JP6915310B2 - 偏光子 - Google Patents
偏光子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6915310B2 JP6915310B2 JP2017043484A JP2017043484A JP6915310B2 JP 6915310 B2 JP6915310 B2 JP 6915310B2 JP 2017043484 A JP2017043484 A JP 2017043484A JP 2017043484 A JP2017043484 A JP 2017043484A JP 6915310 B2 JP6915310 B2 JP 6915310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- polarizer
- silicon
- film
- transparent substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 157
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 137
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 71
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 64
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 56
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 55
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 49
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 47
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 19
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 16
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 209
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 78
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 64
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 44
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 44
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 33
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 28
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 28
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 19
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 15
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- -1 molybdenum Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
近年、配向膜の製造において、偏光子を用いた光配向処理が用いられている。この光配向処理に用いる偏光子は、半導体製造に使われるリソグラフィ技術やエッチング技術を利用して、ガラス基板上に複数の細線を平行に配置したものであり、細線を構成する材料としては、アルミニウムや酸化チタンが用いられている(特許文献1)。
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、短波長の光に対して優れた消光比を発現し、耐久性にも優れた偏光子を提供することを目的とする。
また、本発明は、透明基板と、該透明基板の一主面に所定の間隔で平行に位置する複数の細線と、少なくとも前記細線を被覆する保護膜と、を有し、前記細線は、主成分である珪素とともにモリブデンを含有し、前記珪素と前記モリブデンとの混合ターゲットを用いたスパッタリングにより形成される材料層をエッチングして形成されるものであり、前記保護膜は、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜であり、二酸化珪素よりも還元されにくい酸化アルミニウム膜であり、波長200〜400nmの光の直線偏光成分を生成するために用いられるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記細線の厚みは、100〜180nmの範囲内にあるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護膜を構成する金属酸化物は、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、および二酸化ハフニウムのいずれか、好適には酸化アルミニウムであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基板と前記細線との間に下地層が介在し、該下地層は前記保護膜と同じ材料で構成されているような構成、前記保護膜と前記透明基板との間にも前記下地層が介在するような構成とした。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
