することができるマイクロレンズおよびこのマイクロレンズを用いた露光装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described microlens array, the stray light suppression diaphragm is formed of a black metal film, a black resin film, or the like. Therefore, when an ultraviolet laser beam having a high energy density is used as a light source, a black metal film, a black resin film, or the like. However, there was a problem that the stray light suppression function declined due to deterioration and deterioration relatively early.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a microlens capable of maintaining a stray light suppressing function for an ultraviolet laser beam for a long time and an exposure apparatus using the microlens. With the goal.
請求項１のマイクロレンズは、レンズの周辺部に、紫外線レーザ光に対して耐光性を有する遮光膜を形成してなることを特徴とする。
請求項２のマイクロレンズは、請求項１記載のマイクロレンズにおいて、前記遮光膜は、クロムからなることを特徴とする。
請求項３のマイクロレンズは、請求項１記載のマイクロレンズにおいて、前記遮光膜は、前記紫外線レーザ光の反射を防止する反射防止膜と、前記紫外線レーザ光を吸収する吸収膜とを積層してなることを特徴とする。
The microlens according to
According to a second aspect of the present invention, in the microlens according to the first aspect, the light shielding film is made of chromium.
The microlens according to
請求項４のマイクロレンズは、請求項３記載のマイクロレンズにおいて、前記反射防止膜は酸化クロムからなり、前記吸収膜はクロムからなることを特徴とする。
請求項５のマイクロレンズは、請求項１記載のマイクロレンズにおいて、前記遮光膜は、誘電体膜を積層した反射膜からなることを特徴とする。
請求項６のマイクロレンズは、レンズの周辺部に、紫外線レーザ光を散乱する光散乱面を形成してなることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the microlens according to the third aspect, the antireflection film is made of chromium oxide and the absorption film is made of chromium.
A microlens according to a fifth aspect of the present invention is the microlens according to the first aspect, wherein the light shielding film is made of a reflective film in which a dielectric film is laminated.
The microlens according to claim 6 is characterized in that a light scattering surface for scattering ultraviolet laser light is formed in the periphery of the lens.
請求項７のマイクロレンズは、基体に複数のレンズが形成されるマイクロレンズアレイであり、前記レンズの境界部に光散乱面を形成してなることを特徴とする。
請求項８のマイクロレンズは、請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載のマイクロレンズが用いられた照明光学系と、前記照明光学系により照明されたレチクルのパターンを感応基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a microlens array in which a plurality of lenses are formed on a substrate, and a light scattering surface is formed at a boundary portion of the lenses.
The microlens according to an eighth aspect projects an illumination optical system using the microlens according to any one of the first to seventh aspects and a reticle pattern illuminated by the illumination optical system onto a sensitive substrate. And a projection optical system.
本発明のマイクロレンズでは、紫外線レーザ光に対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
本発明の露光装置では、紫外線レーザ光に対して迷光抑制機能を長時間維持可能なマイクロレンズを照明光学系に使用することができるため、信頼性の高い露光装置を提供することができる。
In the microlens of the present invention, the stray light suppressing function can be maintained for a long time with respect to the ultraviolet laser beam.
In the exposure apparatus of the present invention, since a microlens capable of maintaining a stray light suppression function for ultraviolet laser light for a long time can be used in the illumination optical system, a highly reliable exposure apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１および図２は、本発明のマイクロレンズの第１の実施形態を示している。この実施形態では、本発明がマイクロレンズアレイに適用される。
この実施形態のマイクロレンズアレイ１１は、レンズプレート１３の片面または両面に多数のレンズ部１３ａを有している。レンズプレート１３およびレンズ部１３ａは、石英ガラスからなり、レンズプレート１３の表面にレンズ部１３ａが一体形成されている。レンズ部１３ａは、球面あるいは非球面レンズとされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the microlens of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a microlens array.
