專(zhuān)利名稱(chēng)：：衍射光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，根據(jù)周期性的細(xì)微形狀控制光的行進(jìn)方向和相位的衍射光學(xué)元件的需求在增加。衍射光學(xué)元件的形狀有多種，其中，斷面是鋸齒形狀的衍射光學(xué)元件，其邏輯衍射效果高，而實(shí)際上，近似該鋸齒形狀的階梯形狀的衍射光學(xué)元件容易制作而被廣泛使用。一般，作為制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件的方法，有如下述非專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的方法，該方法通過(guò)利用半導(dǎo)體的微加工技術(shù)，使用m(m是自然數(shù))張掩模來(lái)反復(fù)進(jìn)行曝光、顯影、蝕刻的一系列處理，制造2"級(jí)的衍射光學(xué)元件。例如，在8級(jí)階梯形狀的情況下，使用3張掩模來(lái)反復(fù)進(jìn)行3次的曝光、顯影、蝕刻。參照?qǐng)D12對(duì)該制造工序進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中，設(shè)形成有階梯形狀的周期寬度為P，在最終處理中形成的階梯的寬度為L(zhǎng)，級(jí)差為D。周期寬度P是所謂的光柵間距P，在圖中由點(diǎn)劃線表示該區(qū)域。假定階梯的寬度全部相等，設(shè)L二P/k。這里，k是級(jí)數(shù)，在例如8級(jí)階梯形狀的情況下是k=8。并且，當(dāng)設(shè)階梯整體的高度為H時(shí)，級(jí)差D由D二H/(k—l)表示。圖12(7)示出最終形成的階梯形狀和上述的P、L、D、H。圖12是各處理中的工序斷面圖。首先，在第1處理中，如圖12(1)所示，在基板1上涂布抗蝕劑2。然后，使用圖12(2)所示的掩模11進(jìn)行曝光、顯影，形成圖12(2)所示的抗蝕劑圖形71。掩模ll在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是4L。然后，使用抗蝕劑圖形71進(jìn)行蝕刻直到深度4D，形成圖12(3)所示的槽形狀。然后，去除抗蝕劑圖形71。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，使用圖12(4)所示的掩模12進(jìn)行曝光、顯影，形成圖12(4)所示的抗蝕劑圖形72。掩模12在光柵間距P中具有各2個(gè)遮光部和幵口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是2L。然后，使用抗蝕劑圖形72進(jìn)行蝕刻直到深度2D，形成圖12(5)所示的槽形狀。然后，去除抗蝕劑圖形72。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，使用圖12(6)所示的掩模13進(jìn)行曝光、顯影，形成圖12(6)所示的抗蝕劑圖形73。掩模13在光柵間距P中具有各4個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是L。然后，使用抗蝕劑圖形73進(jìn)行蝕刻直到深度D，形成圖12(7)所示的槽形狀。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形73，獲得具有8級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。并且，作為使用3張掩模反復(fù)進(jìn)行相同處理來(lái)制造7級(jí)階梯狀衍射光學(xué)元件的方法，有下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的方法。參照?qǐng)D13對(duì)該制造工序進(jìn)行說(shuō)明。在下述說(shuō)明中使用的P、L、D的定義與上述相同，考慮了k二7的情況。圖13是各處理中的工序斷面圖。首先，在第1處理中，如圖13(1)所示，在基板1上涂布抗蝕劑2。然后，使用圖13(2)所示的掩模21進(jìn)行曝光、顯影，形成圖13(2)所示的抗蝕劑圖形81。掩模21在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是3L、4L。然后，使用抗蝕劑圖形81進(jìn)行蝕刻，形成圖13(3)所示的槽形狀。該第1處理中的蝕刻深度Dc,是4D。然后，去除抗蝕劑圖形81。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，使用圖13(4)所示的掩模22進(jìn)行曝光、顯影，形成圖13(4)所示的抗蝕劑圖形82。掩模22在光柵間距P中具有各2個(gè)遮光部和開(kāi)口部，2個(gè)遮光部的圖形寬度上級(jí)側(cè)和下級(jí)側(cè)分別是L、2L，2個(gè)開(kāi)口部的圖形寬度都是2L。然后，使用抗蝕劑圖形82進(jìn)行蝕刻，形成圖13(5)所示的槽形狀。該第2處理中的蝕刻深度Dc^是2D。然后，去除抗蝕劑圖形82。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，使用圖13(6)所示的掩模23進(jìn)行曝光、顯影，形成圖13(6)所示的抗蝕劑圖形83。掩模23在光柵間距P中具有3個(gè)遮光部和4個(gè)開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度全是L。然后，使用抗蝕劑圖形83進(jìn)行蝕刻，形成圖13(7)所示的槽形狀。該第3處理中的蝕刻深度Dc;是D。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形83，獲得具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:佐佐木浩紀(jì)，其他6人，"光源^、乂U〕:/7^夕口1^y乂(D高精度実裝技術(shù)"，工k夕卜口二夕7実裝學(xué)會(huì)誌，2002年，Vol5，No.5，p.466—472專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平11-14813號(hào)公報(bào)在上述所示的現(xiàn)有的階梯狀衍射光學(xué)元件的制造方法中，隨著工序的進(jìn)行，掩模的圖形寬度變細(xì)。因此，光柵間距P中包含的遮光部和開(kāi)口部的數(shù)量增加，遮光部和開(kāi)口部之間的邊界也增加。并且，隨著工序的進(jìn)行，基板的級(jí)數(shù)增加。圖14(1)是圖12所示的第3處理的曝光時(shí)的工序斷面圖。在圖14(1)中，為了區(qū)別抗蝕劑2中被遮光的部分和被曝光的部分，由方向不同的斜線表示。如圖14(1)所示，在使用掩模13的第3處理中，在光柵間距P中有4個(gè)曝光部31、32、33、34，遮光部和開(kāi)口部之間的邊界有7處。各曝光部的級(jí)不同，因此所涂布的抗蝕劑厚度也不同。圖14(2)是對(duì)圖14(1)所示的部分進(jìn)行曝光、顯影所獲得的抗蝕劑圖形73的一例。當(dāng)關(guān)注與遮光部之間的邊界時(shí)，所形成的抗蝕劑圖形73不具有掩模圖形那樣的形狀。這是因?yàn)椋捎谠诨迳贤坎嫉目刮g劑厚度根據(jù)各級(jí)而不同，因而4個(gè)曝光部的最佳曝光條件分別不同。在超過(guò)了最佳曝光時(shí)間的曝光部31中，鄰接的遮光部的抗蝕劑2被額外地去除，其圖形寬度比設(shè)計(jì)值寬。在最佳曝光時(shí)間不足的曝光部33、34中，殘留有抗蝕劑，其圖形寬度比設(shè)計(jì)值窄。圖14(3)是使用圖14(2)的抗蝕劑圖形73進(jìn)行蝕刻并去除了抗蝕劑圖形73后的斷面圖。在圖14(3)中，設(shè)計(jì)值的形狀由虛線表示，實(shí)際形成的形狀由實(shí)線表示。如圖14(3)所示，在與曝光部31相當(dāng)?shù)牟课?，產(chǎn)生寬度比設(shè)計(jì)值相寬的級(jí)41。并且，在與曝光部33、34相當(dāng)?shù)牟课唬陔A梯形狀的邊緣部產(chǎn)生突起43，產(chǎn)生寬度比設(shè)計(jì)值窄的級(jí)44。這樣，在現(xiàn)有的制造方法中，有時(shí)形成與設(shè)計(jì)值不同的尺寸的階梯形狀，或者在邊緣部產(chǎn)生突起，因此具有招致衍射效率下降的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種可高精度地制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件的新型且得到改良的衍射光學(xué)元件的制造方法。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有周期性的k(k是大于等于2的自然數(shù))級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，在第1次處理中，對(duì)于1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量而言，在k是偶數(shù)的情況下相應(yīng)數(shù)量都是k/2，在k是奇數(shù)的情況下相應(yīng)數(shù)量分別是(k一l)/2和(k+l)/2，在第2次以后的處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量分別比第1次處理中相應(yīng)數(shù)量少。這里，1周期的區(qū)域是用于構(gòu)成階梯形狀的區(qū)域，不包含不涉及階梯形狀的構(gòu)成的區(qū)域。