JPH06174907A - 金属格子の製作方法 - Google Patents
金属格子の製作方法Info
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- JPH06174907A JPH06174907A JP35080992A JP35080992A JPH06174907A JP H06174907 A JPH06174907 A JP H06174907A JP 35080992 A JP35080992 A JP 35080992A JP 35080992 A JP35080992 A JP 35080992A JP H06174907 A JPH06174907 A JP H06174907A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に微細ピッチで金属格子を形成する方
法。 【構成】 基板上に金属層を形成し、その上にレジスト
層を設け、このレジスト層に格子パターンを露光して現
像処理を行って、レジストによる格子パターンを形成
し、イオンエッチング法により、レジストの格子パター
ンを上記金属層に転写する。このときエッチングガスと
してＣＣｌ2 Ｆ2 を用い、これにＡｒを混合する。これ
によって高い線密度を持った溝深の大きい金属格子を得
ることができる。
法。 【構成】 基板上に金属層を形成し、その上にレジスト
層を設け、このレジスト層に格子パターンを露光して現
像処理を行って、レジストによる格子パターンを形成
し、イオンエッチング法により、レジストの格子パター
ンを上記金属層に転写する。このときエッチングガスと
してＣＣｌ2 Ｆ2 を用い、これにＡｒを混合する。これ
によって高い線密度を持った溝深の大きい金属格子を得
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はグリッド偏光子とか回折
格子或は液晶表示素子の基板等に用いられる金属の微細
格子のイオンエッチング法による製作方法に関する。
格子或は液晶表示素子の基板等に用いられる金属の微細
格子のイオンエッチング法による製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の微細格子は支持体のガラス基板等
の上に形成さるが、従来のその製作方法は基板上に金属
層を設け、その上にホトレジストを塗布し、格子パター
ンを露光して現像することにより、レジストによる格子
パターンを作り、それをマスクとしてイオンエッチング
法により金属層をエッチングするもので、エッチングガ
スとしてＡｒを用いていた。
の上に形成さるが、従来のその製作方法は基板上に金属
層を設け、その上にホトレジストを塗布し、格子パター
ンを露光して現像することにより、レジストによる格子
パターンを作り、それをマスクとしてイオンエッチング
法により金属層をエッチングするもので、エッチングガ
スとしてＡｒを用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来方法では
エッチングガスとしてＡｒを用いていたが、Ａｒを用い
た場合、レジストに対する金属（Ａｕ等）のエッチング
速度（エッチングレート）が同程度で、またイオンが試
料面に対して入射角６０°位のとき（入射角０°＝垂直
入射）エッチングレートが一番大きいと云う性質がある
ため以下のような問題があった。即ち金属のエッチング
レートがレジストのそれと同じ程度であるため、レジス
トの厚さ方向の凹凸状態は金属層では拡大されることな
く、レジストの高低差と同程度の高低差の凹凸状態しか
得られず、例えばレジストの層の断面の正弦波状の凹凸
は金属層ではレジストと同じか、それより小さい振幅の
正弦波状凹凸となって再現され、或は金属層にアスペク
ト比の高い格子溝を刻設することができない。またイオ
ンが斜入射のときエッチングレートが一番高いため刻設
すべき凹凸形状において、凹凸の頂面，底面より側面の
傾斜面が速くエッチングされて傾斜側面を持った凸条は
側面がやせ、凹溝では側面が削られて傾斜面が立ってし
まうと云う凹凸形状の変形が生じる。本発明はこのよう
なイオンエッチングによる金属基板面への格子溝等の微
細パターンを刻設する場合の問題点を解消しようとする
ものである。
エッチングガスとしてＡｒを用いていたが、Ａｒを用い
た場合、レジストに対する金属（Ａｕ等）のエッチング
速度（エッチングレート）が同程度で、またイオンが試
料面に対して入射角６０°位のとき（入射角０°＝垂直
入射）エッチングレートが一番大きいと云う性質がある
ため以下のような問題があった。即ち金属のエッチング
レートがレジストのそれと同じ程度であるため、レジス
トの厚さ方向の凹凸状態は金属層では拡大されることな