The microlens array 11 of this embodiment has a large number of
レンズ部１３ａは、レンズプレート１３の表面に隣接して形成されており、レンズ部１３ａの周辺部に、紫外線レーザ光に対して耐光性を有する遮光膜１５が形成されている。この実施形態では、図２に示すように、レンズプレート１３の表面のレンズ部１３ａに囲まれた領域１３ｂにも遮光膜１５が形成されている。また、遮光膜１５がクロム(Ｃｒ)からなり、５００Å以上の膜厚とされている。
The
図３および図４は、上述したマイクロレンズアレイ１１の製造方法を示している。図３は、遮光膜１５を形成する前の製造工程を、図４は、遮光膜１５の形成工程を示している。
先ず、図３の(ａ)に示すように、ガラス基板１７にレジスト１９を厚めに塗布し、縮小投影露光装置（ステッパー）のウェハーステージにセットする。
3 and 4 show a method for manufacturing the microlens array 11 described above. FIG. 3 shows a manufacturing process before forming the
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、図３の(ｂ)に示すように、ステッパーのレチクルステージに高精度グレースケールマスクをセットし露光を行う。そして、露光されたガラス基板１７を取り外し、現像処理を行うことにより、露光量分布に対応してレジスト１９上にマイクロレンズ形状が表出する。
次に、図３の(ｃ)に示すように、熱処理によりレジスト１９のレジスト表面を平滑化する。
Next, as shown in FIG. 3B, a high-precision grayscale mask is set on the reticle stage of the stepper and exposure is performed. Then, by removing the exposed
Next, as shown in FIG. 3C, the resist surface of the
次に、図３の(ｄ)に示すように、レジスト１９が形成されたガラス基板１７をドライエッチング装置にセットし、レジスト１７とガラス（ＳｉＯ2）基板１７を同時にエッチング進行させることにより、レジスト１９上のマイクロレンズ形状が徐々にガラス基板１７上に移行する。
そして、図３の(ｅ)に示すように、レジスト１９が無くなるまでエッチングを行うことにより、レンズプレート１３の表面にレンズ部１３ａが一体形成されたマイクロレンズアレイ１１が製造される。
Next, as shown in FIG. 3 (d), the
Then, as shown in FIG. 3E, the microlens array 11 in which the
図４は、このようにして製造されたマイクロレンズアレイ１１への遮光膜１５の形成工程を示している。なお、マイクロレンズアレイ１１のうち１つのマイクロレンズに着目して図示している。しかし、他のマイクロレンズも同様な処理で形成できることは、当業者であれば自明な範囲である。
先ず、図４の(ａ)に示すように、レンズプレート１３のレンズ部１３ａの表面に遮光材であるクロムをコートしクロム膜２１を形成する。この実施形態では、クロム膜２１の形成は、電子ビーム蒸着(electoron beam evaporation)装置を使用して行われる。
FIG. 4 shows a process of forming the
First, as shown in FIG. 4A, the surface of the
次に、図４の(ｂ)に示すように、クロム膜２１の表面にレジスト２３を塗布する。
次に、図４の(ｃ)に示すように、フォトマスク２５を用いてレンズ部１３ａの周辺部の内側に紫外線を照射してレンズ部１３ａの周辺部の内側のレジスト２３を露光する。
次に、図４の(ｄ)に示すように、現像によりレンズ部１３ａの周辺部の内側のレジスト２３を除去する。
Next, as shown in FIG. 4B, a
Next, as shown in FIG. 4C, the
Next, as shown in FIG. 4D, the
次に、図４の(ｅ)に示すように、レジスト２３が除去された部分のクロム膜２１をエッチングした後レジスト２３を除去し、レンズ部１３ａの周辺部に遮光膜１５を形成する。なお、この実施形態では、レンズプレート１３の表面のレンズ部１３ａに囲まれた領域１３ｂ(図２に示す)にも遮光膜１５が形成される。
上述したマイクロレンズアレイ１１では、レンズ部１３ａの周辺部に遮光膜１５を形成したので、迷光による照度ムラを低減することができる。
Next, as shown in FIG. 4E, after etching the portion of the chromium film 21 from which the
In the microlens array 11 described above, since the
すなわち、例えば、図３に示したような製造方法でマイクロレンズアレイ１１を製造する場合には、レンズ部１３ａの周辺部Ｇの曲率半径が大きくなる。そして、図５に示すように、レンズ部１３ａ(模式的に示す)の周辺部Ｇに入射した光が、迷光となる。このようにマイクロレンズアレイ１１を照明光学系の光学要素の１つとして採用してしまうと、焦点Ｏ位置より照野Ｓ側に出射することで照度ムラが発生する。
That is, for example, when the microlens array 11 is manufactured by the manufacturing method as shown in FIG. 3, the radius of curvature of the peripheral portion G of the
しかしながら、図６に示すように、レンズ部１３ａ(模式的に示す)の周辺部Ｇに遮光膜１５を形成することにより、レンズ部１３ａの周辺部Ｇに入射する光を遮光することが可能になり、迷光による照度ムラを容易，確実に低減することができる。
そして、この実施形態のマイクロレンズアレイ１１では、遮光膜１５を紫外線レーザ光に対して高い耐光性を有するクロムにより形成したので、紫外線レーザ光に対して耐光性を有し、かつ膜厚に応じて十分な遮光性を有するので迷光抑制機能を長時間維持することができる。
However, as shown in FIG. 6, it is possible to shield light incident on the peripheral portion G of the
In the microlens array 11 of this embodiment, since the
また、この実施形態では、図７に示すように、クロムからなる遮光膜１５の膜厚Ｗを５００Å以上としたので、遮光膜１５による紫外線レーザ光Ｌの反射率、例えば、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光の反射率を４０〜６０％にすることが可能になる。そして、遮光膜１５により反射されずに遮光膜１５内に侵入した紫外線レーザ光Ｌは、殆ど(例えば９５％)がクロムにより吸収される。従って、遮光膜１５により紫外線レーザ光Ｌを確実に遮光することができる。
(第２の実施形態)
図８は、本発明のマイクロレンズの第２の実施形態の遮光膜１５Ａを示している。なお、この実施形態において遮光膜１５Ａ以外は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, since the film thickness W of the
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows the light shielding film 15A of the second embodiment of the microlens of the present invention. Since this embodiment is the same as the first embodiment except for the light shielding film 15A, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態では、遮光膜１５Ａが、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する反射防止膜２７Ａと、紫外線レーザ光Ｌを吸収する吸収膜２９Ａとを積層して形成されている。
反射防止膜２７Ａは酸化クロム(Ｃｒ2Ｏ3)からなり、吸収膜２９Ａはクロムからなる。そして、石英ガラスからなるレンズ部１３ａの表面に吸収膜２９Ａが形成され、吸収膜２９Ａの表面に反射防止膜２７Ａが形成されている。なお、この実施形態では、吸収膜２９Ａおよび反射防止膜２７Ａのコートは、電子ビーム蒸着装置を使用して行われ、また、遮光膜１５Ａの形成は、図４に示した方法と略同様の方法で行われる。
In this embodiment, the light shielding film 15A is formed by laminating an antireflection film 27A for preventing the reflection of the ultraviolet laser light L and an absorption film 29A for absorbing the ultraviolet laser light L.
