JPH06295850A - 高反射誘電体マスクとその製造方法 - Google Patents

高反射誘電体マスクとその製造方法

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JPH06295850A
JPH06295850A JP8327593A JP8327593A JPH06295850A JP H06295850 A JPH06295850 A JP H06295850A JP 8327593 A JP8327593 A JP 8327593A JP 8327593 A JP8327593 A JP 8327593A JP H06295850 A JPH06295850 A JP H06295850A
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Masao Izumo
正雄 出雲
Nobuyuki Zumoto
信行 頭本
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機能の低下ならびに寿命の短縮を防止するこ
とが可能な高反射誘電体マスクを得る。 【構成】 それぞれ屈折率の異なる第１および第２の誘
電体部材２、３を交互に積重して形成された誘電体多層
薄膜４と、この誘電体多層薄膜４を担持し且つレーザ光
を透過可能な透光性基板１との間に、誘電体多層薄膜４
を形成する両誘電体部材２、３より耐レーザ性の低い第
３の誘電体部材で形成された誘電体薄膜１６を介挿する
とともに、誘電体多層薄膜４および誘電体薄膜１６を貫
通して複数の穴１７を所定のパターンに配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば紫外レーザ光
等のようなレーザ光を、被加工物の表面に照射して所望
のパターンを転写するために用いられる高反射誘電体マ
スクおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば「実用レーザ技術」（１９
９１年４月１日・共立出版株式会社発行）に示される周
知の高反射誘電体ミラーの構成を示す断面図、図５は図
４に示す高反射誘電体ミラーを応用して形成される従来
の高反射誘電体マスクの構成を示す断面図、図６は図５
における高反射誘電体マスクの製造工程を示す図であ
る。図４において、１は紫外線が透過可能な例えば石
英、蛍石（ＣａＦ2）等で形成された透光性基板、２は
例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化アルミニウム
（Ａｌ3Ｏ3）等のような屈折率の高い第１の誘電体部
材、３は例えば酸化けい素（ＳｉＯ2）のような屈折率
の低い第２の誘電体部材であり、これら第１および第２
の誘電体部材２、３を透光性基板１上に交互に積重して
誘電体多層薄膜４が形成される。５は誘電体多層薄膜４
を透光性基板１で担持して構成される高反射誘電体ミラ
ーである。
【０００３】又、図５において、図４に示す高反射誘電
体ミラーと同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。６は誘電体多層薄膜４の所定の位置に貫通して形成
され、所望のパターンを形成する複数の穴であり、これ
ら透光性基板１、誘電体多層薄膜４および複数の穴６で
高反射誘電体マスク７が構成されている。
【０００４】次に、上記のように構成される従来の高反
射誘電体マスクの製造方法を図６に基づいて説明する。
まず、図６（Ａ）に示すように透光性基板１上にフォト
レジスト８を形成した後、図６（Ｂ）に示すようにこの
レジスト８の上にフォトマスク９を載置し、上方からフ
ォトマスク９を介してレジスト８上に電子ビーム１０を
照射する。この時、フォトレジスト８は図６（Ｃ）に示
すように電子ビーム１０が照射された部分８ａのみが変
質する。
【０００５】次いで、図６（Ｄ）に示すように変質した
部分８ａ以外の残部８ｂをエッチングにより除去し、変
質した部分８ａのみを残してパターンを形成する。そし
て、この変質した部分８ａによって形成されたパターン
上に、図６（Ｅ）に示すように誘電体多層薄膜４を形成
した後、最後に、変質した部分８ａおよびこの部分８ａ
に対応した誘電体多層薄膜４の一部をエッチングにより
除去して、図６（Ｆ）に示すように複数の穴を設けるこ
とにより所望のパターンを形成し、高反射誘電体マスク
７が完成する。
【０００６】なお、紫外レーザ光はフオトンコストが高
いので、紫外レーザ光を照射して被加工物の表面に所望
のパターンを転写するのに用いられるマスクには、反射
率と耐レーザ性の極めて高い誘電体薄膜を適用し、図７
に示すように、レーザ光源１１から発射されマスク１２
に入射される紫外レーザ光１３の不要部１３ａを、マス
ク１２の表面と反射ミラー１４とによって多重反射させ
有効利用を図っている。このため、高反射率を有してパ
ターニングされたマスク、すなわち、高反射誘電体マス
ク７はますます必要となってくる。又、１４はレンズ、
１５は被加工物である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の高反射誘電体マ
