(57)【要約】【課題】迷光が回折格子側に漏れてしまうことを抑制し、凹凸形状を有する回折格子の形状を高精度に形成可能とし、その形状が高精度に形成されたか否かの検査を容易かつ確実に行う。【解決手段】  基板の一方の主面上に成膜された膜の少なくとも一部がパターン加工されてなり、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、凹凸形状に形成された部分に回折素子の使用光が入射され、凸部の上面と凹部の底面とは、所定波長の照射光に対して互いに異なる反射率を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の主面上に成膜された膜の少なくとも一部がパターン加工されてなり、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、
前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子であって、
前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、所定波長の照射光に対して互いに異なる反射率を有する
ことを特徴とする反射型回折素子。
【請求項２】
前記凸部の上面と前記凹部の底面とのうち少なくとも一方は、前記使用光に対して５０％以上の反射率を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型回折素子。
【請求項３】
前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、前記使用光に対していずれも５０％以上の反射率を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の反射型回折素子。
【請求項４】
前記凹部は、前記基板の一方の主面上に成膜され、前記使用光に対して光学濃度３．０以上の遮光性をもつ遮光性膜を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項５】
前記使用光の波長は３００〜１０００ｎｍの範囲内である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項６】
前記照射光は前記回折素子の検査光であり、
前記照射光の波長は４００〜６００ｎｍの範囲内である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項７】
前記使用光に対する前記凸面の上部の反射率と、前記使用光に対する前記凹面の底面の反射率との差は３０％以下であり、
前記検査光に対する前記凸面の上部の反射率と、前記検査光に対する前記凹面の底面の反射率との差は１０％以上である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項８】
前記凸部の上面は、波長が４００〜５００ｎｍの範囲内である前記照射光に対して、２０％以下の反射率を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項９】
前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、いずれもＣｒ又はその化合物からなる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項１０】
前記凸部の上面はＣｒまたはその化合物からなり、
前記凹部の底面はＭｏＳｉ又はその化合物からなる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項１１】
前記パターン加工された膜は、少なくとも積層された第1膜と第２膜とを有し、
前記第２膜は、前記第1膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する素
材からなる
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の反射型回折素子。
【請求項１２】
前記第1膜と第２膜とのうち少なくとも一方はＣｒを主成分とし、他方はＭｏＳｉを主
成分とする
ことを特徴とする請求項１１に記載の反射型回折素子。
【請求項１３】
凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子の製造に用いられる回折素子製造用ブランクであって、
基板の一方の主面上に、少なくとも、第１膜と、前記第１膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第２膜と、前記第２膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第３膜とを、前記基板側から順に有し、
前記回折素子製造用ブランクの最表面は、４００〜５００ｎｍの波長の前記回折素子の描画光に対して２０％以下の反射率を有し、
前記第１膜は、前記回折素子の使用光に対して光学濃度３．０以上の遮光性を有し、
前記第１膜の上面と前記第２膜の上面とのうち少なくとも一方は、前記使用光に対して５０％以上の反射率を有し、
前記回折素子の検査光に対する前記第１膜の上面の反射率と、前記検査光に対する前記第２膜の上面の反射率との差は１０％以上である
こと特徴とする回折素子製造用ブランク。
【請求項１４】
凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子の製造方法であって、
基板の一方の主面上に、少なくとも、第１膜と、前記第１膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第２膜と、前記第２膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第３膜とが、前記基板側から順に形成され、最表面にレジスト膜を有するレジスト付回折素子製造用ブランクを用意する工程と、
前記レジスト膜に対して所定のパターンを描画し、現像することによってレジストパターンを形成し、少なくとも前記レジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことにより前記回折格子を形成する回折格子形成工程と、
形成された前記回折格子に所定波長の検査光を照射して検査する検査工程と、を有し、
前記レジスト膜の下地となる膜の表面は、４００〜５００ｎｍの波長の描画光に対して２０％以下の反射率を有し、
前記第１膜の上面と前記第２膜の上面とのうち少なくとも一方は、前記回折素子の使用光に対して５０％以上の反射率を有し、
前記検査光に対する前記凸部の上面の反射率と、前記検査光に対する前記凹部の底面の反射率との差は１０％以上である
ことを特徴とする反射型回折素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型回折素子、及び反射型回折素子の製造方法、並びに回折素子製造用ブランクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば分光器や露光装置等においては、格子面で反射した光の回折を利用して波長分散等を行う反射型回折素子が用いられている。反射型回折素子は、透光性を有する基板と、該基板の一方の主面上に設けられ、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子と、を備えている。回折格子の上面は反射面として形成されており、回折素子には回折格子が設けられた側から光が入射されるように構成されている。
【特許文献１】特開２００７−２３３２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術を用いた場合、回折素子の反射面は、凹凸形状をもつ格子面にアルミニウム等の金属材料を蒸着させることによって形成することができる。しかしながら、係る方法では、蒸着時に影になる部分には蒸着がなされにくく、反射面の形成が十分に行えない場合があった。そして、回折格子側（表面側）から入射された光が基板内に進入し、回折格子が設けられていない基板の主面側（裏面側）で反射して、裏面側から表面側へと向かう迷光が発生してしまう場合があった。係る迷光が回折格子側に漏れてしまう（出射してしまう）と、分光器の分光性能を低下させたり、露光装置の描画分解能を低下させたりしてしまう場合があった。
【０００４】
また、凹凸形状を有する回折格子においては、その形状が高精度に形成されていることが望ましい。例えば、格子パターンのピッチ（凸部と凹部との配列ピッチ）の制御や、凸部と凹部との段差の高さの制御が、それぞれ精緻に行われていることが望ましい。発明者の知見によれば、回折格子の形状について十分な品質保証を行うには、形状が高精度に形成されたか否かの検査を容易かつ確実に行えることが重要である。
【０００５】
本発明は、回折格子が設けられていない基板の主面側から回折格子が設けられた基板の主面側へと向かう迷光が、回折格子側に漏れてしまうことを抑制することが可能な反射型回折素子及びその製造方法、並びにその製造に用いられる回折素子製造用ブランクを提供することを目的とする。また本発明は、凹凸形状を有する回折格子の形状を高精度に形成可能であると共に、その形状が高精度に形成されたか否かの検査を容易かつ確実に行うことが可能な反射型回折素子及びその製造方法、並びにその製造に用いられる回折素子製造用ブランクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、基板の一方の主面上に成膜された膜の少なくとも一部がパターン加工されてなり、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子であって、前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、所定波長の照射光に対して互いに異なる反射率を有する反射型回折素子である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様の反射型回折素子において、前記凸部の上面と前記