The antireflection film 27A is made of chromium oxide (Cr 2 O 3 ), and the absorption film 29A is made of chromium. An absorption film 29A is formed on the surface of the
反射防止膜２７Ａは、反射防止膜２７Ａ側(空気側)から反射防止膜２７Ａに入射し吸収膜２９Ａで反射した紫外線レーザ光Ｌが、反射防止膜２７Ａから出射しないような膜厚とされている。
すなわち、反射防止膜２７Ａの膜厚をｄ、反射防止膜２７Ａの屈折率をｎ、紫外線レーザ光Ｌの波長をλとすると、ｎｄ＝λ／４の関係が成立するように反射防止膜２７Ａの膜厚ｄが設定されている。
The antireflection film 27A has a thickness such that the ultraviolet laser light L incident on the antireflection film 27A from the antireflection film 27A side (air side) and reflected by the absorption film 29A does not exit from the antireflection film 27A. .
That is, when the film thickness of the antireflection film 27A is d, the refractive index of the antireflection film 27A is n, and the wavelength of the ultraviolet laser light L is λ, the antireflection film 27A has a relationship of nd = λ / 4. The film thickness d is set.
この実施形態では、使用される紫外線レーザ光Ｌが、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光とされている。そして、反射防止膜２７Ａの膜厚ｄは９０〜９５Åとされ、吸収膜２９Ａの膜厚Ｗ１は１０００Åとされている。
上述したマイクロレンズアレイでは、反射防止膜２７Ａ側(空気側)から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が１３％、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が４０〜６０％となる。
In this embodiment, the ultraviolet laser beam L used is an excimer laser beam having a wavelength of 193 nm. The film thickness d of the antireflection film 27A is 90 to 95 mm, and the film thickness W1 of the absorption film 29A is 1000 mm.
In the microlens array described above, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the antireflection film 27A side (air side) is 13%, and the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the
すなわち、反射防止膜２７Ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの一部は吸収膜２９Ａにより反射されるが、反射防止膜２７Ａにより反射を防止され再び吸収膜２９Ａに到達し吸収されるため、反射防止膜２７Ａ側の反射率が１３％と小さなものになる。
この実施形態のマイクロレンズアレイでは、遮光膜１５Ａを、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する酸化クロムからなる反射防止膜２７Ａと、紫外線レーザ光Ｌを吸収するクロムからなる吸収膜２９Ａとを積層して形成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
That is, a part of the ultraviolet laser light L incident from the antireflection film 27A side is reflected by the absorption film 29A, but is prevented from being reflected by the antireflection film 27A and reaches the absorption film 29A again to be absorbed. The reflectance on the film 27A side is as small as 13%.
In the microlens array of this embodiment, the light shielding film 15A is formed by laminating an antireflection film 27A made of chromium oxide for preventing the reflection of the ultraviolet laser light L and an absorption film 29A made of chromium for absorbing the ultraviolet laser light L. Therefore, the stray light suppressing function for the ultraviolet laser beam L can be maintained for a long time.