スクは以上のように構成され、また製造されており、誘
電体多層薄膜４を形成後、透光性基板１とともにエッチ
ング液に浸漬してエッチングを行っているため、誘電体
多層薄膜４の耐レーザ性は初期値の半分近くまで低下す
ることもあり、その結果、高反射誘電体マスク７表面の
反射率が低下したり薄膜が損傷を受ける等して、機能の
低下ならびに寿命が短くなる等という問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、機能の低下ならびに寿命の短縮
を防止することが可能な高反射誘電体マスクおよびその
製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る高反射誘電体マスクは、それぞれ屈折率の異なる第１
および第２の誘電体部材を交互に積重して形成された誘
電体多層薄膜と、この誘電体多層薄膜を担持し且つレー
ザ光を透過可能な透光性基板と、誘電体多層薄膜と透光
性基板との間に介挿され誘電体多層薄膜を形成する両誘
電体部材より耐レーザ性の低い第３の誘電体部材で形成
された誘電体薄膜と、誘電体多層薄膜および誘電体薄膜
を貫通して形成され所定のパターンに配置された複数の
穴とを備えたものである。
【００１０】又、この発明の請求項２に係る高反射誘電
体マスクは、第１の誘電体部材には酸化ハフニウム（Ｈ
ｆＯ2）または酸化アルミニウム（Ａｌ3Ｏ3）を、第２
の誘電体部材には酸化けい素（ＳｉＯ2）を、第３の誘
電体部材には酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）をそれぞれ
用いたものである。
【００１１】又、この発明の請求項３に係る高反射誘電
体マスクは、第３の誘電体部材は屈折率の大なる方の第
１の誘電体部材と同一材料のものが用いられるとともに
形成時の条件調整により耐レーザ性を第１の誘電体部材
の耐レーザ性より低くなされたものである。
【００１２】又、この発明の請求項４に係る高反射誘電
体マスクの製造方法は、レーザ光を透過可能な透光性基
板上に第３の誘電体部材でなる誘電体薄膜を形成する工
程と、誘電体薄膜上にそれぞれ屈折率の異なる第１およ
び第２の誘電体部材を交互に積重して誘電体多層薄膜を
形成する工程と、ピンホール板の開口を介して透光性基
板側からレーザを照射し誘電体薄膜内に開口を結像する
とともに結像点におけるエネルギー密度を第１および第
２の誘電体部材の耐レーザ性より低く且つ第３の誘電体
部材の耐レーザ性より高く調整して誘電体薄膜および誘
電体多層薄膜の所定の部分を貫通するように除去して複
数の穴を形成することにより所望のパターンを形成する
工程とを包含したものである。
【００１３】
【作用】この発明の請求項１における高反射誘電体マス
クの誘電体薄膜は、透光性基板を透過して照射されるレ
ーザ光の結像によりレーザショックを受け、アブレーシ
ョン現象によりレーザショックを受けた部分は、その上
方に積重された誘電体多層薄膜の上記レーザショックを
受けた部分に対応する部分共々除去される。
【００１４】又、この発明の請求項２における高反射誘
電体マスクの酸化ジルコニウムで形成された誘電体薄膜
は、照射されるレーザ光によりレーザショックを受け、
アブレーション現象によりレーザショックを受けた部分
は、その上方に積重された酸化ハフニウムおよび酸化け
い素の薄膜でなる誘電体多層薄膜の上記レーザショック
を受けた部分に対応する部分共々除去される。
【００１５】又、この発明の請求項３における高反射誘
電体マスクの誘電体薄膜は、形成時の条件調整により耐
レーザ性を、同一材料でなる誘電体多層薄膜の屈折率の
大なる方の誘電体部材の耐レーザ性より低くなされる。
【００１６】又、この発明の請求項４における高反射誘
電体マスクの製造方法は、ピンホール板の開口を介して
透光性基板側からレーザを照射し誘電体薄膜内に開口を
結像するとともに結像点におけるエネルギー密度を第１
および第２の誘電体部材の耐レーザ性より低く且つ第３
の誘電体部材の耐レーザ性より高く調整して誘電体薄膜
および誘電体多層薄膜の所定の部分を貫通するように除
去して複数の穴を形成することにより、エッチングを行
うことなく所望のパターンを形成できる。
【００１７】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における高反射誘電体マ
スクの構成を示す断面図である。図において、従来のも
のと同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１
６は第１および第２の誘電体部材２、３を交互に積重し
て形成される誘電体多層薄膜４と、透光性基板１との間
に介挿される誘電体薄膜で、例えば酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2）等のように第１および第２の誘電体部材よ
り耐レーザ性の低い第３の誘電体部材で形成されてい
る。１７は誘電体薄膜１６および誘電体多層薄膜４を所
定の位置で貫通することにより、所望のパターンを形成
する複数の穴であり、これら透光性基板１、誘電体薄膜
１６、誘電体多層薄膜４および複数の穴１７で高反射誘