図1は、偏光子の一例を示す部分平面図であり、図2は、図1に示される偏光子のI−I線における縦断面図である。図1および図2において、偏光子11は、透明基板12と、この透明基板12の一主面12aに所定の間隔で平行に位置する複数の細線14を有し、これらの細線14を被覆するように透明基板12の一主面12aに保護膜16が設けられている。図1では、保護膜16で被覆されている細線14の輪郭を鎖線で示している。
また、偏光子11を構成する細線14は、主成分である珪素とともに金属を含有するものである。主成分とは、50mol%以上含有されることを意味し、細線14における珪素の含有量は適宜設定することができる。また、細線14が含有する金属としては、例えば、モリブデン等の遷移金属を挙げることができ、このような金属の含有量(mol%)は珪素の含有量(mol%)の1/2以下であることが好ましい。例えば、細線14が金属としてモリブデンを含有する場合、細線14は、MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiON等のモリブデンシリサイド系材料からなるものとすることができる。
このような推考は、以下の根拠による。例えば、細線14が主成分である珪素とともに含有する金属がモリブデンである場合、MoO2の標準生成ギブスエネルギー(−533.71kJ/mol、酸素1molあたりも同値)、MoO3の標準生成ギブスエネルギー(−667.97kJ/mol、酸素1molあたり換算で−455.30kJ/mol)に比べて、SiO2の標準生成ギブスエネルギー(−856.67kJ/mol、酸素1molあたりも同値)が低く、紫外光の照射による高温環境でもこの関係は変わらない。このためSiO2がMoOXよりも優先的に生成されるからである。また、細線14が含有する珪素の含有量(mol%)が、モリブデンの含有量(mol%)の1.5倍以上、特に2倍以上であることも、SiO2がMoOXよりも優先的に生成される理由と考えられる。なお、上記の各酸化物における標準生成ギブスエネルギーの値はいずれも298.15K(25℃)における値である。
ここで、消光比は、P波透過率/S波透過率で表され、P波透過率は、細線の長手方向(図1に矢印aで示される方向)に対して垂直な偏光成分(P波)の透過率(出射光中のP波成分/入射光中のP波成分)であり、S波透過率は、細線の長手方向に対して平行な偏光成分(S波)の透過率(出射光中のS波成分/入射光中のS波成分)である。また、消光比の測定は、偏光子の分野における一般的な測定方法を用いて行うことができ、紫外光の偏光特性を測定することが可能な透過型エリプソメータ、例えば、ジェー・エー・ウーラム・ジャパン(株)製 VUV−VASE等の透過型エリプソメータを用いて測定することができる。
また、隣接する細線14のピッチP(図2参照)は、直線偏光の生成に用いる光(偏光子11への照射光)の波長等を考慮し、偏光子11が所望の消光比を発現するように適宜設定することができる。細線14のピッチPは、一般に、照射光の波長の半分以下とすることができ、具体的には、照射光が紫外光である場合には、細線14のピッチPは、例えば、80〜150nm、好ましくは80〜120nm、より好ましくは100〜110nmの範囲内することができる。
尚、上記の細線14の厚みTは、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて測定することができ、また、細線断面のSEM(走査型電子顕微鏡)観察で測定することができる。細線14の幅W、ピッチPは、Vistec社製 SEM測定装置LWM9000を用いて測定することができる。
また、偏光子11を構成する保護膜16は、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜であり、この金属の酸化物膜は二酸化珪素よりも還元されにくいものである。
また、金属酸化物が二酸化珪素よりも還元されにくい金属としては、珪素酸化物(SiO2)の融点(1650℃)よりも高い融点を有する金属酸化物を生成する金属を挙げることができる。例えば、上記のチタン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムは、これらの酸化物の融点がそれぞれ1870℃、2072℃、2715℃、2758℃であり、いずれも珪素酸化物(SiO2)の融点(1650℃)よりも高いものである。
上記の保護膜16の厚みは、XPS(X線光電子分光)による深さ方向の分析、あるいは、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定することができる。
偏光子31を構成する下地層35は、細線34と外部雰囲気中の酸素との接触をより確実に阻害することを目的としたものである。したがって、下地層35は、保護膜36と同じように、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜からなる層、または、二酸化珪素よりも還元されにくい金属酸化物膜からなる層とすることができる。このような下地層35の厚みは、偏光子31が所望の消光比を発現するように適宜設定することができ、例えば、1〜10nm、好ましくは1〜5nmの範囲で適宜設定することができる。
尚、図7に示す偏光子41では、保護膜46の端部46eが下地層45に当接しているが、下地層45が細線44の直下のみに存在し、細線44を被覆している保護膜46の端部46eが基板42に当接するものであってもよい。
上述の偏光子の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
図8は、偏光子の製造例を示す工程図であり、図1、図2に示される偏光子11を例としたものである。
図8に示される偏光子の製造例では、透明基板12を準備し、この透明基板12の主面12a上に、細線を形成するための材料層14′を形成し、この材料層14′上にレジストパターン13を形成する(図8(A))。材料層14′は主成分の珪素とともに金属を含有するものであり、珪素の含有量は適宜設定することができる。また、材料層14′が含有する金属としては、例えば、モリブデン等の遷移金属を挙げることができる。このような材料層14′の形成方法には、特に制限はなく、例えば、モリブデンシリサイド系の材料層の場合、珪素とモリブデンの混合ターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。
