JPH06279059A - 素子を形成する方法及び光学的素子 - Google Patents
素子を形成する方法及び光学的素子Info
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- JPH06279059A JPH06279059A JP5179151A JP17915193A JPH06279059A JP H06279059 A JPH06279059 A JP H06279059A JP 5179151 A JP5179151 A JP 5179151A JP 17915193 A JP17915193 A JP 17915193A JP H06279059 A JPH06279059 A JP H06279059A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトレジスト及び／又はクロム等のマスキ
ング材料に対して大きいエッチング速度と大きい選択性
が得られ、それによって誘電層の除去すべき厚みが大き
い場合でも薄いレジスト層を使用しうる素子を提供す
る。 【構成】 支持基体と、厚みが段階的に異なる２以上の
領域を有する１以上の誘電層とから形成される光学素子
において、層が類ＭｅＯx の材料からなり、Ｍｅが少な
くとも質量４４の金属であって、ｘは、層材料が波長λ
＝３０８ｎｍの光に関する吸収係数ｋλ、即ち、ｋ308
≦０．０１であるように選択され、厚みの段階が反応性
のイオンエッチング方法によって形成されてなる光学素
子。
ング材料に対して大きいエッチング速度と大きい選択性
が得られ、それによって誘電層の除去すべき厚みが大き
い場合でも薄いレジスト層を使用しうる素子を提供す
る。 【構成】 支持基体と、厚みが段階的に異なる２以上の
領域を有する１以上の誘電層とから形成される光学素子
において、層が類ＭｅＯx の材料からなり、Ｍｅが少な
くとも質量４４の金属であって、ｘは、層材料が波長λ
＝３０８ｎｍの光に関する吸収係数ｋλ、即ち、ｋ308
≦０．０１であるように選択され、厚みの段階が反応性
のイオンエッチング方法によって形成されてなる光学素
子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は ａ）請求項１の前提部分に記載の素子、特に光学的素子
を形成する方法に関するものである。
を形成する方法に関するものである。
【０００２】本発明はさらに、 ｂ）請求項２０の前提部分に記載の光学的素子、 ｃ）請求項２７の前提部分に記載の光学的複写システ
ム、 ｄ）請求項２９の前提部分に記載のこの種の素子を形成
する真空処理装置、 ｅ）請求項４０の前提部分に記載の層除去ないし層コー
ティングを行う方法、 ｆ）請求項４１の前提部分に記載のそのための装置、 ｇ）請求項４２の前提部分に記載の反応エッチングにお
いて表面に達したことを検出する方法、 ｈ）請求項４５の前提部分に記載の光学的素子、 ｉ）請求項４４の前提部分に記載のエッチングプロセス
制御方法、および ｋ）請求項４９に記載のエッチングストップ層としてＹ
2 Ｏ3 層の使用、に関するものである。
ム、 ｄ）請求項２９の前提部分に記載のこの種の素子を形成
する真空処理装置、 ｅ）請求項４０の前提部分に記載の層除去ないし層コー
ティングを行う方法、 ｆ）請求項４１の前提部分に記載のそのための装置、 ｇ）請求項４２の前提部分に記載の反応エッチングにお
いて表面に達したことを検出する方法、 ｈ）請求項４５の前提部分に記載の光学的素子、 ｉ）請求項４４の前提部分に記載のエッチングプロセス
制御方法、および ｋ）請求項４９に記載のエッチングストップ層としてＹ
2 Ｏ3 層の使用、に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】次の文献を参照することができる： ＥＰ、Ａ、０４６３３１９（ＩＢＭ）、 ＥＰ、Ａ、０２６５６５８（ＩＢＭ）、 ＷＯ、Ａ、９１０１５１４（ＲＡＹＣＨＥＭ）、 ＥＰ、Ａ、００２６３３７（ＩＢＭ）、 ＥＰ、Ａ、００４９７９９（大日本印刷）、 ＴＨＩＮ ＳＯＬＩＤ ＦＩＬＭＳ．Ｂｄ．２０３、Ｎ
ｒ．２、１９９１年８月３０日、スイス ローザンヌ、
第２２７から２５０頁、 ＬＥＨＡＮ ＥＴ ＡＬ "Optical and microstructur
al properties of hafnium dioxide thin films" 第Ｖ
Ｉ表。
ｒ．２、１９９１年８月３０日、スイス ローザンヌ、
第２２７から２５０頁、 ＬＥＨＡＮ ＥＴ ＡＬ "Optical and microstructur
al properties of hafnium dioxide thin films" 第Ｖ
Ｉ表。
【０００４】上述のａ）に示す方法と、それに伴って
ｄ）に示す本発明による真空処理装置は、支持体基体と
少なくとも１箇所に所定厚さに塗布される少なくとも１
つの誘電層とからなる素子の広いパレットを形成するの
には適しているが、本発明の複合体は大体において半導
体製造テクノロジーの要請に基づいている。
ｄ）に示す本発明による真空処理装置は、支持体基体と
少なくとも１箇所に所定厚さに塗布される少なくとも１
つの誘電層とからなる素子の広いパレットを形成するの
には適しているが、本発明の複合体は大体において半導
体製造テクノロジーの要請に基づいている。
【０００５】すなわち誘電層の形成は、金属層の形成と
同様に半導体テクノロジーにおいて重要なプロセスステ
ップである。その場合にこの種の誘電層を除去するため
に、種々の方法が使用される。
同様に半導体テクノロジーにおいて重要なプロセスステ
ップである。その場合にこの種の誘電層を除去するため
に、種々の方法が使用される。
【０００６】「リフト・オフ・テクニック」として知ら
れる第１の方法は、基体上にフォトレジストを塗布し
て、所望のパターンを用いて露光し、現像して洗浄する
ものである。それぞれポジティブレジストであるかネガ
ティブレジストであるかに従って、レジストの未露光箇
所又は露光箇所が残る。このように処理された基体上に
層システムが取り付けられ、次の層の下にあるレジスト
が溶剤によって溶融される。それによって基体の、レジ
ストが残っている領域の層システムが除去される。その
場合に重要なことは、溶剤の進入を不可能にしないため
に、層システムがレジストの特に領域端縁を外部に対し
て密封しないようにすることである。
れる第１の方法は、基体上にフォトレジストを塗布し
て、所望のパターンを用いて露光し、現像して洗浄する
ものである。それぞれポジティブレジストであるかネガ
ティブレジストであるかに従って、レジストの未露光箇
所又は露光箇所が残る。このように処理された基体上に
層システムが取り付けられ、次の層の下にあるレジスト
が溶剤によって溶融される。それによって基体の、レジ
ストが残っている領域の層システムが除去される。その
場合に重要なことは、溶剤の進入を不可能にしないため
に、層システムがレジストの特に領域端縁を外部に対し
て密封しないようにすることである。
【０００７】他の方法は、基体上にまず基板システムを
設けることである。その後フォトレジストが取り付けら
れ、所望のパターンを用いて露光され、現像される。そ
れによって層システムの、部分的に又はその下の基体ま
で除去しようとする箇所が露出される。後者は典型的な
エネルギ値１０００ｅＶと典型的なイオン流密度約１ｍ
Ａ／cm2 において貴ガスイオンの衝撃によって行われ
る。それによって層材料と、同様にレジストがエッチン
グで除かれる。レジストのエッチング率は一般に層シス
テムのそれよりも高いので、一般に厚いレジストを塗布
しなければならない。このことは、レジストで覆われて
いない箇所を所望の深さまで除去する前に、レジストが
エッチングで除かれるのを防止するためである。
設けることである。その後フォトレジストが取り付けら
れ、所望のパターンを用いて露光され、現像される。そ
れによって層システムの、部分的に又はその下の基体ま
で除去しようとする箇所が露出される。後者は典型的な
エネルギ値１０００ｅＶと典型的なイオン流密度約１ｍ
Ａ／cm2 において貴ガスイオンの衝撃によって行われ
る。それによって層材料と、同様にレジストがエッチン
グで除かれる。レジストのエッチング率は一般に層シス
テムのそれよりも高いので、一般に厚いレジストを塗布
しなければならない。このことは、レジストで覆われて
いない箇所を所望の深さまで除去する前に、レジストが
エッチングで除かれるのを防止するためである。
【０００８】この方法はまた「イオン・ミリング」とも
称され、例えば金属酸化物など同一タイプの層材料に関
するエッチング率が余り違わないという意味においては
選択的ではない。従ってこのイオン・ミリング方法の利
点は、材料固有の方法ではないことである。
称され、例えば金属酸化物など同一タイプの層材料に関
するエッチング率が余り違わないという意味においては
選択的ではない。従ってこのイオン・ミリング方法の利
点は、材料固有の方法ではないことである。
【０００９】第３の方法は反応エッチング（ＲＥ、ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ ｅｔｃｈｉｎｇ）である。例えばフォト
レジストからなるマスクを有する層システムに基づい
て、それぞれ除去すべき層材料に従って、そこから反応
粒子が発生されるように、選択的にガスを活性化し、反
応粒子はマスクにより所定箇所で露出された層材料を揮
発性の反応生成物に変換し、結果としてその反応生成物
がポンピングされる。それによって層システムが除去さ
れ、又は搬出される。活性化されるガス（以下において
は反応ガスと称する）を適当に選択することによって、
所定材料だけ選択的にエッチングすることが可能にな
り、それによって大きな選択性が得られる。マスク材
料、例えばフォトレジストに比べて選択性が大きいこと
によって、これは非常に薄く塗布することができる。反
応性エッチングの場合に得られるエッチング率は、イオ
ン・ミリングにおいて得られるエッチング率より１０倍
大きく、それによって最後に挙げた方法は一般にイオン
・ミリング方法より経済的に好ましい。
ａｃｔｉｖｅ ｅｔｃｈｉｎｇ）である。例えばフォト
レジストからなるマスクを有する層システムに基づい
て、それぞれ除去すべき層材料に従って、そこから反応
粒子が発生されるように、選択的にガスを活性化し、反
応粒子はマスクにより所定箇所で露出された層材料を揮
発性の反応生成物に変換し、結果としてその反応生成物
がポンピングされる。それによって層システムが除去さ
れ、又は搬出される。活性化されるガス（以下において
は反応ガスと称する）を適当に選択することによって、
所定材料だけ選択的にエッチングすることが可能にな
り、それによって大きな選択性が得られる。マスク材
料、例えばフォトレジストに比べて選択性が大きいこと
によって、これは非常に薄く塗布することができる。反
応性エッチングの場合に得られるエッチング率は、イオ
ン・ミリングにおいて得られるエッチング率より１０倍
大きく、それによって最後に挙げた方法は一般にイオン
・ミリング方法より経済的に好ましい。
【００１０】反応ガスの活性化は、それがレーザビーム
衝撃により除去すべき表面上に直接にであっても、レー
ザビーム作用、マイクロ波エネルギの作用又はイオンな
いし電子ビームによって空間的に分配されてであって
も、種々の方法で行うことができる。さらに、反応ガス
の活性化をグロー放電で行うことができ、それによって
反応性ガスイオンが形成される。
衝撃により除去すべき表面上に直接にであっても、レー
ザビーム作用、マイクロ波エネルギの作用又はイオンな