また、この実施形態では、反射防止膜２７Ａの膜厚ｄを９０〜９５Åとしたので、反射防止膜２７Ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率を１３％にすることが可能になる。そして、反射されずに吸収膜２９Ａ内に侵入した紫外線レーザ光Ｌは、１０００Åの膜厚Ｗ１の吸収膜２９Ａにより確実に吸収される。従って、遮光膜１５Ａにより紫外線レーザ光Ｌを確実に遮光することができる。
(第３の実施形態)
図９は、本発明のマイクロレンズの第３の実施形態の遮光膜１５Ｂを示している。なお、この実施形態において遮光膜１５Ｂ以外は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In this embodiment, since the film thickness d of the antireflection film 27A is 90 to 95 mm, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the antireflection film 27A side can be 13%. The ultraviolet laser light L that has entered the absorption film 29A without being reflected is reliably absorbed by the absorption film 29A having a thickness W1 of 1000 mm. Therefore, the ultraviolet laser light L can be reliably shielded by the light shielding film 15A.
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a light shielding film 15B of the third embodiment of the microlens of the present invention. In this embodiment, the components other than the light shielding film 15B are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態では、遮光膜１５Ｂが、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する反射防止膜２７Ｂと、紫外線レーザ光Ｌを吸収する吸収膜２９Ｂとを積層して形成されている。
反射防止膜２７Ｂは酸化クロムからなり、吸収膜２９Ｂはクロムからなる。そして、石英ガラスからなるレンズ部１３ａの表面に反射防止膜２７Ｂが形成され、反射防止膜２７Ｂの表面に吸収膜２９Ｂが形成されている。なお、この実施形態では、吸収膜２９Ｂおよび反射防止膜２７Ｂのコートは、電子ビーム蒸着装置を使用して行われ、また、遮光膜１５Ｂの形成は、図４に示した方法と略同様の方法で行われる。
In this embodiment, the light shielding film 15B is formed by laminating an antireflection film 27B that prevents reflection of the ultraviolet laser light L and an absorption film 29B that absorbs the ultraviolet laser light L.
The antireflection film 27B is made of chromium oxide, and the absorption film 29B is made of chromium. An antireflection film 27B is formed on the surface of the
反射防止膜２７Ｂは、レンズ部１３ａ側から反射防止膜２７Ｂに入射し吸収膜２９Ｂで反射した紫外線レーザ光Ｌが、反射防止膜２７Ｂから出射しないような膜厚とされている。
この実施形態では、使用される紫外線レーザ光Ｌが、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光とされている。そして、反射防止膜２７Ｂの膜厚ｄ１は９４．５〜９９．７Åとされ、吸収膜２９Ｂの膜厚Ｗ２は１０００Åとされている。
The antireflection film 27B has such a thickness that the ultraviolet laser light L incident on the antireflection film 27B from the
In this embodiment, the ultraviolet laser beam L used is an excimer laser beam having a wavelength of 193 nm. The film thickness d1 of the antireflection film 27B is 94.5 to 99.7 mm, and the film thickness W2 of the absorption film 29B is 1000 mm.
上述したマイクロレンズアレイでは、吸収膜２９Ｂ(空気)側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が４０〜６０％、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が９％となる。
すなわち、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌは吸収膜２９Ｂにより反射されるが、反射防止膜２７Ｂにより反射を防止され、吸収膜２９Ｂに吸収されるため、反射防止膜２７Ｂ側の反射率が９％と小さなものになる。
In the microlens array described above, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the absorption film 29B (air) side is 40 to 60%, and the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the
That is, although the ultraviolet laser beam L incident from the
この実施形態のマイクロレンズアレイでは、遮光膜１５Ｂを、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する酸化クロムからなる反射防止膜２７Ｂと、紫外線レーザ光Ｌを吸収するクロムからなる吸収膜２９Ｂとを積層して形成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
また、この実施形態では、反射防止膜２７Ｂの膜厚ｄ１を９４．５〜９９．７Åとしたので、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率を９％にすることが可能になる。そして、反射されずに吸収膜２９Ｂ内に侵入した紫外線レーザ光Ｌは、１０００Åの膜厚Ｗ２の吸収膜２９Ｂにより確実に吸収される。従って、遮光膜１５Ｂにより紫外線レーザ光Ｌを確実に遮光することができる。
(第４の実施形態)
図１０は、本発明のマイクロレンズの第４の実施形態の遮光膜１５Ｃを示している。なお、この実施形態において遮光膜１５Ｃ以外は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In the microlens array of this embodiment, the light shielding film 15B is formed by laminating an antireflection film 27B made of chromium oxide that prevents reflection of the ultraviolet laser light L and an absorption film 29B made of chromium that absorbs the ultraviolet laser light L. Therefore, the stray light suppressing function for the ultraviolet laser beam L can be maintained for a long time.