また、レジストパターン13は、細線14を形成するためのエッチングマスクであり、所望のレジスト材料を用いてフォトリソグラフィー法、インプリント法、電子線描画法等により形成することができる。
次いで、細線14を被覆するように、透明基板12の主面12a上に保護膜16を形成する(図8(C))。保護膜16は、例えば、ALD(原子層堆積法)により、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜、または、二酸化珪素よりも還元されにくい金属酸化物膜を成膜することにより形成することができる。ALDは、細線14を露出させることなく緻密な薄膜を形成することができ、保護膜16の形成に好適に使用することができる。これにより、偏光子11が得られる。
尚、材料層14′上にハードマスク材料層を形成し、このハードマスク材料層上にレジストパターン13を形成し、このレジストパターン13をエッチングマスクとしてハードマスク材料層をエッチングして、ハードマスクを材料層14′上に形成してもよい。例えば、材料層14′がモリブデンシリサイド系である場合、クロム系のハードマスク材料を用いることができる。この場合、材料層14′のエッチングによる細線14の形成は、ハードマスクをエッチングマスクとして行われる。
図9に示される偏光子の製造例では、透明基板22を準備し、この透明基板22の主面22a上に、細線24を形成する(図9(A))。この細線24の形成は、上記の透明基板12の主面12a上への細線24の形成と同様とすることができる。
次に、細線24を被覆するように、透明基板22の主面22a上に保護膜26aを形成する(図9(B))。この保護膜26aの形成は、上記の保護層16の形成と同様に、例えば、ALDにより行うことができる。
次いで、保護膜26a上に、スパッタリング法またはCVD(化学気相堆積法)により、保護膜26bを形成して、保護膜26aと一体化する(図9(C))。スパッタリング法による保護膜26bの形成では、細線24が高アスペクトのパターンである場合、細線24の間隙部位への保護膜材料の堆積が難しくなる。このため、保護膜材料の堆積は主に細線24の頂部に位置する保護膜26a上で進み、この保護膜26a上に保護膜26bが形成される。図9(C)では省略しているが、細線24の間隙部位の側面および底部に位置する保護膜26a上に、細線24の頂部に位置する保護膜26a上の保護膜26bよりも薄い厚さで保護膜が形成されていてもよい。また、CVDによる保護膜26bの形成においても同様に、細線24が高アスペクトのパターンである場合、細線24の間隙部位への保護膜材料の堆積が難しくなり、成膜条件により、細線24の間隙部位への堆積厚みが薄く、細線24の頂部に位置する保護膜26a上に形成される保護膜26bを厚くすることができる。
この偏光子21の製造では、先に、細線24の頂部にスパッタリング法またはCVDで保護膜26bを形成し、その後、細線24、保護膜26bを被覆するように、透明基板22の主面22a上に保護膜26aをALDで形成し、次いで、透明基板22の主面22a上に位置する保護膜26aが除去されるまで、保護膜26a、および、保護膜26bをエッチングしてもよい。
図10に示される偏光子の製造例では、透明基板32を準備し、この透明基板32の主面32aに下地層35を形成し、その後、下地層35上に、細線を形成するための材料層34′を形成し、この材料層34′上にレジストパターン33を形成する(図10(A))。下地層35は、後工程で形成する細線34と外部雰囲気中の酸素との接触をより確実に阻害することを目的としたものであり、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜からなる層、または、二酸化珪素よりも還元されにくい金属酸化物膜からなる層とすることができる。このような下地層35は、スパッタリング法等の公知の真空成膜法により形成することができ、厚みは、例えば、1〜10nm、好ましくは1〜5nmの範囲で適宜設定することができる。
下地層35上への材料層34′の形成、レジストパターン33の形成は、上述の透明基板12上への材料層14′の形成、レジストパターン13の形成と同様とすることができる。
次に、レジストパターン33をエッチングマスクとして、材料層34′をエッチングすることにより、透明基板32の主面32aに位置する下地層35上に細線34を形成する(図10(B))。
尚、材料層34′上にハードマスク材料層を形成し、このハードマスク材料層上にレジストパターン33を形成し、このレジストパターン33をエッチングマスクとしてハードマスク材料層をエッチングして、ハードマスクを材料層34′上に形成してもよい。この場合、材料層34′のエッチングによる細線34の形成は、ハードマスクをエッチングマスクとして行われる。
図11に示される偏光子の製造例では、透明基板42を準備し、この透明基板42の主面42aに下地層45′を形成し、この下地層45′上にレジストパターン43′を形成する(図11(A))。下地層45′の形成は、上述の下地層35の形成と同様に行うことができる。また、レジストパターン43′は、後工程で細線44が形成される下地層45を形成するためのエッチングマスクであり、所望のレジスト材料を用いてフォトリソグラフィー法、インプリント法、電子線描画法等により形成することができる。
次に、レジストパターン43′をエッチングマスクとして、下地層45′をエッチングすることにより、透明基板42の主面42a上に、所定の間隔で平行に位置する複数の下地層45を形成する。その後、この下地層45を覆うように、透明基板42の主面42a上に細線を形成するための材料層44′を形成し、この材料層34′上にレジストパターン43を形成する(図11(B))。レジストパターン43は、後工程で下地層45上に細線44を形成するためのエッチングマスクであり、所望のレジスト材料を用いてフォトリソグラフィー法、インプリント法、電子線描画法等により形成することができる。