蝕刻部是在蝕刻工序中被蝕刻的部分，非蝕刻部是在蝕刻工序中不被蝕刻的部分。與所形成的階梯的級(jí)無(wú)關(guān)地，把1周期的區(qū)域內(nèi)的連續(xù)的蝕刻部計(jì)數(shù)為1個(gè)蝕刻部，把1周期的區(qū)域內(nèi)的連續(xù)的非蝕刻部計(jì)數(shù)為1個(gè)非蝕刻部?？刮g劑圖形是由抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部構(gòu)成的圖形。當(dāng)把該抗蝕劑圖形形成在基板表面來(lái)進(jìn)行蝕刻時(shí)，抗蝕劑去除部被蝕刻，抗蝕劑殘留部不被蝕刻，通過(guò)使用規(guī)定的抗蝕劑圖形，可對(duì)期望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。因此，蝕刻部和非蝕刻部的數(shù)量直接相當(dāng)于抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部的數(shù)量。一般，越是后工序，越容易產(chǎn)生各級(jí)的抗蝕劑厚度之差，抗蝕劑圖形形狀越容易產(chǎn)生誤差。誤差是在抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部之間的邊界產(chǎn)生的。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部和非蝕刻部的數(shù)量在第1次處理中最多，在后續(xù)處理中隨之減少。1周期的區(qū)域內(nèi)的抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部的數(shù)量也在第1次處理中最多，在后續(xù)處理中隨之減少。抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部之間的邊界數(shù)量在第1次處理中最多，在后續(xù)處理中隨之減少。因此，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在各級(jí)的抗蝕劑厚度差變得顯著的后工序中，可減少容易發(fā)生誤差的部分即邊界的數(shù)量。因此，可減少誤差，可高精度地制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件。在上述制造方法中，優(yōu)選的是，在第2次以后的處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量都是1個(gè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在級(jí)數(shù)增加的第2次以后的處理中，抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部之間的邊界是1個(gè)。因此，考慮上述抗蝕劑圖形的誤差的部位僅是1處，由于只要將曝光條件決定成不在該部位產(chǎn)生誤差即可，因而可容易決定最佳條件。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有周期性的階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，在第l次處理中，l周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的圖形寬度與階梯的最小寬度大致相同。這里，對(duì)于階梯的最小寬度而言，在最終形成的階梯的各級(jí)的寬度不同的情況下，具有最小寬度的級(jí)的寬度，在最終形成的階梯的各級(jí)的寬度全部相同的情況下，是1個(gè)級(jí)的寬度。一般，隨著進(jìn)行到后工序，級(jí)差增加，各級(jí)的抗蝕劑厚度之差增加，因而難以在后工序中高精度地形成最小圖形寬度。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在第1次處理中對(duì)成為最小圖形寬度的部分進(jìn)行蝕刻加工。在第1次處理中在平坦的基板上涂布抗蝕劑，由于抗蝕劑厚度均勻，因而容易在該狀態(tài)下高精度地形成最小圖形寬度。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差；第2工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。另外，把最上級(jí)作為第1級(jí)，從上至下依次作為第2級(jí)、第3級(jí)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在第1工序中使用最小的圖形寬度，在以后工序中，隨著工序的進(jìn)行，可使用更大的圖形寬度。越是級(jí)差增加、且各級(jí)的抗蝕劑厚度之差變得顯著的后工序，越采用大的圖形寬度，因而抗蝕劑圖形形狀難以產(chǎn)生誤差。因此，可高精度地制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有9級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差；第2工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以第1深度4倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有8級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差；第2工序，以第l深度2倍的深度對(duì)成為第7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5、6、7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有5級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差；第2工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第3工序，以第l深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分迸行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差的2倍；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4、6級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是階梯的級(jí)差；第3工序，以第1深度對(duì)成為第5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以第1深度對(duì)成為第3、4、5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。并且，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有9級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差的2倍；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是階梯的級(jí)差；第3工序，以第1深度對(duì)成為第3、4、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。并且，根據(jù)本發(fā)明的另~觀點(diǎn)，提供了一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有5級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是階梯的級(jí)差的2倍；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是階梯的級(jí)差；以及第3工序，以第1深度對(duì)成為第3、4、5級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。在上述記載的所有制造方法中，優(yōu)選的是，蝕刻是各向異性蝕刻。另外，基板可以使用硅、石英、GaAs、以及InP中的任一種。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的衍射光學(xué)元件的制造方法，可高精度地制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件，由此，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。圖1是示出衍射光學(xué)元件的例子的示意圖。圖2是示出衍射光學(xué)元件的例子的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖4是示出繼圖l之后的工序的工序斷面圖。圖5是用于對(duì)所制造的衍射光學(xué)元件的制造方法的判別法進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖10是示出繼圖9之后的工序的工序斷面圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的變形例的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖12是現(xiàn)有的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖13是現(xiàn)有的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序斷面圖。