く、レジストの高低差と同程度の高低差の凹凸状態しか
得られず、例えばレジストの層の断面の正弦波状の凹凸
は金属層ではレジストと同じか、それより小さい振幅の
正弦波状凹凸となって再現され、或は金属層にアスペク
ト比の高い格子溝を刻設することができない。またイオ
ンが斜入射のときエッチングレートが一番高いため刻設
すべき凹凸形状において、凹凸の頂面，底面より側面の
傾斜面が速くエッチングされて傾斜側面を持った凸条は
側面がやせ、凹溝では側面が削られて傾斜面が立ってし
まうと云う凹凸形状の変形が生じる。本発明はこのよう
なイオンエッチングによる金属基板面への格子溝等の微
細パターンを刻設する場合の問題点を解消しようとする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】エッチングガスとしてＣ
Ｃｌ2 Ｆ2 単独或はこれにＡｒを混合したガスを用い
る。
Ｃｌ2 Ｆ2 単独或はこれにＡｒを混合したガスを用い
る。
【０００５】
【作用】図１はエッチングガスとしてＣＣｌ2 Ｆ2 とＡ
ｒとの混合ガスを用い、横軸に両者の混合割合をとり、
縦軸にＡｕとレジストのエッチングレートの比即ち選択
比をとったグラフで、図示のデータは、レジスト層にホ
ログラフィック露光法で格子パターンを焼付けたので、
現像後のレジストパターンが断面が正弦波状の凹凸とな
っている場合の実験から両者間の選択比を計算したもの
である。この結果から、Ａｒ１００％の場合の選択比は
１．３即ちレジスト層が１削られる間にＡｕ層は１．３
だけ削られる。これに対してＣＣｌ2 Ｆ2 １００％では
選択比は２．３程度で混合ガスに対するＡｒの比率を８
０％位まで増しても、選択比はＣＣｌ2 Ｆ2 １００％の
場合と殆ど変わらない。従ってＣＣｌ2 Ｆ2 単独或はＡ
ｒを混合したエッチングガスを使うことで、Ａｒ単独の
従来よりも２．３／１．３＝１．８倍位深い溝を刻設す
ることができる。
ｒとの混合ガスを用い、横軸に両者の混合割合をとり、
縦軸にＡｕとレジストのエッチングレートの比即ち選択
比をとったグラフで、図示のデータは、レジスト層にホ
ログラフィック露光法で格子パターンを焼付けたので、
現像後のレジストパターンが断面が正弦波状の凹凸とな
っている場合の実験から両者間の選択比を計算したもの
である。この結果から、Ａｒ１００％の場合の選択比は
１．３即ちレジスト層が１削られる間にＡｕ層は１．３
だけ削られる。これに対してＣＣｌ2 Ｆ2 １００％では
選択比は２．３程度で混合ガスに対するＡｒの比率を８
０％位まで増しても、選択比はＣＣｌ2 Ｆ2 １００％の
場合と殆ど変わらない。従ってＣＣｌ2 Ｆ2 単独或はＡ
ｒを混合したエッチングガスを使うことで、Ａｒ単独の
従来よりも２．３／１．３＝１．８倍位深い溝を刻設す
ることができる。
【０００６】Ａｒを混合することは選択比をより向上さ
せる点では意味がないが、Ａｒを混ぜることでエッチン
グされた格子面が平滑になる清浄作用が得られる。ＣＣ
ｌ2Ｆ2 単独ではエッチング後の格子溝の底面等の荒れ
が目立つがＡｒを混入することでこの荒れが防がれる。
これはエッチングを行う真空雰囲気内の残留ガス特に拡
散ポンプの油蒸気とかエッチングされたレジスト等の有
機質の分解によって生じた炭素粒子が試料面に付着し、
炭素粒はＣＣｌ2 Ｆ2 によってエッチングされ難いた
め、極微細マスクのように作用してエッチング面の荒れ
の原因となるが、Ａｒがこの付着炭素粒を除去する清浄
作用を行うのである。
せる点では意味がないが、Ａｒを混ぜることでエッチン
グされた格子面が平滑になる清浄作用が得られる。ＣＣ
ｌ2Ｆ2 単独ではエッチング後の格子溝の底面等の荒れ
が目立つがＡｒを混入することでこの荒れが防がれる。
これはエッチングを行う真空雰囲気内の残留ガス特に拡
散ポンプの油蒸気とかエッチングされたレジスト等の有
機質の分解によって生じた炭素粒子が試料面に付着し、
炭素粒はＣＣｌ2 Ｆ2 によってエッチングされ難いた
め、極微細マスクのように作用してエッチング面の荒れ
の原因となるが、Ａｒがこの付着炭素粒を除去する清浄
作用を行うのである。
【０００７】更にＣＣｌ2 Ｆ2 のエッチング作用はＡｒ
と異り単なる衝突による作用の他化学反応性も関係して
いるので、衝突作用によるエッチングでは或る程度斜入
射の場合エッチングレートが最大となるがが、ＣＣｌ2
Ｆ2 では入射方向によるエッチングレートの変化は殆ど
ないので、イオンの照射方向に一様にエッチングが進行
し、刻線断面の変形が生じない。
と異り単なる衝突による作用の他化学反応性も関係して
いるので、衝突作用によるエッチングでは或る程度斜入
射の場合エッチングレートが最大となるがが、ＣＣｌ2
Ｆ2 では入射方向によるエッチングレートの変化は殆ど