Further, in this embodiment, since the film thickness d1 of the antireflection film 27B is 94.5 to 99.7 mm, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a
この実施形態では、遮光膜１５Ｃが、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する第１および第２の反射防止膜２７Ｃ，２７Ｄと、紫外線レーザ光Ｌを吸収する吸収膜２９Ｃとを積層して形成されている。
第１および第２の反射防止膜２７Ｃ，２７Ｄは酸化クロムからなり、吸収膜２９Ｃはクロムからなる。そして、石英ガラスからなるレンズ部１３ａの表面に第１の反射防止膜２７Ｃが形成され、第１の反射防止膜２７Ｃの表面に吸収膜２９Ｃが形成され、吸収膜２９Ｃの表面に第２の反射防止膜２７Ｄが形成されている。なお、この実施形態では、吸収膜２９Ｃおよび第１および第２の反射防止膜２７Ｃ，２７Ｄのコートは、電子ビーム蒸着装置を使用して行われ、また、遮光膜１５Ｃの形成は、図４に示した方法と略同様の方法で行われる。
In this embodiment, the
The first and second antireflection films 27C and 27D are made of chromium oxide, and the absorption film 29C is made of chromium. The first antireflection film 27C is formed on the surface of the
第１の反射防止膜２７Ｃは、レンズ部１３ａ側から反射防止膜２７Ｂに入射し吸収膜２９Ｃで反射した紫外線レーザ光Ｌが、第１の反射防止膜２７Ｃから出射しないような膜厚ｄ１とされている。また、第２の反射防止膜２７Ｄは、第２の反射防止膜２７Ｄ(空気)側から第２の反射防止膜２７Ｄに入射し吸収膜２９Ｃで反射した紫外線レーザ光Ｌが、第２の反射防止膜２７Ｄから出射しないような膜厚ｄとされている。
The first antireflection film 27C has a film thickness d1 that prevents the ultraviolet laser light L incident on the antireflection film 27B from the
この実施形態では、使用される紫外線レーザ光Ｌが、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光とされている。そして、第１の反射防止膜２７Ｃの膜厚ｄ１は９４．５〜９９．７Åとされ、第２の反射防止膜２７Ｄの膜厚ｄは９０〜９５Åとされている。また、吸収膜２９Ｃの膜厚Ｗ２は１０００Åとされている。
上述したマイクロレンズアレイでは、第２の反射防止膜２７Ｄ(空気)側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が１３％、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率が９％となる。
In this embodiment, the ultraviolet laser beam L used is an excimer laser beam having a wavelength of 193 nm. The film thickness d1 of the first antireflection film 27C is 94.5 to 99.7 mm, and the film thickness d of the second antireflection film 27D is 90 to 95 mm. The film thickness W2 of the absorbing film 29C is 1000 mm.
In the microlens array described above, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the second antireflection film 27D (air) side is 13%, and the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the
すなわち、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌは吸収膜２９Ｃにより反射されるが、第１の反射防止膜２７Ｃにより反射を防止され、吸収膜２９Ｃに吸収されるため、第１の反射防止膜２７Ｃ側の反射率が９％と小さなものになる。また、第２の反射防止膜２７Ｄ(空気)側から入射する紫外線レーザ光Ｌは吸収膜２９Ｃにより反射されるが、第２の反射防止膜２７Ｄにより反射を防止され、吸収膜２９Ｃに吸収されるため、第２の反射防止膜２７Ｄ側の反射率が１３％と小さなものになる。
That is, the ultraviolet laser beam L incident from the
この実施形態のマイクロレンズアレイでは、遮光膜１５Ｃを、紫外線レーザ光Ｌの反射を防止する酸化クロムからなる第１および第２の反射防止膜２７Ｃ，２７Ｄと、紫外線レーザ光Ｌを吸収するクロムからなる吸収膜２９Ｃとを積層して形成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
また、この実施形態では、第１の反射防止膜２７Ｃの膜厚ｄ１を９４．５〜９９．７Åとしたので、レンズ部１３ａ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率を９％にすることが可能になり、さらに、第２の反射防止膜２７Ｄの膜厚ｄを９０〜９５Åとしたので、第２の反射防止膜２７Ｄ側から入射する紫外線レーザ光Ｌの反射率を１３％にすることが可能になる。そして、反射されずに吸収膜２９Ｃ内に侵入した紫外線レーザ光Ｌは、１０００Åの膜厚Ｗ２の吸収膜２９Ｃにより確実に吸収される。従って、遮光膜１５Ｃにより紫外線レーザ光Ｌを確実に遮光することができる。
(第５の実施形態)
図１１は、本発明のマイクロレンズの第５の実施形態の遮光膜１５Ｄを示している。なお、この実施形態において遮光膜１５Ｄ以外は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In the microlens array of this embodiment, the
In this embodiment, since the film thickness d1 of the first antireflection film 27C is 94.5 to 99.7 mm, the reflectance of the ultraviolet laser light L incident from the
(Fifth embodiment)
FIG. 11 shows a light shielding film 15D of the fifth embodiment of the microlens of the present invention. In this embodiment, the components other than the light shielding film 15D are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態では、遮光膜１５Ｄが、誘電体多層膜により形成されている。
誘電体多層膜は、互いに屈折率の異なる誘電体材料からなる誘電体層１５ａ，１５ｂを複数積層形成して構成される。各層の誘電体材料を適宜に選択することにより、特定の波長において高反射率を呈する遮光膜１５Ｄを形成することができる。
かかる誘電体層１５ａ，１５ｂとしては、特に限定されないが、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）膜とフッ化ランタン（ＬａＦ3）膜とを交互に積層してなるものを用いることができる。その他には、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）膜とフッ化ランタン（ＬａＦ3）膜、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）膜とフッ化ランタン（ＬａＦ3）膜、または酸化チタン（ＴｉＯ2）膜とフッ化ランタン（ＬａＦ3）膜を交互に積層してなるものを用いることもできる。
In this embodiment, the light shielding film 15D is formed of a dielectric multilayer film.