電体マスク２０を構成している。
【００１８】次に、上記のように構成された実施例１に
おける高反射誘電体マスクの製造方法を説明する。ま
ず、図１に示すように、透光性基板１の表面に実際に使
用する紫外レーザ光よりも強いレベルの耐レーザ性を有
する第３の誘電体部材としての酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ2）を、光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／２波長
分被着させて誘電体薄膜１６を形成する。次に、この誘
電体薄膜１６上に高屈折率の第１の誘電体部材２として
の酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）および低屈折率の第２の
誘電体部材３としての酸化けい素（ＳｉＯ2）を、それ
ぞれ光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／４波長分交互
に数十層積重被着させて誘電体多層薄膜４を形成する。
なお、この段階で上記従来の技術の項で述べた高反射誘
電体ミラー５に相当するものが構成される。
【００１９】次いで、図２に示すように、エキシマレー
ザ発振器２１から出力される紫外レーザ光２２をピンホ
ール板２３に照射させる。そして、このピンホール板２
３の開口２３ａを通過した紫外レーザ光２２を、ベンド
ミラー２４で反射させた後結像レンズ２５で集光して、
この集光された紫外レーザ光２２を透光性基板１を介し
て誘電体薄膜１６内に照射し、誘電体薄膜１６内にピン
ホール板２３の開口２３ａを結像させる。
【００２０】この時、誘電体薄膜１６を形成する第３の
誘電体部材としての酸化ジルコニウムは、誘電体多層薄
膜４を形成し高屈折率を有する第１の誘電体部材２とし
ての酸化ハフニウムよりも光吸収が大きいために、この
結像された部分はナノ秒（ｎｓｅｃ）オーダの瞬間的な
レーザショックをパルス的に受け、アブレーション現象
により、誘電体薄膜１６のレーザショックを受けた部分
および、この部分に対応する誘電体多層薄膜４の一部分
が透光性基板１から剥離して除去され穴が形成される。
そして、このような動作を繰り返すことによって、複数
の穴１７が所定の位置に明けられ、所望のパターンが形
成されて高反射誘電体マスク２０が完成する。
【００２１】上記実施例１によれば、透光性基板１と誘
電体多層薄膜４との間に、誘電体多層薄膜４を形成する
部材のうち、屈折率の高い方の第１の誘電体部材２より
耐レーザ性の低い誘電体薄膜１６を形成し、この誘電体
薄膜１６に紫外レーザ光２２を、ピンホール板２３の開
口２３ａを介して照射することによって開口２３ａを結
像させ、これにより誘電体薄膜１６にレーザショックを
パルス的に与え、アブレーション現象によって誘電体薄
膜１６のレーザショックを与えられた部分および、この
部分に対応する誘電体多層薄膜４の一部を透光性基板１
から剥離することによって複数の穴１７をあけ、パター
ンを形成するようにしているので、エッチングを行う必
要がなくなり、誘電体多層薄膜４の耐レーザ性を低下さ
せることもなくなる。
【００２２】実施例２．なお、上記実施例１によれば、
誘電体多層薄膜４を構成する第１および第２の誘電体部
材２、３を、光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／４波
長分で交互に積重することにより、理論上の反射率を最
高の状態にしているが、第１および第２の誘電体部材
２、３の光学膜厚を１／４波長分から若干ずらすように
すれば、実用上の反射率をほとんど低下させることなし
に、電界強度を減少させることができるという効果を得
ることができる。
【００２３】実施例３．又、実施例２では、電界強度を
減少させるために、第１および第２の誘電体部材２、３
の光学膜厚を、１／４波長分から若干ずらすようにした
場合について説明したが、誘電体多層薄膜４の最上層に
酸化けい素等のような低屈折率の物質を、光学膜厚で１
／２波長分形成するようにしても、上記実施例２と同様
に電界強度を減少させることが可能になる。
【００２４】実施例４．さらに又、上記実施例１によれ
ば、図２に示すように紫外レーザ光２２を、ベンドミラ
ー２４で一旦反射させた後、結像レンズ２５を介して誘
電体薄膜１６に導く構成としているが、ベンドミラー２
４を介すことなく直接導くように構成しても実施例１と
同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００２５】実施例５．図３はこの発明の実施例５にお
ける高反射誘電体マスクの構成を示す断面図である。図
において、図１に示す実施例１と同様な部分は同一符号
を付して説明を省略する。２６は透光性基板１と誘電体
多層薄膜４との間に介挿される誘電体薄膜で、誘電体多
層薄膜４を形成する部材のうち、高屈折率の第１の誘電
体部材と同一の材質の部材が用いられ、又、誘電体多層
薄膜４を構成する第１および第２の誘電体部２、３共々
真空蒸着により形成されている。そして、真空蒸着時の
条件、例えば透光性基板１の温度、蒸着速度等を変える
ことによって、耐レーザ性を少なくとも第１の誘電体部
材２の耐レーザ性よりも低く調整されている。
【００２６】上記実施例５によれば、誘電体薄膜２６を
形成する誘電体部材を、第１の誘電体部材２と同一材質
のものにしているので、上記各実施例と同様の効果を奏
することは勿論のこと、誘電体薄膜２６を形成するため
にわざわざ別の部材を用いることなく、第１および第２
の誘電体部材２、３の２種類を用意すれば良く、又、蒸
着準備から蒸着完了までの一連の作業が簡素化されると
いう効果を発揮する。
【００２７】実施例６．上記実施例１では、紫外レーザ
光２２を用いて誘電体薄膜１６内にピンホール板２３の
開口２３ａを結像させるようにしているが、これに限定
されるものではなく他のレーザ光を用いても、上記実施
例１と同様の効果を得ることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
ればそれぞれ屈折率の異なる第１および第２の誘電体部
材を交互に積重して形成された誘電体多層薄膜と、この
誘電体多層薄膜を担持し且つレーザ光を透過可能な透光
性基板と、誘電体多層薄膜と透光性基板との間に介挿さ
れ誘電体多層薄膜を形成する両誘電体部材より耐レーザ
性の低い第３の誘電体部材で形成された誘電体薄膜と、
誘電体多層薄膜および誘電体薄膜を貫通して形成され所
定のパターンに配置された複数の穴とを備え、
【００２９】又、この発明の請求項２によれば第１の誘
電体部材には酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）または酸化ア
ルミニウム（Ａｌ3Ｏ3）を、第２の誘電体部材には酸化
けい素（ＳｉＯ2）を、第３の誘電体部材には酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2）をそれぞれ用い、
【００３０】又、この発明の請求項３によれば第３の誘
電体部材は屈折率の大なる方の第１の誘電体部材と同一
材料のものが用いられるとともに形成時の条件調整によ
り耐レーザ性を第１の誘電体部材の耐レーザ性より低く
なされ、
【００３１】又、この発明の請求項４によればレーザ光
を透過可能な透光性基板上に第３の誘電体部材でなる誘
電体薄膜を形成する工程と、誘電体薄膜上にそれぞれ屈
折率の異なる第１および第２の誘電体部材を交互に積重
して誘電体多層薄膜を形成する工程と、ピンホール板の
開口を介して透光性基板側からレーザを照射し誘電体薄
膜内に開口を結像するとともに結像点におけるエネルギ
ー密度を第１および第２の誘電体部材の耐レーザ性より
低く且つ第３の誘電体部材の耐レーザ性より高く調整し
て誘電体薄膜および誘電体多層薄膜の所定の部分を貫通
するように除去して複数の穴を形成することにより所望
のパターンを形成する工程とを包含したので、機能の低
下ならびに寿命の短縮を防止することが可能な高反射誘
電体マスクおよびその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１における高反射誘電体マス
クの構成を示す断面図である。
【図２】図１における高反射誘電体マスクの複数の穴を
形成する過程を示す図である。
【図３】この発明の実施例５における高反射誘電体マス
クの構成を示す断面図である。
【図４】一般に使用されている高反射誘電体ミラーの構
成を示す断面図である。
【図５】図４に示す高反射誘電体ミラーを応用して形成
される従来の高反射誘電体マスクの構成を示す断面図で
ある。
【図６】図５に示す高反射誘電体マスクの製造工程を示
す図である。
【図７】マスクとミラーとを併用して被加工物の表面に
紫外レーザ光を照射して有効利用を図る一般的な構成を
示す図である。
【符号の説明】
１ 透光性基板 ２ 第１の誘電体部材 ３ 第２の誘電体部材 ４ 誘電体多層薄膜 ６、１７、２７ 穴 ７、２０、３０ 高反射誘電体マスク １６、２６ 誘電体薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年４月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 高反射誘電体マスクとその製造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば紫外レーザ光
等のようなレーザ光を、被加工物の表面に照射して所望
のパターンを転写するために用いられる高反射誘電体マ
スクおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば「実用レーザ技術」（１９
９１年４月１日・共立出版株式会社発行）に示される周
知の高反射誘電体ミラーの構成を示す断面図、図５は図
４に示す高反射誘電体ミラーを応用して形成される従来
の高反射誘電体マスクの構成を示す断面図、図６は図５
における高反射誘電体マスクの製造工程を示す図であ
る。図４において、１は紫外線が透過可能な例えば石
英、蛍石（ＣａＦ2）等で形成された透光性基板、２は
例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化アルミニウム
（Ａｌ2Ｏ3）等のような屈折率の高い第１の誘電体部
材、３は例えば酸化けい素（ＳｉＯ2）のような屈折率
の低い第２の誘電体部材であり、これら第１および第２
の誘電体部材２、３を透光性基板１上に交互に積重して
誘電体多層薄膜４が形成される。５は誘電体多層薄膜４
を透光性基板１で担持して構成される高反射誘電体ミラ
ーである。
【０００３】又、図５において、図４に示す高反射誘電
体ミラーと同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。６は誘電体多層薄膜４の所定の位置に貫通して形成
され、所望のパターンを形成する複数の穴であり、これ
ら透光性基板１、誘電体多層薄膜４および複数の穴６で
高反射誘電体マスク７が構成されている。
【０００４】次に、上記のように構成される従来の高反
射誘電体マスクの製造方法を図６に基づいて説明する。
まず、図６（Ａ）に示すように透光性基板１上にフォト
レジスト８を形成した後、図６（Ｂ）に示すようにこの
レジスト８の上にフォトマスク９を載置し、上方からフ
ォトマスク９を介してレジスト８上に電子ビーム１０を
照射する。この時、フォトレジスト８は図６（Ｃ）に示
すように電子ビーム１０が照射された部分８ａのみが変
質する。
【０００５】次いで、図６（Ｄ）に示すように変質した
部分８ａ以外の残部８ｂをエッチングにより除去し、変
質した部分８ａのみを残してパターンを形成する。そし
て、この変質した部分８ａによって形成されたパターン
上に、図６（Ｅ）に示すように誘電体多層薄膜４を形成
した後、最後に、変質した部分８ａおよびこの部分８ａ
に対応した誘電体多層薄膜４の一部をエッチングにより
除去して、図６（Ｆ）に示すように複数の穴を設けるこ
とにより所望のパターンを形成し、高反射誘電体マスク
７が完成する。
【０００６】なお、紫外レーザ光はフオトンコストが高
いので、紫外レーザ光を照射して被加工物の表面に所望
のパターンを転写するのに用いられるマスクには、反射
率とレーザ耐力の極めて高い誘電体薄膜を適用し、図７
に示すように、レーザ光源１１から発射されマスク１２
に入射される紫外レーザ光１３のマスク１２の表面で反
射された光１３ａを、マスク１２の表面と反射ミラー１
８とによって多重反射させ有効利用を図っている。この
ため、高反射率を有してパターニングされたマスク、す
なわち、高反射誘電体マスク７はますます必要となって
くる。又、１４はレンズ、１５は被加工物である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の高反射誘電体マ
スクは以上のように構成され、また製造されており、誘
電体多層薄膜４を形成後、透光性基板１とともにエッチ
ング液に浸漬してエッチングを行っているため、誘電体
多層薄膜４のレーザ耐力は初期値の半分近くまで低下す
ることもあり、その結果、高反射誘電体マスク７表面の
反射率が低下したり薄膜が損傷を受ける等して、機能の
低下ならびに寿命が短くなる等という問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、機能の低下ならびに寿命の短縮
を防止することが可能な高反射誘電体マスクおよびその
製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る高反射誘電体マスクは、それぞれ屈折率の異なる第１
および第２の誘電体部材を交互に積重して形成された誘
電体多層薄膜と、この誘電体多層薄膜を担持し且つレー
ザ光を透過可能な透光性基板と、誘電体多層薄膜と透光
性基板との間に介挿され誘電体多層薄膜を形成する両誘
電体部材よりレーザ耐力の低い第３の誘電体部材で形成
された誘電体薄膜と、誘電体多層薄膜および誘電体薄膜
を貫通して形成され所定のパターンに配置された複数の
穴とを備えたものである。
【００１０】又、この発明の請求項２に係る高反射誘電
体マスクは、第１の誘電体部材には酸化ハフニウム（Ｈ
ｆＯ2）または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を、第２
の誘電体部材には酸化けい素（ＳｉＯ2）を、第３の誘
電体部材には酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）をそれぞれ
用いたものである。
【００１１】又、この発明の請求項３に係る高反射誘電
体マスクは、第３の誘電体部材は屈折率の大なる方の第
１の誘電体部材と同一材料のものが用いられるとともに
形成時の条件調整によりレーザ耐力を第１の誘電体部材
のレーザ耐力より低くなされたものである。
【００１２】又、この発明の請求項４に係る高反射誘電
体マスクの製造方法は、レーザ光を透過可能な透光性基
板上に第３の誘電体部材でなる誘電体薄膜を形成する工
程と、誘電体薄膜上にそれぞれ屈折率の異なる第１およ
び第２の誘電体部材を交互に積重して誘電体多層薄膜を
形成する工程と、ピンホール板の開口を介して透光性基
板側からレーザを照射し誘電体薄膜内に開口を結像する
とともに結像点におけるエネルギー密度を第１および第
２の誘電体部材のレーザ耐力より低く且つ第３の誘電体
部材のレーザ耐力より高く調整して誘電体薄膜および誘
電体多層薄膜の所定の部分を貫通するように除去して複
数の穴を形成することにより所望のパターンを形成する
工程とを包含したものである。
【００１３】
【作用】この発明の請求項１における高反射誘電体マス
クの誘電体薄膜は、透光性基板を透過して照射されるレ
ーザ光の結像によりレーザダメージを受け、アブレーシ
ョン（光分解除去）現象によりレーザダメージを受けた
部分は、その上方に積重された誘電体多層薄膜の上記レ
ーザダメージを受けた部分に対応する部分共々除去され
る。
【００１４】又、この発明の請求項２における高反射誘
電体マスクの酸化ジルコニウムで形成された誘電体薄膜
は、照射されるレーザ光によりレーザダメージを受け、
アブレーション現象によりレーザダメージを受けた部分
は、その上方に積重された酸化ハフニウムおよび酸化け
い素の薄膜でなる誘電体多層薄膜の上記レーザダメージ
を受けた部分に対応する部分共々除去される。
【００１５】又、この発明の請求項３における高反射誘
電体マスクの誘電体薄膜は、形成時の条件調整によりレ
ーザ耐力を、同一材料でなる誘電体多層薄膜の屈折率の
大なる方の誘電体部材のレーザ耐力より低くなされる。
【００１６】又、この発明の請求項４における高反射誘
電体マスクの製造方法は、ピンホール板の開口を介して
透光性基板側からレーザを照射し誘電体薄膜内に開口を
結像するとともに結像点におけるエネルギー密度を第１
および第２の誘電体部材のレーザ耐力より低く且つ第３
の誘電体部材のレーザ耐力より高く調整して誘電体薄膜
および誘電体多層薄膜の所定の部分を貫通するように除
去して複数の穴を形成することにより、エッチングを行
うことなく所望のパターンを形成できる。
【００１７】
【実施例】 実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における高反射誘電体マ
スクの構成を示す断面図である。図において、従来のも
のと同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１
６は第１および第２の誘電体部材２、３を交互に積重し
て形成される誘電体多層薄膜４と、透光性基板１との間
に介挿される誘電体薄膜で、例えば酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2）等のように第１および第２の誘電体部材よ
りレーザ耐力の低い第３の誘電体部材で形成されてい
る。１７は誘電体薄膜１６および誘電体多層薄膜４を所
定の位置で貫通することにより、所望のパターンを形成
する複数の穴であり、これら透光性基板１、誘電体薄膜
１６、誘電体多層薄膜４および複数の穴１７で高反射誘
電体マスク２０を構成している。
【００１８】次に、上記のように構成された実施例１に
おける高反射誘電体マスクの製造方法を説明する。ま
ず、図１に示すように、透光性基板１の表面に実際に使
用する紫外レーザ光よりも高いレベルのレーザ耐力を有
する第３の誘電体部材としての酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ2）を、光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／２波長
分被着させて誘電体薄膜１６を形成する。次に、この誘
電体薄膜１６上に高屈折率の第１の誘電体部材２として
の酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）および低屈折率の第２の
誘電体部材３としての酸化けい素（ＳｉＯ2）を、それ
ぞれ光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／４波長分交互
に数十層積重被着させて誘電体多層薄膜４を形成する。
なお、この段階で上記従来の技術の項で述べた高反射誘
電体ミラー５に相当するものが構成される。
【００１９】次いで、図２に示すように、エキシマレー
ザ発振器２１から出力される紫外レーザ光２２をピンホ
ール板２３に照射させる。そして、このピンホール板２
３の開口２３ａを通過した紫外レーザ光２２を、ベンド
ミラー２４で反射させた後結像レンズ２５により透光性
基板１を介して誘電体薄膜１６内に照射し、誘電体薄膜
１６内にピンホール板２３の開口２３ａを結像させる。
【００２０】この時、誘電体薄膜１６を形成する第３の
誘電体部材としての酸化ジルコニウムは、誘電体多層薄
膜４を形成し高屈折率を有する第１の誘電体部材２とし
ての酸化ハフニウムよりも光吸収が大きいために、この
結像された部分はナノ秒（ｎｓｅｃ）オーダの瞬間的な
レーザダメージをパルス的に受け、アブレーション現象
により、誘電体薄膜１６のレーザダメージを受けた部分
および、この部分に対応する誘電体多層薄膜４の一部分
が透光性基板１から剥離して除去され穴が形成される。
そして、このような動作を繰り返すことによって、複数
の穴１７が所定の位置に明けられ、所望のパターンが形
成されて高反射誘電体マスク２０が完成する。
【００２１】上記実施例１によれば、透光性基板１と誘
電体多層薄膜４との間に、誘電体多層薄膜４を形成する
部材のうち、屈折率の高い方の第１の誘電体部材２より
レーザ耐力の低い誘電体薄膜１６を形成し、この誘電体
薄膜１６に紫外レーザ光２２を、ピンホール板２３の開
口２３ａを介して照射することによって開口２３ａを結
像させ、これにより誘電体薄膜１６にレーザダメージを
パルス的に与え、アブレーション現象によって誘電体薄
膜１６のレーザダメージを与えられた部分および、この
部分に対応する誘電体多層薄膜４の一部を透光性基板１
から剥離することによって複数の穴１７をあけ、パター
ンを形成するようにしているので、エッチングを行う必
要がなくなり、誘電体多層薄膜４のレーザ耐力を低下さ
せることもなくなる。
【００２２】実施例２．なお、上記実施例１によれば、
誘電体多層薄膜４を構成する第１および第２の誘電体部
材２、３を、光学膜厚で使用レーザ波長のほぼ１／４波
長分で交互に積重することにより、理論上の反射率を最
高の状態にしているが、第１および第２の誘電体部材
２、３の光学膜厚を１／４波長分から若干ずらすように
すれば、実用上の反射率をほとんど低下させることなし
に、電界強度を減少させることができるという効果を得
ることができる。
【００２３】実施例３．又、実施例２では、電界強度を
減少させるために、第１および第２の誘電体部材２、３
の光学膜厚を、１／４波長分から若干ずらすようにした
場合について説明したが、誘電体多層薄膜４の最上層に
酸化けい素等のような低屈折率の物質を、光学膜厚で１
／２波長分形成することによりレーザ耐力を向上させる
ことが可能になる。
【００２４】実施例４．さらに又、上記実施例１によれ
ば、図２に示すように紫外レーザ光２２を、ベンドミラ
ー２４で一旦反射させた後、結像レンズ２５を介して誘
電体薄膜１６に導く構成としているが、ベンドミラー２
４を介すことなく直接導くように構成しても実施例１と
同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００２５】実施例５．図３はこの発明の実施例５にお
ける高反射誘電体マスクの構成を示す断面図である。図
において、図１に示す実施例１と同様な部分は同一符号
を付して説明を省略する。２６は透光性基板１と誘電体
多層薄膜４との間に介挿される誘電体薄膜で、誘電体多
層薄膜４を形成する部材のうち、高屈折率の第１の誘電
体部材と同一の材質の部材が用いられ、又、誘電体多層
薄膜４を構成する第１および第２の誘電体部２、３共々
真空蒸着により形成されている。そして、真空蒸着時の
条件、例えば透光性基板１の温度、蒸着速度等を変える
ことによって、レーザ耐力を少なくとも第１の誘電体部
材２のレーザ耐力よりも低く調整されている。
【００２６】上記実施例５によれば、誘電体薄膜２６を
形成する誘電体部材を、第１の誘電体部材２と同一材質
のものにしているので、上記各実施例と同様の効果を奏
することは勿論のこと、誘電体薄膜２６を形成するため
にわざわざ別の部材を用いることなく、第１および第２
の誘電体部材２、３の２種類を用意すれば良く、又、蒸
着準備から蒸着完了までの一連の作業が簡素化されると
いう効果を発揮する。
【００２７】実施例６．上記実施例１では、紫外レーザ
光２２を用いて誘電体薄膜１６内にピンホール板２３の
開口２３ａを結像させるようにしているが、これに限定
されるものではなく他のレーザ光を用いても、上記実施
例１と同様の効果を得ることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
ればそれぞれ屈折率の異なる第１および第２の誘電体部
材を交互に積重して形成された誘電体多層薄膜と、この
誘電体多層薄膜を担持し且つレーザ光を透過可能な透光
性基板と、誘電体多層薄膜と透光性基板との間に介挿さ
れ誘電体多層薄膜を形成する両誘電体部材よりレーザ耐
力の低い第３の誘電体部材で形成された誘電体薄膜と、
誘電体多層薄膜および誘電体薄膜を貫通して形成され所
定のパターンに配置された複数の穴とを備え、
【００２９】又、この発明の請求項２によれば第１の誘
電体部材には酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）または酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を、第２の誘電体部材には酸化
けい素（ＳｉＯ2）を、第３の誘電体部材には酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2）をそれぞれ用い、
【００３０】又、この発明の請求項３によれば第３の誘
電体部材は屈折率の大なる方の第１の誘電体部材と同一
材料のものが用いられるとともに形成時の条件調整によ
りレーザ耐力を第１の誘電体部材のレーザ耐力より低く
なされ、
【００３１】又、この発明の請求項４によればレーザ光
を透過可能な透光性基板上に第３の誘電体部材でなる誘
電体薄膜を形成する工程と、誘電体薄膜上にそれぞれ屈
折率の異なる第１および第２の誘電体部材を交互に積重
して誘電体多層薄膜を形成する工程と、ピンホール板の
開口を介して透光性基板側からレーザを照射し誘電体薄
膜内に開口を結像するとともに結像点におけるエネルギ
ー密度を第１および第２の誘電体部材のレーザ耐力より
低く且つ第３の誘電体部材のレーザ耐力より高く調整し
て誘電体薄膜および誘電体多層薄膜の所定の部分を貫通
するように除去して複数の穴を形成することにより所望
のパターンを形成する工程とを包含したので、機能の低
下ならびに寿命の短縮を防止することが可能な高反射誘
電体マスクおよびその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１における高反射誘電体マ
スクの構成を示す断面図である。
【図２】 図１における高反射誘電体マスクの複数の穴
を形成する過程を示す図である。
【図３】 この発明の実施例５における高反射誘電体マ
スクの構成を示す断面図である。
【図４】 一般に使用されている高反射誘電体ミラーの
構成を示す断面図である。
【図５】 図４に示す高反射誘電体ミラーを応用して形
成される従来の高反射誘電体マスクの構成を示す断面図
である。
【図６】 図５に示す高反射誘電体マスクの製造工程を
示す図である。
【図７】 マスクとミラーとを併用して被加工物の表面
に紫外レーザ光を照射して有効利用を図る一般的な構成
を示す図である。
【符号の説明】 １ 透光性基板、２ 第１の誘電体部材、３ 第２の誘
電体部材、４ 誘電体多層薄膜、６、１７、２７ 穴、
７、２０、３０ 高反射誘電体マスク、１６、２６ 誘
電体薄膜。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 俊憲 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ屈折率の異なる第１および第２
    の誘電体部材を交互に積重して形成された誘電体多層薄
    膜と、この誘電体多層薄膜を担持し且つレーザ光を透過
    可能な透光性基板と、上記誘電体多層薄膜と上記透光性
    基板との間に介挿され上記誘電体多層薄膜を形成する両
    誘電体部材より耐レーザ性の低い第３の誘電体部材で形
    成された誘電体薄膜と、上記誘電体多層薄膜および上記
    誘電体薄膜を貫通して形成され所定のパターンに配置さ
    れた複数の穴とを備えたことを特徴とする高反射誘電体
    マスク。
  2. 【請求項２】 第１の誘電体部材には酸化ハフニウム
    （ＨｆＯ2）または酸化アルミニウム（Ａｌ3Ｏ3）を、
    第２の誘電体部材には酸化けい素（ＳｉＯ2）を、第３
    の誘電体部材には酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）をそれ
    ぞれ用いたことを特徴とする請求項１記載の高反射誘電
    体マスク。
  3. 【請求項３】 第３の誘電体部材は屈折率の大なる方の
    第１の誘電体部材と同一材料のものが用いられるととも
    に形成時の条件調整により耐レーザ性を第１の誘電体部
    材の耐レーザ性より低くなされていることを特徴とする
    請求項１記載の高反射誘電体マスク。
  4. 【請求項４】 レーザ光を透過可能な透光性基板上に第
    ３の誘電体部材でなる誘電体薄膜を形成する工程と、上
    記誘電体薄膜上にそれぞれ屈折率の異なる第１および第
    ２の誘電体部材を交互に積重して誘電体多層薄膜を形成
    する工程と、ピンホール板の開口を介して上記透光性基
    板側からレーザを照射し上記誘電体薄膜内に上記開口を
    結像するとともに上記結像点におけるエネルギー密度を
    上記第１および第２の誘電体部材の耐レーザ性より低く
    且つ上記第３の誘電体部材の耐レーザ性より高く調整し
    て上記誘電体薄膜および誘電体多層薄膜の所定の部分を
    貫通するように除去して複数の穴を形成することにより
    所望のパターンを形成する工程とを包含したことを特徴
    とする高反射誘電体マスクの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009288608A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Toppan Printing Co Ltd 光学部品の製造方法およびカラーフィルタ
CN108508517A (zh) * 2018-04-27 2018-09-07 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 用于深紫外线的反射膜及其制备方法、反射件和led装置

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JP2009288608A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Toppan Printing Co Ltd 光学部品の製造方法およびカラーフィルタ
CN108508517A (zh) * 2018-04-27 2018-09-07 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 用于深紫外线的反射膜及其制备方法、反射件和led装置

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