JPH06242308A - Ａｕ透過型グレーティングの製作法 - Google Patents
Ａｕ透過型グレーティングの製作法Info
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- JPH06242308A JPH06242308A JP1390893A JP1390893A JPH06242308A JP H06242308 A JPH06242308 A JP H06242308A JP 1390893 A JP1390893 A JP 1390893A JP 1390893 A JP1390893 A JP 1390893A JP H06242308 A JPH06242308 A JP H06242308A
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- Japan
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- etching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリイミドのエッチングの際にポリイミドの
皮膜の残らない方法およびＡｕメッキベース除去時グレ
ーティングパターンの乱れを起こさない方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ポリイミドのエッチングはＯ２とＣＨＦ３反
応性イオンビームで行い、Ａｕメッキベースの除去はＳ
ｉバックエッチング後裏面よりＡｒイオンビームで行
う。
皮膜の残らない方法およびＡｕメッキベース除去時グレ
ーティングパターンの乱れを起こさない方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ポリイミドのエッチングはＯ２とＣＨＦ３反
応性イオンビームで行い、Ａｕメッキベースの除去はＳ
ｉバックエッチング後裏面よりＡｒイオンビームで行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アスペクト比の大きな
ポリイミドパターンの製作法及びそれを用いた軟Ｘ線用
Ａｕ透過型グレーティングの製作法に関する。
ポリイミドパターンの製作法及びそれを用いた軟Ｘ線用
Ａｕ透過型グレーティングの製作法に関する。
【０００２】
【従来技術】ＳＯＲやレーザプラズマ等の強力なＸ線源
を用いて軟Ｘ線領域（１オングストローム〜数１００オ
ングストローム）における研究や応用が考えられてい
る。
を用いて軟Ｘ線領域（１オングストローム〜数１００オ
ングストローム）における研究や応用が考えられてい
る。
【０００３】例えば、軟Ｘ線領域での水とたんぱく質の
Ｘ線透過率の差を利用し、生物を生きたままで観察する
Ｘ線顕微鏡や、波長が可視光に比べて極端に短いため、
回折効果の影響が無視できるほど小さいことを利用して
解像度を高めるＸ線露光装置などである。
Ｘ線透過率の差を利用し、生物を生きたままで観察する
Ｘ線顕微鏡や、波長が可視光に比べて極端に短いため、
回折効果の影響が無視できるほど小さいことを利用して
解像度を高めるＸ線露光装置などである。
【０００４】これら装置に利用される分光素子として
は、垂直入射で使用できしかも光学系の配置が簡単とな
る透過型グレーティングが有望であり、そのため本件出
願人はかかる透過型グレーティングの製作法を出願して
いる（特開昭63-240502)。
は、垂直入射で使用できしかも光学系の配置が簡単とな
る透過型グレーティングが有望であり、そのため本件出
願人はかかる透過型グレーティングの製作法を出願して
いる（特開昭63-240502)。
【０００５】この方法は、次の工程からなるものであ
る。
る。
【０００６】Ｓｉ基板上に第１層Ｎｉ−Ｃｒ、第２層
Ａｕ、第３層ポリイミド、第４層ＳｉＯ２、第５層フォ
トレジストを順次コーティングした試料にホログラフィ
ック露光法でグレーティングパターンを形成する工程 このレジストパターンをエッチングマスクとしてＣＨ
Ｆ３反応性イオンビ−ムエッチングによりＳｉＯ２層を