いし電子ビームによって空間的に分配されてであって
も、種々の方法で行うことができる。さらに、反応ガス
の活性化をグロー放電で行うことができ、それによって
反応性ガスイオンが形成される。
【００１１】ローカルなレーザ作用による反応エッチン
グは場合によっては層システムの大きな熱的負荷をもた
らすことがあるが、除去すべき層表面にわたって反応性
のガス種類の均一な分配が得られる、特にグロー放電を
用いる方法は、イオン・ミリング方法に比較して、エッ
チングされた表面領域のエッジプロフィールがより良好
に管理され、実際に理想的な垂直な構造段階ステップが
得られる、という大きな利点を有する。
グは場合によっては層システムの大きな熱的負荷をもた
らすことがあるが、除去すべき層表面にわたって反応性
のガス種類の均一な分配が得られる、特にグロー放電を
用いる方法は、イオン・ミリング方法に比較して、エッ
チングされた表面領域のエッジプロフィールがより良好
に管理され、実際に理想的な垂直な構造段階ステップが
得られる、という大きな利点を有する。
【００１２】ＵＳ−ＰＳ４６８４４３６からは、局地的
に異なる層システムを有するマスクを用いてレーザビー
ムの強度が変調されることによって、レーザ切除プロセ
スを用いてマスクを工作物の表面上に設けることが知ら
れている。このマスクは誘電層システムを有し、その領
域が異なるエネルギ透過値を得るために上述のイオン・
ミリング方法によって深く、又は浅くエッチングで除か
れ、ないしは設けられている層の多数が選択的にエッチ
ング除去される。本発明方法によっても実現できること
が知られてきているような、この種のマスクの層積層構
造に関して、この文献の開示内容は参照することによっ
て本明細書に取り入れられている。
に異なる層システムを有するマスクを用いてレーザビー
ムの強度が変調されることによって、レーザ切除プロセ
スを用いてマスクを工作物の表面上に設けることが知ら
れている。このマスクは誘電層システムを有し、その領
域が異なるエネルギ透過値を得るために上述のイオン・
ミリング方法によって深く、又は浅くエッチングで除か
れ、ないしは設けられている層の多数が選択的にエッチ
ング除去される。本発明方法によっても実現できること
が知られてきているような、この種のマスクの層積層構
造に関して、この文献の開示内容は参照することによっ
て本明細書に取り入れられている。
【００１３】ＵＳ−ＰＳ４９２３７７２からはさらに、
レーザ切除プロセスに、例えば２４８ｎｍの光波長で作
用し、切除プロセスには＞１００ｍＪ／cm2 のエネルギ
密度を必要とする、エキシマーレーザを使用するため
に、マスク層システムとして大きなビームエネルギ流に
関して耐性を有する（レーザダメージしきい値）高反射
性の誘電層を使用することが知られている。このマスク
は多層スタンプによって、高屈折材料と低屈折材料を交
互に用いて形成される。高屈折材料として、ハフニウム
酸化物、スカンジウム酸化物、アルミニウム酸化物又は
タリウムフッ化物を使用することが提案される。その場
合にマスク層堆積の表面除去は、イオン・ミリング方法
によって、グロー放電エッチングによって、又は反応性
のイオンエッチングによって実施することができ、しか
しその場合に誘電層においてグロー放電（プラズマ）又
は反応性のイオンエッチングは、高屈折材料が反応性で
なくなりやすいという事実によって、比較的低速であ
り、かつ困難である。従ってこの文献によれば、提案さ
れている高屈折層はイオン・ミリングによって、又はリ
フトオフテクニックによって形成される。
レーザ切除プロセスに、例えば２４８ｎｍの光波長で作
用し、切除プロセスには＞１００ｍＪ／cm2 のエネルギ
密度を必要とする、エキシマーレーザを使用するため
に、マスク層システムとして大きなビームエネルギ流に
関して耐性を有する（レーザダメージしきい値）高反射
性の誘電層を使用することが知られている。このマスク
は多層スタンプによって、高屈折材料と低屈折材料を交
互に用いて形成される。高屈折材料として、ハフニウム
酸化物、スカンジウム酸化物、アルミニウム酸化物又は
タリウムフッ化物を使用することが提案される。その場
合にマスク層堆積の表面除去は、イオン・ミリング方法
によって、グロー放電エッチングによって、又は反応性
のイオンエッチングによって実施することができ、しか
しその場合に誘電層においてグロー放電（プラズマ）又
は反応性のイオンエッチングは、高屈折材料が反応性で
なくなりやすいという事実によって、比較的低速であ
り、かつ困難である。従ってこの文献によれば、提案さ
れている高屈折層はイオン・ミリングによって、又はリ
フトオフテクニックによって形成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、例え
ばフォトレジストおよび／またはクロムなどのマスキン
グ材料に比較して大きいエッチング率と大きい選択性が
得られ、それによって誘電層の除去すべき厚みが大きい
場合でも、代表的には５００ｎｍの薄いレジスト層を使
用することのできることによって安価な、冒頭で挙げた
種類の方法を提供することである。その場合にさらに、
マスキング材料、特にフォトレジストおよび／またはク
ロムの熱負荷を低く抑えなければならない。さらに、ほ
ぼ垂直の段階壁を得ることができるようにするために、
良好な段階プロフィール管理が可能でなければならな
い。
ばフォトレジストおよび／またはクロムなどのマスキン
グ材料に比較して大きいエッチング率と大きい選択性が
得られ、それによって誘電層の除去すべき厚みが大きい
場合でも、代表的には５００ｎｍの薄いレジスト層を使
用することのできることによって安価な、冒頭で挙げた
種類の方法を提供することである。その場合にさらに、
マスキング材料、特にフォトレジストおよび／またはク
ロムの熱負荷を低く抑えなければならない。さらに、ほ
ぼ垂直の段階壁を得ることができるようにするために、
良好な段階プロフィール管理が可能でなければならな
い。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
文言に記載の方法によって達成される。
文言に記載の方法によって達成される。
【００１６】ＵＳ−Ａ４９２３７７２に記載の実施例に
対して、本発明により利用される誘電層は、反応性エッ
チングに非常に適しており、さらにＵＶ領域においても
高屈折の材料であることが明らかにされた。本発明によ
るこの種の誘電層が反応性エッチング可能であることに
よって、この材料に大きな選択性とエッチング率を有す
るプロフィーリング方法を実施することができ、それに
よって反応性エッチングの上述の利点、特に反応性イオ
ンエッチングの際に、段階角度形成を高度に支配するこ
とが可能になる。
対して、本発明により利用される誘電層は、反応性エッ
チングに非常に適しており、さらにＵＶ領域においても
高屈折の材料であることが明らかにされた。本発明によ
るこの種の誘電層が反応性エッチング可能であることに
よって、この材料に大きな選択性とエッチング率を有す
るプロフィーリング方法を実施することができ、それに
よって反応性エッチングの上述の利点、特に反応性イオ
ンエッチングの際に、段階角度形成を高度に支配するこ
とが可能になる。
【００１７】ＵＳ−ＰＳ４４４０８４１からは、Ｔａ2
Ｏ3 を反応的にエッチングすること（すなわちＴａＯ
1.5 ）が知られているが、その場合にＭｅとしてのタン
タルの選択にも拘らず、ｘの選択は波長領域λ≦３０８
ｎｍでＵＶ光を使用できるために必要な小さい吸収、す
なわちｋ308 ≦０．０１又はまた、請求項２に示すよう
に、ｋ308 ≦０．００３に相当する小さい吸収を得るこ
とはできない。ここで強調したいのは、本発明によりエ
ッチングされるＭｅＯ層のＵＶ領域における特性は詳細
に説明されているが、このことは、ＵＶ領域だけで使用
可能であることを示すのではなく、例えばその化学的抵
抗によって、上述の、請求の範囲に記載された層ないし
積層が他のスペクトル領域、特に可視領域で使用される
ことである。
Ｏ3 を反応的にエッチングすること（すなわちＴａＯ
1.5 ）が知られているが、その場合にＭｅとしてのタン
タルの選択にも拘らず、ｘの選択は波長領域λ≦３０８
ｎｍでＵＶ光を使用できるために必要な小さい吸収、す
なわちｋ308 ≦０．０１又はまた、請求項２に示すよう
に、ｋ308 ≦０．００３に相当する小さい吸収を得るこ
とはできない。ここで強調したいのは、本発明によりエ
ッチングされるＭｅＯ層のＵＶ領域における特性は詳細
に説明されているが、このことは、ＵＶ領域だけで使用
可能であることを示すのではなく、例えばその化学的抵
抗によって、上述の、請求の範囲に記載された層ないし
積層が他のスペクトル領域、特に可視領域で使用される
ことである。
【００１８】同様にＢ．Ｊ．Ｃｕｒｔｉｓ他の「Fabric
ation of mosaic color filters bydry-etching dielec
tric stacks」Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ａ４（１）、（１９８６）第７０頁においてＳｉＯ2 ／
ＴｉＯ2 誘電層システムの反応性エッチングプロセスが
記載されている。本発明によれば、誘電体におけるＴｉ
の質量は金属のそれよりも小さく、さらにＴｉＯ2 は上
述のスペクトル領域におけるＵＶ使用には、ないしはλ
≦３５０ｎｍの場合にすでに使用することができない。
ation of mosaic color filters bydry-etching dielec
tric stacks」Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ａ４（１）、（１９８６）第７０頁においてＳｉＯ2 ／
ＴｉＯ2 誘電層システムの反応性エッチングプロセスが
記載されている。本発明によれば、誘電体におけるＴｉ
の質量は金属のそれよりも小さく、さらにＴｉＯ2 は上
述のスペクトル領域におけるＵＶ使用には、ないしはλ
≦３５０ｎｍの場合にすでに使用することができない。
【００１９】請求項３の文言によれば、本発明方法の好
ましい変形例においては、Ｔａ2 Ｏ 5 からなる層、又は
請求項４の文言によれば、ＨｆＯ2 が形成される。さら
に、例えばＵＳ−ＰＳ４６８４４３６に示された種類の
マスクを形成するためなど、多数の使用目的のために、
請求項５の文言によれば、波長λ≦３５１ｎｍ、特に波
長λ≦３０８ｎｍにおけるＵＶ領域で高屈折の材料から
なる少なくとも２つの誘電層からなり、このスペクトル
領域において低屈折の材料の層、例えばＳｉＯ 2 層を有
する層システムが形成される。
ましい変形例においては、Ｔａ2 Ｏ 5 からなる層、又は
請求項４の文言によれば、ＨｆＯ2 が形成される。さら
に、例えばＵＳ−ＰＳ４６８４４３６に示された種類の
マスクを形成するためなど、多数の使用目的のために、
請求項５の文言によれば、波長λ≦３５１ｎｍ、特に波
長λ≦３０８ｎｍにおけるＵＶ領域で高屈折の材料から
なる少なくとも２つの誘電層からなり、このスペクトル
領域において低屈折の材料の層、例えばＳｉＯ 2 層を有
する層システムが形成される。
【００２０】さらに請求項６の文言に示すように、好ま
しくは活性化すべきガスとして、好ましくは少なくとも
ＣＨＣｌＦ2 を有する塩素ガス成分が使用され、その場
合に請求項７の文言に示すように、所定の場合にはさら
にＨｅおよび／またはＣＨＦ 3 および／またはＨ2 が含
まれる。
しくは活性化すべきガスとして、好ましくは少なくとも
ＣＨＣｌＦ2 を有する塩素ガス成分が使用され、その場
