JPH10221838A - 高解像度アルミニウム・アブレーション・マスク - Google Patents

高解像度アルミニウム・アブレーション・マスク

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルーエンスが２００ｍＪ／ｃｍ2を超える
レーザに使用する高解像度のアブレーション・マスクの
製法。 【解決手段】 この方法はドライ・エッチングと化学エ
ッチングを併用して、透明基板と、前記基板上に付着さ
せたＵＶ屈折性の高い材料、たとえばアルミニウムの層
と、前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の所定の領域に置か
れ、前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の他の領域は露出さ
せたフォトレジスト層とを備え、エッチングされていな
いアブレーション・マスクのエッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、約２００ｍＪ／ｃ
ｍ2ないし少なくとも約５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲のフル
ーエンスによるレーザ・アブレーションに使用する高解
像度マスクの製造方法に関するものである。ドライ・エ
ッチング技術と化学エッチング技術を併用する本発明の
方法により、従来の技術による方法と比較して、アブレ
ーション・マスクの寸法制御が改善される。
【０００２】
【従来の技術】微小電気材料加工の分野において、金属
皮膜、ガラス、および重合体などの他の材料の層を含む
ターゲットを選択的に付着させたりエッチングしたりす
る必要がある。ターゲットに無接触マスクを介して高エ
ネルギーを当てるレーザ・アブレーションはこの必要性
に応えて開発されたもので、ターゲットがフォトリソグ
ラフィ用接触マスク、フォトレジストまたはパターニン
グされた移送層あるいはその両方、および標準の接触マ
スク処理に使用される各種の処理および洗浄溶液に、過
度に露出されない。さらに、マスク／光学系とターゲッ
トとの距離により、アブレーションされた生成物により
マスク／光学系が汚染される可能性が減少する。
【０００３】高エネルギーのレーザを使用する材料処理
の、主要な欠点のひとつは、アブレーション・マスクが
レーザ照射による損傷に十分耐えなければならないこと
である。従来の技術により、各種のアブレーション・マ
スクが開発され、レーザ・アブレーションに使用されて
いる。しかし、通常従来の技術によるアブレーション・
マスクは、フルーエンスの高いレーザに使用することが
できなかったり、複雑な処理ステップを必要とすること
が多い比較的高価な材料を含んでいたりする。
【０００４】従来の技術で知られている最も簡単で安価
なアブレーション・マスクのひとつは、通常ステンレス
・スチールまたはモリブデン金属からなる金属箔マスク
である。金属箔マスクは通常安価であるが、解像度が低
く、質が低いため、形成する像の種類に限度がある。
【０００５】業界で知られた他の比較的安価な種類のレ
ーザ・アブレーション・マスクは、開口を設けた単一
層、または開口を設けた複合金属層を石英基板上に付着
させたものである。このようなアブレーション・マスク
では、クロム、アルミニウム、および銅をバッキングし
たアルミニウムを金属として使用することが示唆されて
いる。これらのアブレーション・マスクは、金属箔マス
クでは得られない質と多様性を与えるが、通常レーザに
よる損傷のしきい値が低く（＜２００ｍＪ／ｃｍ2）、
ほとんどのレーザ処理用途には不適当である。たとえ
ば、米国特許第４７８６３５８号明細書には、レーザに
よる損傷のしきい値が１３５ｍＪ／ｃｍ2と記載されて
おり、これはレーザのフルーエンスが通常２００ｍＪ／
ｃｍ2を超えるレーザ・アブレーション工程には不適当