The dielectric multilayer film is formed by laminating a plurality of dielectric layers 15a and 15b made of dielectric materials having different refractive indexes. By appropriately selecting the dielectric material of each layer, the light shielding film 15D exhibiting high reflectance at a specific wavelength can be formed.
The dielectric layers 15a and 15b are not particularly limited, and those obtained by alternately stacking calcium fluoride (CaF 2 ) films and lanthanum fluoride (LaF 3 ) films can be used. In addition, magnesium fluoride (MgF 2 ) film and lanthanum fluoride (LaF 3 ) film, aluminum fluoride (AlF 3 ) film and lanthanum fluoride (LaF 3 ) film, or titanium oxide (TiO 2 ) film and fluorine A film obtained by alternately laminating lanthanum fluoride (LaF 3 ) films can also be used.
遮光膜１５Ｄの反射率は、理論上では、上述した誘電体層１５ａ，１５ｂを１８〜１９層積層することで９９％以上の反射率を得ることができると考えられる。但し、実測では、９０％程度の値が得られている。遮光膜１５Ｄの各誘電体層１５ａ，１５ｂの膜厚は、周知の反射膜の設計手法で導き出すことかでき、積層数としては、数層から２０層程度とすることができる。 Theoretically, the light shielding film 15D has a reflectance of 99% or more by stacking 18 to 19 layers of the dielectric layers 15a and 15b described above. However, in actual measurement, a value of about 90% is obtained. The film thickness of each of the dielectric layers 15a and 15b of the light shielding film 15D can be derived by a well-known reflective film design method, and the number of stacked layers can be from several to about 20 layers.
なお、上述した遮光膜１５Ｄの製造は、例えば、特開平７−２５２６４６号公報に開示される方法を使用して行われる。
この実施形態のマイクロレンズアレイでは、遮光膜１５Ｄを、紫外線レーザ光Ｌに対して高い耐光性を有するフッ化物を用いて形成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
The light shielding film 15D described above is manufactured using, for example, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-252646.
In the microlens array of this embodiment, since the light shielding film 15D is formed using a fluoride having high light resistance to the ultraviolet laser light L, the stray light suppression function for the ultraviolet laser light L is maintained for a long time. be able to.
また、この実施形態では、遮光膜１５Ｄを、誘電体層１５ａ，１５ｂを複数積層形成して構成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して高い反射率を得ることができ、紫外線レーザ光Ｌを確実に遮光することができる。
(第６の実施形態)
図１２は、本発明のマイクロレンズの第６の実施形態を示している。この実施形態では、本発明がマイクロレンズアレイに適用される。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In this embodiment, since the light shielding film 15D is formed by laminating a plurality of dielectric layers 15a and 15b, a high reflectance can be obtained with respect to the ultraviolet laser beam L, and the ultraviolet laser beam L can be reliably obtained. Can be shielded from light.
(Sixth embodiment)
FIG. 12 shows a sixth embodiment of the microlens of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a microlens array. In this embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態では、レンズ部１３ａの周辺部に、紫外線レーザ光Ｌを散乱する光散乱面１３ｃが形成されている。また、レンズプレート１３の表面のレンズ部１３ａに囲まれた領域１３ｂ(図２に示す)にも光散乱面１３ｃが形成されている。光散乱面１３ｃは、表面に微小な凹凸を形成することにより形成されている。
図１３は、図３に示したようにして製造されたマイクロレンズアレイへの光散乱面１３ｃの形成工程を示している。
In this embodiment, a light scattering surface 13c that scatters the ultraviolet laser light L is formed around the
FIG. 13 shows a process of forming the light scattering surface 13c on the microlens array manufactured as shown in FIG.