ないので、イオンの照射方向に一様にエッチングが進行
し、刻線断面の変形が生じない。
【０００８】
実施例１．この実施例は石英基板上に金属を形成し、そ
の上にレジスト層を設けてホログラフィック露光法で干
渉パターンを焼付け、現像処理して得られたレジスト層
の厚さ方向の断面が半波正弦波状の格子パターンを金属
に断面半波正弦波状の格子条として転写形成したもの
で、図２のＡはレジストパターンの断面拡大図、同Ｂは
金層に形成された格子条の断面拡大図で格子条の高さが
拡大され、半波正弦波の形は崩れていないことが分か
る。Ａｒのみを用いた従来方法では格子条の高さの拡大
（つまり格子溝を深くする）が殆ど得られない上、図に
点線で示したように格子条の側面が削れて正弦波形から
歪んだ形となる。図３はこの実施例を工程順に示した試
料断面である。石英基板１は表面を光学研磨する。その
上に金層２を厚さ１９００オングストロームに蒸着す
る。その上にフォトレジスト（ＯＦＰＲ５０００）３を
膜厚１８００オングストロームにスピンコートし、９０
°Ｃ，３０分ベーキングする。この試料にホログラフィ
ック露光を行う。この露光はＨｅ−Ｃｄレーザ光波長４
４１．６ｎｍを用いた２光束干渉法により、干渉縞のピ
ッチは約２．５μｍである。現像処理により図２Ａに示
すような正弦半波の形のレジスト条が残る（図３Ｂ）。
このレジスト条の高さは約１μｍである。これに基板面
に垂直（入射角０）でイオンビームエッチングを行う。
エッチングガスはＡｒ／（ＣＣｌ2 Ｆ2 ＋Ａｒ）６０
％，加速電圧５００Ｖ，エッチング時間５．５分，真空
度１．４×１０-4Ｔｏｒｒである。こうして図３Ｃに示
す金の格子を得る。
の上にレジスト層を設けてホログラフィック露光法で干
渉パターンを焼付け、現像処理して得られたレジスト層
の厚さ方向の断面が半波正弦波状の格子パターンを金属
に断面半波正弦波状の格子条として転写形成したもの
で、図２のＡはレジストパターンの断面拡大図、同Ｂは
金層に形成された格子条の断面拡大図で格子条の高さが
拡大され、半波正弦波の形は崩れていないことが分か
る。Ａｒのみを用いた従来方法では格子条の高さの拡大
（つまり格子溝を深くする）が殆ど得られない上、図に
点線で示したように格子条の側面が削れて正弦波形から
歪んだ形となる。図３はこの実施例を工程順に示した試
料断面である。石英基板１は表面を光学研磨する。その
上に金層２を厚さ１９００オングストロームに蒸着す
る。その上にフォトレジスト（ＯＦＰＲ５０００）３を
膜厚１８００オングストロームにスピンコートし、９０
°Ｃ，３０分ベーキングする。この試料にホログラフィ
ック露光を行う。この露光はＨｅ−Ｃｄレーザ光波長４
４１．６ｎｍを用いた２光束干渉法により、干渉縞のピ
ッチは約２．５μｍである。現像処理により図２Ａに示
すような正弦半波の形のレジスト条が残る（図３Ｂ）。
このレジスト条の高さは約１μｍである。これに基板面
に垂直（入射角０）でイオンビームエッチングを行う。
エッチングガスはＡｒ／（ＣＣｌ2 Ｆ2 ＋Ａｒ）６０
％，加速電圧５００Ｖ，エッチング時間５．５分，真空
度１．４×１０-4Ｔｏｒｒである。こうして図３Ｃに示
す金の格子を得る。
【０００９】実施例２．この実施例は金属格子によるグ
リッド偏光子を得ようとするもので、断面矩形でアスペ
クト比の大きい金属格子条を形成する。図４はこの実施
例を工程順に示す。基板１は両面研磨した厚さ２６０μ
ｍ，外径５０ｍｍのシリコンウェハで、両面に反射防止
膜としてＺｎＳとＭｇＦ2 の多層膜４を真空蒸着法で形
成する。この層を設けることで３μｍ波長域でＳｉウェ
ハの透過率は９８％以上が得られる。次にウェハ１の片
面にＮｉＣｒ層５を２０オングストローム、その上に金
層２を７００オングストローム夫々真空蒸着する。（図
ではＮｉＣｒ層を厚く画いてある。）ＮｉＣｒ層はＡｕ
層の基板への付着力を強めるためのアンダーコートであ
る。この金層の上にフォトレジスト（０ＦＰＲ５００
０）３を２５００オングストロームの厚さにスピンコー
トし、９０°で３０分ベーキングする。このようにして
得られた試料を図４Ａに示す。この試料でフォトレジス
トにホログラフィック露光法による２光束干渉で干渉縞
を焼付ける。露光の光源はＨｅ−Ｃｄレーザで波長４４
１．６ｎｍ、干渉縞のピッチは３６００本／ｍｍであ
る。これは赤外用グリッド偏光子として用いるため使用
波長の１／１０程度の格子ピッチとしたものである。こ
のような露光を行って、ＮＭＤ−３で４０秒間ディップ
現像する。この現像により図４Ｂに示すように、断面が
半波正弦波状のレジストパターンができる。露光時間と
現像時間の選定によりレジストパターンのマスク部分の
幅ａとピッチｄとの比ａ／ｄ＝０．６程度になるように
した。このようにして得られた試料を基板面に対し垂直