圖14是用于對(duì)現(xiàn)有的衍射光學(xué)元件的制造方法的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明的圖。符號(hào)說(shuō)明1:基板；2:抗蝕劑;11，12，13，14:掩模；101，102，103，104:掩模。具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書(shū)和附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)相同的功能結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，通過(guò)附上相同符號(hào)來(lái)省略重復(fù)說(shuō)明。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法中，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行利用半導(dǎo)體的微加工技術(shù)的一系列處理，來(lái)制造具有周期性階梯形狀的衍射光學(xué)元件。一系列的處理是指，在基板上進(jìn)行抗蝕劑涂布，使用形成有規(guī)定圖形的掩模來(lái)對(duì)該基板進(jìn)行曝光和顯影，形成由抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部構(gòu)成的抗蝕劑圖形，使用該抗蝕劑圖形來(lái)進(jìn)行蝕刻。另外，衍射光學(xué)元件有各種，其中2個(gè)例子的示意圖分別由圖1和圖2示出。圖1示出衍射光柵呈直線狀以一定的光柵間距排列的衍射光學(xué)元件。圖1(a)是該衍射光學(xué)元件的俯視圖，用直線示出衍射光柵的排列狀態(tài)。圖1(b)是在將圖1(a)的衍射光學(xué)元件沿垂直于紙面的面切斷的情況下的斷面的部分放大圖。在圖1(b)中示出各級(jí)的寬度相等的周期性階梯形狀的結(jié)構(gòu)。以下把圖1所示的例子稱(chēng)為線性光柵型的衍射光學(xué)元件。圖2示出衍射光柵呈圓環(huán)狀來(lái)排列、其光柵間距隨著從圓的中心接近外側(cè)而減小的衍射光學(xué)元件。圖2(a)是該衍射光學(xué)元件的俯視圖，用圓周示出衍射光柵的排列狀態(tài)。圖2(b)是將圖2(a)所示的衍射光學(xué)元件以通過(guò)圓的中心且垂直于紙面的面切斷的斷面圖。圖2(c)是圖2(b)的部分放大圖。圖2(b)示出將平凸鏡沿光軸方向按一定厚度切成圓片、并在保持其表面形狀的狀態(tài)下將相位變化在面內(nèi)為恒定的區(qū)域以不倒翁式斜邊的方式去除后的形狀。圖2(c)的虛線表示在圖2(b)中表示的曲面，在圖2(c)中示出將該曲面作了近似后的周期性階梯形狀的結(jié)構(gòu)。以下，將圖2所示的例子稱(chēng)為菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件。以下，使用第1第4實(shí)施方式對(duì)線性光柵型的衍射光學(xué)元件的制法例進(jìn)行說(shuō)明，并使用第5實(shí)施方式對(duì)菲涅耳透鏡型的衍射光學(xué)元件的制法例進(jìn)行說(shuō)明。在以下的第1第4實(shí)施方式的說(shuō)明中，設(shè)形成階梯形狀的周期寬度為P，設(shè)在最終處理中形成的階梯的寬度為L(zhǎng)，設(shè)級(jí)差為D。周期寬度p是指所謂的光柵間距p，由圖中的點(diǎn)劃線表示該區(qū)域。假定階梯的寬度全部相等，則為L(zhǎng)=P/k。這里，k是級(jí)數(shù)，例如在8級(jí)階梯形狀的情況下是k二8。并且，當(dāng)把階梯整體的高度設(shè)為H時(shí)，級(jí)差D由D二H/(k一l)表示。并且，把階梯的最上級(jí)稱(chēng)為第1級(jí)，然后從上至下依次稱(chēng)為第2級(jí)、第3級(jí)、。另外，圖中描繪的基板的厚度不一定是準(zhǔn)確的。并且，為了有助于理解，在示出蝕刻工序的圖中，通過(guò)蝕刻形成了槽的區(qū)域由箭頭表示。在以下說(shuō)明中，當(dāng)對(duì)蝕刻部和非蝕刻部進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，將光柵間距P內(nèi)的連續(xù)的區(qū)域計(jì)數(shù)為1個(gè)。例如，蝕刻部或非蝕刻部即使為涉及階梯的多個(gè)級(jí)的區(qū)域，也仍是涉及鄰接的多個(gè)級(jí)的區(qū)域，當(dāng)是連續(xù)的區(qū)域時(shí)，計(jì)數(shù)為1個(gè)蝕刻部或1個(gè)非蝕刻部。這里列舉一例，如后所述，在圖3(9)所示的工序中，從第1級(jí)到第6級(jí)是連續(xù)不被蝕刻的區(qū)域，把該區(qū)域視為1個(gè)非蝕刻部。參照?qǐng)D3和圖4對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖，圖4是示出繼圖3之后的工序的斷面圖。在本實(shí)施方式中，對(duì)制造具有周期性形成的7級(jí)階梯形狀的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的方法進(jìn)行描述。圖4(10)示出最終獲得的7級(jí)階梯形狀和上述的P、L、D、H。在以下的工序中，全部使用硅作為基板，在蝕刻工序中，使用反應(yīng)性離子蝕刻裝置(RIE裝置)，并使用SF6作為蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行了各向異性的干蝕刻。并且，在光刻工序中，使用了i線步進(jìn)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的正型抗蝕劑。圖3(1)圖3(5)是第1處理中的斷面圖。首先，如圖3(1)所示，在基板1上涂布抗蝕劑2。然后，如圖3(2)所示，使用掩模101進(jìn)行曝光。掩模101在光柵間距P中具有4個(gè)遮光部和3個(gè)開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是L。然后，進(jìn)行顯影，形成圖3(3)所示的抗蝕劑圖形121?？刮g劑圖形121的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是L。然后，使用抗蝕劑圖形121進(jìn)行蝕刻，形成圖3(4)所示的槽形狀。該第1處理中的蝕刻深度01是0。即，以深度D對(duì)成為第2、4、6級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、3、5、7級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有4個(gè)非蝕刻部和3個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形121，形成圖3(5)所示的槽形狀。這樣，在第1處理中形成由寬度L的槽構(gòu)成的凹凸的周期結(jié)構(gòu)。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。圖3(6)圖3(10)是第2處理中的斷面圖。首先，如圖3(6)所示，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑2。然后，如圖3(7)所示，使用掩模102進(jìn)行曝光。掩模102在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是6L、L。然后，進(jìn)行顯影，形成圖3(8)所示的抗蝕劑圖形122?？刮g劑圖形122的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是6L、L。然后，使用抗蝕劑圖形122進(jìn)行蝕刻，形成圖3(9)所示的槽形狀。該第2處理中的蝕刻深度Dp2是2D。即，以深度2D對(duì)成為第7級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第16級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形122，形成圖3(10)所示的槽形狀。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。圖4(1)圖4(5)是第3處理中的斷面圖。首先，如圖4(1)所示，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑2。然后，如圖4(2)所示，使用掩模103進(jìn)行曝光。掩模103在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和幵口部的圖形寬度分別是4L、3L。然后，進(jìn)行顯影，形成圖4(3)所示的抗蝕劑圖形123?？刮g劑圖形123的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是4L、3L。然后，使用抗蝕劑圖形123進(jìn)行蝕刻，形成圖4(4)所示的槽形狀。該第3處理中的蝕刻深度D^是2D。即，以深度2D對(duì)成為第57級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第14級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有l(wèi)個(gè)非蝕刻部和l個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形123，形成圖4(5)所示的槽形狀。