先ず、図１３の(ａ)に示すように、レンズプレート１３のレンズ部１３ａの表面にマスク材であるドライフィルム３１をラミネートする。
次に、図１３の(ｂ)に示すように、フォトマスク３３を用いてレンズ部１３ａの周辺部の内側に紫外線を照射してレンズ部１３ａの周辺部の内側のドライフィルム３１を露光する。
First, as shown in FIG. 13A, a
Next, as shown in FIG. 13B, the
次に、図１３の(ｃ)に示すように、現像によりレンズ部１３ａの周辺部のドライフィルム３１を除去する。
次に、図１３の(ｄ)に示すように、ドライフィルム３１が除去された部分に粒体を衝突させてサンドブラストする。この実施形態では、サンドブラスト用の粒体に６００番の粒体を使用した。粒体には、４００番より細かい粒体が望ましい。
Next, as shown in FIG. 13C, the
Next, as shown in FIG. 13 (d), the particles are collided with the portion from which the
そして、サンドブラストにより、図１３の(ｅ)に示すように、レンズ部１３ａの周辺部に光散乱面１３ｃが形成される。なお、この実施形態では、レンズプレート１３の表面のレンズ部１３ａに囲まれた領域１３ｂ(図２に示す)にも光散乱面１３ｃが形成される。
上述したマイクロレンズアレイでは、レンズ部１３ａの周辺部に光散乱面１３ｃを形成したので、迷光による照度ムラを低減することができる。
Then, as shown in FIG. 13E, a light scattering surface 13c is formed around the
In the microlens array described above, since the light scattering surface 13c is formed in the peripheral portion of the
すなわち、図１４に示すように、レンズ部１３ａ(模式的に示す)の周辺部Ｇに光散乱面１３ｃを形成することにより、レンズ部１３ａの周辺部Ｇに入射する光を散乱することが可能になり、迷光による照度ムラを容易，確実に低減することができる。
そして、この実施形態のマイクロレンズアレイでは、レンズ部１３ａの周辺部に光散乱面１３ｃを形成したので、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することができる。
(第７の実施形態)
図１５は、本発明の露光装置の一実施形態を示している。この実施形態では、上述したマイクロレンズアレイが、縮小投影露光装置のマイクロフライアイとして使用される。
That is, as shown in FIG. 14, by forming the light scattering surface 13c in the peripheral portion G of the
In the microlens array of this embodiment, since the light scattering surface 13c is formed in the peripheral portion of the
(Seventh embodiment)
FIG. 15 shows an embodiment of the exposure apparatus of the present invention. In this embodiment, the above-described microlens array is used as a micro fly's eye of a reduction projection exposure apparatus.
図１５において、レジストが塗布されたウエハＷの法線方向に沿ってＺ軸を、ウエハ面内において図１５の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウエハ面内において図１５の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。なお、図１５では、照明光学装置が輪帯照明を行うように設定されている。
図１５の縮小投影露光装置は、露光光（照明光）を供給するための光源４１として、例えば、２４８ｎｍの波長の光を供給するＫｒＦエキシマレーザー光源または１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザー光源を備えている。光源４１からＺ方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ４２ａおよぴ４２ｂからなるビームエキスパンダー４２に入射し、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。
In FIG. 15, the Z axis along the normal direction of the wafer W coated with resist, the Y axis in the direction parallel to the plane of FIG. 15 in the wafer plane, and the plane perpendicular to the plane of FIG. 15 in the wafer plane. The X axis is set for each direction. In FIG. 15, the illumination optical device is set to perform annular illumination.
The reduced projection exposure apparatus of FIG. 15 uses, as the
整形光学系としてのビームエキスパンダー４２を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー４３でＹ方向に偏向された後、回折光学素子４４を介して、アフォーカルズームレンズ４５に入射する。一般に、回折光学素子は、ガラス基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子４４は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子４４を介した光束は、アフォーカルズームレンズ４５の瞳位置に円形状の光強度分布、すなわち円形状の断面を有する光束を形成する。
A substantially parallel light beam via a
アフォーカルズームレンズ４５は、アフォーカル系（無焦点光学系）を維持しながら所定の範囲で倍率を連続的に変化させることができるように構成されている。アフォーカルズームレンズ４５を介した光束は、輪帯照明用の回折光学素子４６に入射する。アフォーカルズームレンズ４５は、回折光学素子４４の発散原点と回折光学素子４６の回折面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。そして、回折光学素子４６の回折面またはその近傍の面の一点に集光する光束の開口数は、アフォーカルズームレンズ４５の倍率に依存して変化する。
The
輪帯照明用の回折光学素子４６は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。
回折光学素子４６を介した光束は、ズームレンズ４７に入射する。ズームレンズ４７の後側焦点面の近傍には、光源側から順に第１フライアイ部材４８ａと第２フライアイ部材４８ｂとからなるマイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）４８の入射面（すなわち第１フライアイ部材４８ａの入射面）が位置決めされている。なお、マイクロフライアイレンズ４８は入射光束に基づいて多数光源を形成するオプティカルインテグレータとして機能する。
The diffractive
The light beam that has passed through the diffractive
上述したように、回折光学素子４４を介してアフォーカルズームレンズ４５の瞳位置に形成される円形状の光強度分布からの光束は、アフォーカルズームレンズ４５から射出された後、様々な角度成分を有する光束となって回折光学素子４６に入射する。すなわち、回折光学素子４６は、角度光束形成作用を有するオプティカルインテグレータを構成している。一方、回折光学素子４６は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子４６を介した光束は、ズームレンズ４７の後側焦点面に（ひいてはマイクロフライアイレンズ４８の入射面に）、たとえば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野を形成する。