の方向からイオンビームエッチングする。エッチングガ
スはＡｒ／（ＣＣｌ2 Ｆ2 ×Ａｒ）＝５０％で加速電圧
５００Ｖ，真空度１．４×１０-4Ｔｏｒｒである。上の
エッチング工程で図４Ｃに示すような断面矩形で表面に
レジスト３が残っている状態を得る。最後にバレルタイ
ププラズマエッチング装置によりＯ2 プラズマで残った
レジスト３を灰化し、洗滌して図４Ｄに示す金格子のグ
リッド偏光子を得た。
リッド偏光子を得ようとするもので、断面矩形でアスペ
クト比の大きい金属格子条を形成する。図４はこの実施
例を工程順に示す。基板１は両面研磨した厚さ２６０μ
ｍ，外径５０ｍｍのシリコンウェハで、両面に反射防止
膜としてＺｎＳとＭｇＦ2 の多層膜４を真空蒸着法で形
成する。この層を設けることで３μｍ波長域でＳｉウェ
ハの透過率は９８％以上が得られる。次にウェハ１の片
面にＮｉＣｒ層５を２０オングストローム、その上に金
層２を７００オングストローム夫々真空蒸着する。（図
ではＮｉＣｒ層を厚く画いてある。）ＮｉＣｒ層はＡｕ
層の基板への付着力を強めるためのアンダーコートであ
る。この金層の上にフォトレジスト（０ＦＰＲ５００
０）３を２５００オングストロームの厚さにスピンコー
トし、９０°で３０分ベーキングする。このようにして
得られた試料を図４Ａに示す。この試料でフォトレジス
トにホログラフィック露光法による２光束干渉で干渉縞
を焼付ける。露光の光源はＨｅ−Ｃｄレーザで波長４４
１．６ｎｍ、干渉縞のピッチは３６００本／ｍｍであ
る。これは赤外用グリッド偏光子として用いるため使用
波長の１／１０程度の格子ピッチとしたものである。こ
のような露光を行って、ＮＭＤ−３で４０秒間ディップ
現像する。この現像により図４Ｂに示すように、断面が
半波正弦波状のレジストパターンができる。露光時間と
現像時間の選定によりレジストパターンのマスク部分の
幅ａとピッチｄとの比ａ／ｄ＝０．６程度になるように
した。このようにして得られた試料を基板面に対し垂直
の方向からイオンビームエッチングする。エッチングガ
スはＡｒ／（ＣＣｌ2 Ｆ2 ×Ａｒ）＝５０％で加速電圧
５００Ｖ，真空度１．４×１０-4Ｔｏｒｒである。上の
エッチング工程で図４Ｃに示すような断面矩形で表面に
レジスト３が残っている状態を得る。最後にバレルタイ
ププラズマエッチング装置によりＯ2 プラズマで残った
レジスト３を灰化し、洗滌して図４Ｄに示す金格子のグ
リッド偏光子を得た。
【００１０】
【発明の効果】本発明はエッチングガスとしてＣＣｌ2
Ｆ2 を用いることで金属層上に形成したフォトレジスト
のマスクに対して金層のエッチングレートを高めること
ができ、これによってフォトレジストマスクの断面形状
を厚さ方向に拡大して金属層に転写することが可能とな
り、またアスペクト比の大きい格子断面を得ることがで
きる。またＣＣｌ2 Ｆ2 をエッチングガスとして用いる
と、エッチングレートが照射角により変らないので、Ａ
ｒ単独の場合のようにエッチングにより得られる凸条の
断面形のやせとか変形がなくなり、マスクの断面形が正
確に金属層に転写される。
Ｆ2 を用いることで金属層上に形成したフォトレジスト
のマスクに対して金層のエッチングレートを高めること
ができ、これによってフォトレジストマスクの断面形状
を厚さ方向に拡大して金属層に転写することが可能とな
り、またアスペクト比の大きい格子断面を得ることがで
きる。またＣＣｌ2 Ｆ2 をエッチングガスとして用いる
と、エッチングレートが照射角により変らないので、Ａ
ｒ単独の場合のようにエッチングにより得られる凸条の
断面形のやせとか変形がなくなり、マスクの断面形が正
確に金属層に転写される。
【００１１】上述したエッチングガスＣＣｌ2 Ｆ2 にＡ
ｒを混入することで、上述した特徴は失われることな
く、エッチング装置で生じる炭素微粒の堆積が除去さ
れ、試料のエッチング面の平滑度が向上するだけでな
く、装置内面に付着する炭素粒子も除かれるため、装置
自体のクリーニング回数が減って作業能率も向上する。
ｒを混入することで、上述した特徴は失われることな
く、エッチング装置で生じる炭素微粒の堆積が除去さ
れ、試料のエッチング面の平滑度が向上するだけでな
く、装置内面に付着する炭素粒子も除かれるため、装置
自体のクリーニング回数が減って作業能率も向上する。
【図１】本発明におけるイオンエッチング用ガスの特性
を示すグラフ
を示すグラフ
【図２】本発明の第１の実施例のレジストと得られた金
属層の断面拡大図
属層の断面拡大図
【図３】本発明の第１の実施例の作業工程の各段階の試
料の斜視図
料の斜視図
【図４】本発明の第２の実施例の作業工程の各段階の試
料の斜視図
料の斜視図
１ 基板 ２ 金層 ３ フォトレジスト ４ 反射防止膜 ５ ＮｉＣｒ層