次に、細線44、下地層45を被覆するように、透明基板42の主面42a上に保護膜46aを形成する。この保護膜46aの形成は、上記の保護層26aの形成と同様に、例えば、ALDにより行うことができる。その後、保護膜46a上に、CVDにより、保護膜46bを形成して、保護膜46aと一体化する(図11(D))。上記の保護層26bの形成と同様に、細線44の頂部に位置する保護膜46a上のみに保護膜46bが形成され、したがって、細線44の頂部には、保護膜46aと保護膜46bが積層され、他の部位には保護膜46aのみが存在することになる。
次いで、透明基板42の主面42a上に位置する保護膜46aが除去されるまで、保護膜46aおよび保護膜46bをエッチングする(図11(E))。これにより、個々の細線44のみが保護膜46で被覆され、細線44と保護膜46が下地層45を介して透明基板42上に位置する偏光子21が得られる。
尚、上述の偏光子の製造方法は例示であり、本発明の偏光子の製造は、これらの例に限定されるものではない。
[実施例1]
(試料1の作製)
まず、透明基板として、厚み6.35mmの合成石英ガラスを準備した。
この合成石英ガラスの一の主面上に、モリブデンと珪素の混合ターゲット(Mo:Si=1:2mol%)を用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリング法によりモリブデンシリサイド系の材料層(MoSiN)を厚み120nmで形成した。この材料層における窒素の含有量は、モリブデンの含有量の半分程度であった。
次に、上記のモリブデンシリサイド系の材料層上に、ハードマスク材料層として酸化窒化クロム膜(厚み7nm)をスパッタリング法で形成した。
上記のように形成した細線の厚みTを、AFMを用いて測定し、幅W、ピッチPをVistec社製 SEM測定装置LWM9000を用いて測定したところ、それぞれ、120nm、34nm、100nmであった。
次に、珪素よりも酸化しやすい金属としてチタンを選択し、上記のように形成した細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として二酸化チタンを成膜した。この二酸化チタンからなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、10nmであった。これにより、偏光子(試料1)を得た。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、珪素よりも酸化しやすい金属としてジルコニウムを選択し、上記のように形成した細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として二酸化ジルコニウムを成膜した。この二酸化ジルコニウムからなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、10nmであった。これにより、偏光子(試料2)を得た。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、二酸化珪素よりも還元されにくい金属酸化物として酸化アルミニウムを選択し、上記のように形成した細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として酸化アルミニウムを成膜した。この酸化アルミニウムからなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、10nmであった。これにより、偏光子(試料3)を得た。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成し、保護膜は形成せずに、偏光子(試料4)を得た。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、珪素よりも酸化しやすい金属としてチタンを選択し、前駆体としてチタンアルコキシドを使用して、ゾルゲル法により細線を被覆するように合成石英ガラス上に二酸化チタンを成膜して保護膜を形成し、偏光子(試料5)を得た。この偏光子の二酸化チタンからなる保護膜の厚みを、予備サンプル断面のSEM観察で測定したところ、40nmであった。但し、二酸化チタンからなる保護膜は、成膜時の加熱処理(550℃)で有機分が揮発するためポーラス状であり、細線を緻密に被覆するものでなく、さらに、成膜が不完全で細線の表面の約15%が微細形状で露出するものであった。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として二酸化珪素を成膜した。この二酸化珪素からなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、10nmであった。これにより、偏光子(試料6)を得た。
作製した偏光子(試料1〜試料6)に対して、下記の条件で紫外線を照射し、照射初期、照射時間の積算が200時間、500時間、1000時間、1500時間、2000時間における365nmでの消光比を、透過型エリプソメータ(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン(株)製 VUV−VASE)を用いて測定した。測定結果を下記の表1に示す。
(紫外線照射)
・照射波長 : 200〜500nm
・照射光源 : メタルハライドランプ
・照射エネルギー : 300mW(波長365nm)/cm2
・パージガス : 窒素ガス
これに対して、保護膜を具備していない試料4の偏光子は、紫外光の照射積算が500時間に達した段階で、消光比の大幅な低下がみられた。
また、試料1と同様の二酸化チタンの保護膜を具備するものの、細線の表面の約15%が微細形状で露出する試料5の偏光子は、試料1〜試料3の偏光子に比べて、長時間の照射による消光比の低減が大きいものであった。