合に請求項７の文言に示すように、所定の場合にはさら
にＨｅおよび／またはＣＨＦ 3 および／またはＨ2 が含
まれる。
【００２１】請求項８の文言に示すように、高屈折の材
料は同項に記載のガスを組み合わせてもエッチングする
ことができる
料は同項に記載のガスを組み合わせてもエッチングする
ことができる
【００２２】さらに請求項９の文言に示すように、高屈
折の少なくとも１つの層、すなわちＭｅＯx 層が、除去
される前に低屈折材料の、特にＳｉＯ2 の層で少なくと
も部分的に被覆される場合には、低屈折材料の層が他の
ガス、ほぼ塩素成分を含まないガスによって反応エッチ
ングされ、それによってＭｅＯx 層がエッチングされな
いか、又は無視できる程度しかエッチングされないこと
によって、上述の高屈折の層を同時にエッチングストッ
プ層として使用できるきわめて好ましい可能性が得られ
る。
折の少なくとも１つの層、すなわちＭｅＯx 層が、除去
される前に低屈折材料の、特にＳｉＯ2 の層で少なくと
も部分的に被覆される場合には、低屈折材料の層が他の
ガス、ほぼ塩素成分を含まないガスによって反応エッチ
ングされ、それによってＭｅＯx 層がエッチングされな
いか、又は無視できる程度しかエッチングされないこと
によって、上述の高屈折の層を同時にエッチングストッ
プ層として使用できるきわめて好ましい可能性が得られ
る。
【００２３】請求項１２又は１３の文言に記載の反応ガ
スの活性化は一般に電子などの荷電粒子および／または
例えばカウフマンソースからのイオンによって、および
／または光子ないしレーザ支援されて行われるが、好ま
しくは請求項１４の文言に示すように、ガスの活性化は
真空室内でグロー放電によって行われる。
スの活性化は一般に電子などの荷電粒子および／または
例えばカウフマンソースからのイオンによって、および
／または光子ないしレーザ支援されて行われるが、好ま
しくは請求項１４の文言に示すように、ガスの活性化は
真空室内でグロー放電によって行われる。
【００２４】さらに好ましくはガス入り口は冷却され、
それによって形成された素子用の支持体面を冷却するの
に加えて、マスキング材料、例えばレジストが許容でき
ないように加熱されることはなく、それによって後で誘
電層の除去されない表面領域からマスク層を良好に外す
ことが可能になる。
それによって形成された素子用の支持体面を冷却するの
に加えて、マスキング材料、例えばレジストが許容でき
ないように加熱されることはなく、それによって後で誘
電層の除去されない表面領域からマスク層を良好に外す
ことが可能になる。
【００２５】少なくとも１つの誘電層を有する層システ
ムが基体まで除去された場合であろうと、又は多層シス
テムにおいて所定の残っている層システム厚みまで除去
が行われた場合であろうと、エッチングプロセスを正し
い時点で打ち切るために、公知のすべての方法を使用す
ることができ、特に例えばＡｌ2 Ｏ3 からなる、また本
発明により認識されたＡｌ2 Ｏ3 層よりずっと少なくエ
ッチングされるＹ2 Ｏ 3 層など、１つ又は多数のエッチ
ングストップ層を基体上、又は多層システムの層間に挿
入することができる。
ムが基体まで除去された場合であろうと、又は多層シス
テムにおいて所定の残っている層システム厚みまで除去
が行われた場合であろうと、エッチングプロセスを正し
い時点で打ち切るために、公知のすべての方法を使用す
ることができ、特に例えばＡｌ2 Ｏ3 からなる、また本
発明により認識されたＡｌ2 Ｏ3 層よりずっと少なくエ
ッチングされるＹ2 Ｏ 3 層など、１つ又は多数のエッチ
ングストップ層を基体上、又は多層システムの層間に挿
入することができる。
【００２６】これに関して請求項１６、１７、１８の文
言によれば、アルカリ土類イオンによってドーピングさ
れた又はそれを有する材料の表面を使用することによっ
て、グロー放電を用いて反応イオンエッチングによりこ
の表面に達した時に、特徴のはっきりしたオレンジ色の
光が発生し、それをエッチングプロセスをオフにする判
断基準として最も簡単に利用できることが明らかにされ
ている。請求項１８に示すように使用されるガラスはさ
らに層材料に比べて明らかに低いエッチング率を有し、
従って自動的にいわゆるエッチングストップ層として作
用する。それによってガラス基体が許容できない深さま
でエッチングされることが防止される。
言によれば、アルカリ土類イオンによってドーピングさ
れた又はそれを有する材料の表面を使用することによっ
て、グロー放電を用いて反応イオンエッチングによりこ
の表面に達した時に、特徴のはっきりしたオレンジ色の
光が発生し、それをエッチングプロセスをオフにする判
断基準として最も簡単に利用できることが明らかにされ
ている。請求項１８に示すように使用されるガラスはさ
らに層材料に比べて明らかに低いエッチング率を有し、
従って自動的にいわゆるエッチングストップ層として作
用する。それによってガラス基体が許容できない深さま
でエッチングされることが防止される。
【００２７】さらにエッチングプロセスの進行を監視す
るために、公知の反射方法も使用することができ、それ
についてはＵＳ−ＰＳ４９２３７７２のそれに関する実
施例を示唆し、これは本明細書の統合された構成部分で
あることを言明する。
るために、公知の反射方法も使用することができ、それ
についてはＵＳ−ＰＳ４９２３７７２のそれに関する実
施例を示唆し、これは本明細書の統合された構成部分で
あることを言明する。
【００２８】請求項１９の文言に示すように、本発明に
よればさらに、少なくとも１つの光線を素子の除去を受
けない側から基体を通して層へ向けて、反射される光線
の変化から残っている層圧を推定することが提案され
る。これによって、素子の処理側における均一なガス噴
射が、光線の進入と反射される光線の減結合のために損
なわれる必要はなく、さらに光進入および減結合開口部
が、素子自体によって保護されたままになることによっ
て、場合によっては光導体と共に、除去プロセスにさら
されないという大きな利点が得られる。
よればさらに、少なくとも１つの光線を素子の除去を受
けない側から基体を通して層へ向けて、反射される光線
の変化から残っている層圧を推定することが提案され
る。これによって、素子の処理側における均一なガス噴
射が、光線の進入と反射される光線の減結合のために損
なわれる必要はなく、さらに光進入および減結合開口部
が、素子自体によって保護されたままになることによっ
て、場合によっては光導体と共に、除去プロセスにさら
されないという大きな利点が得られる。
【００２９】本発明による光学素子は、さらに請求項２
０の特徴部分の文言に示す特徴を有する。
０の特徴部分の文言に示す特徴を有する。
【００３０】素子の少なくとも１つの層がλ≦３０８ｎ
ｍのＵＶ領域において実際に光エネルギを吸収せず、そ
れによってこの素子はＵＶレーザと共に使用するのにき
わめて適している。さらに厚さの段階をそれぞれの層面
に対して理想的に垂直にすることができ、そのことは反
応性のイオンエッチング方法の使用によって実現するこ
とができる。
ｍのＵＶ領域において実際に光エネルギを吸収せず、そ
れによってこの素子はＵＶレーザと共に使用するのにき
わめて適している。さらに厚さの段階をそれぞれの層面
に対して理想的に垂直にすることができ、そのことは反
応性のイオンエッチング方法の使用によって実現するこ
とができる。
【００３１】さらに、請求項２７の文言に示す光学複写
システムが提案される。
システムが提案される。
【００３２】その場合に請求項２８の文言によれば、レ
ーザ源として１００ｍＪ／cm2 を越える、好ましくは２
００ｍＪ／cm2 を越える、さらに好ましくは３００ｍＪ
／cm 2 を越える光線エネルギ密度を有するソースが使用
される。このことは使用される層材料ＭｅＯX によって
可能であって、その場合に本発明により使用される反応
イオンエッチングにより得られる正確な厚み段階によっ
て、光学複写システムはきわめて正確にレーザ光線のエ
ネルギを局地的に変調する。
ーザ源として１００ｍＪ／cm2 を越える、好ましくは２
００ｍＪ／cm2 を越える、さらに好ましくは３００ｍＪ
／cm 2 を越える光線エネルギ密度を有するソースが使用
される。このことは使用される層材料ＭｅＯX によって
可能であって、その場合に本発明により使用される反応
イオンエッチングにより得られる正確な厚み段階によっ
て、光学複写システムはきわめて正確にレーザ光線のエ
ネルギを局地的に変調する。
【００３３】上述の素子を形成する、ないしは上述の形
成方法の少なくともエッチングステップを実施する真空
処理装置は、請求項２９の文言に示す特徴を有する。
成方法の少なくともエッチングステップを実施する真空
処理装置は、請求項２９の文言に示す特徴を有する。
【００３４】この装置の好ましい実施例が請求項３０か
ら３９に説明されている。
ら３９に説明されている。
【００３５】少なくとも所定のスペクトル領域において
透過する素子において層の除去又は塗布を行う方法は、
請求項４０の文言に記載の特徴を有し、それに対応する
装置は請求項４１の文言に示す特徴を有し、それによれ
ば上述の行為は、素子の塗布又は除去プロセスとは反対
の側で実施される反射測定によって行われる。
透過する素子において層の除去又は塗布を行う方法は、
請求項４０の文言に記載の特徴を有し、それに対応する
装置は請求項４１の文言に示す特徴を有し、それによれ
ば上述の行為は、素子の塗布又は除去プロセスとは反対
の側で実施される反射測定によって行われる。
【００３６】請求項４２は反応イオンエッチングによっ
て基体に達したことを検出する方法を示しており、この
方法においてはアルカリ土類イオンでドーピングされた
表面がエッチングされた場合に変化するグロー放電光放
出が利用される。
て基体に達したことを検出する方法を示しており、この
方法においてはアルカリ土類イオンでドーピングされた
表面がエッチングされた場合に変化するグロー放電光放
出が利用される。
【００３７】その場合に特に、請求項４３の文言によれ
ば、アルカリ土類イオンを有するガラスからなる基体が
この種の表面を形成し、従って上述の光放出検出によっ
て、いつエッチングプロセスが局地的に基体に達したか
を迅速に検出できることを利用することが提案されてい
る。
ば、アルカリ土類イオンを有するガラスからなる基体が
この種の表面を形成し、従って上述の光放出検出によっ
て、いつエッチングプロセスが局地的に基体に達したか
を迅速に検出できることを利用することが提案されてい
る。
【００３８】請求項４４の特徴部分の文言に示すよう
に、さらに高屈折の層、特に上述のＭｅＯX 層が１つの
ガス、特に塩素成分を有するガスによって反応エッチン
グされることが利用されている。それに対して低屈折の
層は他のガス、特に高屈折の層は著しく減少された程度
でしかエッチングされない、フッ素を含むガスによって
エッチングされる。それによって、前述の特徴部分に示
すように、低屈折の層を上述の１つのガスによってエッ
チングすることが可能になり、これは高屈折の層に達す
るまで、そしてさらに低屈折の層の所望の領域を完全に
均一に除去するまで行われる。というのは、使用される
この１つの、好ましくはほぼ塩素を含まないガスに関し
て、現在はっきり認められ始めたように、高屈折の層が
エッチングストップ層として作用するからである。しか
し驚くべきことに、高屈折の層は、これは強調しておく
が、所定のフッ素を含むガス、特にＣＨＦ3 によって、
きわめて満足できるエッチング率でエッチング可能であ
る。その後場合によっては、他のガス、好ましくは塩素
成分を有するガスを供給することによって、高屈折の層