Claims (2)
- 【請求項１】 格子を刻設する層を金属とし、金属層の
上にフォトレジストのマスクを形成し、エッチングガス
としてＣＣｌ2 Ｆ2 用いイオンビームエッチングを行う
ことを特徴とする金属格子の製作方法。 - 【請求項２】 エッチングガスとしてＣＣｌ2 Ｆ2 にＡ
ｒを混合したガスを用いることを特徴とする請求項１記
載の金属格子の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35080992A JPH06174907A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 金属格子の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35080992A JPH06174907A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 金属格子の製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174907A true JPH06174907A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18413025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35080992A Pending JPH06174907A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 金属格子の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06174907A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006517307A (ja) * | 2003-02-10 | 2006-07-20 | ナノオプト コーポレーション | 汎用広帯域偏光器、それを含むデバイスおよびその製造方法 |
| JP2008090238A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Asahi Kasei Corp | ワイヤグリッド偏光板及びその製造方法 |
| JP2011065183A (ja) * | 1999-06-22 | 2011-03-31 | Moxtek Inc | 可視スペクトル用の広帯域ワイヤグリッド偏光子 |
| US8873144B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-10-28 | Moxtek, Inc. | Wire grid polarizer with multiple functionality sections |
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| US8913321B2 (en) | 2010-09-21 | 2014-12-16 | Moxtek, Inc. | Fine pitch grid polarizer |
| US8922890B2 (en) | 2012-03-21 | 2014-12-30 | Moxtek, Inc. | Polarizer edge rib modification |
| US8947772B2 (en) | 2006-08-31 | 2015-02-03 | Moxtek, Inc. | Durable, inorganic, absorptive, ultra-violet, grid polarizer |
| US9348076B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-05-24 | Moxtek, Inc. | Polarizer with variable inter-wire distance |
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| JPS6289332A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Nec Corp | ドライエツチング方法 |
| JPS63232335A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP35080992A patent/JPH06174907A/ja active Pending
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