さらに、酸化珪素を保護膜として具備する試料6の偏光子は、試料1〜試料3の偏光子に比べて、長時間の照射による消光比の低減が大きいものであった。
(試料7の作製)
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、試料1と同様に、珪素よりも酸化しやすい金属としてチタンを選択し、上記のように形成した細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として二酸化チタンを成膜した。この二酸化チタンからなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、1nmであった。これにより、偏光子(試料7)を得た。
試料1の作製と同様に、合成石英ガラス上に、所定のピッチで平行に位置する複数の細線を形成した。
次に、珪素よりも酸化しやすい金属としてハフニウムを選択し、上記のように形成した細線を被覆するように合成石英ガラス上に、ALDにより保護膜として二酸化ハフニウムを成膜した。この二酸化ハフニウムからなる保護膜の厚みを、成膜時の参照用ウエハ断面のSEM観察で測定したところ、10nmであった。これにより、偏光子(試料8)を得た。
作製した偏光子(試料2、試料3、試料7、試料8)に対して、下記の条件で紫外線を照射し、照射初期、照射時間の積算が200時間、400時間、500時間、600時間における365nmでの消光比を、透過型エリプソメータ(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン(株)製 VUV−VASE)を用いて測定した。測定結果を図12のグラフに示す。なお、図12のグラフにおいては、縦軸が消光比ER、横軸が積算照射時間IRT(hrs)を表し、試料2の消光比が破線dで示され、試料3の消光比が点線eで示され、試料7の消光比が一点鎖線cで示され、試料8の消光比が長破線fで示される。また、積算照射時間が400時間を経過してからは、波長240nm未満の紫外線をカットして紫外線を照射した。
(紫外線照射)
・照射波長 : 185nm、254nm、365nmなど
・照射光源 : 低圧水銀ランプ
・照射エネルギー : 180mW(波長254nm)/cm2
・パージガス : 窒素ガス
また、試料2の偏光子(保護膜:ZrO2)および試料8の偏光子(保護膜:HfO2)は、試料3の偏光子および試料7の偏光子に比べて、長時間の照射により消光比が低下した。
なお、実施例1において、ZrO2の保護膜を有する試料2の偏光子の方がTiO2の保護膜を有する試料1の偏光子よりも高い水準の消光比を維持していたが、実施例2における試料7の偏光子は、試料2の偏光子よりも高い水準の消光比を維持していた(表1および図12参照)。これは、試料7の保護膜の膜厚が1nmであるが、試料1の保護膜の膜厚は10nmであるところ、保護膜としてのTiO2膜厚が厚いほど、TiO2の光学定数に応じた光学特性、すなわち365nmのS波透過率が増大するという特性が顕在化するためであると考えられる。
また、二酸化チタンの膜厚が1nmであっても、偏光子が使用される雰囲気温度(200℃程度)における二酸化チタンの酸素拡散係数Dが二酸化珪素の酸素拡散係数Dよりも17桁程度低いことから(図4参照)、保護膜による保護効果が十分に確保されるものと考察される。
実施例1において作製した試料1、試料2、試料4〜試料6の各偏光子について、YAGレーザ(波長532nm)の露光による細線の酸化の進行を、ラマンシフトピークの変化で捉えるテストを実施した。
レーザ露光初期は、モリブデンシリサイド系の細線(MoSiN)の主成分である珪素の多結晶を示す波数520cm−1付近のラマンシフトピークが検出される。珪素の単結晶、多結晶とも、波数520cm−1付近にピークをもつが、単結晶はピークが鋭く、多結晶は強度が少し落ち、低波数側に裾引きのある若干鈍ったピークとなる。
レーザ露光を繰り返すことにより、MoSiN表面の酸化が進行して二酸化珪素(アモルファス状)の厚みが増すことで、MoSiN(細線本体)の珪素の信号が遮蔽され、波数520cm−1付近のラマンシフトピークの強度が低下する。
結果を下記の表2に示した。表2では、1回目の露光における波数520cm−1付近のラマンシフトピークの強度を100とした相対値で示しており、ピーク強度の低下が大きいほど、露光による細線の酸化が進行していることを表している。
これに対して、保護膜を具備していない試料4の偏光子は、2回目のレーザ露光で波数520cm−1付近のラマンシフトピークの強度に大幅な低下がみられ、偏光子の細線における二酸化珪素の形成が顕著に進行したことが確認された。
また、試料1と同様の二酸化チタンの保護膜を具備するものの、細線の表面の約15%が微細形状で露出する試料5の偏光子は、試料1、試料2の偏光子に比べて、波数520cm−1付近のラマンシフトピークの強度の低減が大きいものであった。これにより、保護膜による細線の被覆が不十分であると、レーザ露光の繰り返しによって、偏光子の細線における二酸化珪素の形成が進行することが確認された。
12,22,32,42…透明基板
14,24,34,44…細線
16,26,36,46…保護膜
Claims (6)
- 透明基板と、該透明基板の一主面に所定の間隔で平行に位置する複数の細線と、少なくとも前記細線を被覆する保護膜と、を有し、
前記細線は、主成分である珪素とともにモリブデンを含有し、
前記保護膜は、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜であり、該金属の酸化物膜は二酸化珪素よりも還元されにくい二酸化チタン膜、二酸化ジルコニウム膜、または二酸化ハフニウム膜であり、
波長200〜400nmの光の直線偏光成分を生成するために用いられることを特徴とする偏光子。 - 透明基板と、該透明基板の一主面に所定の間隔で平行に位置する複数の細線と、少なくとも前記細線を被覆する保護膜と、を有し、