をさらにエッチングすることができる。上述の選択性を
利用することにより、高屈折の層の下にある低屈折の層
を大面積で完全に除去することが可能になる。
に、さらに高屈折の層、特に上述のＭｅＯX 層が１つの
ガス、特に塩素成分を有するガスによって反応エッチン
グされることが利用されている。それに対して低屈折の
層は他のガス、特に高屈折の層は著しく減少された程度
でしかエッチングされない、フッ素を含むガスによって
エッチングされる。それによって、前述の特徴部分に示
すように、低屈折の層を上述の１つのガスによってエッ
チングすることが可能になり、これは高屈折の層に達す
るまで、そしてさらに低屈折の層の所望の領域を完全に
均一に除去するまで行われる。というのは、使用される
この１つの、好ましくはほぼ塩素を含まないガスに関し
て、現在はっきり認められ始めたように、高屈折の層が
エッチングストップ層として作用するからである。しか
し驚くべきことに、高屈折の層は、これは強調しておく
が、所定のフッ素を含むガス、特にＣＨＦ3 によって、
きわめて満足できるエッチング率でエッチング可能であ
る。その後場合によっては、他のガス、好ましくは塩素
成分を有するガスを供給することによって、高屈折の層
をさらにエッチングすることができる。上述の選択性を
利用することにより、高屈折の層の下にある低屈折の層
を大面積で完全に除去することが可能になる。
【００３９】請求項４５の文言によれば、本発明による
他の光学素子には、アルカリ土類イオンでドーピングさ
れた層が設けられ、それによってそれ光学素子を形成す
る場合に、グロー放電光放出において、エッチングプロ
セスによりいつ上述の層に達したかを検出することが可
能になる。
他の光学素子には、アルカリ土類イオンでドーピングさ
れた層が設けられ、それによってそれ光学素子を形成す
る場合に、グロー放電光放出において、エッチングプロ
セスによりいつ上述の層に達したかを検出することが可
能になる。
【００４０】請求項４６の文言によれば、上述の層はア
ルカリ土類イオンを有する基体ガラスによって形成され
る。
ルカリ土類イオンを有する基体ガラスによって形成され
る。
【００４１】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００４２】図１において基体１上に層システム３が示
されている。層システム３は少なくとも１つの高屈折の
誘電層３Ｈを有するが、しかし多くの使用目的の場合
に、少なくとも１つの低屈折の層３Ｌをも有する積層と
して形成される。最小の構成は基体１と１つの高屈折の
層３Ｈである。
されている。層システム３は少なくとも１つの高屈折の
誘電層３Ｈを有するが、しかし多くの使用目的の場合
に、少なくとも１つの低屈折の層３Ｌをも有する積層と
して形成される。最小の構成は基体１と１つの高屈折の
層３Ｈである。
【００４３】本発明によれば、高屈折層３Ｈは誘電化合
物ＭｅＯX から形成され、その場合に、 −Ｍｅは少なくとも質量４４の金属であって、 −ｘは、層材料の吸収係数が、λ＝３０８ｎｍの光にお
いて ｋ308 ≦０．０１ になり、好ましくはｋ308 ≦０．００３になるように、
選択される。
物ＭｅＯX から形成され、その場合に、 −Ｍｅは少なくとも質量４４の金属であって、 −ｘは、層材料の吸収係数が、λ＝３０８ｎｍの光にお
いて ｋ308 ≦０．０１ になり、好ましくはｋ308 ≦０．００３になるように、
選択される。
【００４４】それによって、層３ＨはＵＶ光にも使用可
能であり、その場合に吸収係数が小さいことによって、
ＵＶ波長≦３０８ｎｍの場合でも大きなパワーを透過す
ることができ、誘電材料の破壊しきい値に達しないこと
が保証される。
能であり、その場合に吸収係数が小さいことによって、
ＵＶ波長≦３０８ｎｍの場合でも大きなパワーを透過す
ることができ、誘電材料の破壊しきい値に達しないこと
が保証される。
【００４５】低屈折の層３Ｌとしては好ましくはＳｉＯ
2 層が使用される。
2 層が使用される。
【００４６】符号７で示すものは、最上層３Ｈ又は３Ｌ
上に載置された、公知の方法で形成されたエッチングマ
スクであって、例えばフォトレジスト層７ａおよび／ま
たはＣｒ、ＡｌあるいはまたＦｅ2 Ｏ3 からなる金属層
７ｂを有する。マスク７は公知のように（フォトレジス
トの現像、金属層のエッチングなど）形成される。
上に載置された、公知の方法で形成されたエッチングマ
スクであって、例えばフォトレジスト層７ａおよび／ま
たはＣｒ、ＡｌあるいはまたＦｅ2 Ｏ3 からなる金属層
７ｂを有する。マスク７は公知のように（フォトレジス
トの現像、金属層のエッチングなど）形成される。
【００４７】さらに符号１１で点線で示すものは、特に
Ｙ2 Ｏ3 からなるエッチングストップ層であり、後述す
るように露出された領域３ａをエッチングする際に、基
板１がエッチングされることを防止するものである。こ
れは、図１に示す構造において層システム１を形成する
層材料がエッチングされる反応性の選択作用に基づく。
層１１のようなエッチングストップ層は、層システム内
のエッチングプロセスを中止し、又は中断しようとする
すべての場所に使用することができる。
Ｙ2 Ｏ3 からなるエッチングストップ層であり、後述す
るように露出された領域３ａをエッチングする際に、基
板１がエッチングされることを防止するものである。こ
れは、図１に示す構造において層システム１を形成する
層材料がエッチングされる反応性の選択作用に基づく。
層１１のようなエッチングストップ層は、層システム内
のエッチングプロセスを中止し、又は中断しようとする
すべての場所に使用することができる。
【００４８】さらに好ましくは、高屈折の層材料３Ｈと
してＴａ2 Ｏ5 又はＨｆＯ2 が使用される。この層材料
はＵＶ光領域における上述の使用にきわめて適している
が、もちろんそれより長波長の光においても使用され
る。
してＴａ2 Ｏ5 又はＨｆＯ2 が使用される。この層材料
はＵＶ光領域における上述の使用にきわめて適している
が、もちろんそれより長波長の光においても使用され
る。
【００４９】誘電積層３を反応性エッチングによって基
体１上に達するまで除去しないようにする場合には、図
２に示すように、層システムの上方の部分３ｏと下方の
部分３ｕの間に、特にＹ2 Ｏ3 からなる、エッチングス
トップ層１１が挿入される。それに従って、誘電積層を
異なる水準に除去しようとする場合には、多数のエッチ
ングストップ層１１が挿入され、そして公知のように、
第１のエッチングストップ層に達した後に、フォトレジ
ストおよびその現像からなるエッチングマスクをエッチ
ングストップ層に再塗布することによって、新しく塗布
されたマスク層によって自由にされた領域が形成され
（同様にエッチングによるものであれ、又は湿式技術を
用いて）、その後にその下にある誘電積層３がさらにエ
ッチングされ、場合によってはさらにエッチングストッ
プ層に達するまで行われる。
体１上に達するまで除去しないようにする場合には、図
２に示すように、層システムの上方の部分３ｏと下方の
部分３ｕの間に、特にＹ2 Ｏ3 からなる、エッチングス
トップ層１１が挿入される。それに従って、誘電積層を
異なる水準に除去しようとする場合には、多数のエッチ
ングストップ層１１が挿入され、そして公知のように、
第１のエッチングストップ層に達した後に、フォトレジ
ストおよびその現像からなるエッチングマスクをエッチ
ングストップ層に再塗布することによって、新しく塗布
されたマスク層によって自由にされた領域が形成され
（同様にエッチングによるものであれ、又は湿式技術を
用いて）、その後にその下にある誘電積層３がさらにエ
ッチングされ、場合によってはさらにエッチングストッ
プ層に達するまで行われる。
【００５０】場合によっては、図１ないし２に記載され
た金属層７ｂを省き、マスキングはフォトレジスト層７
ａによってだけ行うことができる。さらにまたレジスト
層７ａの現像、例えばＣｒからなる金属層７ｂのエッチ
ング除去後に、残っているレジスト層を除去し、残って
いる金属層のみをエッチングマスクとして使用すること
もできる。
た金属層７ｂを省き、マスキングはフォトレジスト層７
ａによってだけ行うことができる。さらにまたレジスト
層７ａの現像、例えばＣｒからなる金属層７ｂのエッチ
ング除去後に、残っているレジスト層を除去し、残って
いる金属層のみをエッチングマスクとして使用すること
もできる。
【００５１】図３には、本発明による光学素子が例示さ
れており、この光学素子の誘電層システム３が２つの水
準に局地的に除去されており、その場合にフォトレジス
ト７ 1 〜７3 とエッチングストップ層１１1 および１１
2 は最後に除去される。本発明による光学素子の最小構
造においては図１に示す支持体１と層３Ｈが設けられ、
他の層は任意かつ公知の方法でさらに形成することがで
きる。
れており、この光学素子の誘電層システム３が２つの水
準に局地的に除去されており、その場合にフォトレジス
ト７ 1 〜７3 とエッチングストップ層１１1 および１１
2 は最後に除去される。本発明による光学素子の最小構
造においては図１に示す支持体１と層３Ｈが設けられ、
他の層は任意かつ公知の方法でさらに形成することがで
きる。
【００５２】本発明によってエッチングされた、特にＴ
ａ2 Ｏ3 からなる高屈折材料の吸収がわずかであること
によって、光学素子は高精度の構造端縁で形成すること
がき、それは例えば材料処理、特に半導体製造の際のレ
ーザ切除技術など、高エネルギのＵＶレーザ、エキシマ
ーレーザと共に使用するのに非常に適している。その場
合に１００ｍＪ／cm2 を越える、好ましくは２００ｍＪ
／cm2 を越え、又は３００ｍＪ／cm2 を越える出力密度
を使用することができる。
ａ2 Ｏ3 からなる高屈折材料の吸収がわずかであること
によって、光学素子は高精度の構造端縁で形成すること
がき、それは例えば材料処理、特に半導体製造の際のレ
ーザ切除技術など、高エネルギのＵＶレーザ、エキシマ
ーレーザと共に使用するのに非常に適している。その場
合に１００ｍＪ／cm2 を越える、好ましくは２００ｍＪ
／cm2 を越え、又は３００ｍＪ／cm2 を越える出力密度
を使用することができる。
【００５３】本発明による光学的複写システムが図４に
概略図示されており、同複写システムにはエキシマーレ
ーザ１５設けられており、その光路内に本発明による光
学素子１７がマスクとして使用されており、それによっ
て、レーザ切除により構造形成すべき工作物１９がマス
クによってもたらされる局地的に異なるレーザエネルギ
透過により、図示のように構造形成される。
概略図示されており、同複写システムにはエキシマーレ
ーザ１５設けられており、その光路内に本発明による光
学素子１７がマスクとして使用されており、それによっ
て、レーザ切除により構造形成すべき工作物１９がマス
クによってもたらされる局地的に異なるレーザエネルギ
透過により、図示のように構造形成される。
【００５４】図５には層システムが、エッチングマスク
７とその下の低屈折の材料の層３Ｌおよび高屈折の材料
の他の層３Ｈと共に示されている。最後に挙げた層は詳
細に説明した材料ＭｅＯX から形成されている。低屈折
材料の層は好ましくはＳｉＯ 2 からなる。概略図示する
エッチングプロフィール（ａ）においてマスク７に基づ
く層３Ｌのエッチングが図示されている。この反応エッ
チングは反応ガスＧを用いて行われ、この反応ガスは現
在明らかにされているように、好ましくは少なくともほ
とんど塩素を含まず、より好ましくはフッ素を含む。１
つの反応ガスによって層３Ｈはエッチングできず、又は