である。同様な問題は、従来の技術によるアルミニウム
／石英マスクにも存在する。
【０００６】誘電アブレーション・マスクも業界で知ら
れている。誘電アブレーション・マスクの一例が、たと
えば米国特許第４９２３７７２号明細書に開示されてい
る。具体的には、米国特許第４９２３７７２号明細書
は、ＵＶグレードの合成溶融シリカ基板上に、複数の屈
折率の高い誘電層と屈折率の低い誘電層が交互に設けら
れたアブレーション・マスクを開示している。記載され
たアブレーション・マスクは、使用される高エネルギー
のフルーエンスと、ハイパワーのレーザに耐える。しか
し、これらのマスクは、製造するのが比較的高価であ
り、構成する誘電材料が使用する特定の波長のレーザに
合わせてつくられる。したがって、レーザの波長が変わ
ると、たとえば異なる材料のターゲットをアブレーショ
ンしたい場合、異なる誘電材料を含む新しい誘電マスク
が必要である。米国特許第５３４９１５５号明細書は、
同様の誘電アブレーション・マスクを教示している。
【０００７】ＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブ
ルテン、Ｖｏｌ．３６、Ｎｏ．１１、１９９３年１１
月、ｐ．５８３−５８４、「Metal Films/Diamond Memb
rane Mask for Excimer Laser Ablation Projection Et
ching」には、厚さ３ないし５μｍのアルミニウム層を
ＣＶＤダイヤモンドの上に付着させ、反射防止コーティ
ングを被覆したアブレーション・マスクが記載されてい
る。ＣＶＤダイヤモンドの目的は、レーザ・パルスが続
いている時にアルミニウムにより吸収されたレーザ・エ
ネルギーを効率良くヒートシンクすることである。記載
されたアブレーション・マスク構造は、幾分高価であ
り、製造が困難である。ダイヤモンドの変わりに銅をし
ようした場合、同様の熱放射を得るために、アルミニウ
ムと銅の境界面に銅とアルミニウムの合金を形成させる
と、アルミニウムの反射率が減少し、レーザ・フルーエ
ンスが高い場合、金属／マスク・フィーチャの破壊の危
険が増大する。
【０００８】従来の技術にも本発明にも使用することが
できるエッチングされていないアブレーション・マスク
の典型的な断面図を図１に示す。具体的には、エッチン
グされていないアブレーション・マスク１０は、透明基
板１２、透明基板１２の表面上に付着させたＵＶ屈折性
の高い材料、たとえばアルミニウムの材料層１４、層１
４の所定の領域上に、層１４の他の領域１８を露出した
ままにするように置かれたフォトレジスト層１６からな
る。
【０００９】アブレーション・マスクは業界では周知の
ものであるが、これらのマスクを化学エッチング工程お
よびドライ・エッチング工程でパターニングする際に、
まだ問題がある。これらの従来の技術による工程での問
題を、図２、図３、および図４に示す。これらの各図
で、層１４はアルミニウムで構成されている。
【００１０】具体的には、図２は従来の技術によるレー
ザ・アブレーションマスクの製造工程を示したもので、
図１のマスクの、マスクを化学エッチャントによりエッ
チングした後の断面図である。これらの図では、同一の
要素は同一の番号で示してあることに留意されたい。化
学エッチングされたマスク２０は、フォトレジスト層１
６の各縁部にアンダーカット２２がある。このフォトレ
ジストにアンダーカットを生成する性質は、化学エッチ
ングに付随するもので、１０μｍ未満の幾何的形状の再
現性を得るのを不可能にしている。
【００１１】ドライ・エッチングでは、イオン・ビーム
・エッチング（ＩＢＥ）と、反応性イオン・エッチング
（ＲＩＥ）が当技術分野で知られている。これらのドラ
イ・エッチング法は、いずれも視示界線エッチング法
で、化学エッチングより厳密な寸法制御により、高解像
度のパターンを形成することができる。それにもかかわ