パターンニングする工程 このＳｉＯ２パターンをエッチングマスクとして、Ｏ
２反応性イオンビームエッチングを行いポリイミド層を
パターンニングする工程 ポリイミドパターンをメッキ用ステンシルとして、Ａ
ｕ層をメッキベースとしてＡｕ電気メッキを行いポリイ
ミドを除去してＡｕグレーティングパターンを形成する
工程 この上に適当なレジストを塗布した後、電子ビーム露
光又は光リソグラフィーでフォトレジストの支持格子の
メッキ用ステンシルを作り、Ａｕ電気メッキを行いＡｕ
の支持格子を作成しフォトレジストを除去する工程 Ｓｉ基板の周辺部を支持枠として残すように化学エッ
チング（バックエッチング）を行う工程。
Ａｕ、第３層ポリイミド、第４層ＳｉＯ２、第５層フォ
トレジストを順次コーティングした試料にホログラフィ
ック露光法でグレーティングパターンを形成する工程 このレジストパターンをエッチングマスクとしてＣＨ
Ｆ３反応性イオンビ−ムエッチングによりＳｉＯ２層を
パターンニングする工程 このＳｉＯ２パターンをエッチングマスクとして、Ｏ
２反応性イオンビームエッチングを行いポリイミド層を
パターンニングする工程 ポリイミドパターンをメッキ用ステンシルとして、Ａ
ｕ層をメッキベースとしてＡｕ電気メッキを行いポリイ
ミドを除去してＡｕグレーティングパターンを形成する
工程 この上に適当なレジストを塗布した後、電子ビーム露
光又は光リソグラフィーでフォトレジストの支持格子の
メッキ用ステンシルを作り、Ａｕ電気メッキを行いＡｕ
の支持格子を作成しフォトレジストを除去する工程 Ｓｉ基板の周辺部を支持枠として残すように化学エッ
チング（バックエッチング）を行う工程。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、ポリイミドのパターニング（工程）は、Ｏ
２ガスのみで行っているため、ポリイミド中に含まれて
いる金属分がエッチングの進行を阻害し、ポリイミドの
薄い皮膜が残りやすく、次工程のＡｕ電気メッキが出来
なかった。
方法では、ポリイミドのパターニング（工程）は、Ｏ
２ガスのみで行っているため、ポリイミド中に含まれて
いる金属分がエッチングの進行を阻害し、ポリイミドの
薄い皮膜が残りやすく、次工程のＡｕ電気メッキが出来
なかった。
【０００８】また、無理にこの皮膜を取るために長時間
エッチングや加速電圧を上げるとオーバーエッチングに
なりやすく、メッキベースのＡｕがエッチングされ、メ
ッキベースが削れるとともにエッチングされたＡｕ粉が
ポリイミドの壁に付着するため、次工程のＡｕ電気メッ
キで図２のようにグレーティングパターンがメッキされ
やすかった。なお、図２（ａ）は立体図、（ｂ）は断面
図で、１１はメッキベースＡｕ、１２はポリイミドパタ
ーン、１３はＡｕグレーティングパターンを示す。
エッチングや加速電圧を上げるとオーバーエッチングに
なりやすく、メッキベースのＡｕがエッチングされ、メ
ッキベースが削れるとともにエッチングされたＡｕ粉が
ポリイミドの壁に付着するため、次工程のＡｕ電気メッ
キで図２のようにグレーティングパターンがメッキされ
やすかった。なお、図２（ａ）は立体図、（ｂ）は断面
図で、１１はメッキベースＡｕ、１２はポリイミドパタ
ーン、１３はＡｕグレーティングパターンを示す。
【０００９】また、メッキベースのＡｕを表面より除去
するため、図３に示すようにグレーティングパターンは
蒸着のＡｕ層１５とメッキのＡｕ層１４の２重構造とな
り、軟Ｘ線領域で屈折率の異なる２層構造となるので、
グレーティングパターンの厚さの設定が難しかった。
するため、図３に示すようにグレーティングパターンは
蒸着のＡｕ層１５とメッキのＡｕ層１４の２重構造とな
り、軟Ｘ線領域で屈折率の異なる２層構造となるので、
グレーティングパターンの厚さの設定が難しかった。
【００１０】さらに、メッキベースの除去後、バックエ
ッチングを行っているため（工程）、バックエッチン
グによるダメージとグレーティングパターンの内部応力
の開放によりグレーティングパターンが乱れやすかっ
た。
ッチングを行っているため（工程）、バックエッチン
グによるダメージとグレーティングパターンの内部応力