わずかしかエッチングできず、それによってこの層は層
３Ｌのエッチングプロセスのエッチングストップ層とし
て作用する。
７とその下の低屈折の材料の層３Ｌおよび高屈折の材料
の他の層３Ｈと共に示されている。最後に挙げた層は詳
細に説明した材料ＭｅＯX から形成されている。低屈折
材料の層は好ましくはＳｉＯ 2 からなる。概略図示する
エッチングプロフィール（ａ）においてマスク７に基づ
く層３Ｌのエッチングが図示されている。この反応エッ
チングは反応ガスＧを用いて行われ、この反応ガスは現
在明らかにされているように、好ましくは少なくともほ
とんど塩素を含まず、より好ましくはフッ素を含む。１
つの反応ガスによって層３Ｈはエッチングできず、又は
わずかしかエッチングできず、それによってこの層は層
３Ｌのエッチングプロセスのエッチングストップ層とし
て作用する。
【００５５】反応エッチングプロセスの場合に、層３Ｈ
の表面に好ましくはフッ素を含む反応ガスが達するにも
かかわらず、層３Ｌがマスク７に従って層３Ｈの表面か
ら完全に除去されるまで、エッチングが続けられる。す
なわち層３Ｈも同様にエッチングしようと意図しない場
合、又はＧ（Ｃｌ）で示唆するように、好ましくは塩素
を含む他のガスが使用されることによって、反応ガスが
変化した場合には、処理プロセスを終了することができ
る。また、プロセスパラメータを変更することもでき
る。
の表面に好ましくはフッ素を含む反応ガスが達するにも
かかわらず、層３Ｌがマスク７に従って層３Ｈの表面か
ら完全に除去されるまで、エッチングが続けられる。す
なわち層３Ｈも同様にエッチングしようと意図しない場
合、又はＧ（Ｃｌ）で示唆するように、好ましくは塩素
を含む他のガスが使用されることによって、反応ガスが
変化した場合には、処理プロセスを終了することができ
る。また、プロセスパラメータを変更することもでき
る。
【００５６】図６には、本発明による方法の枠内で実施
するエッチングプロセスを遂行するために形成された、
本発明による真空処理装置が概略図示されている。すで
に説明したように、本発明による方法の枠内における構
造形成は、原則的には種々の反応エッチングプロセスに
よって遂行することができる。しかし好ましくはグロー
放電を用いた反応イオンエッチングが使用される。その
ために図６に示す装置の真空反応容器２０内にはパイプ
システム２２を介して水冷される工作物支持体電極２４
が設けられている。工作物２５を支持する工作物支持体
電極２４は、符号２６で図示するように、反応容器２０
の壁に対して電気的に絶縁して取り付けられている。工
作物支持体電極２４の下方中央にはターボ分子ポンプ２
８と接続された吸引スリーブ３０が配置されており、そ
のポンピング断面は虹彩絞り３２を用いて、かつそのた
めの調節ユニット３４を介して調節することができる。
するエッチングプロセスを遂行するために形成された、
本発明による真空処理装置が概略図示されている。すで
に説明したように、本発明による方法の枠内における構
造形成は、原則的には種々の反応エッチングプロセスに
よって遂行することができる。しかし好ましくはグロー
放電を用いた反応イオンエッチングが使用される。その
ために図６に示す装置の真空反応容器２０内にはパイプ
システム２２を介して水冷される工作物支持体電極２４
が設けられている。工作物２５を支持する工作物支持体
電極２４は、符号２６で図示するように、反応容器２０
の壁に対して電気的に絶縁して取り付けられている。工
作物支持体電極２４の下方中央にはターボ分子ポンプ２
８と接続された吸引スリーブ３０が配置されており、そ
のポンピング断面は虹彩絞り３２を用いて、かつそのた
めの調節ユニット３４を介して調節することができる。
【００５７】工作物支持体電極２４と対向して、パイプ
システム３６を介して好ましくは水冷される相手側電極
３７が設けられている。その工作物２６と対向する面に
は、ガス排出口４０が均一に分配して設けられており、
ガス排出口はガス分配システム３８並びにガス供給パイ
プ４２と連通している。ガス供給パイプは流量制御機構
４４を介して１つ又は複数のガス貯蔵容器４６と接続さ
れている。操作部材４４によってそれぞれの流量ないし
反応ガス組成が設定され、ないしは制御される。清潔に
するために、装置構成を垂直又は工作物支持体電極と共
に上方にあるように設計することができる。
システム３６を介して好ましくは水冷される相手側電極
３７が設けられている。その工作物２６と対向する面に
は、ガス排出口４０が均一に分配して設けられており、
ガス排出口はガス分配システム３８並びにガス供給パイ
プ４２と連通している。ガス供給パイプは流量制御機構
４４を介して１つ又は複数のガス貯蔵容器４６と接続さ
れている。操作部材４４によってそれぞれの流量ないし
反応ガス組成が設定され、ないしは制御される。清潔に
するために、装置構成を垂直又は工作物支持体電極と共
に上方にあるように設計することができる。
【００５８】すでに説明したように、図１から３に示す
層堆積の１つ又は複数の高屈折の層は好ましくは反応ガ
スとして塩素を含むガスでエッチングされる。それによ
って貯蔵容器４６は、貯蔵容器４６ａで示すように、塩
素を含むガス、好ましくはＣＨＣｌＦ2 、場合によって
はさらにＨｅないしＣＨＦ3 ないしＨ2 を有する。この
貯蔵容器４６ａはさらにガスＣｌ2 、Ｈ2 、Ｆ2 又はＣ
Ｆ4 からなる組合せを有することができ、この組合せガ
スは多数のガス貯蔵容器から混合され、処理室へ供給す
ることができる。図１から３に示す積層の、特にＳｉＯ
2 からなる、低屈折の層も反応ガスを用いてエッチング
することができ、その反応ガスは大体において塩素を含
まず、例えば、そして好ましくはフッ素を含む。
層堆積の１つ又は複数の高屈折の層は好ましくは反応ガ
スとして塩素を含むガスでエッチングされる。それによ
って貯蔵容器４６は、貯蔵容器４６ａで示すように、塩
素を含むガス、好ましくはＣＨＣｌＦ2 、場合によって
はさらにＨｅないしＣＨＦ3 ないしＨ2 を有する。この
貯蔵容器４６ａはさらにガスＣｌ2 、Ｈ2 、Ｆ2 又はＣ
Ｆ4 からなる組合せを有することができ、この組合せガ
スは多数のガス貯蔵容器から混合され、処理室へ供給す
ることができる。図１から３に示す積層の、特にＳｉＯ
2 からなる、低屈折の層も反応ガスを用いてエッチング
することができ、その反応ガスは大体において塩素を含
まず、例えば、そして好ましくはフッ素を含む。
【００５９】従って図６に示１第２のガス貯蔵容器４６
ｂは好ましくは後者の、塩素を含まずにフッ素を含むガ
スを準備する。それによって、すでに説明し、かつ図５
に示すように、それぞえ低屈折材料の層は貯蔵容器４６
ｂからのフッ素を含むガスによてエッチングされ、その
下にある高屈折の層までエッチングした後に、高屈折の
層は他の、好ましくは塩素を含むガスをプロセス室Ｐ内
に供給することによってエッチングされる。
ｂは好ましくは後者の、塩素を含まずにフッ素を含むガ
スを準備する。それによって、すでに説明し、かつ図５
に示すように、それぞえ低屈折材料の層は貯蔵容器４６
ｂからのフッ素を含むガスによてエッチングされ、その
下にある高屈折の層までエッチングした後に、高屈折の
層は他の、好ましくは塩素を含むガスをプロセス室Ｐ内
に供給することによってエッチングされる。
【００６０】図示の例においては、工作物支持体電極２
４は高周波発生器４８によって減結合ネットワーク５０
を介して、アースに対して給電され、その上に例えば反
応容器２０が接続されている。工作物支持体電極２４の
バイアス印加のために高周波発生器４８には直流電圧源
５２によって、また減結合ネットワーク５４を介してさ
らに調節可能なＤＣ値が供給される。
４は高周波発生器４８によって減結合ネットワーク５０
を介して、アースに対して給電され、その上に例えば反
応容器２０が接続されている。工作物支持体電極２４の
バイアス印加のために高周波発生器４８には直流電圧源
５２によって、また減結合ネットワーク５４を介してさ
らに調節可能なＤＣ値が供給される。
【００６１】もちろん、交流信号が工作物支持体電極２
４と電極３７間に接続され、反応容器２０が電極電位と
は関係なく浮遊し又は基準電位に接続されることによっ
て、公知のように電気的を他の方法で行うことも可能で
ある。それとは関係なく工作物支持体電極をさらにＤＣ
バイアスに接続することも可能である。
４と電極３７間に接続され、反応容器２０が電極電位と
は関係なく浮遊し又は基準電位に接続されることによっ
て、公知のように電気的を他の方法で行うことも可能で
ある。それとは関係なく工作物支持体電極をさらにＤＣ
バイアスに接続することも可能である。
【００６２】すでに説明したように、本発明により使用
される反応エッチングプロセスの場合に、図１から３に
示す基体１上に設けられた積層の除去がいつ所定の程度
に達するかが検出される。そのために、図６に概略的に
示すように、検出ユニット５６が設けられており、この
検出ユニットは後述する方法のいずれかにおいて所定の
除去深さに達したことを検出し、評価ユニット５８を介
して制御してエッチングプロセスに作用し、それは図示
のようにＨｆ発生器４８および／または１つ又は複数の
反応ガス用の流量制御部材４４に作用する。
される反応エッチングプロセスの場合に、図１から３に
示す基体１上に設けられた積層の除去がいつ所定の程度
に達するかが検出される。そのために、図６に概略的に
示すように、検出ユニット５６が設けられており、この
検出ユニットは後述する方法のいずれかにおいて所定の
除去深さに達したことを検出し、評価ユニット５８を介
して制御してエッチングプロセスに作用し、それは図示
のようにＨｆ発生器４８および／または１つ又は複数の
反応ガス用の流量制御部材４４に作用する。
【００６３】それによって特に、低屈折層を貯蔵容器４
６ｂからの１つのガスで、好ましくは塩素を含まず、好
ましくはフッ素を含むガスでエッチングした後に、反応
ガスを変えて、好ましくは少なくとも１つの塩素成分な
いしは上述の塩素を含むガスを供給することにより、か
つ図５を用いて説明したように、ＭｅＯX からなる高屈
折層をエッチングすることが可能になる。一般的に今日
の結果は、Ｃｌ2 ／Ｆ含有物質および場合によっては他
のガス成分を適当に選択することによって上述の選択性
がある程度の確率で得られることを推定するきっかけを
与える。
６ｂからの１つのガスで、好ましくは塩素を含まず、好
ましくはフッ素を含むガスでエッチングした後に、反応
ガスを変えて、好ましくは少なくとも１つの塩素成分な
いしは上述の塩素を含むガスを供給することにより、か
つ図５を用いて説明したように、ＭｅＯX からなる高屈
折層をエッチングすることが可能になる。一般的に今日
の結果は、Ｃｌ2 ／Ｆ含有物質および場合によっては他
のガス成分を適当に選択することによって上述の選択性
がある程度の確率で得られることを推定するきっかけを
与える。
【００６４】図１から３を用いて説明したように、エッ
チングストップ層１１が本発明による反応性イオンエッ
チングされる積層に設けられる場合には、検出ユニット
５６が例えばその際に変化するプロセスビームを検出す
る。これに関連して、基体材料としてアルカリ土類イオ
ンを有するガラスを使用する場合には、エッチングプロ
セスが基体に達すると、それ独特のスペクトル成分を有
する光、すなわちオレンジの光が発生されるので、この
種の基体を使用する場合にはこの基体を同時に、エッチ
ングストップ層に達したことが容易に検出できる、エッ
チングストップ層として使用することができることが明
らかにされている。
チングストップ層１１が本発明による反応性イオンエッ