As described above, the light beam from the circular light intensity distribution formed at the pupil position of the
マイクロフライアイレンズ４８の入射面に形成される輪帯状の照野の外径は、ズームレンズ４７の焦点距離に依存して変化する。このように、ズームレンズ４７は、回折光学素子４６とマイクロフライアイレンズ４８の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に結んでいる。マイクロフライアイレンズ４８に入射した光束は二次元的に分割され、マイクロフライアイレンズ４８の後側焦点面にはマイクロフライアイレンズ４８への入射光束によって形成される照野と同じ輪帯状の多数光源（以下、「二次光源」という）が形成される。
The outer diameter of the annular illumination field formed on the incident surface of the micro fly's
マイクロフライアイレンズ４８の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサー光学系４９の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。マスクＭのパターンを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、レジストが塗布されたウエハＷ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウエハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウエハＷの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光される。
The luminous flux from the annular secondary light source formed on the rear focal plane of the micro fly's
そして、この実施形態では、図１６に示すように、マイクロフライアイレンズ４８の第１フライアイ部材４８ａに、図８に示した遮光膜１５Ａを有するマイクロレンズアレイが使用され、第２フライアイ部材４８ｂに、図９に示した遮光膜１５Ｂを有するマイクロレンズアレイが使用されている。
すなわち、このマイクロフライアイレンズ４８では、ズームレンズ４７側から入射する紫外線レーザ光Ｌは吸収膜２９Ａにより反射されるが、反射防止膜２７Ａにより反射を防止され、吸収膜２９Ａに吸収されるため、反射防止膜２７Ａ側の反射率が１３％と小さなものになる。また、第１フライアイ部材４８ａから第２フライアイ部材４８ｂ側に入射する紫外線レーザ光Ｌは、第２フライアイ部材４８ｂの吸収膜２９Ｂにより反射されるが、反射防止膜２７Ｂにより反射を防止され、吸収膜２９Ｃに吸収されるため、反射防止膜２７Ｂ側の反射率が９％と小さなものになる。
In this embodiment, as shown in FIG. 16, a microlens array having the light shielding film 15A shown in FIG. 8 is used for the
That is, in the micro fly's
この実施形態の露光装置では、第１フライアイ部材４８ａおよび第２フライアイ部材４８ｂに、レンズ部１３ａの外周に遮光膜１５Ａ，１５Ｂが形成されるマイクロレンズアレイを使用したので、迷光を確実に抑制することができる。
そして、遮光膜１５Ａ，１５Ｂが紫外線レーザ光Ｌに対して高い耐光性を有しているため、紫外線レーザ光Ｌに対して迷光抑制機能を長時間維持することが可能になり、投影パターンが安定し信頼性の高い露光装置を提供することができる。
In the exposure apparatus of this embodiment, since the microlens array in which the light shielding films 15A and 15B are formed on the outer periphery of the
Since the light shielding films 15A and 15B have high light resistance to the ultraviolet laser light L, the stray light suppression function can be maintained for a long time with respect to the ultraviolet laser light L, and the projection pattern is stable. In addition, a highly reliable exposure apparatus can be provided.
なお、上述した実施形態では、マイクロレンズアレイに本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、単体のマイクロレンズ，シリンドリカルレンズ等にも適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a microlens array has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be applied to a single microlens, a cylindrical lens, or the like. Can do.
１１ マイクロレンズアレイ
１３ レンズプレート
１３ａ レンズ部
１３ｃ 光散乱面
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ 遮光膜
１５ａ，１５ｂ 誘電体層
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 反射防止膜
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ 吸収膜
11
Claims (8)
前記遮光膜は、クロムからなることを特徴とするマイクロレンズ。 The microlens according to claim 1, wherein
The micro lens, wherein the light shielding film is made of chromium.
前記遮光膜は、前記紫外線レーザ光の反射を防止する反射防止膜と、前記紫外線レーザ光を吸収する吸収膜とを積層してなることを特徴とするマイクロレンズ。 The microlens according to claim 1, wherein
The micro-lens characterized in that the light shielding film is formed by laminating an antireflection film for preventing reflection of the ultraviolet laser light and an absorption film for absorbing the ultraviolet laser light.
前記反射防止膜は酸化クロムからなり、前記吸収膜はクロムからなることを特徴とするマイクロレンズ。 The microlens according to claim 3, wherein
The antireflection film is made of chromium oxide, and the absorption film is made of chromium.
前記遮光膜は、誘電体膜を積層した反射膜からなることを特徴とするマイクロレンズ。 The microlens according to claim 1, wherein
The micro-lens characterized in that the light shielding film is made of a reflective film in which a dielectric film is laminated.
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