の開放によりグレーティングパターンが乱れやすかっ
た。
【００１１】そこで、本発明はポリイミドのエッチング
の際にポリイミドの皮膜の残らない方法およびＡｕメッ
キベース除去時にグレーティングパターンの乱れのない
方法を提供することを目的とする。
の際にポリイミドの皮膜の残らない方法およびＡｕメッ
キベース除去時にグレーティングパターンの乱れのない
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、鋭
意検討した結果、ポリイミドのエッチングの際に少量の
ＣＨＦ３を混合すること、及びバックエッチングの後ド
ライエッチングすることにより前記課題を解決すること
を見出だし、本発明をなすに至った。
意検討した結果、ポリイミドのエッチングの際に少量の
ＣＨＦ３を混合すること、及びバックエッチングの後ド
ライエッチングすることにより前記課題を解決すること
を見出だし、本発明をなすに至った。
【００１３】すなわち、本件の第１の発明は、基板上に
第１層Ａｕ、第２層ポリイミド、第３層ＳｉＯ２、第４
層ホトレジストを順次コーティングした試料にホログラ
フィック露光法でグレーティングパターンを形成する工
程と、 このパターンをエッチングマスクとしてＣＨＦ
３反応性イオンビ−ムエッチングによりレジストパター
ンをＳｉＯ２パターンに変換する工程と、このＳｉＯ２
パターンをエッチングマスクとして、Ｏ２にＣＨＦ３を
混合したガスによる反応性イオンビームエッチングを行
いレジストパターンをアスペクト比の大きなポリイミド
パターンに変換する工程とからなる。
第１層Ａｕ、第２層ポリイミド、第３層ＳｉＯ２、第４
層ホトレジストを順次コーティングした試料にホログラ
フィック露光法でグレーティングパターンを形成する工
程と、 このパターンをエッチングマスクとしてＣＨＦ
３反応性イオンビ−ムエッチングによりレジストパター
ンをＳｉＯ２パターンに変換する工程と、このＳｉＯ２
パターンをエッチングマスクとして、Ｏ２にＣＨＦ３を
混合したガスによる反応性イオンビームエッチングを行
いレジストパターンをアスペクト比の大きなポリイミド
パターンに変換する工程とからなる。
【００１４】ここで、混合させるＣＨＦ３の割合は５〜
１０％程度が好ましい。この範囲外になると、ポリイミ
ドのエッチングスピードが減少し、有効にポリイミドが
削れなくなるからである。
１０％程度が好ましい。この範囲外になると、ポリイミ
ドのエッチングスピードが減少し、有効にポリイミドが
削れなくなるからである。
【００１５】また、基板とＡｕの密着力を高めるため、
基板とＡｕ層の間にＮｉ−Ｃｒ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ等の
金属層を設けても良い。
基板とＡｕ層の間にＮｉ−Ｃｒ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ等の
金属層を設けても良い。
【００１６】また、第２の発明は、上記工程で作成した
ポリイミドパターンをメッキ用ステンシルとして、第１
層のＡｕ層をメッキベースとしてＡｕ電気メッキを行い
ポリイミドを除去してＡｕグレーティングパターンを形
成する工程と、この上から光リソグラフィーでフォトレ
ジストの支持格子のメッキ用ステンシルを作り、Ａｕ電
気メッキを行った後フォトレジストを除去する工程と、
基板を裏面から周辺部を支持枠として化学エッチングで
窓を開けた後、基板裏面からＡｒイオンビームエッチン
グで第１層Ａｕを除去する工程とからなるＡｕ透過型グ
レーティングの製作法である。
ポリイミドパターンをメッキ用ステンシルとして、第１
層のＡｕ層をメッキベースとしてＡｕ電気メッキを行い
ポリイミドを除去してＡｕグレーティングパターンを形
成する工程と、この上から光リソグラフィーでフォトレ
ジストの支持格子のメッキ用ステンシルを作り、Ａｕ電
気メッキを行った後フォトレジストを除去する工程と、
基板を裏面から周辺部を支持枠として化学エッチングで
窓を開けた後、基板裏面からＡｒイオンビームエッチン
グで第１層Ａｕを除去する工程とからなるＡｕ透過型グ
レーティングの製作法である。