チングされる積層に設けられる場合には、検出ユニット
５６が例えばその際に変化するプロセスビームを検出す
る。これに関連して、基体材料としてアルカリ土類イオ
ンを有するガラスを使用する場合には、エッチングプロ
セスが基体に達すると、それ独特のスペクトル成分を有
する光、すなわちオレンジの光が発生されるので、この
種の基体を使用する場合にはこの基体を同時に、エッチ
ングストップ層に達したことが容易に検出できる、エッ
チングストップ層として使用することができることが明
らかにされている。
【００６５】一般に、層システムにさらにアルカリ土類
イオンドーピングされた表面を設けることができ、それ
によって上述の方法で、エッチングプロセスによってこ
の表面に達した時に特に変化するグロー放電光スペクト
ルを用いて、いつこの表面に達したかを検出することが
できる。上述のアルカリ土類イオンによる表面のドーピ
ングはもちろん、この種のドーピングが後で本発明によ
り形成された素子を使用するために容認されるか否かに
従って行われる。すなわち基体ガラスなどの基体であろ
うと、又は積層、特にＳｉＯ2 層のような低屈折の積層
であろうと、アルカリ土類ドーピングによって、製造さ
れた光学素子がもはや最適にＵＶに役立たなくなってし
まうことがある。しかしすでに説明したように、本発明
により処理されたＭｅＯX 層を有する光学素子はＵＶ使
用のみに適しているのではなく、可視光線領域でも好ま
しく使用することができるので、上述のドーピングは多
くの場合に心配はない。
イオンドーピングされた表面を設けることができ、それ
によって上述の方法で、エッチングプロセスによってこ
の表面に達した時に特に変化するグロー放電光スペクト
ルを用いて、いつこの表面に達したかを検出することが
できる。上述のアルカリ土類イオンによる表面のドーピ
ングはもちろん、この種のドーピングが後で本発明によ
り形成された素子を使用するために容認されるか否かに
従って行われる。すなわち基体ガラスなどの基体であろ
うと、又は積層、特にＳｉＯ2 層のような低屈折の積層
であろうと、アルカリ土類ドーピングによって、製造さ
れた光学素子がもはや最適にＵＶに役立たなくなってし
まうことがある。しかしすでに説明したように、本発明
により処理されたＭｅＯX 層を有する光学素子はＵＶ使
用のみに適しているのではなく、可視光線領域でも好ま
しく使用することができるので、上述のドーピングは多
くの場合に心配はない。
【００６６】ここで思いだしておきたいことは、上述
の、特にＨＦＯ2 などの、ＭｅＯX 材料は化学的にきわ
めて安定であり、例えばイオンプレーティングにより形
成され、きわめて低い拡散光成分を有するので、可視光
領域で使用する光学素子の場合でも、この層の使用が強
く頭に浮かんでくる。
の、特にＨＦＯ2 などの、ＭｅＯX 材料は化学的にきわ
めて安定であり、例えばイオンプレーティングにより形
成され、きわめて低い拡散光成分を有するので、可視光
領域で使用する光学素子の場合でも、この層の使用が強
く頭に浮かんでくる。
【００６７】例えばナトリウムイオンなど、アルカリ土
類イオンを有するガラスからなる基体を使用する場合に
は、さらに、この基体のエッチング率が本発明により使
用される誘電層ＭｅＯX ないしは、好ましくは使用され
るＳｉＯ2 などからなる低屈折層のエッチング率よりも
ずっとわずかであることが明らかにされているので、さ
らにこの種の基体材料を使用する場合には、基体表面は
特徴的なグロー放電光スペクトル成分を検出してエッチ
ングプロセスを中断するまえに、わずかしかエッチング
されないことが保証される。
類イオンを有するガラスからなる基体を使用する場合に
は、さらに、この基体のエッチング率が本発明により使
用される誘電層ＭｅＯX ないしは、好ましくは使用され
るＳｉＯ2 などからなる低屈折層のエッチング率よりも
ずっとわずかであることが明らかにされているので、さ
らにこの種の基体材料を使用する場合には、基体表面は
特徴的なグロー放電光スペクトル成分を検出してエッチ
ングプロセスを中断するまえに、わずかしかエッチング
されないことが保証される。
【００６８】残されている層ないし積層厚に関してエッ
チングプロセスを監視するために、他の公知の方法、例
えば電極３７によってエッチングされる素子上に導か
れ、その反射が評価されるレーザ光線の公知の反射測定
などを使用することもできる。
チングプロセスを監視するために、他の公知の方法、例
えば電極３７によってエッチングされる素子上に導か
れ、その反射が評価されるレーザ光線の公知の反射測定
などを使用することもできる。
【００６９】さらにプロセス制御のために、ポンピング
されるガスのプラズマ放出分光学又は質量分光学などの
方法を使用することも可能である。
されるガスのプラズマ放出分光学又は質量分光学などの
方法を使用することも可能である。
【００７０】プロセスを案内する好ましい方法が概略的
に、かつ図６の図示に基づいて、図７（ａ）と７（ｂ）
に示されている。この方法ないしはそれに従って形成さ
れた真空処理装置は、それ自体で、かつ誘電層の構造エ
ッチングの複合体から離して、発明性を有すると考えら
れる。その場合に、図６に関して、工作物支持体電極２
４を通して光源、好ましくはレーザ光源６２の光線６０
が導入され、光線６０のスペクトル領域を透過する素子
６４上に向けられ、その表面がエッチングプロセスにさ
らされ、又は一般に処理され、従って例えばコーティン
グされる。素子６４から反射される光線６６は、あるい
は多数の層を通して反射される光線６６は、例えば光導
体を介して評価ユニット６８へ供給される。素子６４に
おける光線反射の変化が、どの層がエッチングプロセス
によって除去されたか、又は例えばプラズマ支援のＣＶ
Ｄプロセスを用いてどのくらいの層厚が形成されたかを
評価する尺度となる。
に、かつ図６の図示に基づいて、図７（ａ）と７（ｂ）
に示されている。この方法ないしはそれに従って形成さ
れた真空処理装置は、それ自体で、かつ誘電層の構造エ
ッチングの複合体から離して、発明性を有すると考えら
れる。その場合に、図６に関して、工作物支持体電極２
４を通して光源、好ましくはレーザ光源６２の光線６０
が導入され、光線６０のスペクトル領域を透過する素子
６４上に向けられ、その表面がエッチングプロセスにさ
らされ、又は一般に処理され、従って例えばコーティン
グされる。素子６４から反射される光線６６は、あるい
は多数の層を通して反射される光線６６は、例えば光導
体を介して評価ユニット６８へ供給される。素子６４に
おける光線反射の変化が、どの層がエッチングプロセス
によって除去されたか、又は例えばプラズマ支援のＣＶ
Ｄプロセスを用いてどのくらいの層厚が形成されたかを
評価する尺度となる。
【００７１】図７（ｂ）に示すように、この技術は、半
透過性のミラー素子７０を用いて、光線が素子６４に対
して垂直に向けられ、反射された光線６６が半透過性の
ミラー７０を介して評価ユニットへ供給され、評価ユニ
ットが本発明によるエッチングプロセスの枠内で図６に
示す反応ガス操作部材および／または高周波発生器４８
に作用するように、実施することもできる。その場合に
強調しておかなければならないのは、それぞれのエッチ
ングプロセスに従って、エッチングされた層材料に当接
する所定のエッチング深さに達した場合に、そのことを
ユニット６８で検出後に、すでに説明し、かつ今日ある
程度の確率で認められるように、塩素を含むガスからフ
ッ素を含むガスへ交換し、かつその逆、ないしは他のガ
ス間で交換することによって、単に反応ガス混合気を変
化させるために使用することができることである。
透過性のミラー素子７０を用いて、光線が素子６４に対
して垂直に向けられ、反射された光線６６が半透過性の
ミラー７０を介して評価ユニットへ供給され、評価ユニ
ットが本発明によるエッチングプロセスの枠内で図６に
示す反応ガス操作部材および／または高周波発生器４８
に作用するように、実施することもできる。その場合に
強調しておかなければならないのは、それぞれのエッチ
ングプロセスに従って、エッチングされた層材料に当接
する所定のエッチング深さに達した場合に、そのことを
ユニット６８で検出後に、すでに説明し、かつ今日ある
程度の確率で認められるように、塩素を含むガスからフ
ッ素を含むガスへ交換し、かつその逆、ないしは他のガ
ス間で交換することによって、単に反応ガス混合気を変
化させるために使用することができることである。
【００７２】次に本発明による方法と本発明による素子
の例を示す。
の例を示す。
【００７３】その場合に、 Ｌ：低屈折材料の層、 Ｈ：高屈折材料の層、 光学的厚み＝（屈折インデックス）×（物理的厚み
ｘ）、 ｘ：物理的厚み、である。
ｘ）、 ｘ：物理的厚み、である。
【００７４】図５に示す工作物支持体電極２４の直径は
２５ｃｍ、工作物支持体電極と相手側電極３７との距離
ｄはそれぞれエッチングパラメータの下に記載されてい
る。
２５ｃｍ、工作物支持体電極と相手側電極３７との距離
ｄはそれぞれエッチングパラメータの下に記載されてい
る。
【００７５】（例１） Ｔａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 スタック（堆積）ミラー、３０
８ｎｍについて中心点決定：
８ｎｍについて中心点決定：
【００７６】
【００７７】
【数１】
【００７８】
【００７９】構造：Ｌ1 Ｈ1 Ｌ2 Ｈ2 （ＬＨ）4 Ｌ3 全体厚、物理的：７０７ｎｍ
【００８０】エッチングパラメータ： 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 、Ｈｅ ガス流： ＣＨＣｌＦ2 ：５０ｓｃｃｍ Ｈｅ： ５０ｓｃｃｍ ガス圧： ｐ＝１．８×１０-3ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ３００Ｗ 周波数： １３．５６ＭＨｚ 電極間隔： ｄ＝５ｃｍ 基体までのエッチング時間：τ＝６５７秒 平均エッチング速度：１．０８ｎｍ／秒 ＤＣバイアス： ０Ｖ 註： Ｃｒマスクのエッチングを含む
【００８１】（例２） ＨｆＯ2 ／ＳｉＯ2 スタック（積層）ミラー、２４８
ｎｍについて中心点決定：
ｎｍについて中心点決定：
【００８２】
【００８３】
【数２】
【００８４】 ─────────────────────── 空気 構造：Ｌ1 Ｈ1 （ＬＨ）7 全体厚み、物理的： ６０９ｎｍ
【００８５】エッチングパラメータ： 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 ガス流： ５０ｓｃｃｍ ガス圧： ｐ＝７×１０-3ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ３００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 電極間隔 ｄ＝５ｃｍ エッチング時間：τ＝１０９８秒 エッチング速度： ０．５５５ｎｍ／秒 ＤＣバイアス： ０Ｖ １μｍＡＺ１３５０フォトレジストマスクによる
【００８６】（例３） 単独層 Ｔａ2 Ｏ5
【００８７】エッチングパラメータ 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 ガス流： ５０ｓｃｃｍ ガス圧： ｐ＝１．２×１０-2ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ＤＣバイアス： ０Ｖ 電極間隔： ｄ＝５ｃｍ エッチング速度： ０．９５ｎｍ／秒
【００８８】（例４） 単独層 ＨｆＯ2