凹部の底面とのうち少なくとも一方は、前記使用光に対して５０％以上の反射率を有する。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の反射型回折素子において、前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、前記使用光に対していずれも５０％以上の反射率を有する。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜第３のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記凹部は、前記基板の一方の主面上に成膜され、前記使用光に対して光学濃度３．０以上の遮光性をもつ遮光性膜を備える。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜第４のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記使用光の波長は３００〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第１〜第５のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記照射光は前記回折素子の検査光であり、前記照射光の波長は４００〜６００ｎｍの範囲内である。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第１〜第６のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記使用光に対する前記凸面の上部の反射率と、前記使用光に対する前記凹面の底面の反射率との差は３０％以下であり、前記検査光に対する前記凸面の上部の反射率と、前記検査光に対する前記凹面の底面の反射率との差は１０％以上である。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第１〜第７のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記凸部の上面は、波長が４００〜５００ｎｍの範囲内である前記照射光に対して、２０％以下の反射率を有する。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第１〜第８のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記凸部の上面と前記凹部の底面とは、いずれもＣｒ又はその化合物からなる。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、第１〜第８のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記凸部の上面はＣｒまたはその化合物からなり、前記凹部の底面はＭｏＳｉ又はその化合物からなる。
【００１６】
本発明の第１１の態様は、第１〜第１０のいずれかの態様の反射型回折素子において、前記パターン加工された膜は、少なくとも積層された第１膜と第２膜とを有し、前記第２膜は、前記第１膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する素材からなる。
【００１７】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様の反射型回折素子において、前記第１膜と第２膜とのうち少なくとも一方はＣｒを主成分とし、他方はＭｏＳｉを主成分とする。
【００１８】
本発明の第１３の態様は、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子の製造に用いられる回折素子製造用ブランクであって、基板の一方の主面上に、少なくとも、第１膜と、前記第１膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第２膜と、前記第２膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第３膜とを、前記基板側から順に有し、前記回折素子製造用ブランクの最表面は、４００〜５００ｎｍの波長の前記回折素子の描画光に対して２０％以下の反射率を有し、前記第１膜は、前記回折素子の使用光に対して光学濃度３．０以上の遮光性を有し、前記第１膜の上面と前記第２膜の上面とのうち少なくとも一方は、前記使
用光に対して５０％以上の反射率を有し、前記回折素子の検査光に対する前記第１膜の上面の反射率と、前記検査光に対する前記第２膜の上面の反射率との差は１０％以上である回折素子製造用ブランクである。
【００１９】
本発明の第１４の態様は、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子を備え、前記凹凸形状に形成された部分に前記回折素子の使用光が入射される反射型回折素子の製造方法であって、基板の一方の主面上に、少なくとも、第１膜と、前記第１膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第２膜と、前記第２膜をエッチング可能なエッチング媒体に対して耐性を有する第３膜とが、前記基板側から順に形成され、最表面にレジスト膜を有するレジスト付ブランクを用意する工程と、前記レジスト膜に対して所定のパターンを描画し、現像することによってレジストパターンを形成し、少なくとも前記レジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことにより前記回折格子を形成する回折格子形成工程と、形成された前記回折格子に所定波長の検査光を照射して検査する検査工程と、を有し、前記レジスト膜の下地となる膜の表面は、４００〜５００ｎｍの波長の描画光に対して２０％以下の反射率を有し、前記第１膜の上面と前記第２膜の上面とのうち少なくとも一方は、前記回折素子の使用光に対して５０％以上の反射率を有し、前記検査光に対する前記凸部の上面の反射率と、前記検査光に対する前記凹部の底面の反射率との差は１０％以上である反射型回折素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る反射型回折素子及びその製造方法、並びに回折素子製造用ブランクによれば、回折格子が設けられていない前記基板の主面側から前記回折格子が設けられた前記基板の主面側へと向かう迷光が、回折格子側に漏れてしまうことを抑制できる。また、凹凸形状を有する回折格子の形状を高精度に形成できると共に、その形状が高精度に形成されたか否かの検査を容易かつ確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る反射型回折素子２００の断面拡大図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る反射型回折素子２００の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００２２】
（１）反射型回折素子の構成
以下に、本実施形態に係る反射型回折素子２００の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施形態に係る反射型回折素子２００は、基板２１０と、基板２１０の一方の主面２１０ａ上に設けられ、凸部２３０と凹部２４０とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子２２０と、を備えている。基板２１０は、例えば石英（ＳｉＯ２）ガラスや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＲＯ，Ｒ２Ｏ等を含む低膨張ガラス等からなる平板として構成されている。基板２１０の一方の主面２１０ａは、研磨されて平坦且つ平滑に構成されている。基板２１０の大きさは例えば一辺が５０〜８００ｍｍの方形や多角形とすることができ、基板２１０の厚さは例えば３ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。
【００２４】
また、凸部２３０及び凹部２４０は、平面形状がそれぞれ長尺形状に構成されている。凸部２３０と凹部２４０とは、互いに平行であって、基板２１０の主面２１０ａに平行な方向に、交互に繰り返し配列されている。凸部２３０の配列間隔（ピッチ）は一定であっ
て、使用する照射光の波長に応じ、所望の回折を生じるように（例えば所望の角度に、所望の次数の回折光を出射することができるように）決定されている。凸部２３０の配列間隔（ピッチ）は例えば０．５〜５．０μｍとすることができる。凸部２３０の幅は例えば上記配列間隔（ピッチ）の１／２程度とすることができる。このように構成されることで、凸部２３０と凹部２４０とから構成されるパターンは、以下に述べるフォトグラフィ技術におけるラインアンドスペースパターンと同様に構成されることになる。