然后轉(zhuǎn)移到第4處理。圖4(6)圖4(10)是第4處理中的斷面圖。首先，如圖4(6)所示，在具有在第3處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑2。然后，如圖4(7)所示，使用掩模104進(jìn)行曝光。掩模104在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是2L、5L。然后，進(jìn)行顯影，形成圖4(8)所示的抗蝕劑圖形124?？刮g劑圖形124的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是2L、5L。然后，使用抗蝕劑圖形124進(jìn)行蝕刻，形成圖4(9)所示的槽形狀。該第4處理中的蝕刻深度Dp,是2D。即，以深度2D對(duì)成為第37級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、2級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形124，獲得圖4(10)所示的具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。如上所述，在本實(shí)施方式的制造方法中，掩模的開(kāi)口部的圖形寬度在第1、第2、第3、第4處理中分別是L、L、3L、5L，后工序的圖形寬度大于等于前工序的圖形寬度。在第2處理以后，隨著工序的進(jìn)行，圖形寬度增大。并且，如圖3(7)、圖4(2)、圖4(7)所示，在第2、第3、第4處理中，光柵間距P內(nèi)的遮光部和開(kāi)口部的邊界是1處。在第2、第3、第4處理的曝光時(shí)，決定曝光條件以使其邊界部分的形狀如設(shè)計(jì)值一樣，然而由于邊界部分只是1個(gè)部位，因而只要設(shè)定最佳曝光條件以使該部位的誤差最小即可。因此，可將最佳曝光條件固定為一個(gè)，可高精度地形成期望的槽形狀。另外，在第1處理中，遮光部和開(kāi)口部之間的邊界有多處，然而抗蝕劑厚度全部相同，因此可使用公知方法高精度地形成槽而沒(méi)有任何問(wèn)題。在圖14所示的現(xiàn)有方法中，光柵間距P內(nèi)的遮光部和開(kāi)口部之間的邊界有多處，而且抗蝕劑深度不同，因而設(shè)定使所有部位最佳的曝光條件是困難的。因此，在現(xiàn)有方法中，由于曝光時(shí)間的多或少而產(chǎn)生突起或產(chǎn)生尺寸誤差，然而在本實(shí)施方式中，可解決這種問(wèn)題。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，可高精度地制造構(gòu)成衍射光學(xué)元件的階梯形狀。由此，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。實(shí)際上，根據(jù)本實(shí)施方式的方法制造了光柵間距3.5pm、級(jí)的寬度0.5|am的7級(jí)衍射光學(xué)元件。在所制造的衍射光學(xué)元件中，級(jí)差的邊緣部不產(chǎn)生突起，并且該級(jí)的寬度是0.47pm，其誤差是約6%，可制造精密的衍射光學(xué)元件。另外，以上對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的制造方法作了描述，然而可判別已制成的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件是否是使用本發(fā)明制造的衍射光學(xué)元件。參照?qǐng)D5(a)、圖5(b)對(duì)2種判別方法進(jìn)行描述。圖5(a)示出使用上述的本實(shí)施方式的制造方法在基板上制造的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的級(jí)差形狀與制造中使用的掩模IOI、102、103、104的圖形的相對(duì)位置關(guān)系。圖5(b)示出使用專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的方法所制造的現(xiàn)有的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的級(jí)差形狀與制造中使用的掩模21、22、23的圖形的相對(duì)位置關(guān)系。根據(jù)衍射定律，可使用衍射光的波長(zhǎng)^和基板的折射率n，如下述式(1)那樣表示H，并且，在7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的情況下，可如下述式(2)那樣表示D。(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>如圖5(a)所示，在使用本發(fā)明的第l實(shí)施方式的方法制造的衍射光學(xué)元件中，基板表面和階梯的最高部分一致。并且，從基板表面S到階梯的最低部分的高低差Ha可如下述式(3)那樣表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>3)7(n-l)另一方面，如圖5(b)所示，在使用專(zhuān)利文獻(xiàn)1的方法制造的衍射光學(xué)元件中，基板表面S和階梯的最高部分不一致。并且，從基板表面到階梯的最低部分的高低差Hb可使用衍射光的波長(zhǎng)人和基板的折射率n，如下述式(4)那樣表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(4)n—l因此，通過(guò)測(cè)定衍射光學(xué)元件和基板表面之間的高低差，并參照式(3)、式(4)，可知道7相位衍射光學(xué)元件是使用哪種制造方法制造的。這是第1種判別方法。下面對(duì)第2種判別方法進(jìn)行描述。在上述的各處理的說(shuō)明中，在使用掩模圖形101、102、103、104對(duì)基板進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用級(jí)差D表示該蝕刻深度。然而嚴(yán)格地說(shuō)，實(shí)際的蝕刻深度由于各種條件而包含微小誤差，針對(duì)各蝕刻工序而不同。將使用本實(shí)施方式的制造方法制造的衍射光學(xué)元件的階梯形狀的各級(jí)的級(jí)差如圖5(a)所示從最上級(jí)順次設(shè)為Ha。Ha2、…、Ha6，如下所示。級(jí)差是該級(jí)與和該級(jí)鄰接的下級(jí)之間的高度差。Ha丄=Dp,Ha2=Dp4-DPlHa3=DpiHa4=Dp3-DPlHa5=Dp,Ha6=Dp2_Dp,由上述知道，Ha,=Ha3=Ha5=Dp,艮口，階梯的第奇數(shù)級(jí)的級(jí)差全部為Dpi。另一方面，將使用現(xiàn)有的制造方法的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的階梯形狀的各級(jí)的級(jí)差如圖5(b)所示從最上級(jí)順次設(shè)為Hb,、Hb2、、Hb6，如下所示。Hb,Dc廣Dc3Hb2=Dc3Hb3=Dc!—(Dc2+Dc3)Hb4=Dc3Hb5=Dc2—Dc3Hb6=Dc3由上述知道，Hb2=Hb4=Hb6=Dc3艮口，階梯的第偶數(shù)級(jí)的級(jí)差全部為DC3。因此，通過(guò)測(cè)定7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的各級(jí)的級(jí)差，并參照上述關(guān)系式，可知道7相位衍射光學(xué)元件是使用哪種制造方法制造的。如上所述，在所制造的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件中，通過(guò)測(cè)定其基板表面和光柵的最低級(jí)之間的高低差、或者光柵的各級(jí)差，可確認(rèn)所制造的7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的制作方法是否使用了本發(fā)明的技術(shù)。下面，參照?qǐng)D6對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖。在本實(shí)施方式中，對(duì)制造具有周期性形成的9級(jí)階梯形狀的9相位階梯狀衍射光學(xué)元件的方法進(jìn)行描述。在下述說(shuō)明中使用的P、L、D的定義與第1實(shí)施方式相同，考慮了k二9的情況。在以下的工序中，全部使用硅作為基板，在蝕刻工序中，使用反應(yīng)性離子蝕刻裝置(RIE裝置)，并使用SF6作為蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行了各向異性的干蝕刻。并且，在光刻工序中，使用了i線步進(jìn)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的正型抗蝕劑。在第1處理中，首先，與第1實(shí)施方式的圖3(1)所示的工序一樣，在基板1上涂布抗蝕劑。然后，使用圖6(1)所示的掩模201進(jìn)行曝光、顯影，形成圖6(1)所示的抗蝕劑圖形221。掩模201在光柵間距P中具有5個(gè)遮光部和4個(gè)開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是L?？刮g劑圖形221的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是L。然后，使用抗蝕劑圖形221進(jìn)行蝕刻，形成圖6(2)所示的槽形狀。