前記細線は、主成分である珪素とともにモリブデンを含有し、前記珪素と前記モリブデンとの混合ターゲットを用いたスパッタリングにより形成される材料層をエッチングして形成されるものであり、
前記保護膜は、珪素よりも酸化しやすい金属の酸化物膜であり、該金属の酸化物膜は二酸化珪素よりも還元されにくい酸化アルミニウム膜であり、
波長200〜400nmの光の直線偏光成分を生成するために用いられることを特徴とする偏光子。 - 前記細線の厚みは、100〜180nmの範囲内にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏光子。
- 前記保護膜の厚みは、1〜10nmの範囲内にあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の偏光子。
- 前記透明基板と前記細線との間に下地層が介在し、該下地層は前記保護膜と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の偏光子。
- 前記保護膜と前記透明基板との間にも前記下地層が介在することを特徴とする請求項5に記載の偏光子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/009380 WO2017155017A1 (ja) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | 偏光子 |
KR1020187024451A KR102345406B1 (ko) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | 편광자 |
CN201780014950.1A CN108700701A (zh) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | 偏振片 |
TW106107992A TWI821155B (zh) | 2016-03-10 | 2017-03-10 | 偏光子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016047196 | 2016-03-10 | ||
JP2016047196 | 2016-03-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017167534A JP2017167534A (ja) | 2017-09-21 |
JP6915310B2 true JP6915310B2 (ja) | 2021-08-04 |
Family
ID=59913273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017043484A Active JP6915310B2 (ja) | 2016-03-10 | 2017-03-08 | 偏光子 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6915310B2 (ja) |
CN (1) | CN108700701A (ja) |
TW (1) | TWI821155B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019109375A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光素子、偏光素子の製造方法 |
CN111699418A (zh) * | 2018-01-04 | 2020-09-22 | 奇跃公司 | 基于结合有无机材料的聚合物结构的光学元件 |
JP2020012876A (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | デクセリアルズ株式会社 | 位相差素子の製造方法、位相差素子、および投射型画像表示装置 |
JP7226966B2 (ja) * | 2018-10-26 | 2023-02-21 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光板及び偏光板の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1073722A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Sony Corp | 偏光光学素子及びその製造方法 |
JP4488033B2 (ja) * | 2007-02-06 | 2010-06-23 | ソニー株式会社 | 偏光素子及び液晶プロジェクター |
US7957062B2 (en) * | 2007-02-06 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Polarizing element and liquid crystal projector |
KR20110031440A (ko) * | 2008-07-10 | 2011-03-28 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 와이어 그리드형 편광자 및 그 제조 방법 |
JP5402101B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2014-01-29 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光素子、投射型表示装置、液晶装置、電子機器 |
WO2015072482A1 (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | 大日本印刷株式会社 | 偏光子、偏光子用基板および光配向装置 |
JP6428171B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2018-11-28 | 大日本印刷株式会社 | 偏光子、偏光子用基板および光配向装置 |
-
2017