【００２５】
凸部２３０は、基板２１０上に形成され、主成分がＣｒ（クロム）であり、表面部分が窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１の含有比率が高くなるように組成が制御された組成制御Ｃｒ層２５１（第１膜）と、組成制御Ｃｒ層２５１上に形成され、モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイドからなるＭｏＳｉ層２５２（第２膜）と、ＭｏＳｉ層２５２上に形成され、主成分がクロム（Ｃｒ）であり反射率の高いＣｒ層２５３（第３膜）と、を備えている。すなわち、凸部２３０の上面（Ｃｒ層２５３の上面）は、反射面として形成されている。具体的には、凸部２３０の上面は、回折格子２２０側から入射される回折素子の使用光の波長（３００〜１０００ｎｍ、好ましくは６００〜１０００ｎｍ）に対して、５０％以上（好ましくは５０〜９５％、より好ましくは６０〜９５％）の反射率を有する反射面として形成されている。
【００２６】
また、凹部２４０は、基板２１０上に形成され、表面部分が窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１の含有比率が高くなるように組成が制御された組成制御Ｃｒ層２５１（第１膜）により構成されている。凹部２４０において基板２１０上に形成されている組成制御Ｃｒ膜２５１は、主成分がＣｒであるため、薄膜でも遮光性が高く、反射型回折素子２００の裏面側からの光が表面側に漏れることを抑制できる。Ｃｒ層２５１も反射面として機能する。
【００２７】
更に、凹部２４０の底面（組成制御Ｃｒ層２５１の表面）は、組成制御Ｃｒ層２５１の組成が上記のように制御されており、凸部２３０の上面（Ｃｒ層２５３の表面）とは異なる膜材料となっている。このため、反射型回折素子２００の欠陥検査の際には、凹部２４０の底面は、検査光に対して凸部２３０の上面とは異なった反射率を示すことになる。これにより、回折格子２２０の形状が高精度に形成されたか否かの検査を容易に行うことが可能となる。
【００２８】
なお、組成制御Ｃｒ層２５１の厚さは例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、ＭｏＳｉ層２５２の厚さは例えば５ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ｃｒ層２５３の厚さは例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２９】
（２）反射型回折素子の製造方法
続いて、上述の反射型回折素子２００の製造方法について、図２を参照しながら説明する。
【００３０】
（レジスト付回折素子製造用ブランクの準備工程）
図２（ａ）に示すように、基板２１０の一方の主面２１０ａ上に、第１の組成制御Ｃｒ層２５１と、第１のＭｏＳｉ層２５２と、Ｃｒ層２５３と、第２のＭｏＳｉ層２５４と、第２の組成制御Ｃｒ層２５５と、レジスト層２５６と、が順に積層されたブランク２００ｂ（レジスト付の回折素子製造用ブランク）を準備する。これらの層は、基板２１０の主面２１０ａ上のパターン形成面の全域に渡り、均一な厚さになるようにそれぞれ構成されている。
【００３１】
第１の組成制御Ｃｒ層２５１は、上述したように組成が制御されている。すなわち、組
成制御Ｃｒ層２５１は、主成分がＣｒであることから薄膜でも十分な遮光性をもつように構成されている。また、組成制御Ｃｒ層２５１の上面は、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）の影響により、検査光に対してＣｒよりも反射率が低くなるように構成されている。これは、後述するように、反射型回折素子２００の欠陥検査（反射光を用いた検査）のときに有利な働きをする。また、第１の組成制御Ｃｒ層２５１は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有し、第１のＭｏＳｉ層２５２をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【００３２】
第１のＭｏＳｉ層２５２は、モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）からなる。第１のＭｏＳｉ層２５２は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有し、クロム用エッチング液またはエッチングガスを用いてＣｒ層２５３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。なお、第１のＭｏＳｉ層２５２は、ＭｏＳｉのみにより構成される場合に限らず、ＭｏＳｉを主成分とする窒化物、酸化物、酸化窒化物などにより構成されていても良い。
【００３３】
Ｃｒ層２５３は、主成分がクロム（Ｃｒ）からなり、反射型回折素子２００の使用光に対する高い反射率を有する層として構成されている。Ｃｒ層２５３は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有し、第２のＭｏＳｉ層２５４をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【００３４】
第２のＭｏＳｉ層２５４は、第１のＭｏＳｉ層２５２と同様に、モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）からなる。なお、第２のＭｏＳｉ層２５４は、ＭｏＳｉのみにより構成される場合に限らず、ＭｏＳｉを主成分とする窒化物、酸化物、酸化窒化物などにより構成されていても良い。また、第２のＭｏＳｉ層２５４の組成は、第１のＭｏＳｉ層２５２の組成と同一である必要はない。第２のＭｏＳｉ層２５４は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有し、クロム用エッチング液を用いて第２の組成制御Ｃｒ層２５５をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【００３５】
第２の組成制御Ｃｒ層２５５は、主成分がＣｒ（クロム）であり、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１が含有されている。すなわち、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面は、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）の影響により、描画光に対する反射率が制御されている。第２の組成制御Ｃｒ層２５５の組成は連続的に変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。尚、ＥＢ描画を使用する場合には、反射率の制御は特に必要ない。
【００３６】
レジスト層２５６は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成することが可能である。ＥＢ描画を使用する場合は、ＥＢ用レジストを使用してもよい。なお、以下の説明では、レジスト層２５６がポジ型フォトレジスト材料より形成されているものとする。
【００３７】
なお、第１の組成制御Ｃｒ層２５１、第１のＭｏＳｉ層２５２、Ｃｒ層２５３、第２のＭｏＳｉ層２５４、第２の組成制御Ｃｒ層２５５、第２の組成制御Ｃｒ層２５５は、例えばスパッタリング等の手法により形成することが出来る。
【００３８】
上述したように、第１の組成制御Ｃｒ層２５１の厚さは例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、第１のＭｏＳｉ層２５２の厚さは例えば５ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ｃｒ層２５３の厚さは例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。また、第２のＭｏＳｉ層２５４の厚さは例
えば５ｎｍ〜１００ｎｍであり、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の厚さは例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３９】
（レジストパターン形成工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト層２５６の一部に光を照射して感光させ、凸部２３０の形成予定領域を覆うレジストパターン２５６ｐを形成する。具体的には、レジスト層２５６における凹部２４０の形成予定領域に光を照射（露光）し、現像液をスプレー方式等の手法によりレジスト層２５６に供給して現像し、凸部２３０の形成予定領域を覆うレジストパターン２５６ｐを形成する。レジスト層２５６への光の照射（露光）は、例えば、波長が４００〜５００ｎｍ、より好ましくは４００〜４５０ｎｍのレーザー光を発するレーザー描画機や、マスクを介した水銀灯等（以下、これらを単に描画機とも呼ぶ）を用いて行うことが可能である。尚、前述のようにＥＢ描画を用いてもよい。
【００４０】
なお、上述したように、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面の反射率が、描画光に対して２０％以下に制御されている。その結果、描画機の照射光（露光光）が、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面で反射されてしまうことが抑制される。そして、レジスト層２５６が反射光によって二重に感光され、現像後の断面形状が劣化することを抑制でき、レジストパターン２５６ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。なお、レジスト層２５６をネガ型フォトレジスト材料により構成した場合も同様である。
【００４１】
（第２の組成制御Ｃｒ層のエッチング工程）
次に、図２（ｃ）に示すように、形成したレジストパターン２５６ｐをマスクとして第２の組成制御Ｃｒ層２５５の一部をエッチングし、凹部２４０の形成予定領域における第２のＭｏＳｉ層２５４の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。
【００４２】
（第２のＭｏＳｉ層のエッチング工程）
次に、図２（ｄ）に示すように、レジストパターン２５６ｐを剥離して、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の残留部分（凸部２３０の形成予定領域）の上面を露出させる。そして、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の残留部分をマスクとして、第２のＭｏＳｉ層２５４の一部をエッチングし、凹部２４０の形成予定領域におけるＣｒ層２５３の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）を供給することで行うことが可能である。レジストパターン２５６ｐをマスクとして、第２のＭｏＳi層２５４をエッチングしてもよい。
【００４３】
（第２の組成制御Ｃｒ層及びＣｒ層のエッチング工程）
次に、図２（ｅ）に示すように、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の残留部分をエッチングして除去し、第２のＭｏＳｉ層２５４の残留部分の上面を露出させると共に、第２のＭｏＳｉ層２５４の残留部分をマスクとしてＣｒ層２５３の一部をエッチングし、凹部２４０の形成予定領域における第１のＭｏＳｉ層２５２の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。
【００４４】
（第２のＭｏＳｉ層及び第１のＭｏＳｉ層のエッチング工程）
次に、図２（ｆ）に示すように、第２のＭｏＳｉ層２５４の残留部分をエッチングして除去し、Ｃｒ層２５３の残留部分の上面を露出させると共に、Ｃｒ層２５３の残留部分をマスクとして第１のＭｏＳｉ層２５２の一部をエッチングし、凹部２４０の形成予定領域における第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）を供給することで行うことが可能である。
【００４５】
（反射光を用いた検査工程）
次に、回折格子２２０が設けられた基板２１０の主面２１０ａ側から、例えば波長が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以上の光（検査光）を照射し、凸部２３０及び凹部２４０からの反射光を受光して結像させ、結像させた凸部２３０及び凹部２４０の像を観察し、凸部２３０（或いは凹部２４０）の像の線幅や配列間隔（ピッチ）を測定することにより、凸部２３０（或いは凹部２４０）に生じた線幅異常や配列間隔異常などの欠陥を検出する。
【００４６】
以上の工程を経て、本実施形態に係る反射型回折素子２００の製造が完了する。
【００４７】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。
【００４８】
（ａ）本実施形態によれば、凸部２３０の上面と凹部２４０の底面とは、いずれもＣｒ又はその化合物からなる。こうすることにより、凸部２３０の上面及び凹部２４０の底面ともに、所望の反射率を得ることが容易である。更に、膜厚が薄くても十分な遮光性が得られ、回折素子２２０の裏面側から表面側へと向かう迷光の出射を生じ難くすることが出来る。例えば、凹部２４０内の底面は第１の組成制御Ｃｒ層２５１により形成されている。この層はＣｒリッチに構成されており、膜厚が小さくても十分な遮光性が得られる。その結果、回折格子２２０が設けられていない基板２１０の主面２１０ｂ側（下面側）から、回折格子２２０が設けられた基板２１０の主面２１０ａ側（上面側）へと向かう迷光が、回折格子２２０側に漏れてしまうことを抑制できる。
【００４９】
（ｂ）本実施形態によれば、回折格子２２０は、基板２１０の主面２１０ａに形成された一部の膜がパターン加工されて凹凸を形成したものであって、先行文献のように凹凸のある格子面（下地面）にアルミニウム等の金属材料を蒸着させたものではない。そのため、蒸着時の影部分に起因して、遮光性膜に隙間ができ難く、迷光が回折格子２２０側に漏れてしまうことをより効果的に抑制できる。
【００５０】
（ｃ）本実施形態によれば、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面の描画光に対する反射率が制御されている。すなわち、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面は、波長が４００〜５００ｎｍ（例えば、４１３ｎｍ）の範囲内である描画光に対して、２０％以下（好ましくは１０％以下）の反射率を有する。その結果、上述のレジストパターン形成工程において、レーザー描画機や水銀灯からの描画光（露光光）が、第２の組成制御Ｃｒ層２５５の上面で反射されてしまうことを抑制できる。その結果、レジスト層２５６が該反射光によって感光されてしまうことを抑制でき、レジストパターン２５６ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。そして、凸部２３０や凹部２４０の線幅制御等を正確に行うことが可能となる。そして、凸部２３０の配列周期を、例えば５〜５０ｎｍ程度の範囲内に抑えることができる。
【００５１】
（ｄ）本実施形態によれば、基板２１０の主面２１０ａは平坦であればよく、凹凸形状に加工する必要がない。そして、凸部２３０及び凹部２４０の高さは、組成制御Ｃｒ層２５１、ＭｏＳｉ層２５２、Ｃｒ層２５３の厚さのみによって決定でき、これは成膜時のスパッタ時間などにより精緻に制御できる。そのため、凸部２３０及び凹部２４０の高さや、凸部２３０と凹部２４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【００５２】
（ｅ）本実施形態においては、エッチング工程を実施した後に成膜処理を行う必要がない。すなわち、マスクブランク２００ｂを製造する段階で予め各種薄膜を成膜しておけば、エッチング工程を実施した後に追加的に蒸着等による成膜工程を実施する必要がない。マスクブランク２００ｂを製造する段階での成膜処理は、下地に段差が存在しない状態で行
われるため、基板２１０の主面２１０ａのパターン形成領域に渡り均一な厚さにすることや、膜厚制御が比較的容易である。そのため、凸部２３０及び凹部２４０の高さや、凸部２３０と凹部２４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。もちろん、蒸着等による成膜工程を実施しないことから、凹凸による影によって隙間が発生することもない。
【００５３】
（ｆ）本実施形態においては、第１の組成制御Ｃｒ層２５１やＣｒ層２５３は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有するため、第１のＭｏＳｉ層２５２や第２のＭｏＳｉ層２５４をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。また、第１のＭｏＳｉ層２５２や第２のＭｏＳｉ層２５４は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有するため、第１の組成制御Ｃｒ層２５１やＣｒ層２５３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。このように構成することで、各層のエッチング終点を正確に制御することが可能となる。そして、凸部２３０及び凹部２４０の高さや、凸部２３０と凹部２４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【００５４】
（ｇ）一般に、透過型フォトマスク等の素子の検査には、透過光を用いることが多い。しかしながら、反射型回折素子２００のような反射型素子の検査には、透過光を用いることは困難であり、反射光を用いる必要がある。反射光を用いた検査は、検査対象となる回折格子２２０表面に検査光を照射し、回折格子２２０表面からの反射光を観察することにより、回折格子２２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるかどうかを判定する。係る検査を容易かつ確実に行うには、回折格子２２０のパターン形状に相関して、得られる反射光の強度に大きな変化がある（反射光を結像した際のコントラストが大きい）ことが望ましい。
【００５５】
これに対して、フォトリソグラフィ手法を用いて反射型回折素子２００を製造する本実施形態によれば、凸部２３０の上面と凹部２４０の底面の検査光に対する反射率を、所望量だけ異なるものとすることができる。凸部２３０の上面の組成と凹部２４０の底面の組成とを互いに異なるようにすることができるからである。そして、回折格子２２０に検査光を照射した際に、回折格子２２０のパターン形状に相関して、反射光の強度に大きな変化を生じさせる（コントラストを大きくさせる）ことができる。その結果、回折格子２２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを容易かつ確実に行うことが可能となり、反射型回折素子２００の品質保証をより確実に行うことが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、使用する検査光の波長に対応して凸部２３０の上面の組成と凹部２４０の底面の組成とをそれぞれ最適化し、凸部２３０の上面と凹部２４０の底面との反射率の差を十分に大きくする（１０％以上、好ましくは３０％以上）ことが好ましい。これにより、回折格子２２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かをさらに容易かつ確実に行うことが可能となる。例えば、１０％以上の差があるようにすると、前記検査光を照射し、その反射光を受光し、その強度分布から、欠陥の有無を判定しようとするときに、大きなコントラストを得ることができ、前記回折格子のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを容易かつ確実に行うことが可能となり、反射型回折素子の品質保証をより確実に行うことが可能となる。更に、３０％以上の反射率差があるようにすると、形成された回折パターンの線幅寸法についての検査がさらに容易かつ精度よく行える。また、例えば４００〜６００ｎｍの波長の検査光に対して凸部２３０の上面と凹部２４０の底面との反射率の差が十分に大きくなるように、凸部２３０の上面の組成と凹部２４０の底面の組成とをそれぞれ最適化すれば、係る波長帯（４００〜６００ｎｍ）の検査光源を有する既存の欠陥検査装置（液晶装置製造用等に用いられる大型フォトマスクの欠陥検査装置等）を用いて、反射型回折素子２００の品質保証を安価かつ確実に行うことが可能となる。
【００５７】
図７は、Ｃｒ層及び組成制御Ｃｒ層の反射率の波長依存性を示すグラフ図である。図７の横軸はＣｒ層及び組成制御Ｃｒ層に照射する入射光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸はＣｒ層及び組成制御Ｃｒ層により光の反射率（＝反射光の強度／入力光の強度）（％）を示している。図７によれば、組成制御Ｃｒ層による反射率は、Ｃｒ層による反射率よりも全体的に低いことが分かる。特に、入射光の波長が４００ｎｍから６００ｎｍの範囲内であると、反射率の差が大きくなることがわかる。
【００５８】
（ｈ）本実施形態によれば、回折素子２２０を使用する際の使用光の波長は３００〜１０００ｎｍ（好ましくは６００〜１０００ｎｍ）の範囲内である。こうすることで、回折素子２２０の検査光の波長（好ましくは４００〜６００ｎｍ）に対する凸部２３０の上面と凹部２４０の底面との反射率の差を大きく確保した場合であっても、使用光（３００〜１０００ｎｍ、好ましくは６００〜１０００ｎｍ）に対する凸部２３０の上面と凹部２４０の底面との反射率の差を所定範囲内に抑制することが出来る。
【００５９】
（ｉ）本実施形態によれば、使用光に対する凸面２３０の上部の反射率と、使用光に対する凹面２４０の底面の反射率との差は３０％以下（好ましくは２０％以下）である。こうすることで、回折素子２２０の使用光に対しては、いずれも高い良好な反射率を示すことができる。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第３の実施形態に係る反射型回折素子３００の断面拡大図である。図４は、本発明の第２の実施形態に係る反射型回折素子３００の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００６１】
（１）反射型回折素子の構成
以下に、本実施形態に係る反射型回折素子３００の構成について、図３を参照しながら説明する。
【００６２】
本実施形態に係る反射型回折素子３００は、基板３１０と、基板３１０の一方の主面３１０ａ上に設けられ、凸部３３０と凹部３４０とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子３２０と、を備えている。基板３１０は、上述の基板２１０と同様に構成されている。また、凸部３３０及び凹部３４０の平面形状も、上述の凸部２３０及び凹部２４０と同様に構成されている。
【００６３】
凸部３３０は、基板３１０上に形成され、主成分がクロム（Ｃｒ）であり反射率の高いＣｒ層３５１（第１膜）と、Ｃｒ層３５１上に形成され、モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）からなるＭｏＳｉ層３５２（第２膜）と、ＭｏＳｉ層３５２上に形成され、主成分がクロム（Ｃｒ）からなり、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１の含有比率が高くなるように組成が制御された組成制御Ｃｒ層３５３（第３膜）と、を備えている。すなわち、凸部３３０の下面は、Ｃｒ層３５１により構成されており、遮光性が高く構成されている。なお、凸部３３０の上面（組成制御Ｃｒ層３５３の上面）は、反射面として形成される一方、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）の影響により、検査光に対する反射率が抑制されている。
【００６４】
凹部３４０部内の底部には、基板３１０の主面３１０ｂ上に主成分がクロム（Ｃｒ）であり、反射率の高いＣｒ層３５１を備えている。凹部３４０において基板３１０上に形成されているＣｒ層３５１は、主成分がＣｒであるため、薄膜でも遮光性が高く、反射型回
折素子３００の裏面側からの光が表面側に漏れることを抑制できる。また、Ｃｒ層３５１の上下面は、回折格子３２０側から入射される使用光の波長（３００〜１０００ｎｍ、好ましくは６００〜１０００ｎｍ）に対して、５０％以上（好ましくは５０〜９５％、より好ましくは６０〜９５％）の反射率を有する反射面として形成されている。
【００６５】
なお、Ｃｒ層３５１の厚さは例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、ＭｏＳｉ層２５２の厚さは例えば５ｎｍ〜１００ｎｍであり、組成制御Ｃｒ層３５３の厚さは例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００６６】
（２）反射型回折素子の製造方法
続いて、上述の反射型回折素子３００の製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【００６７】
（レジスト付回折素子製造用ブランクの準備工程）
図４（ａ）に示すように、基板３１０の一方の主面３１０ａ上に、Ｃｒ層３５１と、ＭｏＳｉ層３５２と、組成制御Ｃｒ層３５３と、レジスト層３５４と、が順に積層されたマスクブランク３００ｂ（レジスト付の回折素子製造用ブランク）を準備する。これらの層は、基板３１０の主面２１０ａ上のパターン形成面の全域に渡り、均一な厚さになるようにそれぞれ構成されている。
【００６８】
Ｃｒ層３５１は、上述したように主成分がクロム（Ｃｒ）からなり、高い反射率を有する層として構成されている。また、Ｃｒ層３５１は、主成分がＣｒであることから薄膜でも十分な遮光性をもつように構成されている。Ｃｒ層３５１は、例えばスパッタリング等の手法により形成することが出来る。Ｃｒ層３５１は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有し、ＭｏＳｉ層３５２をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【００６９】
ＭｏＳｉ層３５２は、上述したようにモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）からなる。ＭｏＳｉ層３５２は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有し、クロム用エッチング液またはエッチングガスを用いて組成制御Ｃｒ層３５３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。なお、ＭｏＳｉ層３５２は、ＭｏＳｉのみにより構成される場合に限らず、ＭｏＳｉを主成分とする窒化物、酸化物、酸化窒化物などにより構成されていても良い。
【００７０】
組成制御Ｃｒ層３５３は、上述したように主成分がＣｒ（クロム）であり、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１の含有比率が高くなるように組成が制御されている。すなわち、組成制御Ｃｒ層３５３の上面は、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）の影響により、反射率を制御されている。組成制御Ｃｒ層３５３の組成は連続的に変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。
【００７１】
レジスト層３５４は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成することが可能である。以下の説明では、レジスト層３５４が上述のレジスト層２５６と同様に、ポジ型フォトレジスト材料より形成されているものとする。尚、ＥＢ描画を使用する場合には、ＥＢレジストを使用することもできる。
【００７２】
なお、Ｃｒ層３５１、ＭｏＳｉ層３５２、組成制御Ｃｒ層３５３は、例えばスパッタリング等の手法により形成することが出来る。
【００７３】
（レジストパターン形成工程）
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト層３５４の一部に光を照射して感光させ、凸部３３０の形成予定領域を覆うレジストパターン３５４ｐを形成する。具体的には、レジスト層３５４における凹部３４０の形成予定領域に光を照射（露光）し、現像液をスプレー方式等の手法によりレジスト層３５４に供給して現像し、凸部３３０の形成予定領域を覆うレジストパターン３５４ｐを形成する。レジスト層３５４への光の照射（露光）は、例えば、波長が４００〜５００ｎｍ、より好ましくは４００〜４５０ｎｍのレーザー光を発するレーザー描画機やマスクを介した水銀灯等（以下、これらを単に描画機とも呼ぶ）を用いて行うことが可能である。ＥＢ描画を使用してもよい。
【００７４】
なお、上述したように、組成制御Ｃｒ層３５３の上面の反射率は描画光を過度に反射しないように抑えられている。その結果、描画機の照射光（露光光）が、組成制御Ｃｒ層３５３の上面で反射されてしまうことが抑制される。そして、レジスト層３５４が該反射光によって感光され、現像後の断面形状が劣化することを抑制でき、レジストパターン３５４ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。なお、レジスト層３５４をネガ型フォトレジスト材料により構成した場合も同様である。
【００７５】
（組成制御Ｃｒ層のエッチング工程）
次に、図４（ｃ）に示すように、形成したレジストパターン３５４ｐをマスクとして組成制御Ｃｒ層３５３の一部をエッチングし、凹部３４０の形成予定領域におけるＭｏＳｉ層３５２の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。
【００７６】
（ＭｏＳｉ層のエッチング工程）
次に、図４（ｄ）に示すように、レジストパターン３５４ｐを剥離して、組成制御Ｃｒ層３５３の残留部分（凸部３３０の形成予定領域）の上面を露出させる。そして、組成制御Ｃｒ層３５３の残留部分をマスクとして、ＭｏＳｉ層３５２の一部をエッチングし、凹部３４０の形成予定領域におけるＣｒ層３５１の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）を供給することで行うことが可能である。
【００７７】
（反射光を用いた検査工程）
次に、回折格子３２０が設けられた基板３１０の主面３１０ａ側から、例えば波長が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以上の光（検査光）を照射し、凸部３３０及び凹部３４０からの反射光を受光して結像させ、結像させた凸部３３０及び凹部３４０の像を観察し、凸部３３０（或いは凹部３４０）の像の線幅や配列間隔（ピッチ）を測定することにより、凸部３３０（或いは凹部３４０）に生じた線幅異常や配列間隔異常などの欠陥を検出する。
【００７８】
以上の工程を経て、本実施形態に係る反射型回折素子３００の製造が完了する。
【００７９】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。
【００８０】
（ａ）本実施形態によれば、凹部３４０内の底面は主成分がクロム（Ｃｒ）であるＣｒ層３５１により形成されている。この層は、膜厚が小さくても十分な遮光性が得られる。その結果、回折格子３２０が設けられていない基板３１０の主面３１０ｂ側（下面側）から、回折格子３２０が設けられた基板３１０の主面３１０ａ側（上面側）へと向かう迷光が、回折格子３２０側に漏れてしまうことを抑制できる。
【００８１】
（ｂ）本実施形態によれば、回折格子３２０は、基板３１０の主面３１０ａに形成された一部の膜がパターン加工されて凹凸を形成したものであって、先行文献のように凹凸のあ
る格子面（下地面）にアルミニウム等の金属材料を蒸着させたものではない。そのため、蒸着時の影部分に起因して、遮光性膜に隙間ができ難く、迷光が回折格子３２０側に漏れてしまうことをより効果的に抑制できる。
【００８２】
（ｃ）本実施形態によれば、組成制御Ｃｒ層３５３の上面の反射率が制御されている。すなわち、組成制御Ｃｒ層３５３の上面は、波長が４００〜５００ｎｍ（例えば、４１３ｎｍ）の範囲内である描画光に対して、２０％以下（好ましくは１０％以下）の反射率を有する。その結果、上述のレジストパターン形成工程において、レーザー描画機や水銀灯からの描画光（露光光）が、組成制御Ｃｒ層３５３の上面で反射されてしまうことを抑制できる。その結果、レジスト層３５４が該反射光により感光されてしまうことを抑制でき、レジストパターン３５４ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。そして、凸部３３０や凹部３４０の線幅制御等を正確に行うことが可能となる。そして、凸部３３０の配列周期を、例えば５〜５０ｎｍ程度の範囲内に抑えることができる。
【００８３】
（ｄ）本実施形態によれば、基板３１０の主面３１０ａは平坦であればよく、凹凸形状に加工する必要がない。そして、凸部３３０及び凹部３４０の高さは、Ｃｒ層３５１、ＭｏＳｉ層３５２、組成制御Ｃｒ層３５３の厚さのみによって決定でき、これは成膜時のスパッタ時間などにより精緻に制御できる。そのため、凸部３３０及び凹部３４０の高さや、凸部３３０と凹部３４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【００８４】
（ｅ）本実施形態においては、エッチング工程を実施した後に成膜処理を行う必要がない。すなわち、マスクブランク３００ｂを製造する段階で予め各種薄膜を成膜しておけば、エッチング工程を実施した後に追加的に蒸着等による成膜工程を実施する必要がない。マスクブランク３００ｂを製造する段階での成膜処理は、下地に段差が存在しない状態で行われるため、基板３１０の主面３１０ａのパターン形成領域に渡り均一な厚さにすることや、膜厚制御が比較的容易である。そのため、凸部３３０及び凹部３４０の高さや、凸部３３０と凹部３４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。もちろん、蒸着等による成膜工程を実施しないことから、凹凸による影によって隙間が発生することもない。
【００８５】
（ｆ）本実施形態においては、Ｃｒ層３５１は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有するため、ＭｏＳｉ層３５２をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。また、ＭｏＳｉ層３５２は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有するため、組成制御Ｃｒ層３５３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。このように構成することで、各層のエッチング終点を正確に制御することが可能となる。そして、凸部３３０及び凹部３４０の高さや、凸部３３０と凹部３４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【００８６】
（ｇ）フォトリソグラフィ手法を用いて反射型回折素子３００を製造する本実施形態によれば、凸部３３０の上面と凹部３４０の底面の検査光に対する反射率を、所望量だけ異なるものとすることができる。凸部３３０の上面の組成と凹部３４０の底面の組成とを互いに異なるようにすることができるからである。そして、回折格子３２０に検査光を照射した際に、回折格子３２０のパターン形状に相関して、反射光の強度に大きな変化を生じさせる（コントラストを大きくさせる）ことができる。その結果、回折格子３２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを容易かつ確実に行うことが可能となり、反射型回折素子３００の品質保証をより確実に行うことが可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態においては、使用する検査光の波長に対応して凸部３３０の上面の組成と凹部３４０の底面の組成とをそれぞれ最適化し、凸部３３０の上面と凹部３４０の底面との反射率の差を十分に大きくする（１０％以上、好ましくは３０％以上）ことが好ま
しい。これにより、回折格子３２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かをさらに容易かつ確実に行うことが可能となる。例えば、１０％以上の差があるようにすると、前記検査光を照射し、その反射光を受光し、その強度分布から、欠陥の有無を判定しようとするときに、大きなコントラストを得ることができ、前記回折格子のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを容易かつ確実に行うことが可能となり、反射型回折素子の品質保証をより確実に行うことが可能となる。更に、３０％以上の反射率差があるようにすると、形成された回折パターンの線幅寸法についての検査がさらに容易かつ精度よく行える。また、例えば４００〜６００ｎｍの波長の検査光に対して凸部３３０の上面と凹部３４０の底面との反射率の差が十分に大きくなるように、凸部３３０の上面の組成と凹部３４０の底面の組成とをそれぞれ最適化すれば、係る波長帯（４００〜６００ｎｍ）の検査光源を有する既存の欠陥検査装置（液晶装置製造用等に用いられる大型フォトマスクの欠陥検査装置等）を用いて、反射型回折素子３００の品質保証を安価かつ確実に行うことが可能となる。
【００８８】