らず、これらの各ドライ・エッチング法は独特の問題を
抱えている。
【００１２】ＩＢＥにおける主要な問題は、入射イオン
の流速が速いため、マスクのすべてのフィーチャが高速
エッチングされることである。この現象は、フォトレジ
スト層の側壁でイオンが反射されることに原因する。こ
の性質を、業界では「トレンチング」と称し、典型的に
はアブレーションされたフィーチャの縁部が粗くなる原
因となる。この点に関連して、図３は図１のアルミニウ
ムのアブレーション・マスクをＩＢＥでエッチングする
従来の技術による方法を示したものである。具体的に
は、図３はＩＢＥマスク３０が透明基板１２の表面に貫
入するトレンチ３２を有することを示している。
【００１３】また、基板上に非常に厚いアルミニウム皮
膜（≧１μｍ）を付着させると、皮膜の形態が顆粒状と
なり、皮膜表面が粗くなる。ＩＢＥの間に、この粗さが
基板に移動し、最終的にはレーザ光線の散乱のため、ア
ブレーション中に基板に入射する有効なレーザ・フルー
エンスが減少する。粗さが強すぎると、局部的なマスキ
ングが生じ、アブレーションが妨げられる。
【００１４】ＲＩＥ使用時に起きる典型的な問題は、パ
ターン・フィーチャの下部にテール、すなわちエッチン
グされない材料の細いペデスタルが形成することであ
る。この現象を本明細書では「グラス」と称するが、Ｒ
ＩＥ中に層１４が局部的にマスキングされるために起き
る。これらのペデスタルは、以後のエッチングで除去さ
れず、マスクが使用不能になる。この点は、図４に示さ
れており、図１のアブレーション・マスクをＲＩＥによ
りエッチングする従来の技術を示す。すなわち、ＲＩＥ
マスク４０はエッチングされないアルミニウム４２のペ
デスタル、すなわち「グラス」を有し、これは以後のＲ
ＩＥで除去することができない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、約
２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少なくとも約５００ｍＪ／ｃ
ｍ2の範囲のレーザ・フルーエンスを有するレーザ・ア
ブレーションに使用するマスクの製造方法を提供するこ
とにある。
【００１６】本発明の他の目的は、トレンチ、粗い表
面、またはエッチングされないペデスタル、すなわち
「グラス」を含まないアブレーション・レーザ・マスク
の製造方法を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、解像度が高く、高品
質の像をターゲット材料に与えることができるアブレー
ション・マスクの製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的は、ド
ライ・エッチング技法と化学エッチング技法を併用する
本発明の方法により達成できる。具体的には、本発明に
よれば、フルーエンスが２００ｍＪ／ｃｍ2を超えるレ
ーザに使用する高解像度のレーザ・アブレーション・マ
スクの製法が提供される。この方法は、下記のステップ
を含む。 （ａ）透明基板、前記透明基板上に付着させたＵＶ屈折
性の高い材料の層、および前記ＵＶ屈折性の高い材料の
層の所定の領域に置かれ、前記ＵＶ屈折性の高い材料の
層の他の領域は露出させたフォトレジスト層からなる、
エッチングされていないレーザ・アブレーション・マス
クを形成するステップと、（ｂ）露出したＵＶ屈折性の
高い材料の層の一部をエッチングし、露出したＵＶ屈折
性の高い材料の層の他の部分はエッチングされないよう
にするのに十分な条件で、前記エッチングされていない
レーザ・アブレーション・マスクをドライ・エッチング
にかけるステップと、（ｃ）前記ドライ・エッチングさ
れたレーザ・アブレーション・マスクを、ステップ
（ｂ）でエッチングされなかった前記露出したＵＶ屈折
性の高い材料の層の残った部分をエッチングするのに十
分な条件で化学エッチャントに接触させるステップとを