【００８９】エッチングパラメータ： 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 ガス流： ５０ｓｃｃｍ ガス圧： １．１×１０-2ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ３００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ＤＣバイアス： ０Ｖ 電極間隔： ｄ＝５ｃｍ エッチング速度： ０．３９ｎｍ／秒
【００９０】（例５） 単独層 Ｙ2 Ｏ3 （エッチングストップ層として）
【００９１】エッチングパラメータ： 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 、Ｈｅ ガス流： ＣＨＣｌＦ2 ：５０ｓｃｃｍ Ｈｅ： ６９ｓｃｃｍ 圧力： １．２×１０マイナス２乗ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ３００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ＤＣバイアス： −８０Ｖ 電極間隔： ｄ＝５ｃｍ エッチング速度： ０．０６ｎｍ／秒
【００９２】（例６） 単独層、積層内の低屈折層として：Ａｌ2 Ｏ3
【００９３】エッチングパラメータ： 反応ガス： ＣＨＣｌＦ2 、Ｈｅ ガス流： ＣＨＣｌＦ2 ：５０ｓｃｃｍ Ｈｅ： ６９ｓｃｃｍ 圧力： １．２×１０-2ｍｂａｒ Ｒｆ出力： ５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ＤＣバイアス： −９７Ｖ 電極間隔： ｄ＝５ｃｍ エッチング速度： ０．４１ｎｍ／秒
【００９４】強調しておかなければならないことは、グ
ロー放電を用いる好ましいイオンエッチングの代わりに
原則的には他の反応エッチング方法、例えば「chemical
ly assisted ion beam etching」も適していることであ
る。その場合にはカウフマン（Ｋａｕｆｍａｎ）のイオ
ン源からアルゴンイオンが構造エッチングすべき素子上
へ照射され、素子には同時に好ましくはＣＨＣｌＦ2 が
注がれる。
ロー放電を用いる好ましいイオンエッチングの代わりに
原則的には他の反応エッチング方法、例えば「chemical
ly assisted ion beam etching」も適していることであ
る。その場合にはカウフマン（Ｋａｕｆｍａｎ）のイオ
ン源からアルゴンイオンが構造エッチングすべき素子上
へ照射され、素子には同時に好ましくはＣＨＣｌＦ2 が
注がれる。
【００９５】さらに、すでに説明したように、図６に示
す同一の装置を用いて、特にＳｉＯ 2 からなるＬ層を、
他のガス、例えばＳＦ6 、すなわち塩素成分を含まない
ガスを用いてエッチングすることもでき、その場合には
Ｈ層はエッチングストップ層として作用する。
す同一の装置を用いて、特にＳｉＯ 2 からなるＬ層を、
他のガス、例えばＳＦ6 、すなわち塩素成分を含まない
ガスを用いてエッチングすることもでき、その場合には
Ｈ層はエッチングストップ層として作用する。
【００９６】
【発明の効果】本発明によれば、例えばフォトレジスト
及び／又はクロム等のマスキング材料に対して大きいエ
ッチング速度と大きい選択性が得られる。
及び／又はクロム等のマスキング材料に対して大きいエ
ッチング速度と大きい選択性が得られる。
【図１】エッチングマスクと基体上のエッチングストッ
プ層とを有する、本発明により加工すべき層システムの
概略図である。
プ層とを有する、本発明により加工すべき層システムの
概略図である。
【図２】例えば層システムを異なる深さに段階状にエッ
チングするために、埋設されたエッチングストップ層を
有する、図１と同様の層システムを示す概略図である。
チングするために、埋設されたエッチングストップ層を
有する、図１と同様の層システムを示す概略図である。
【図３】残っている、これから除去すべきエッチングマ
スク部分を有する、段階状にエッチングされた、本発明
による光学素子の概略図である。
スク部分を有する、段階状にエッチングされた、本発明
による光学素子の概略図である。
【図４】本発明による光学的複写システムの概略図であ
る。
る。
【図５】本発明により形成された層システムの概略を示
すものであって、ＭｅＯX 層の１つ自体がエッチングス
トップ層として使用されている。
すものであって、ＭｅＯX 層の１つ自体がエッチングス
トップ層として使用されている。
【図６】本発明による真空処理装置の概略図である。
【図７】（ａ）は図６に示す装置において好ましくエッ
チングされた、本発明によるエッチング深さないし層厚
検出システムの概略を示し、（ｂ）は図（ａ）に示すシ
ステムにおいて送出されて、工作物支持体内で反射され
た光線が同一の光案内通路を通して案内されることを示
す概略図である。
チングされた、本発明によるエッチング深さないし層厚
検出システムの概略を示し、（ｂ）は図（ａ）に示すシ
ステムにおいて送出されて、工作物支持体内で反射され
た光線が同一の光案内通路を通して案内されることを示
す概略図である。
１…基体 ３、３ｏ、３ｕ…層システム ３Ｈ…高屈折率の誘電層 ３Ｌ…低屈折率の誘電層 ７、７1 、７2 、７3 …レジスト層 ７ａ…フォトレジスト層 ７ｂ…金属層 １１、１１1 、１１2 …エッチングストップ層 １５…エキシマーレーザー １７…本発明による光学素子マスク １９…レーザ処理により構造成形すべき工作物 ２０…真空反応容器 ２２、３６…水冷パイプシステム ２４…工作物支持体電極 ２５…工作物 ２８…ターボ分子ポンプ ３７…相手側電極 ４０…ガス排出口 ４６ａ、４６ｂ…ガス貯蔵容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ 8414−4Ｋ Ｅ 8414−4Ｋ 4/04 8414−4Ｋ
Claims (51)
- 【請求項１】 少なくとも１つの領域において少なくと
も１つの第２の領域に対してその厚みに段階が設けられ
ている少なくとも１つの誘電層を有する、層システム及
び支持体基体とからなる、素子、特に光学素子を形成す
る方法において、 ＭｅＯx 類の誘電層が土台上に設け
られており、その場合に、 Ｍｅは、その質量が少なくとも４４である金属であり、 ｘは、波長λ＝３０８ｎｍの光において、層材料の吸収
係数ｋλが ｋ308 ≦０．０１ であるように選択され、 層は、厚みの段階を形成するために、活性化されたガス
を用いて反応エッチングにより除去されることを特徴と
する素子を形成する方法。 - 【請求項２】 ｋ308 ≦０．００３であることを特徴と
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 Ｍｅ＝Ｔａでありｘ＝２．５であって、 従って層がＴａ2 Ｏ5 から形成されることを特徴とする
請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 Ｍｅ＝Ｈｆであり、ｘ＝２であって、従
って層がＨｆＯ2 から形成されることを特徴とする請求
項１から３までの少なくとも１項に記載の方法。 - 【請求項５】 層の少なくとも１つ又は多数が積層の一
部として基体上に設けられ、積層が１つ又は多数の厚み
段階を形成するために段階的に除去されることを特徴と
する請求項１から４までの少なくとも１項に記載の方
法。 - 【請求項６】 活性化すべきガスとして、ＣＨＣｌＦ2
を有するガスが使用されることを特徴とする請求項１か
ら５までの少なくとも１項に記載の方法。 - 【請求項７】 活性化すべきガスがさらに、Ｈｅおよび
／またはＣＨＦ3 および／またはＨ2 を有することを特
徴とする請求項１から６までの少なくとも１項に記載の
方法。 - 【請求項８】 活性化すべきガスが、Ｃｌ2 と他のガス
Ｈ2 、Ｆ2 、ＣＦ4、ＳＦ6 の少なくとも１つとの組合
せを有することを特徴とする請求項１から７までの少な
くとも１項に記載の方法。 - 【請求項９】 層が、除去される前に低屈折の材料、特
にＳｉＯ2 からなる層によって少なくとも部分的に被覆
され、後者の層がガス、好ましくはほぼ塩素成分を含ま
ないガスで、好ましくはＭｅＯx 層をエッチングしない
フッ素成分を有するガスによって、反応的にエッチング
されることを特徴とする請求項１から８までの少なくと
も１項に記載の方法。 - 【請求項１０】 他の層が設けられ、この層がガス、好
ましくはほぼＣｌ2成分を持たないガスによって次のよ
うに、すなわち少なくとも１つのＭｅＯx 層がこのエッ
チングプロセスのためにエッチングストップ層として作
用するように、エッチングされることを特徴とする請求
項１から９までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１１】 少なくとも１つの活性化すべきガスが
除去すべき表面領域にわたって均一に分配して、好まし
くはそれに対してほぼ垂直に、かつそこにおいて反応ガ
ス密度がほぼ均一であるように、噴射されることを特徴
とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１２】 少なくとも１つのガスの活性化が、電
子など帯電粒子によって、特にイオンを用いて行われる
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項１３】 エッチングプロセスが光子によって支
援され、特にレーザ支援されることを特徴とする請求項
１から１２までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１４】 少なくとも１つのガスの活性化が、好
ましくは素子支持体電極と相手側電極間で維持されるグ
ロー放電内で行われ、その場合に活性化すべきガスが好
ましくはほぼ放電の方向において処理すべき素子に噴射
されることを特徴とする請求項１から１３までのいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 少なくとも１つの活性化すべきガスの
ガス入口が冷却され、好ましくは水冷されることを特徴
とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１６】 少なくとも１つの低屈折の、好ましく
はＳｉＯ2 からなる層が設けられ、その層が次のよう
に、すなわちエッチングプロセスによりその層に達した
ことが、好ましくは放出される光線の変化を検出するこ
とによって検出されるように、ドーピングされることを
特徴とする請求項１から１５までのいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項１７】 ドーピングがアルカリ土類イオンにに
よって行われることを特徴とする請求項１６に記載の方
法。 - 【請求項１８】 基体としてアルカリ土類イオンを有す
るガラスが使用され、好ましくは反応性のグロー放電支
援のエッチングプロセスがガラス表面に達した場合に、
放出された光線の変化が検出されることを特徴とする請
求項１から１７までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】 素子が光を透過するスペクトル領域を
有する少なくとも１つの光線が、素子の除去されない側
から素子上に向けられ、光線の反射の変化から基体の残
っているコーティング厚さが推定されることを特徴とす
る請求項１から１８までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２０】 支持体基体と、厚みが段階的に異なる