（ｈ）本実施形態によれば、回折素子３２０を使用する際の使用光の波長は３００〜１０００ｎｍ（好ましくは６００〜１０００ｎｍ）の範囲内である。こうすることで、回折素子３２０の検査光の波長（好ましくは４００〜６００ｎｍ）に対する凸部３３０の上面と凹部３４０の底面との反射率の差を大きく確保した場合であっても、使用光（３００〜１０００ｎｍ、好ましくは６００〜１０００ｎｍ）に対する凸部３３０の上面と凹部３４０の底面との反射率の差を所定範囲内に抑制することが出来る。
【００８９】
（ｉ）本実施形態によれば、使用光に対する凸面３３０の上部の反射率と、使用光に対する凹面３４０の底面の反射率との差は３０％以下（好ましくは２０％以下）である。こうすることで、回折素子３２０の使用光に対しては、いずれも高い良好な反射率を示すことができる。
【００９０】
＜第３の実施形態＞
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る反射型回折素子４００の断面拡大図である。図６は、本発明の第３の実施形態に係る反射型回折素子４００の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００９１】
（１）反射型回折素子の構成
以下に、本実施形態に係る反射型回折素子４００の構成について、図５を参照しながら説明する。
【００９２】
本実施形態に係る反射型回折素子４００は、透光性を有する基板４１０と、基板４１０の一方の主面４１０ａ上に設けられ、凸部４３０と凹部４４０とが交互に繰り返し配列することによって断面形状が凹凸形状に形成された回折格子４２０と、を備えている。基板４１０は、上述の基板２１０等と同様に構成されている。また、凸部４３０及び凹部４４０の平面形状も、上述の凸部２３０及び凹部２４０等と同様に構成されている。
【００９３】
凸部４３０は、基板４１０上に形成され、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、及び窒素（Ｎ）を含む（窒素がドープされたモリブデンシリサイドからなる）ＭｏＳｉＮ層４５１（第１膜）と、ＭｏＳｉＮ４５１層上に形成されたクロム（Ｃｒ）を含むＣｒ層４５２（第２膜）と、を備えている。すなわち、凸部４３０の上面（Ｃｒ層４５２の上面）は、反射面として形成されている。具体的には、回折格子４２０側から入射される反射型回折素子４００の使用光の波長（３００〜１０００ｎｍ、好ましくは６００〜１０００ｎｍ）に対して、５０％以上（好ましくは５０〜９５％、より好ましくは６０〜９５％）の反射率を有する反射面として形成されている。また、凸部４３０の下層（ＭｏＳｉＮ４５
１層）は、基板４１０内から回折格子４２０側へと向かう迷光の透過を抑制するように機能する。
【００９４】
凹部４４０部内の底部には、基板４１０上にモリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、及び窒素（Ｎ）を含む（窒素がドープされたモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）からなる）ＭｏＳｉＮ層４５１を備えている。尚、このＭｏＳｉＮ層４５１の表面は、上記使用光に対する反射面として形成されるとともに、組成の制御により、所定量の検査光を透過することができる。透過率は、検査光（たとえば波長４００〜６００ｎｍ）に対して、１５％以上、好ましくは１５〜８０％程度であることができる。
【００９５】
なお、ＭｏＳｉＮ層４５１の厚さは例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍでありＣｒ層４５２の厚さは例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００９６】
（２）反射型回折素子の製造方法
続いて、上述の反射型回折素子４００の製造方法について、図６を参照しながら説明する。
【００９７】
（レジスト付回折素子製造用ブランクの準備工程）
図５（ａ）に示すように、基板４１０の一方の主面４１０ａ上に、ＭｏＳｉＮ層４５１と、Ｃｒ層４５２と、ＭｏＳｉ層４５３と、組成制御Ｃｒ層４５４と、レジスト層４５５と、が順に積層されたマスクブランク４００ｂ（レジスト付の回折素子製造用ブランク）を準備する。これらの層は、基板４１０の主面４１０ａ上のパターン形成面の全域に渡り、均一な厚さになるようにそれぞれ構成されている。
【００９８】
ＭｏＳｉＮ層４５１は、上述したようにモリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、及び窒素（Ｎ）を含み、窒素がドープされたモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）からなる。ＭｏＳｉＮ層４５１は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）に窒素（Ｎ）がドープされ、検査光に対して所定の透過率を有するようにするように構成されている。ＭｏＳｉＮ層４５１は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有し、クロム用エッチング液を用いてＣｒ層４５２をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【００９９】
Ｃｒ層４５２は、主成分がクロム（Ｃｒ）からなり、高い反射率を有する層として構成されている。Ｃｒ層４５２は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有し、ＭｏＳｉ層４５３をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【０１００】
ＭｏＳｉ層４５３は、モリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイドからなる。ＭｏＳｉ層４５３は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有し、クロム用エッチング液を用いて組成制御Ｃｒ層４５４をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。
【０１０１】
組成制御Ｃｒ層４５４は、主成分がＣｒ（クロム）であり、表面部分に窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）のうち少なくともいずれか１の含有比率が高くなるように組成が制御されている。すなわち、組成制御Ｃｒ層４５４の上面は、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）の影響により、描画光に対する反射率が過度に高くならないように構成されている。組成制御Ｃｒ層４５４の組成は連続的に変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。
【０１０２】
レジスト層４５５は、ポジ型フォトレジスト材料或いはネガ型フォトレジスト材料により構成することが可能である。以下の説明では、レジスト層４５５が上述のレジスト層２
５６等と同様に、ポジ型フォトレジスト材料より形成されてものとする。尚、ＥＢ描画を使用する場合には、ＥＢ描画用のレジストとしてもよい。
【０１０３】
なお、ＭｏＳｉＮ層４５１、Ｃｒ層４５２、ＭｏＳｉ層４５３、組成制御Ｃｒ層４５４は、例えばスパッタリング等の手法により形成することが出来る。
【０１０４】
上述したように、ＭｏＳｉＮ層４５１の厚さは例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ｃｒ層４５２の厚さは例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。また、ＭｏＳｉ層４５３の厚さは例えば５ｎｍ〜１００ｎｍであり、組成制御Ｃｒ層４５４の厚さは例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１０５】
（レジストパターン形成工程）
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト層４５５の一部に光を照射して感光させ、凸部４３０の形成予定領域を覆うレジストパターン４５５ｐを形成する。具体的には、レジスト層４５５における凹部４４０の形成予定領域に光を照射（露光）し、現像液をスプレー方式等の手法によりレジスト層４５５に供給して現像し、凸部４３０の形成予定領域を覆うレジストパターン４５５ｐを形成する。レジスト層４５５への光の照射（露光）は、例えば、波長が４００〜５００ｎｍ、より好ましくは４００〜４５０ｎｍのレーザー光を発するレーザー描画機や、マスクを介した水銀灯等（以下、これらを単に描画機とも呼ぶ）を用いて行うことが可能である。上述のようにＥＢ描画を適用してもよい。
【０１０６】
なお、上述したように、組成制御Ｃｒ層４５４の上面の反射率は低く抑えられている。その結果、描画機の照射光（露光光）が、組成制御Ｃｒ層４５４の上面で反射されてしまうことが抑制される。そして、レジスト層４５５が該反射光によって感光され、現像後の断面形状が劣化することを抑制でき、レジストパターン４５５ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。なお、レジスト層４５５をネガ型フォトレジスト材料により構成した場合も同様である。
【０１０７】
（組成制御Ｃｒ層のエッチング工程）