艮P，以深度D對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、3、5、7、9級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有5個(gè)非蝕刻部和4個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形221。這樣，在第1處理中形成由寬度L的槽構(gòu)成的凹凸的周期結(jié)構(gòu)。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖6(3)所示，使用掩模202進(jìn)行曝光、顯影，形成圖6(3)所示的抗蝕劑圖形222。掩模202在光柵間距P中具有各l個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是8L、L?？刮g劑圖形222的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是8L、L。然后，使用抗蝕劑圖形222進(jìn)行蝕刻，形成圖6(4)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第9級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第18級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形222。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖6(5)所示，使用掩模203進(jìn)行曝光、顯影，形成圖6(5)所示的抗蝕劑圖形223。掩模203在光柵間距P中具有各2個(gè)遮光部和開(kāi)口部，2個(gè)遮光部的圖形寬度都是2L，2個(gè)開(kāi)口部的圖形寬度的上級(jí)側(cè)和下級(jí)側(cè)分別是2L、3L?？刮g劑圖形223的抗蝕劑殘留部的圖形寬度是2L，抗蝕劑去除部的圖形寬度的上級(jí)側(cè)和下級(jí)側(cè)分別是2L、3L。然后，使用抗蝕劑圖形223進(jìn)行蝕刻，形成圖6(6)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第3、4、79級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第1、2、5、6級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有2個(gè)非蝕刻部和2個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形223。然后轉(zhuǎn)移到第4處理。首先，在具有在第3處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖6(7)所示，使用掩模204進(jìn)行曝光、顯影，形成圖6(7)所示的抗蝕劑圖形224。掩模204在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是4L、5L?？刮g劑圖形224的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是4L、5L。然后，使用抗蝕劑圖形224進(jìn)行蝕刻，形成圖6(8)所示的槽形狀。即，以深度4D對(duì)成為第59級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第14級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形224，獲得具有9級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。本實(shí)施方式的情況也與第1實(shí)施方式一樣，可高精度地制造構(gòu)成衍射光學(xué)元件的階梯形狀，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。實(shí)際上，根據(jù)本實(shí)施方式的方法制造了光柵間距4.5jam、級(jí)的寬度0.5pm的9級(jí)衍射光學(xué)元件。在所制造的衍射光學(xué)元件中，級(jí)差的邊緣部不產(chǎn)生突起，并且該級(jí)的寬度是0.48iam，其誤差是約4%，可制造精密的衍射光學(xué)元件。下面，參照?qǐng)D7對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖。在本實(shí)施方式中，對(duì)制造具有周期性形成的8級(jí)階梯形狀的8相位階梯狀衍射光學(xué)元件的方法進(jìn)行描述。在下述說(shuō)明中使用的P、L、D的定義與第1實(shí)施方式相同，考慮了k=8的情況。在以下的工序中，全部使用硅作為基板，在蝕刻工序中，使用反應(yīng)性離子蝕刻裝置(RIE裝置)，并使用SF6作為蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行了各向異性的干蝕刻。并且，在光刻工序中，使用了i線步進(jìn)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的正型抗蝕劑。在第1處理中，首先，與第1實(shí)施方式的圖3(1)所示的工序一樣，在基板1上涂布抗蝕劑。然后，使用圖7(1)所示的掩模301進(jìn)行曝光、顯影，形成圖7(1)所示的抗蝕劑圖形321。掩模301在光柵間距P中具有4個(gè)遮光部和4個(gè)開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是L?？刮g劑圖形321的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是L。然后，使用抗蝕劑圖形321進(jìn)行蝕刻，形成圖7(2)所示的槽形狀。艮口，以深度D對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、3、5、7級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有4個(gè)非蝕刻部和4個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形321。這樣，在第1處理中形成由寬度L的槽構(gòu)成的凹凸的周期結(jié)構(gòu)。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖7(3)所示，使用掩模302進(jìn)行曝光、顯影，形成圖7(3)所示的抗蝕劑圖形322。掩模302在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是6L、2L?？刮g劑圖形322的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是6L、2L。然后，使用抗蝕劑圖形322進(jìn)行蝕刻，形成圖7(4)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第7、8級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第16級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形322。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖7(5)所示，使用掩模303進(jìn)行曝光、顯影，形成圖7(5)所示的抗蝕劑圖形323。掩模303在光柵間距P中具有各l個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度都是4L?？刮g劑圖形323的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也都是4L。然后，使用抗蝕劑圖形323進(jìn)行蝕刻，形成圖7(6)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第58級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第14級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形323。然后轉(zhuǎn)移到第4處理。首先，在具有在第3處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖7(7)所示，使用掩模304進(jìn)行曝光、顯影，形成圖7(7)所示的抗蝕劑圖形324。掩模304在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是2L、6L。抗蝕劑圖形324的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是2L、6L。然后，使用抗蝕劑圖形324進(jìn)行蝕刻，形成圖7(8)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第38級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、2級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形324，獲得具有8級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。本實(shí)施方式的情況也與第1實(shí)施方式一樣，可高精度地制造構(gòu)成衍射光學(xué)元件的階梯形狀，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。