少なくとも２つの領域を有する少なくとも１つの誘電層
とから形成される光学素子において、層が類ＭｅＯx の
材料からなり、Ｍｅが少なくとも質量４４の金属であっ
て、ｘは、層材料が波長λ＝３０８ｎｍの光に関して吸
収係数ｋλ ｋ308 ≦０．０１ を有するように選択され、厚みの段階が反応性のイオン
エッチング方法によって形成されてなる光学素子。 - 【請求項２１】 ｋ308 ≦０．００３であることを特徴
とする請求項２０に記載の光学素子。 - 【請求項２２】 請求項１から１９までのいずれか１項
に記載の方法に基づいて形成される請求項２０または２
１に記載の光学素子。 - 【請求項２３】 少なくとも１つの層において、Ｍｅ＝
Ｔａ、ｘ＝２．５が成立することを特徴とする請求項２
０から２２までの少なくとも１項に記載の光学素子。 - 【請求項２４】 少なくとも１つの層において、Ｍｅ＝
Ｈｆ、ｘ＝２が成立することを特徴とする請求項２０か
ら２３までのいずれか１項に記載の光学素子。 - 【請求項２５】 素子の、厚みが減少する少なくとも１
つの領域における層厚が消滅しないことを特徴とする請
求項２０から２４までのいずれか１項に記載の光学素
子。 - 【請求項２６】 少なくとも１つの層が基体上に設けら
れた積層の一部であって、積層には上述の層の他に少な
くとも１つの低屈折材料の、好ましくはほぼＳｉＯ2 又
はＡｌ2 Ｏ3 からなる層が設けられていることを特徴と
する請求項２０から２５までのいずれか１項に記載の光
学素子。 - 【請求項２７】 レーザビームを変調させるために、マ
スクを通過する光線を有するＵＶ、特にエキシマーレー
ザ源を備えた光学複写システム。 - 【請求項２８】 レーザ源が１００ｍＪ／cm2 を越え
る、好ましくは２００ｍＪ／cm2 、その場合にさらに好
ましくは３００ｍＪ／cm2 を越える光線エネルギ密度を
出力することを特徴とする請求項２７に記載の光学複写
システム。 - 【請求項２９】 請求項２０から２６までの少なくとも
１項に記載の素子を形成する、又は請求項１から１９ま
での少なくとも１項に記載の方法のエッチングステップ
を実施する真空処理装置において、装置に、 真空反応容器、その中に基体支持体電極、 それに関する相手側電極、 基体支持体電極および相手側電極の交流電圧発生器が設
けられており、その場合に相手側電極に、ほぼ工作物支
持体電極に向けられ、反応ガスを排出する、分配された
ガス排出口が配置されていることを特徴とする真空処理
装置。 - 【請求項３０】 相手側電極の開口部が平面的に分配し
て配置されていることを特徴とする請求項２９に記載の
真空処理装置。 - 【請求項３１】 相手側電極が冷却され、好ましくは水
冷されることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の
真空処理装置。 - 【請求項３２】 工作物支持体電極を通して光線を屈曲
して（直角も含む）通過させる少なくとも１つの装置
が、工作物支持体電極の工作物を支持する支持体面で流
出するように、設けられており、さらに支持体電極を通
して光線を通過させる他の装置が、その支持体面で流入
するように、設けられており、その場合に一方の装置が
光源と接続され、他のものが上述の装置によって受信さ
れた光線を評価する評価装置と接続されていることを特
徴とする請求項２９から３１までのいずれか１項に記載
の真空処理装置。 - 【請求項３３】 前記装置の少なくとも１つが光導体に
よって形成されていることを特徴とする請求項３２に記
載の真空処理装置。 - 【請求項３４】 前記２つの装置が１つの同一の光通路
によって形成され、その光通路が支持体電極の工作物工
作物支持体表面に対してほぼ垂直に支持体電極を通して
案内されることを特徴とする請求項３２又は３３に記載
の真空処理装置。 - 【請求項３５】 分配された排出口の配置が、好ましく
は流量操作装置を介して、ＣＨＣｌＦ2 を有する貯蔵容
器と連通され、場合によってはさらにＨｅおよび／また
はＣＨＦ3 および／またはＨ2 の貯蔵容器と連通される
ことを特徴とする請求項２９から３４までの少なくとも
１項に記載の真空処理装置。 - 【請求項３６】 分配された排出口の配置が、Ｃｌ2 を
含むガスの貯蔵容器並びに他のガスの貯蔵容器と接続さ
れており、かつ貯蔵容器への接続が調節可能であること
を特徴とする請求項２９から３５までの少なくとも１項
に記載の真空処理装置。 - 【請求項３７】 エッチングプロセスにさらされた異な
る表面に関して異なる信号を出力する検出装置が設けら
れており、かつ信号の評価ユニットが貯蔵容器の接続を
制御することを特徴とする請求項３６に記載の真空処理
装置。 - 【請求項３８】 評価ユニットの出力が、ガス排出口へ
供給されるガスの組成を制御することを特徴とする請求
項３２から３７までの少なくとも１項に記載の真空処理
装置。 - 【請求項３９】 評価ユニットの出力が、交流電圧発生
器に、および／または排出口へのガス供給を操作する操
作部材に作用することを特徴とする請求項２９から３８
までの少なくとも１項に記載の真空処理装置。 - 【請求項４０】 少なくとも所定のスペクトル領域にお
いて透過する素子に、除去ないし塗布プロセスの間に、
材料の除去又は塗布を行う方法において、素子の未処理
の側から前記スペクトル領域の少なくとも１つの光線を
素子上に、かつ素子を通して案内し、反射される光線の
変化から素子の現在の厚みを推定することを特徴とする
素子に材料の除去又は塗布を行う方法。 - 【請求項４１】 工作物支持体が設けられ、その上に工
作物の未処理の表面が載置される、所定のスペクトル領
域において透過する少なくとも１つの工作物の表面に材
料を塗布し又は除去する真空処理装置において、支持体
を通して少なくとも１つの光通路装置が、その支持体面
に流出するように、案内されており、前記光通路装置が
光源、好ましくはレーザ源と接続されており、かつ 素
子支持体に光線を通過させる他の装置が設けられてお
り、前記装置がその装置によって受信された光線を評価
する評価ユニットと接続されており、その場合に好まし
くは２つの光案内装置が、支持体表面に対してほぼ垂直
に支持体を通して案内される１つの同一の光通路によっ
て形成されることを特徴とするる真空処理装置。 - 【請求項４２】 その上にある少なくとも１つの層を反
応エッチングすることによって所定の表面に達したこと
を検出する方法において、表面がアルカリ土類イオンに
よってドーピングされ、エッチングプロセスによってそ
の表面に達したことが、プロセス室内に所定のスペクト
ル領域の光が発生することにより検出されることを特徴
とする所定の表面に達したことを検出する方法。 - 【請求項４３】 表面が、アルカリ土類イオンを有する
ガラスからなる基体によって形成されることを特徴とす
る請求項４２に記載の方法。 - 【請求項４４】 少なくとも１つの高屈折の層と、その
上にある低屈折の層とを有し、前者が好ましくは請求項
１に記載された種類のＭｅＯ層であり、後者が好ましく
はＳｉＯ2 層である、積層の反応エッチングプロセスを
制御する方法において、後者の層がガス、好ましくはＣ
ｌ2 成分を含まないガスによってエッチングされ、第１
の層の表面に達したことが検出され、かつその後に場合
によっては他のガス、好ましくはＣｌ2 成分を有するガ
スが使用されることを特徴とする積層の反応エッチング
プロセスを制御する方法。 - 【請求項４５】 アルカリ土類イオンによってドーピン
グされた少なくとも１つの層を有する、反応イオンエッ
チングによって構造形成された層システムからなる光学
素子。 - 【請求項４６】 前記層がアルカリ土類イオンを有する
ガラスからなる基体により形成されることを特徴とする
請求項４５に記載の光学素子。 - 【請求項４７】 Ｍｅ＝Ｙであり、ｘ＝１．５であっ
て、 従って層がＹ2 Ｏ3 であることを特徴とする請求項１、
２、５〜１９の少なくとも１項に記載の方法。 - 【請求項４８】 少なくとも１つの層において、 Ｍｅ＝Ｙ、ｘ＝１．５が成立することを特徴とする請求
項２０〜２２、２５の少なくとも１項に記載の光学素
子。 - 【請求項４９】 反応エッチングプロセスにおいてスト
ップ層としてＹ2 Ｏ 3 層を使用すること。 - 【請求項５０】 反応エッチングプロセスにＣＨＣｌＦ
2 と好ましくはＨｅを用いる請求項４９に記載の使用。 - 【請求項５１】 ＭｅＯx 層のエッチングのためにフッ
素を含むガス、好ましくはＣＨＦ3 が使用されることを
特徴とする請求項１〜１９、４７の少なくとも１項に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| CH229292A CH686461A5 (de) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes, optisches Bauelement und Anlage zur Durchfuehrung des Verfahrens. |
| US97008092A | 1992-11-02 | 1992-11-02 | |
| US970080 | 1992-11-02 | ||
| US02292/92-4 | 1992-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279059A true JPH06279059A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3626217B2 JP3626217B2 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=25690035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17915193A Expired - Fee Related JP3626217B2 (ja) | 1992-07-21 | 1993-07-20 | エッチングされた積層体の製造方法及びマスク製作方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3626217B2 (ja) |
| DE (1) | DE4324325B4 (ja) |
| FR (1) | FR2694131B1 (ja) |
| GB (1) | GB2271087B (ja) |
| NL (1) | NL195025C (ja) |
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| DE19504434C1 (de) * | 1995-02-10 | 1996-05-15 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung siliziumhaltiger Masken |
| DE19641303B4 (de) * | 1995-10-10 | 2006-11-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes |
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| JPH11237503A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-08-31 | Canon Inc | 回折光学素子及びそれを有する光学系 |
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