次に、図６（ｃ）に示すように、形成したレジストパターン４５５ｐをマスクとして組成制御Ｃｒ層４５４の一部をエッチングし、凹部４４０の形成予定領域におけるＭｏＳｉ層４５３の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。
【０１０８】
（ＭｏＳｉ層のエッチング工程）
次に、図６（ｄ）に示すように、レジストパターン４５５ｐを剥離して、組成制御Ｃｒ層４５４の残留部分（凸部２３０の形成予定領域）の上面を露出させる。そして、組成制御Ｃｒ層４５４の残留部分をマスクとして、ＭｏＳｉ層４５３の一部をエッチングし、凹部４４０の形成予定領域におけるＣｒ層４５２の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）を供給することで行うことが可能である。なお、レジストパターン４５５ｐをマスクとして、ＭｏＳｉ層４５３をエッチングしてもよい。
【０１０９】
（組成制御Ｃｒ層及びＣｒ層のエッチング工程）
次に、図６（ｅ）に示すように、組成制御Ｃｒ層４５４の残留部分をエッチングして除去し、ＭｏＳｉ層４５３の残留部分の上面を露出させると共に、ＭｏＳｉ層４５３の残留部分をマスクとしてＣｒ層４５２の一部をエッチングし、凹部４４０の形成予定領域におけるＭｏＳｉＮ層４５１の上面を部分的に露出させる。係るエッチングは、上述のクロム用エッチング液等をスプレー方式等の手法により供給することで行うことが可能である。
【０１１０】
（ＭｏＳｉ層のエッチング工程）
次に、図６（ｆ）に示すように、ＭｏＳｉ層４５３の残留部分をエッチングして除去し、Ｃｒ層４５２の残留部分の上面を露出させる。係るエッチングは、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）を供給することで行うことが可能である。なお、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するＭｏＳｉＮ層４５１のエッチングレートは、ＭｏＳｉ層４５３のエッチングレートよりも小さいため、凹部４４０部内の底部のＭｏＳｉＮ層４５１は除去されずに残留する。
【０１１１】
（反射光を用いた検査工程）
次に、回折格子４２０が設けられた基板４１０の主面４１０ａ側から、例えば波長が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以上の光（検査光）を照射し、凸部４３０及び凹部４４０からの反射光を受光して結像させ、結像させた凸部４３０及び凹部４４０の像を観察し、凸部４３０（或いは凹部４４０）の像の線幅や配列間隔（ピッチ）を測定することにより、凸部４３０（或いは凹部４４０）に生じた線幅異常や配列間隔異常などの欠陥を検出する。本態様では、ＭｏＳｉＮ層４５１は所定の光透過率をもつため、透過光による検査を行ってもよい。検査光は、４００〜６００ｎｍの波長を用いることができる。このようにすると、フォトマスクの欠陥検査機を用いて、本回折格子の検査が行える。
【０１１２】
以上の工程を経て、本実施形態に係る反射型回折素子４００の製造が完了する。
【０１１３】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。
【０１１４】
（ａ）本実施形態によれば、組成制御Ｃｒ層４５４の上面の反射率が制御されている。すなわち、組成制御Ｃｒ層４５４の上面は、波長が４００〜５００ｎｍ（例えば、４１３ｎｍ）の範囲内である描画光に対して、２０％以下（好ましくは１０％以下）の反射率を有する。その結果、上述のレジストパターン形成工程において、レーザー描画機や水銀灯からの描画光（露光光）が、組成制御Ｃｒ層４５４の上面で反射されてしまうことを抑制できる。その結果、レジスト層４５５が該反射光に感光されてしまうことを抑制でき、レジストパターン４５５ｐの寸法制御・形状制御を正確に行うことが可能となる。そして、凸部４３０や凹部４４０の線幅制御等を正確に行うことが可能となる。そして、凸部４３０の配列周期を、５〜５０ｎｍ程度の分布に抑えることができる。
【０１１５】
（ｂ）本実施形態によれば、基板４１０の主面４１０ａは平坦であればよく、凹凸形状に加工する必要がない。そして、凸部４３０及び凹部４４０の高さは、ＭｏＳｉＮ層４５１、Ｃｒ層４５２の厚さのみによって決定でき、これは成膜時のスパッタ時間などにより精緻に制御できる。そのため、凸部４３０及び凹部４４０の高さや、凸部４３０と凹部４４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【０１１６】
（ｃ）本実施形態においては、エッチング工程を実施した後に成膜処理を行う必要がない。すなわち、マスクブランク４００ｂを製造する段階で予め各種薄膜を成膜しておけば、エッチング工程を実施した後に追加的に成膜工程を実施する必要がない。マスクブランク４００ｂを製造する段階での成膜処理は、下地に段差が存在しない状態で行われるため、基板４１０の主面４１０ａのパターン形成領域に渡り均一な厚さにすることや、膜厚制御が比較的容易である。そのため、凸部４３０及び凹部４４０の高さや、凸部４３０と凹部４４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。もちろん、成膜時に、凹凸による影によって隙間が発生することもない。
【０１１７】
（ｄ）本実施形態においては、Ｃｒ層４５２は、フッ素（Ｆ）系のエッチングガス（或いはエッチング液）に対するエッチング耐性を有するため、ＭｏＳｉ層４５３をエッチング
する際のエッチングストッパ層として機能する。また、ＭｏＳｉ層４５３やＭｏＳｉＮ層４５１は、クロム用エッチング液に対するエッチング耐性を有するため、Ｃｒ層４５２や組成制御Ｃｒ層４５４をエッチングする際のエッチングストッパ層として機能する。このように構成することで、各層のエッチング量（深さ）を正確に制御することが可能となる。そして、凸部４３０及び凹部４４０の高さや、凸部４３０と凹部４４０との段差量を、容易かつ正確に制御することが可能となる。
【０１１８】
（ｅ）フォトリソグラフィ手法を用いて反射型回折素子４００を製造する本実施形態によれば、凸部４３０の上面と凹部４４０の底面の検査光に対する反射率を、所望量だけ異なるものとすることができる。凸部４３０の上面の組成と凹部４４０の底面の組成とを互いに異なるようにすることができるからである。そして、回折格子４２０に検査光を照射した際に、回折格子４２０のパターン形状に相関して、反射光の強度に大きな変化を生じさせる（コントラストを大きくさせる）ことができる。その結果、回折格子４２０のパターンの線幅やピッチがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを容易かつ確実に行うことが可能となり、反射型回折素子４００の品質保証をより確実に行うことが可能となる。更に、ＭｏＳｉＮの組成により透過率を調整することにより、透過光による検査が可能である。これにより、フォトマスク用欠陥検査装置を用いて検査することができる。
【０１１９】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る反射型回折素子の断面拡大図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る反射型回折素子の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る反射型回折素子の断面拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る反射型回折素子の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る反射型回折素子の断面拡大図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る反射型回折素子の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図７】Ｃｒ層及び組成制御Ｃｒ層の反射率の波長依存性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【０１２１】
２００  反射型回折素子
２００ｂ  マスクブランク（レジスト付の回折素子製造用ブランク）
２１０  基板
２１０ａ  主面
２１０ｂ  主面
２２０  回折格子
２３０  凸部
２４０  凹部
２５１  組成制御Ｃｒ層（第１の組成制御Ｃｒ層）
２５２  ＭｏＳｉ層（第１のＭｏＳｉ層）
２５３  Ｃｒ層
２５４  第２のＭｏＳｉ層
２５５  第２の組成制御Ｃｒ層
２５６  レジスト層
２５６ｐ  レジストパターン
３００  反射型回折素子
３００ｂ  マスクブランク（レジスト付の回折素子製造用ブランク）
３１０  基板
３１０ａ  主面
３１０ｂ  主面
３２０  回折格子
３３０  凸部
３４０  凹部
３５１  Ｃｒ層
３５２  ＭｏＳｉ層
３５３  組成制御Ｃｒ層
３５４  レジスト層
３５４ｐ  レジストパターン
４００  反射型回折素子
４００ｂ  マスクブランク（レジスト付の回折素子製造用ブランク）
４１０  基板
４１０ａ  主面
４２０  回折格子
４３０  凸部
４４０  凹部
４５１  ＭｏＳｉＮ層
４５２  Ｃｒ層
４５３  ＭｏＳｉ層
４５４  組成制御Ｃｒ層
４５５  レジスト層
４５５ｐ  レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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