含む。
【００１９】本発明のステップ（ｂ）で、ドライ・エッ
チングはイオン・ビーム・エッチング（ＩＢＥ）で行っ
ても、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）で行っても
よい。本発明の工程（ｂ）でＩＢＥを使用する場合は、
トレンチが透明基板の表面に浸透することなく最初に透
明基板の表面に接触し始める深さまで、ＵＶ屈折性の高
い材料の露出した領域をエッチングするのに十分な条件
で行う。
【００２０】本発明のステップ（ｂ）でＲＩＥを使用す
る場合は、ステップ（ｂ）で使用する条件は、前記ＵＶ
屈折性の高い材料の層の露出した領域をエッチングする
のに十分なもので、これによりＲＩＥ後に、エッチング
されていないＵＶ屈折性の高い材料のペデスタルが前記
露出した領域に残る。次に、ＲＩＥで化学エッチングさ
れたアブレーション・マスクを前記ペデスタルが除去さ
れるのに十分な条件で化学エッチャントと接触させて、
ペデスタルを除去する。
【００２１】
【発明の実施の形態】上述のように、本発明は高解像度
で、フルーエンスが約２００ｍＪ／ｃｍ2を超えるレー
ザに耐えるアブレーション・マスクの製法を提供する。
すなわち、本発明により提供されるマスクは、損傷を生
じるしきい値が非常に高く、広範囲のレーザ・アブレー
ション用途に適する。具体的には、本発明の方法はドラ
イ・エッチング技法と化学エッチングの技法とを併用し
たものである。
【００２２】本発明の１実施例では、ＩＢＥと化学エッ
チングとを併用して、透明基板の表面上にトレンチも粗
さもないアブレーション・マスクを製造する効果的な方
法が提供される。本発明の第２の実施例では、ＲＩＥと
化学エッチングとを併用して、透明基板の表面上にエッ
チングされていないＵＶ屈折性の高い材料のペデスタル
のないアブレーション・マスクを製造する効果的な方法
が提供される。
【００２３】本発明および本発明が解決する問題につい
て、図を参照して詳細に説明する。
【００２４】再び図１を参照すると、本発明に使用する
エッチングされていないアブレーション・マスクの断面
図が示されている。具体的には、エッチングされていな
いアブレーション・マスク１０は、透明基板１２、透明
基板１２の表面上に付着させたＵＶ屈折性の高い材料、
たとえばアルミニウムの層１４、層１４の所定の領域上
に、層１４の他の領域１８を露出したままにするように
置かれたフォトレジスト層１６からなる。
【００２５】アブレーション工程で使用するレーザの波
長に対して透明であれば、当業者に周知のいかなる透明
基板でも本発明において使用することができる。通常、
本発明に使用する透明基板はいかなる不純物も含有しな
い。これらの制限に適合する透明基板には、石英、ＣＶ
Ｄダイヤモンド、フッ化カルシウムなどがあるが、これ
らに限定されるものではない。これらの透明基板の内、
ＵＶグレードの合成溶融シリカを含有する石英で構成さ
れるのが最も好ましい。本発明に使用する透明基板の厚
みは、本発明では特に決定的な制限はない。
【００２６】次に、当業者に周知の方法を用いて、透明
基板１２上にＵＶ屈折性の高い材料の層１４を付着させ
る。本明細書で使用する「ＵＶ屈折性の高い」の語は、
層１４の材料が、アブレーション工程で使用するＵＶの
約９０％以上を屈折させることができることを示す。た
とえば、層１４は、電子線蒸着またはスパッタリングに
より透明基板１２の表面上に付着させることができる。
本明細書で意図するＵＶ屈折性の高い材料のうち、本発
明ではアルミニウムが最も好ましい。以下の説明ではア
ルミニウムについて記載されているが、これは他のＵＶ
屈折性の高い材料にも適用することができることに留意
されたい。
【００２７】透明基板１２上に付着させるアルミニウム
層１４の厚みは、約３μｍ以上でなければならない。こ
の厚みは、通常のレーザ・アブレーションに付随するエ
ネルギーの範囲である約２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少な
くとも５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲のレーザ・フルーエン
スに十分耐えることが証明されている。アルミニウム層
の厚みの上限は通常約６μｍである。この厚みの上限に
より、微小電気ターゲット材料の処理のために必要なア
ルミニウム層の開口の寸法に関連する解像度に問題を回
避することができる。
【００２８】本発明で使用するフォトレジスト層１６
は、当業者に周知の従来のフォトレジストである。本発
明で使用できる適当なフォトレジストは、パターンを形
成した感ＵＶ性有機重合体で形成される。
【００２９】上述のように、図２、図３、および図４に
示す従来の技術によるアルミニウムのレーザ・アブレー
ション・マスクを製造する方法の欠点は、図５、図６、
図７、および図８に示し、以下に詳細に説明する本発明
の方法により解決される。
【００３０】具体的には、図５および図６は、図１に示
すアルミニウムのアブレーション・マスクを、最初ＩＢ
Ｅを、次に化学エッチャントを使用した化学エッチング
を行う本発明の第１の実施例を示す。本発明の第１の実
施例によれば、図１に示すアルミニウムのアブレーショ
ン・マスクを、トレンチ５２Ａが最初に透明基板１２の
上面に接触し始める深さまで、アルミニウムの層の前記
露出した領域１８をエッチングするのに十分な条件でＩ
ＢＥを行う。ＩＢＥでエッチングされたアルミニウムの
アブレーション・マスク５０Ａを図５に示す。
【００３１】トレンチ５２Ａが最初に透明基板１２に接
触し始める深さは、アルミニウム層１４の厚みに依存す
る。通常本発明では、ＩＢＥは、ＩＢＥ後に露出した領
域１８に、少なくとも約０．５μｍのアルミニウム層１
４が残るように行う。ＩＢＥでエッチングされなかった
このアルミニウムは、トレンチ５２Ａが透明基板１２に
貫入することなくアルミニウム層１４でトレンチ５２Ａ
を形成するのに十分な量である。たとえば、金属層１４
の厚みが３μｍの場合、ＩＢＥは約２．５μｍのアルミ
ニウム層１４がエッチングにより除去されるように行
う。
【００３２】ＩＢＥは、当業者に周知の技術を用いて行
う。通常本発明では、ＩＢＥは約０．０３ないし約０．
０６ミリトルの圧力で行う。さらに好ましくは、ＩＢＥ
は約０．０４ないし約０．０５ミリトルの圧力で行う。
本発明では、通常約３００ないし約１０００Ｖのイオン
・エネルギーを使用する。さらに好ましくは、ＩＢＥの
間に使用するイオン・エネルギーは、約４００ないし約
５００Ｖである。
【００３３】通常本発明では、ＩＢＥは約１００ないし
約２５０分間行う。さらに好ましくは、ＩＢＥは約１２
５ないし約１５０分間行う。
【００３４】本発明ではいかなる種類の不活性気体もイ
オン・ビーム源として使用することができる。具体的に
は、不活性気体にはＨｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅなど
があるが、これらに限定されるものではない。これらの
気体の内、Ａｒがイオン源として特に好ましい。複数の
前記の不活性気体の混合物も本明細書で企図されてい
る。
【００３５】次に、ＩＢＥを行ったアルミニウムのアブ
レーション・マスク５０Ａを、露出した領域１８からエ
ッチングされていないアルミニウムをエッチングするの
に十分な条件で、化学エッチャントと接触させる。
【００３６】アルミニウム層１４をエッチングすること
ができるものであれば、当業者に周知のいかなる化学エ
ッチャントも本発明で使用することができる。このよう
な化学エッチャントの代表例にはリン酸、クロム酸、硝
酸、酢酸、水酸化カリウム溶液などがあるが、これらに
限定されるものではない。複数のこのような化学エッチ
ャントの混合物も本明細書で企図されている。これらの
化学エッチャントは水と混合して使用することもでき