- 2017-03-08 JP JP2017043484A patent/JP6915310B2/ja active Active
- 2017-03-09 CN CN201780014950.1A patent/CN108700701A/zh active Pending
- 2017-03-10 TW TW106107992A patent/TWI821155B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017167534A (ja) | 2017-09-21 |
CN108700701A (zh) | 2018-10-23 |
TW201809746A (zh) | 2018-03-16 |
TWI821155B (zh) | 2023-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6915310B2 (ja) | 偏光子 | |
JP6823703B2 (ja) | フォトマスクブランクおよびその製造方法、フォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 | |
KR100597655B1 (ko) | 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상시프트 마스크 | |
KR102277835B1 (ko) | 포토마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법, 그리고 표시 장치의 제조 방법 | |
TWI514067B (zh) | 光罩基板、轉印用光罩與其製造方法、及半導體裝置之製造方法 | |
KR101004542B1 (ko) | 마스크 블랭크용 투명기판 및 마스크 블랭크 | |
CN106353963B (zh) | 相移掩模半成品、相移掩模制造方法及显示装置的制造方法 | |
JP2005128278A (ja) | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びパターン転写方法 | |
KR20170122181A (ko) | 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 전사용 마스크의 제조방법 및 반도체 디바이스의 제조방법 | |
JP7204496B2 (ja) | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 | |
CN108241251B (zh) | 相移掩模坯料、相移掩模制造方法及显示装置制造方法 | |
CN108319103B (zh) | 相移掩模坯料及使用其的相移掩模的制造方法、以及显示装置的制造方法 | |
TW201740182A (zh) | 光罩基底、相偏移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 | |
JP2011065113A (ja) | 位相シフトマスク、その製造方法及び半導体装置の製造方法 | |
TW201527808A (zh) | 偏光片、偏光片用基板及光配向裝置 | |
JP2019148789A (ja) | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 | |
JP2014211502A (ja) | 位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスク | |
JP7297692B2 (ja) | フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法、および表示装置の製造方法 | |
KR102345406B1 (ko) | 편광자 | |
KR102510830B1 (ko) | 마스크 블랭크, 전사용 마스크의 제조 방법, 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
CN110196530B (zh) | 相移掩模坯料、相移掩模的制造方法、及显示装置的制造方法 | |
JP2023070083A (ja) | ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク | |
TWI774840B (zh) | 光罩坯料及其製造方法、光罩及其製造方法、曝光方法、及元件製造方法 | |
CN108663896B (zh) | 相移掩模坯料、相移掩模的制造方法、以及图案转印方法 | |
JP2019061106A (ja) | 位相シフトマスクブランク及びそれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200519 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200717 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200819 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210419 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210419 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210427 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210615 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210628 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6915310 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |