JPH0829608A - フォトレジストパターン作製方法 - Google Patents
フォトレジストパターン作製方法Info
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- JPH0829608A JPH0829608A JP6162331A JP16233194A JPH0829608A JP H0829608 A JPH0829608 A JP H0829608A JP 6162331 A JP6162331 A JP 6162331A JP 16233194 A JP16233194 A JP 16233194A JP H0829608 A JPH0829608 A JP H0829608A
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- JP
- Japan
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- photoresist
- diffraction grating
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- photoresist pattern
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- Pending
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 二光束干渉露光法で得られたフォトレジスト
パターンの線幅を変更し、これを用いることによりデュ
ーティの制御された回折格子を作製する。 【構成】 露光・現像後のフォトレジストパターンを耐
熱温度以上の高温でベークすることにより軟化させ、線
幅の変更を行う。そして、線幅の変更されたレジストパ
ターンをマスクとし、エッチングにより回折格子を作製
する。
パターンの線幅を変更し、これを用いることによりデュ
ーティの制御された回折格子を作製する。 【構成】 露光・現像後のフォトレジストパターンを耐
熱温度以上の高温でベークすることにより軟化させ、線
幅の変更を行う。そして、線幅の変更されたレジストパ
ターンをマスクとし、エッチングにより回折格子を作製
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二光束干渉露光を利用
した回折格子の作製方法に関する。
した回折格子の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、回折格子の作製には、フォトエッ
チングやリフトオフなどの手法が用いられている。図３
にフォトエッチングを用いた一例を示す。まず、図３
（ａ）のごとくフォトレジスト３３を基板３４の上に塗
布、乾燥し、さらに膜とマスクが付着し合わないようプ
レベークする。これにガラス製のフォトマスク３１を乗
せ、上から紫外線を照射する。マスクで黒い部分３２の
下のフォトレジストには紫外線が当たらない。これを現
像すると、黒い部分３２に妨げられず、紫外線の当たっ
た部分だけが溶け去り、続いて現像工程によって膨張、
軟化したレジストをベーク（ポストベーク）して固化さ
せると、図３（ｂ）のごとくフォトレジストパターン３
５が形成される。このフォトレジストパターン３５をマ
スクとして基板をエッチングし、最後にレジストを除去
することにより、図３（ｃ）のような目的の回折格子が
得られる。なお、図３ではポジ型のフォトレジストの場
合を示したが、ネガ型のフォトレジストを用いた場合は
逆に光の当たった部分だけが残ることになる。
チングやリフトオフなどの手法が用いられている。図３
にフォトエッチングを用いた一例を示す。まず、図３
（ａ）のごとくフォトレジスト３３を基板３４の上に塗
布、乾燥し、さらに膜とマスクが付着し合わないようプ
レベークする。これにガラス製のフォトマスク３１を乗
せ、上から紫外線を照射する。マスクで黒い部分３２の
下のフォトレジストには紫外線が当たらない。これを現
像すると、黒い部分３２に妨げられず、紫外線の当たっ
た部分だけが溶け去り、続いて現像工程によって膨張、
軟化したレジストをベーク（ポストベーク）して固化さ
せると、図３（ｂ）のごとくフォトレジストパターン３
５が形成される。このフォトレジストパターン３５をマ
スクとして基板をエッチングし、最後にレジストを除去
することにより、図３（ｃ）のような目的の回折格子が
得られる。なお、図３ではポジ型のフォトレジストの場
合を示したが、ネガ型のフォトレジストを用いた場合は
逆に光の当たった部分だけが残ることになる。
【０００３】しかし、光磁気ディスク装置用ピックアッ
プなどの光学系に用いる回折格子では、偏光特性が必要
とされるためピッチがサブミクロンオーダーと小さく、
上記で用いたようなフォトマスクの作製は困難である。
このようなより小さなピッチの回折格子のパターニング
には、電子ビーム描画や二光束干渉露光が多く用いられ
ている。特に、二光束干渉露光法は複雑なパターンを短
時間で露光でき、また、そのピッチを自由に変えること
ができるため、回折格子の加工などに多く用いられてい
る。
プなどの光学系に用いる回折格子では、偏光特性が必要
とされるためピッチがサブミクロンオーダーと小さく、
上記で用いたようなフォトマスクの作製は困難である。
このようなより小さなピッチの回折格子のパターニング
には、電子ビーム描画や二光束干渉露光が多く用いられ
ている。特に、二光束干渉露光法は複雑なパターンを短
時間で露光でき、また、そのピッチを自由に変えること
ができるため、回折格子の加工などに多く用いられてい
る。
【０００４】図４（ａ）は、二光束干渉露光法によるフ
ォトレジストのパターニングについて示した図である。
基板面にθ1、θ2の角で入射する波長λの二つの平面波
４３、４４により生ずる干渉縞４５は、この面上で入射
面を含む方向に周期 Λ＝λ／（ｓｉｎθ1＋ｓｉｎθ2） をもち、特にθ1＝θ2の場合は Λ＝λ／２ｓｉｎθ となる。そこで、波長λと入射角θを適当に選択するこ
とにより希望する周期Λの露光パターンが得られること
になり、任意の干渉縞でフォトレジスト４１を露光し、
現像、ポストベークを行うことで、図４（ｂ）のような
パターニングがなされる。
ォトレジストのパターニングについて示した図である。
基板面にθ1、θ2の角で入射する波長λの二つの平面波
４３、４４により生ずる干渉縞４５は、この面上で入射
面を含む方向に周期 Λ＝λ／（ｓｉｎθ1＋ｓｉｎθ2） をもち、特にθ1＝θ2の場合は Λ＝λ／２ｓｉｎθ となる。そこで、波長λと入射角θを適当に選択するこ
とにより希望する周期Λの露光パターンが得られること
になり、任意の干渉縞でフォトレジスト４１を露光し、
現像、ポストベークを行うことで、図４（ｂ）のような
パターニングがなされる。
【０００５】二光束干渉露光法により得られるフォトレ
ジストパターン５１は、図５に示すように台形に近い断
面形状となる。これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオ
ンエッチング）やイオンミリングなどの手法で誘電体材
料を加工することで、破線で示したような目的とする回
折格子が作製される。
ジストパターン５１は、図５に示すように台形に近い断
面形状となる。これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオ
ンエッチング）やイオンミリングなどの手法で誘電体材
料を加工することで、破線で示したような目的とする回
折格子が作製される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、二光束干渉
露光法により得られるフォトレジストの回折格子パター
ンは、界面からの反射光の影響やフォトレジストの感度
などの関係により、そのピッチによっては図６に示すよ
うにデューティ（線幅／ピッチ）が０．５からずれた形
状になることがある。この時、このパターンから作製さ
れる回折格子の光学特性が悪化するという問題がある。
露光法により得られるフォトレジストの回折格子パター
ンは、界面からの反射光の影響やフォトレジストの感度
などの関係により、そのピッチによっては図６に示すよ
うにデューティ（線幅／ピッチ）が０．５からずれた形
状になることがある。この時、このパターンから作製さ
れる回折格子の光学特性が悪化するという問題がある。
【０００７】そこで本発明では、得られる回折格子のピ
ッチを自由に変えられるという二光束干渉露光法の利点
を活かして、そのフォトレジストパターンの線幅を変更
することにより、得られる回折格子のデューティを制御
して、光学特性を改善することを目的とする。
ッチを自由に変えられるという二光束干渉露光法の利点
を活かして、そのフォトレジストパターンの線幅を変更
することにより、得られる回折格子のデューティを制御
して、光学特性を改善することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、回折格子作製用フォトレジストのパター
ニング工程において、二光束干渉法による露光および現
像操作によってレジストパターンを得る工程と、該レジ
ストパターンの線幅を変更する工程とで構成されること
を特徴とし、前記フォトレジストパターンの線幅の変更
は、耐熱温度以上の温度でポストベークを行い、軟化に
よる変形を利用して行うことを特徴とする。
め本発明では、回折格子作製用フォトレジストのパター
ニング工程において、二光束干渉法による露光および現
像操作によってレジストパターンを得る工程と、該レジ
ストパターンの線幅を変更する工程とで構成されること
を特徴とし、前記フォトレジストパターンの線幅の変更
は、耐熱温度以上の温度でポストベークを行い、軟化に
よる変形を利用して行うことを特徴とする。
【０００９】また、レジストパターンの線幅の変更は、
高温ベーク前の断面の図形を台形で、高温ベーク後の断
面の図形を半円で近似することで、面積一定として台形
を半円に置き換えたときの半円の直径で見積もることを
特徴とする。
高温ベーク前の断面の図形を台形で、高温ベーク後の断
面の図形を半円で近似することで、面積一定として台形
を半円に置き換えたときの半円の直径で見積もることを
特徴とする。
【００１０】
【作用】上記の方法により、二光束干渉露光法でパター
ニングしたフォトレジストパターンの線幅を、フォトレ
ジストの軟化を利用して変更することができる。従っ
て、得られる回折格子のデューティも制御できるため、
その光学特性を改善することができる。
ニングしたフォトレジストパターンの線幅を、フォトレ
ジストの軟化を利用して変更することができる。従っ
て、得られる回折格子のデューティも制御できるため、
その光学特性を改善することができる。
【００１１】
【実施例】本願の一実施例について図１を用いて説明を
行う。ただし、本願で用いられる条件、材料は以下の例
に限定されない。
行う。ただし、本願で用いられる条件、材料は以下の例
に限定されない。
【００１２】まず、図１（ａ）のごとく、基板３に回折
格子材料２であるＳｉ熱酸化膜ＳｉＯ2（２．５μｍ）
を成膜する。成膜方法には熱酸化のほかスパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤなどがあり、使用する材料によって選
択される。基板に直接回折格子を加工する場合には、こ
の成膜は不要である。
格子材料２であるＳｉ熱酸化膜ＳｉＯ2（２．５μｍ）
を成膜する。成膜方法には熱酸化のほかスパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤなどがあり、使用する材料によって選
択される。基板に直接回折格子を加工する場合には、こ
の成膜は不要である。
【００１３】続いてこの上に、パターニング用フォトレ
ジスト１としてマイクロポジットポジ型レジストＳ１４
００ＳＤ（０．７μｍ）を塗布し、乾燥後オーブン内で
１０５℃、３０分程度プレベークする。フォトレジスト
１はポジ型でもネガ型でも問題ないが、図１ではポジ型
フォトレジストの場合のプロセスを示している。一般に
は、ネガ型フォトレジストの方が現像時に膨張するため
解像度が悪く、ポジ型フォトレジストの方がより好まし
い。
ジスト１としてマイクロポジットポジ型レジストＳ１４
００ＳＤ（０．７μｍ）を塗布し、乾燥後オーブン内で
１０５℃、３０分程度プレベークする。フォトレジスト
１はポジ型でもネガ型でも問題ないが、図１ではポジ型
フォトレジストの場合のプロセスを示している。一般に
は、ネガ型フォトレジストの方が現像時に膨張するため
解像度が悪く、ポジ型フォトレジストの方がより好まし
い。
【００１４】次に、このフォトレジストに二光束干渉露
光を行う。波長３６３．８ｎｍの紫外線をパワー１０ｍ
Ｊ／ｃｍ2前後、ピッチ１μｍで照射する。次いで、現
像液としてマイクロポジット３５１デベロッパーを用い
て現像を行うと、図１（ｂ）のごとくフォトレジストパ
ターン４が形成される。露光、現像条件は用いるフォト
レジストにより最適なものを選定する。
光を行う。波長３６３．８ｎｍの紫外線をパワー１０ｍ
Ｊ／ｃｍ2前後、ピッチ１μｍで照射する。次いで、現
像液としてマイクロポジット３５１デベロッパーを用い
て現像を行うと、図１（ｂ）のごとくフォトレジストパ
ターン４が形成される。露光、現像条件は用いるフォト
レジストにより最適なものを選定する。
【００１５】その後、このフォトレジストパターン４を
オーブン内で耐熱温度以上の高温、１６０℃で３０分ベ
ークすることで、図１（ｃ）に示したようなカマボコ状
のパターンに変形させる。ベーキングは、ホットプレー
トを使用しても、オーブンで行ってもどちらでもよい。
オーブン内で耐熱温度以上の高温、１６０℃で３０分ベ
ークすることで、図１（ｃ）に示したようなカマボコ状
のパターンに変形させる。ベーキングは、ホットプレー
トを使用しても、オーブンで行ってもどちらでもよい。
【００１６】変形後のフォトレジストパターン５をマス
クとして、回折格子材料２をＣＦ4ガスを用いたＲＩＥ
により加工すると図１（ｄ）のようになる。回折格子材
料のエッチング方法には、逆スパッタリング、ＲＩＥ、
ウェットエッチングなどから材料に適した方法がとられ
る。
クとして、回折格子材料２をＣＦ4ガスを用いたＲＩＥ
により加工すると図１（ｄ）のようになる。回折格子材
料のエッチング方法には、逆スパッタリング、ＲＩＥ、
ウェットエッチングなどから材料に適した方法がとられ
る。
【００１７】最後にアッシング処理を行った後、リムー
バー（マイクロポジット１１６５）を使用し、湯浴（８
０℃）を５分、さらにアセトン・ＩＰＡ中で超音波洗浄
を行うことによりレジストを除去すると、図１（ｅ）の
ごとく目的の回折格子が得られる。フォトレジストは高
温でベークされており、また、加工法によっては表面が
変質することもあるので、除去には専用のリムーバーを
使用したり、アッシング処理することが望ましい。
バー（マイクロポジット１１６５）を使用し、湯浴（８
０℃）を５分、さらにアセトン・ＩＰＡ中で超音波洗浄
を行うことによりレジストを除去すると、図１（ｅ）の
ごとく目的の回折格子が得られる。フォトレジストは高
温でベークされており、また、加工法によっては表面が
変質することもあるので、除去には専用のリムーバーを
使用したり、アッシング処理することが望ましい。
【００１８】高温ベーク後のフォトレジストの変形は、
微細な形状では重力よりも表面張力が支配的になること
から、図２に示すように面積一定として、台形を半円に
置き換えた時の直径Ｌで見積もる。図２（ａ）の高温ベ
ーク前の断面の図形を台形で近似し面積をＳ0、図２
（ｂ）の高温ベーク後の断面の図形を半円で近似し面積
をＳ1とする。ここでａは台形の上底、ｂは台形の下
底、ｈは台形の高さを表す。
微細な形状では重力よりも表面張力が支配的になること
から、図２に示すように面積一定として、台形を半円に
置き換えた時の直径Ｌで見積もる。図２（ａ）の高温ベ
ーク前の断面の図形を台形で近似し面積をＳ0、図２
（ｂ）の高温ベーク後の断面の図形を半円で近似し面積
をＳ1とする。ここでａは台形の上底、ｂは台形の下
底、ｈは台形の高さを表す。
【００１９】Ｓ0＝ｈ（ａ＋ｂ）／２ Ｓ1＝π（Ｌ／２）2／２ Ｓ0≒Ｓ1より Ｌ＝√｛４ｈ（ａ＋ｂ）／π｝ で予測できる。
【００２０】Ｌについて実測値と計算値との比較例を表
１に示す。
１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】このように実測値と計算値とがよく一致す
ることから、台形パターンでの断面積をレジスト塗布厚
さ、露光・現像条件などで調整することにより、回折格
子の線幅を変更することができる。
ることから、台形パターンでの断面積をレジスト塗布厚
さ、露光・現像条件などで調整することにより、回折格
子の線幅を変更することができる。
【００２３】また、フォトレジストパターンの平面図に
ついては特に示していないが、二光束干渉露光法で得ら
れるフォトレジストパターンが直線でも曲線でも本発明
が応用できることは言うまでもない。
ついては特に示していないが、二光束干渉露光法で得ら
れるフォトレジストパターンが直線でも曲線でも本発明
が応用できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、二光束干渉露光で得られ
たフォトレジストパターンのピッチは変更しないまま、
線幅のみを変更することができる。したがってこのパタ
ーンを利用して作製される回折格子のデューティを０．
５に近づけることができ、大面積の一括露光が可能、ピ
ッチが可変といった二光束干渉露光法の利点を活かしつ
つ、光学特性の優れた回折格子の作製が可能となる。
たフォトレジストパターンのピッチは変更しないまま、
線幅のみを変更することができる。したがってこのパタ
ーンを利用して作製される回折格子のデューティを０．
５に近づけることができ、大面積の一括露光が可能、ピ
ッチが可変といった二光束干渉露光法の利点を活かしつ
つ、光学特性の優れた回折格子の作製が可能となる。
【図１】本発明の実施例を表す断面図である。
【図２】本発明におけるレジストの、断面形状の変化を
表す断面図である。
表す断面図である。
【図３】従来のプロセスを表す断面図である。
【図４】二光束干渉露光法によるパターニングを表す断
面図である。
面図である。
【図５】二光束干渉露光法によって得られるフォトレジ
ストパターンの断面図である。
ストパターンの断面図である。
【図６】二光束干渉露光法によって得られるフォトレジ
ストパターンの断面図である。
ストパターンの断面図である。
１ フォトレジスト ２ 回折格子材料 ３ 基板 ３１ フォトマスク ３３ フォトレジスト ３４ 誘電体基板 ４１ フォトレジスト ４２ 基板 ４３、４４ 露光用ビーム ４５ 干渉縞 ５１ フォトレジストパターン ５２ 回折格子材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 訓明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 南 功治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 回折格子作製用フォトレジストのパター
ニング工程は、二光束干渉法による露光および現像操作
によってレジストパターンを得る工程と、該レジストパ
ターンの線幅を変更する工程とで構成されることを特徴
とするフォトレジストパターン作製方法。 - 【請求項２】 レジストパターンの線幅の変更は、耐熱
温度以上の高温でポストベークを行い、軟化による変形
を利用することにより行うことを特徴とする請求項１記
載のフォトレジストパターン作製方法。 - 【請求項３】 レジストパターンの線幅の変更は、高温
ベーク前の断面の図形を台形で、高温ベーク後の断面の
図形を半円で近似することで、面積一定として台形を半
円に置き換えたときの半円の直径で見積もることを特徴
とする請求項２記載のフォトレジストパターン作製方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162331A JPH0829608A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | フォトレジストパターン作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162331A JPH0829608A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | フォトレジストパターン作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829608A true JPH0829608A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15752521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6162331A Pending JPH0829608A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | フォトレジストパターン作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829608A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11186684A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Ricoh Co Ltd | ヒートシール接続物およびヒートシール接続方法 |
| WO2003087941A1 (fr) * | 2002-04-18 | 2003-10-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition de resine positivement photosensible et procede de formation de motifs |
| JP2006216697A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | フォトレジストパターンの形成方法、回折格子の製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP2008004591A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システム |
| JP2017054006A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | ウシオ電機株式会社 | 光照射方法、基板上構造体の製造方法および基板上構造体 |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP6162331A patent/JPH0829608A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11186684A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Ricoh Co Ltd | ヒートシール接続物およびヒートシール接続方法 |
| WO2003087941A1 (fr) * | 2002-04-18 | 2003-10-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition de resine positivement photosensible et procede de formation de motifs |
| US7001705B2 (en) | 2002-04-18 | 2006-02-21 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Positively photosensitive resin composition and method of pattern formation |
| KR100940469B1 (ko) * | 2002-04-18 | 2010-02-04 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 패턴형성방법 |
| JP2006216697A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | フォトレジストパターンの形成方法、回折格子の製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP4659473B2 (ja) * | 2005-02-02 | 2011-03-30 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | フォトレジストパターンの形成方法、回折格子の製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP2008004591A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システム |
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