【００１７】
【作用】本発明では、ポリイミドのエッチングの際、Ｏ
２に少量のＣＨＦ３を混合した反応性イオンビームエッ
チングを行うことでポリイミド中の金属分が残留せず、
ポリイミドの皮膜が残らなくなった。
２に少量のＣＨＦ３を混合した反応性イオンビームエッ
チングを行うことでポリイミド中の金属分が残留せず、
ポリイミドの皮膜が残らなくなった。
【００１８】また、バックエッチング後裏面からＡｕメ
ッキベースを除去しているので、グレーティング部はメ
ッキで製作されたＡｕだけとなる。さらにＡｕ膜（メッ
キベース＋グレーティングパターン）がバックエッチン
グで一様に開放された後メッキベースをドライエッチン
グするのでパターンの乱れがない。
ッキベースを除去しているので、グレーティング部はメ
ッキで製作されたＡｕだけとなる。さらにＡｕ膜（メッ
キベース＋グレーティングパターン）がバックエッチン
グで一様に開放された後メッキベースをドライエッチン
グするのでパターンの乱れがない。
【００１９】
【実施例】本発明の工程を図１に基づいて説明する。 工程（１）…まずＳｉウエハー１上にＮｉ−Ｃｒ層２を
２０ｎｍ、Ａｕ層３を５０ｎｍ真空蒸着する。Ｎｉ−Ｃ
ｒ層２はＳｉとＡｕ層の密着性を高めるためのアンダ−
コーティングである。そしてＡｕ層３の上にポリイミド
ＳＰ−５１０を１μｍスピンコートした後ＳｉＯ２を電
子ビーム蒸着し、その上にフォトレジストＭＰ−１４０
０を３００ｎｍスピンコートし、ポリイミド層４、Ｓｉ
Ｏ２層５、フォトレジスト層６を形成する。
２０ｎｍ、Ａｕ層３を５０ｎｍ真空蒸着する。Ｎｉ−Ｃ
ｒ層２はＳｉとＡｕ層の密着性を高めるためのアンダ−
コーティングである。そしてＡｕ層３の上にポリイミド
ＳＰ−５１０を１μｍスピンコートした後ＳｉＯ２を電
子ビーム蒸着し、その上にフォトレジストＭＰ−１４０
０を３００ｎｍスピンコートし、ポリイミド層４、Ｓｉ
Ｏ２層５、フォトレジスト層６を形成する。
【００２０】工程（２）…このサンプルにＨｅ−Ｃｄレ
ーザー（λ＝441.6nm ）の２光束干渉による露光、ＭＦ
３１４で現像を行い、フォトレジストのグレーティング
パターンを作成する。
ーザー（λ＝441.6nm ）の２光束干渉による露光、ＭＦ
３１４で現像を行い、フォトレジストのグレーティング
パターンを作成する。
【００２１】工程（３）…このレジストパターンをエッ
チングマスクとして、ＣＨＦ３反応性イオンビームエッ
チングでＳｉＯ２層５にグレーティングパターンを変換
する。
チングマスクとして、ＣＨＦ３反応性イオンビームエッ
チングでＳｉＯ２層５にグレーティングパターンを変換
する。
【００２２】工程（４）…ＳｉＯ２パターンをマスクと
してＯ２（９５％）＋ＣＨＦ３（５％）の反応性イオン
ビームエッチングを行い、ポリイミド層４にグレーティ
ングパターンを変換する。ここでＣＨＦ３反応性イオン
ビームエッチングによるフォトレジスト：ＳｉＯ２、Ｏ
２＋ＣＨＦ３反応性イオンビームエッチングによるＳｉ
Ｏ２：ポリイミドのエッチングレート比によりポリイミ
ドパターンはスペクト比の大きな垂直に近い側壁とな
る。またＯ２にＣＨＦ３を混合したことにより、ポリイ
ミド中に含まれる少量の金属分（無機分）もエッチング
できＡｕ層３の上にポリイミドの皮膜が残らなくなっ
た。
してＯ２（９５％）＋ＣＨＦ３（５％）の反応性イオン
ビームエッチングを行い、ポリイミド層４にグレーティ
ングパターンを変換する。ここでＣＨＦ３反応性イオン
ビームエッチングによるフォトレジスト：ＳｉＯ２、Ｏ
２＋ＣＨＦ３反応性イオンビームエッチングによるＳｉ
Ｏ２：ポリイミドのエッチングレート比によりポリイミ
ドパターンはスペクト比の大きな垂直に近い側壁とな
る。またＯ２にＣＨＦ３を混合したことにより、ポリイ
ミド中に含まれる少量の金属分（無機分）もエッチング
できＡｕ層３の上にポリイミドの皮膜が残らなくなっ
た。
【００２３】工程（５）…このポリイミドパターンをメ
ッキ型として、Ａｕ層３をメッキベースとして、Ａｕ電
気メッキを所望の厚さになる様行う。ここでは０．６μ
ｍとした。
ッキ型として、Ａｕ層３をメッキベースとして、Ａｕ電
気メッキを所望の厚さになる様行う。ここでは０．６μ
ｍとした。
【００２４】工程（６）…ポリイミドをＯ２プラズマで
灰化除去し、Ａｕのグレーティングを作成する。
灰化除去し、Ａｕのグレーティングを作成する。
【００２５】工程（７）…この上からフォトレジストの
ＯＦＰＲ８６００を２μｍ塗布し、光リソグラフィーに
より支持格子のネガのメッキ型を形成する。
ＯＦＰＲ８６００を２μｍ塗布し、光リソグラフィーに
より支持格子のネガのメッキ型を形成する。
【００２６】工程（８）…Ａｕ電気メッキを行い、Ａｕ
の支持格子を形成し、フォトレジストを除去する。この
支持格子は軟Ｘ線領域全般に渡って透過率の高い適当な
材料がないため、透過型グレーティングを中空構造とし
なければならず、その機械的強度を高めるためのもので
ある。支持格子は５０μｍ×１６μｍのピッチで巾４μ
ｍ、厚さ１μｍで入れてある。
の支持格子を形成し、フォトレジストを除去する。この
支持格子は軟Ｘ線領域全般に渡って透過率の高い適当な
材料がないため、透過型グレーティングを中空構造とし
なければならず、その機械的強度を高めるためのもので
ある。支持格子は５０μｍ×１６μｍのピッチで巾４μ
ｍ、厚さ１μｍで入れてある。
【００２７】工程（９）…Ｓｉウェハーの周辺部を透過
型グレーティングの支持枠として残すようにＫＯＨある
いはフッ酸の混酸で窓を開ける。
型グレーティングの支持枠として残すようにＫＯＨある
いはフッ酸の混酸で窓を開ける。
【００２８】工程（１０）…基板裏面（窓の開いた方）
からＡｒイオンビームエッチングによる蒸着で作成した
Ａｕメッキベース層２の部分をＡｒイオンビームで除去
する。 なお、以上の説明では、基板はＳｉを使ってい
るが、バックエッチングできるものならば何でもよい。
さらにフォトレジストもホログラフィック露光に適した
ものなら何でもよい。
からＡｒイオンビームエッチングによる蒸着で作成した
Ａｕメッキベース層２の部分をＡｒイオンビームで除去
する。 なお、以上の説明では、基板はＳｉを使ってい
るが、バックエッチングできるものならば何でもよい。
さらにフォトレジストもホログラフィック露光に適した
ものなら何でもよい。
【００２９】また、Ｎｉ−Ｃｒ層２はＡｕと基板の密着
力を高めるためのアンダーコーティングであるので、Ｃ
ｒ，Ｔｉ，Ｔａ等の他の材料でも良い。
力を高めるためのアンダーコーティングであるので、Ｃ
ｒ，Ｔｉ，Ｔａ等の他の材料でも良い。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、ポリイミドパターンの
エッチングが効率良く行え、Ａｕ電気メッキでの失敗が
なくなった。
エッチングが効率良く行え、Ａｕ電気メッキでの失敗が
なくなった。
【００３１】また、バックエッチング後裏面よりＡｕメ
ッキベースを除去しているため、電気メッキで作成した
Ａｕのみでグレーティングパターンが構成でき、バック
エッチング時の化学的ダメージを受けないためグレーテ
ィングパターンの乱れがなくなった。その結果、ポリイ
ミド、ＳｉＯ２、フォトレジストの３層構造でアスペク
ト比の大きなポリイミドのメッキ型を作製することとの
相乗効果でホログラフィック露光法の長所を生かした分
光特性に優れた透過型グレーティングが作製された。
ッキベースを除去しているため、電気メッキで作成した
Ａｕのみでグレーティングパターンが構成でき、バック
エッチング時の化学的ダメージを受けないためグレーテ
ィングパターンの乱れがなくなった。その結果、ポリイ
ミド、ＳｉＯ２、フォトレジストの３層構造でアスペク
ト比の大きなポリイミドのメッキ型を作製することとの
相乗効果でホログラフィック露光法の長所を生かした分
光特性に優れた透過型グレーティングが作製された。
【図１】本発明の工程を示す図
【図２】従来のポリイミドパターンのエッチングの欠点
を示す図
を示す図
【図３】従来のバックエッチングの欠点を示す図
１：Ｓｉウエハー ２：Ｎｉ−Ｃｒ層２ ３：Ａｕ層 ４：ポリイミド層 ５：ＳｉＯ２層 ６：フォトレジスト層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に第１層Ａｕ、第２層ポリイミ
ド、第３層ＳｉＯ２、第４層ホトレジストを順次コーテ
ィングした試料にホログラフィック露光法でグレーティ
ングパターンを形成する工程と、 このパターンをエッチングマスクとしてＣＨＦ３反応性
イオンビ−ムエッチングによりレジストパターンをＳｉ
Ｏ２パターンに変換する工程と、 このＳｉＯ２パターンをエッチングマスクとして、Ｏ２
にＣＨＦ３を混合したガスによる反応性イオンビームエ
ッチングを行いレジストパターンをアスペクト比の大き
なポリイミドパターンに変換する工程とからなるアスペ
クト比の大きなポリイミドパターンの製作法。 - 【請求項２】 請求項１記載のポリイミドパターンをメ
ッキ用ステンシルとして、第１層のＡｕ層をメッキベー
スとしてＡｕ電気メッキを行いポリイミドを除去してＡ
ｕグレーティングパターンを形成する工程と、 この上から光リソグラフィーでフォトレジストの支持格
子のメッキ用ステンシルを作り、Ａｕ電気メッキを行っ
た後フォトレジストを除去する工程と、 基板を裏面から周辺部を支持枠として化学エッチングで
窓を開けた後、基板裏面からＡｒイオンビームエッチン
グで第１層Ａｕを除去する工程とからなるＡｕ透過型グ
レーティングの製作法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013908A JP2636658B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Ａｕ透過型グレーティングの製作法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013908A JP2636658B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Ａｕ透過型グレーティングの製作法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242308A true JPH06242308A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2636658B2 JP2636658B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=11846276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5013908A Expired - Fee Related JP2636658B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Ａｕ透過型グレーティングの製作法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636658B2 (ja) |
Cited By (4)
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| KR100512141B1 (ko) * | 2003-08-11 | 2005-09-05 | 엘지전자 주식회사 | 와이어 그리드 편광자 제조 방법 |
| CN107037515A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-11 | 中国科学技术大学 | 一种用于强激光系统中光束采样光栅的增透减反方法 |
| CN110161606A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种耦合光栅的制备方法 |
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-
1993
- 1993-01-29 JP JP5013908A patent/JP2636658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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