實(shí)際上，根據(jù)本實(shí)施方式的方法制造了光柵間距4.0)um、級(jí)的寬度0.5jim的8級(jí)衍射光學(xué)元件。在所制造的衍射光學(xué)元件中，級(jí)差的邊緣部不產(chǎn)生突起，并且該級(jí)的寬度是0.47)am，其誤差是約6%，可制造精密的衍射光學(xué)元件。下面，參照?qǐng)D8對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖。在本實(shí)施方式中，對(duì)制造具有周期性形成的5級(jí)階梯形狀的5相位階梯狀衍射光學(xué)元件的方法進(jìn)行描述。在下述說(shuō)明中使用的P、L、D的定義與第1實(shí)施方式相同，考慮了k=5的情況。在以下的工序中，全部使用硅作為基板，在蝕刻工序中，使用反應(yīng)性離子蝕刻裝置(RIE裝置)，并使用SF6作為蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行了各向異性的干蝕刻。并且，在光刻工序中，使用了i線步進(jìn)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的正型抗蝕劑。在第1處理中，首先，與第1實(shí)施方式的圖3(1)所示的工序一樣，在基板1上涂布抗蝕劑。然后，使用圖8(1)所示的掩模401進(jìn)行曝光、顯影，形成圖8(1)所示的抗蝕劑圖形421。掩模401在光柵間距P中具有3個(gè)遮光部和2個(gè)開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是L。抗蝕劑圖形421的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是L。然后，使用抗蝕劑圖形421進(jìn)行蝕刻，形成圖8(2)所示的槽形狀。艮口，以深度D對(duì)成為第2、4級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、3、5級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有3個(gè)非蝕刻部和2個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形421。這樣，在第1處理中形成由寬度L的槽構(gòu)成的凹凸的周期結(jié)構(gòu)。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖8(3)所示，使用掩模402進(jìn)行曝光、顯影，形成圖8(3)所示的抗蝕劑圖形422。掩模402在光柵間距P中具有各l個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是4L、L?？刮g劑圖形422的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是4L、L。然后，使用抗蝕劑圖形422進(jìn)行蝕刻，形成圖8(4)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第5級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第14級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形422。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖8(5)所示，使用掩模403進(jìn)行曝光、顯影，形成圖8(5)所示的抗蝕劑圖形423。掩模403在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部，遮光部和開(kāi)口部的圖形寬度分別是2L、3L?？刮g劑圖形423的抗蝕劑殘留部和抗蝕劑去除部的圖形寬度也分別是2L、3L。然后，使用抗蝕劑圖形423進(jìn)行蝕刻，形成圖7(6)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第3、4、5級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、2級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形423，獲得具有5級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件。本實(shí)施方式的情況也與第1實(shí)施方式一樣，可高精度地制造構(gòu)成衍射光學(xué)元件的階梯形狀，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。下面，使用第5實(shí)施方式和變形例對(duì)菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件的制法例進(jìn)行說(shuō)明。首先，參照?qǐng)D9、圖10對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖，圖10是示出繼圖9之后的工序的斷面圖。在本實(shí)施方式中，對(duì)制造具有周期性形成的7級(jí)階梯形狀的菲涅耳透鏡型7相位階梯狀衍射光學(xué)元件的方法進(jìn)行描述。圖10(4)示出最終獲得的7級(jí)階梯形狀。在菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件中，由于構(gòu)成近似曲面的階梯形狀，因而光柵間距內(nèi)的階梯的寬度不是恒定的，隨著應(yīng)近似的曲面的曲線變陡，階梯的寬度逐漸變窄。本實(shí)施方式可考慮為根據(jù)第1實(shí)施方式變更了階梯寬度后的實(shí)施方式。在以下的第5實(shí)施方式和變形例的說(shuō)明中，設(shè)形成階梯形狀的周期寬度為P，設(shè)級(jí)差為D。周期寬度P是指所謂的光柵間距P，由圖中的點(diǎn)劃線表示該區(qū)域。并且，把階梯的最上級(jí)稱(chēng)為第1級(jí)，然后從上至下依次稱(chēng)為第2級(jí)、第3級(jí)、…。另外，圖中描繪的基板的厚度不一定是準(zhǔn)確的。并且，為了有助于理解，在示出蝕刻工序的圖中，通過(guò)蝕刻形成了槽的區(qū)域由箭頭表示。蝕刻部和非蝕刻部的計(jì)數(shù)方法與第1第4實(shí)施方式相同。在以下的工序中，全部使用硅作為基板，在蝕刻工序中，使用反應(yīng)性離子蝕刻裝置(RIE裝置)，并使用SF6作為蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行了各向異性的干蝕刻。并且，在光刻工序中，使用了i線步進(jìn)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的正型抗蝕劑。在第1處理中，首先，與第1實(shí)施方式的圖3(1)所示的工序一樣，在基板1上涂布抗蝕劑。然后，使用圖9(1)所示的掩模501進(jìn)行曝光、顯影，形成圖9(1)所示的抗蝕劑圖形521。掩模501在光柵間距P中具有4個(gè)遮光部和3個(gè)開(kāi)口部。然后，使用抗蝕劑圖形521進(jìn)行蝕刻，形成圖9(2)所示的槽形狀。即，以深度D對(duì)成為第2、4、6級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第l、3、5、7級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有4個(gè)非蝕刻部和3個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形521。這樣，在第l處理中形成凹凸的周期結(jié)構(gòu)。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖9(3)所示，使用掩模502進(jìn)行曝光、顯影，形成圖9(3)所示的抗蝕劑圖形522。掩模502在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部。然后，使用抗蝕劑圖形522進(jìn)行蝕刻，形成圖9(4)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第7級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第16級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形522。然后轉(zhuǎn)移到第3處理。首先，在具有在第2處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖9(5)所示，使用掩模503進(jìn)行曝光、顯影，形成圖9(5)所示的抗蝕劑圖形523。掩模503在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部。然后，使用抗蝕劑圖形523進(jìn)行蝕刻，形成圖10(1)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第57級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第14級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，去除抗蝕劑圖形523。然后轉(zhuǎn)移到第4處理。首先，在具有在第3處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖IO(2)所示，使用掩模504進(jìn)行曝光、顯影，形成圖IO(2)所示的抗蝕劑圖形524。掩模504在光柵間距P中具有各1個(gè)遮光部和開(kāi)口部。然后，使用抗蝕劑圖形524進(jìn)行蝕刻，形成圖10(3)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第37級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。第1、2級(jí)不被蝕刻。這樣，在光柵間距P中具有1個(gè)非蝕刻部和1個(gè)蝕刻部。然后，通過(guò)去除抗蝕劑圖形524，獲得圖10(4)所示的具有7級(jí)階梯形狀的菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件。本實(shí)施方式的情況也與第1實(shí)施方式一樣，可高精度地制造構(gòu)成衍射光學(xué)元件的階梯形狀，可實(shí)現(xiàn)衍射效率的提高。特別是，在本實(shí)施方式中，僅從第1實(shí)施方式變更掩模的圖形寬度，其他都相同，可獲得具有近似規(guī)定曲面的階梯形狀的菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件。另外，菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件的制造方法不限于7級(jí)階梯形狀，在其他級(jí)數(shù)的情況下，也可僅變更掩模的圖形寬度，來(lái)同樣制作。根據(jù)上述的第1第5實(shí)施方式的制法和現(xiàn)有制法中的各處理中的非蝕刻部和蝕刻部的數(shù)量如下表所示。表中的現(xiàn)有例1和現(xiàn)有例2分別使用在本說(shuō)明書(shū)的
背景技術(shù)：
中說(shuō)明的8級(jí)和7級(jí)階梯形狀的制法。這些現(xiàn)有例中的蝕刻部和非蝕刻部的計(jì)數(shù)方法也與第1第5實(shí)施方式相同。<table>complextableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>從表中知道，在根據(jù)本發(fā)明的第1第5實(shí)施方式的制造方法中，當(dāng)設(shè)階梯的級(jí)數(shù)為k時(shí)，在第1處理中，l周期的區(qū)域(光柵間距P的區(qū)域)內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量在k是偶數(shù)的情況下都是k/2，在k是奇數(shù)的情況下分別是(k一l)/2和(k+l)/2，在第2處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量分別比第1次處理時(shí)的相應(yīng)數(shù)量少。特別是，在根據(jù)第l、第3第5實(shí)施方式的制造方法中，在第2處理以后中1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量都是1個(gè)。反之，在現(xiàn)有的制造方法中，蝕刻部和非蝕刻部的數(shù)量在第1處理中是1個(gè)，在第2處理以后中順次增加。蝕刻部和非蝕刻部的數(shù)量直接相當(dāng)于抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制法，l周期的區(qū)域內(nèi)的抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部的數(shù)量在第1次處理中最多，在后續(xù)處理中隨之減少。因此，抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部之間的邊界數(shù)量在第1次處理中最多，在后續(xù)處理中隨之減少。一般，越是后工序，越容易產(chǎn)生各級(jí)的抗蝕劑厚度之差，抗蝕劑圖形形狀越容易產(chǎn)生誤差。誤差是在抗蝕劑去除部和抗蝕劑殘留部之間的邊界產(chǎn)生的。以上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制法，可減少誤差，可高精度地制造具有階梯形狀的衍射光學(xué)元件。特別是，在根據(jù)第l、第3第5實(shí)施方式的制造方法中，在級(jí)數(shù)增加的第2次以后的處理中，l周期的區(qū)域內(nèi)的邊界是l個(gè)。因此，考慮抗蝕劑圖形的誤差的部位僅是1處，由于只要將曝光條件決定成在該部位不產(chǎn)生誤差即可，因而可容易決定最佳條件。下面，參照?qǐng)D11對(duì)根據(jù)第5實(shí)施方式的變形例的衍射光學(xué)元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖11是示出根據(jù)本變形例的衍射光學(xué)元件的制造方法的工序的斷面圖。本變形例涉及替換第5實(shí)施方式的第1處理和第2處理的順序來(lái)制造圖10(4)所示的具有7級(jí)階梯形狀的菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件的方法。著眼于該不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，相同點(diǎn)省略一部分重復(fù)說(shuō)明。在第1處理中，首先，與第1實(shí)施方式的圖3(1)所示的工序一樣，在基板1上涂布抗蝕劑。然后，使用圖11(1)所示的掩模601進(jìn)行曝光、顯影，形成圖11(1)所示的抗蝕劑圖形621。然后，使用抗蝕劑圖形621進(jìn)行蝕刻，形成圖ll(2)所示的槽形狀。即，以深度2D對(duì)成為第7級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。成為最下級(jí)的第7級(jí)的區(qū)域是在光柵間距P中寬度最窄的區(qū)域。然后，去除抗蝕劑圖形621。然后轉(zhuǎn)移到第2處理。首先，在具有在第1處理中形成的槽形狀的基板上涂布抗蝕劑。然后，如圖ll(3)所示，使用掩模602進(jìn)行曝光、顯影，形成圖11(3)所示的抗蝕劑圖形622。然后，使用抗蝕劑圖形622進(jìn)行蝕刻，形成圖ll(4)所示的槽形狀。g卩，以深度D對(duì)成為第2、4、6級(jí)的區(qū)域進(jìn)行蝕刻。然后，去除抗蝕劑圖形622。在該時(shí)刻形成在基板1上的槽形狀與圖9(4)所示相同。因此，然后轉(zhuǎn)移到第5實(shí)施方式的第3處理，后面一樣通過(guò)在使用圖9(5)和圖IO(1)圖10(3)所說(shuō)明的處理中進(jìn)行制作，在本變形例的情況下，也獲得圖10(4)所示的具有7級(jí)階梯形狀的菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件。本變形例的特征點(diǎn)是，在第1處理中對(duì)寬度最窄的最下級(jí)進(jìn)行蝕刻加工。一般，隨著后工序的進(jìn)行，級(jí)差增加，各級(jí)的抗蝕劑厚度之差增加，因而越是后工序，越難以高精度地形成最小圖形寬度。另一方面，在第1處理中，在平坦的基板上涂布抗蝕劑，由于抗蝕劑厚度均勻，因而容易在該狀態(tài)下高精度地形成最小圖形寬度。在本變形例的制法中，由于在該第1處理中對(duì)成為最小圖形寬度的部分進(jìn)行加工，因而可容易高精度地形成最小圖形寬度。另外，本變形例的方法由于替換了第5實(shí)施方式的方法的第1處理和第2處理，因而當(dāng)然也能應(yīng)用于涉及7級(jí)階梯形狀的第1實(shí)施方式。并且，在涉及5、9級(jí)階梯形狀的第4、第2實(shí)施方式中，通過(guò)替換第l處理和第2處理，可采用本變形例的方法。而且，本變形例也能應(yīng)用于變更第4、第2實(shí)施方式的圖形寬度來(lái)獲得具有5、9級(jí)階梯形狀的菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件的情況。以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作了說(shuō)明，然而本發(fā)明當(dāng)然不限于上述例子。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然在權(quán)利要求記載的范疇內(nèi)能想到各種變更例或修改例，并應(yīng)理解，這些變更例或修改例當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。在上述第1第4實(shí)施方式中，作為基板使用了Si，作為蝕刻氣體使用了SF6，然而還能使用GaAs、InP、石英等的可用作透鏡的材料、以及可進(jìn)行與該材料對(duì)應(yīng)的各向異性蝕刻的蝕刻氣體。例如，在基板使用Si的情況下，作為蝕刻氣體可使用C4F8、CBrF3、CF4+02、Cl2、SiCl4+C12、SF6+N2+Ar、BCl2+Cl2+Ar，在基板使用poly—Si的情況下，作為蝕刻氣體可使用Cl2、Cl2+HBr、Cl2+〇2、CF4+02、SF6、Cl2+N2、C12+HC1、HBr+Cl2+SF6、在基板使用Si3N4的情況下，作為蝕刻氣體可使用CF4、CF4+02、CF4+H2、CHF3+02、C2F6、CHP3+02+C02、CH2F2+CF4，在基板使用Si02的情況下，作為蝕刻氣體可使用CF4、C4F8+02+Ar、C5F8+02+Ar、C3F6+02+Ar、C4F8+CO、CHF3+02、CF4+H2，在基板使用Al的情況下，作為蝕刻氣體可使用BC13+C12、BC13+CHF3+C12、BC13+CH2+C12、B+Br3+Cl2、BC13+C12+N2、Si〇4+Cl2，在基板使用Cu的情況下，作為蝕刻氣體可使用Cl2、SiCl4+Cl2+N2+NH3、SiCl4+Ar+N2、BCl3+SiCl4+N2+Ar、BCl3+N2+Ar，在基板使用化205的情況下，作為蝕刻氣體可使用CF4+H2+02，在基板使用TiN的情況下，作為蝕刻氣體可使用CF4+02+H2+NH3、C2F6+CO、CH3F+C02、BC3+C12+N2、CF4，在基板使用SiOF的情況下，作為蝕刻氣體可使用CF4+C4F8+CO+Ar。并且，在上述實(shí)施方式中，使用掩模圖形來(lái)形成抗蝕劑圖形，然而本發(fā)明不限于此，可以使用利用電子束直接進(jìn)行描繪來(lái)形成抗蝕劑圖形的方法。并且，要使用的抗蝕劑不限于正型抗蝕劑，還能使用負(fù)型抗蝕劑。在該情況下，掩模圖形相對(duì)于上述各例所示的掩模圖形進(jìn)行了反轉(zhuǎn)。并且，在光刻工序中，不僅可以使用i線步進(jìn)機(jī)，還可以使用X線光刻等的另外的光刻方法。另外，上述菲涅耳透鏡型衍射光學(xué)元件可考慮應(yīng)用于例如光通信用的激光準(zhǔn)直透鏡和光電二極管用聚光透鏡。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可應(yīng)用于具有周期性的階梯形狀的衍射光學(xué)元件的制造方法，例如應(yīng)用于作為透鏡元件執(zhí)行功能的衍射光學(xué)元件的制造方法。權(quán)利要求1.一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差；第2工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。2.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有9級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差；第2工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以上述第l深度4倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。3.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有8級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差；第2工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；第3工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以上述第l深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5、6、7、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。4.一種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有5級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為第2、4級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差；第2工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕亥'j;以及第3工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第3、4、5級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。5.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差的2倍，；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4、6級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是上述階梯的級(jí)差；第3工序，以上述第1深度對(duì)成為第5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以上述第1深度對(duì)成為第3、4、5、6、7級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。6.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有9級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差的2倍；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4、6、8級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是上述階梯的級(jí)差；第3工序，以上述第l深度對(duì)成為第3、4、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻；以及第4工序，以上述第1深度2倍的深度對(duì)成為第5、6、7、8、9級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。7.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有5級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，該制造方法包含第1工序，以第1深度對(duì)成為最下級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第1深度是上述階梯的級(jí)差的2倍；第2工序，以第2深度對(duì)成為第2、4級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻，其中，上述第2深度是上述階梯的級(jí)差；以及第3工序，以上述第1深度對(duì)成為第3、4、5級(jí)的部分進(jìn)行蝕刻。8.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有周期性的k(k是大于等于2的自然數(shù))級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，在第1次處理中，對(duì)于1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量而言，在k是偶數(shù)的情況下相應(yīng)數(shù)量都是k/2，在k是奇數(shù)的情況下相應(yīng)數(shù)量分別是(k一l)/2和(k+l)/2，在第2次以后的處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的數(shù)量和非蝕刻部的數(shù)量分別比第1次處理中的相應(yīng)數(shù)量少。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衍射光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，在第2次以后的處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的上述蝕刻部的數(shù)量和上述非蝕刻部的數(shù)量都是1個(gè)。10.—種衍射光學(xué)元件的制造方法，在該制造方法中，通過(guò)使用抗蝕劑圖形的蝕刻對(duì)基板進(jìn)行表面加工，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次這樣的處理，制造具有周期性的階梯形狀的衍射光學(xué)元件，該制造方法的特征在于，在第1次處理中，1周期的區(qū)域內(nèi)的蝕刻部的圖形寬度與上述階梯的最小寬度大致相同。11.根據(jù)權(quán)利要求110中的任一項(xiàng)所述的衍射光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，上述蝕刻是各向異性蝕刻。12.根據(jù)權(quán)利要求111中的任一項(xiàng)所述的衍射光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，上述基板使用硅、石英、GaAs、以及InP中的任一種。全文摘要本發(fā)明提供一種可高精度地制造衍射光學(xué)元件、可實(shí)現(xiàn)衍射效率提高的衍射光學(xué)元件的制造方法。使用掩模來(lái)反復(fù)進(jìn)行使涂布有抗蝕劑(2)的基板(1)曝光、顯影、形成抗蝕劑圖形并對(duì)該抗蝕劑圖形進(jìn)行蝕刻的一系列的處理，制造具有周期性的階梯形狀的衍射光學(xué)元件。在第1處理中，形成與階梯寬度相同寬度的圖形，在以后的處理中，增大圖形寬度。在制造7級(jí)階梯形狀的衍射光學(xué)元件的情況下，當(dāng)設(shè)階梯的級(jí)差為D時(shí)，在第1處理中，以深度D對(duì)第2、4、6級(jí)部分進(jìn)行蝕刻，在第2處理中，以深度2D對(duì)第9級(jí)部分進(jìn)行蝕刻，在第3處理中，以深度2D對(duì)第5、6、7級(jí)部分進(jìn)行蝕刻，在第4處理中，以深度2D對(duì)第3、4、5、6、7級(jí)部分進(jìn)行蝕刻。文檔編號(hào)G02B5/18GK101171534SQ20058004968公開(kāi)日2008年4月30日申請(qǐng)日期2005年5月2日優(yōu)先權(quán)日2005年5月2日發(fā)明者關(guān)川亮,前野仁典申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社