る。前記の化学エッチャントのうち、硝酸、リン酸、お
よび酢酸の混合物が特に好ましい。
【００３７】これらの化学エッチャントはＩＢＥアブレ
ーション・マスク５０Ａを浸漬する浴に含まれていて
も、マスクに直接噴霧してもよい。
【００３８】本発明では、化学エッチングは通常約２１
℃ないし約６０℃の温度で、約２分ないし約１５分間行
う。さらに好ましくは化学エッチングは約４０℃ないし
約５０℃の温度で、約４分ないし約１０分間行う。
【００３９】本発明の第１の実施例により作成した最終
のアルミニウムのアブレーション・マスク５０Ｂを図６
に示す。このマスクをレーザ・アブレーション・マスク
として使用する前に、フォトレジスト層１６を標準的な
フォトリソグラフィ法により除去することが重要であ
る。
【００４０】本発明の第２の実施例では、図１に示すエ
ッチングされていないマスクを、最初にＲＩＥを、続い
て化学エッチングを行う。詳細には、図１に示すマスク
を、まず、アルミニウム層１４の露出した領域１８をエ
ッチングするのに十分な条件で、ＲＩＥを行う。ＲＩＥ
でエッチングされたマスク６０Ａを図７に示す。ＲＩＥ
工程では、マスク上にエッチングされていないアルミニ
ウムのペデスタル６２Ａが残る。
【００４１】ＲＩＥは、当業者に周知の技術を用いて行
う。ＲＩＥで使用する反応性気体は通常ＢＣｌ3および
Ｃｌ2である。一般に、ＲＩＥ中の気体の圧力は約１０
ないし約１００ミリトルである。さらに好ましくは、Ｒ
ＩＥ中の気体の圧力は約２０ないし約３０ミリトルであ
る。このような圧力は、約２００Ｖないし約８００Ｖの
プラズマ・シーズ電位に相当する。さらに好ましくは、
ＲＩＥ中のプラズマ・シーズ電位は約３００Ｖないし約
４００Ｖである。
【００４２】本発明によれば、ＲＩＥは約３０分ないし
約２００分間行う。さらに好ましくは、ＲＩＥは約６０
分ないし約８０分間行う。
【００４３】ＲＩＥ工程の後、ＲＩＥでエッチングされ
たマスク６０Ａを、ペデスタル６２Ａを除去するのに十
分な条件で、化学エッチャントに接触させる。
【００４４】本発明の第２の実施例で使用する化学エッ
チャントと条件は、上述の本発明の第１の実施例のもの
と同一である。化学エッチャントは、当業者に周知の技
術を用いて、浴中で使用しても、直接マスクに噴霧して
もよい。
【００４５】本発明の第２の実施例により製造した最終
のエッチングされたマスク６０Ｂを図８に示す。フォト
レジスト層１６は、標準的なフォトリソグラフィ法で除
去した後、マスクはアブレーション・マスクとして使用
される。
【００４６】本発明で実施されるレーザ・アブレーショ
ン基本技術は、米国特許第４９２３７７２号明細書に記
載されている。同明細書を参照として本明細書に合体す
る。要約すれば、エキシマ・レーザなどのレーザからの
エネルギー源は、レーザ・アブレーション・マスクを介
して適当なターゲット基板上に向けられ、またはプロジ
ェクタ装置を介して処理（たとえば減衰）された後、タ
ーゲットに向けられる。
【００４７】上述のように、本発明により製造した金属
アブレーション・マスクは、損傷しきい値が高く（≧２
００ｍＪ／ｃｍ2）高解像度を有し、光学的品質が高
い。さらに、本発明の方法により、従来の技術で使用さ
れる従来の方法の約７倍改善された寸法制御が得られ
る。
【００４８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４９】（１）約２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少なく
とも約５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲のフルーエンスを有す
るレーザに使用するアブレーション・マスクの製造方法
において、（ａ）透明基板、前記透明基板上に付着させ
たＵＶ屈折性の高い材料の層、および前記ＵＶ屈折性の
高い材料の層の所定の領域に置かれ、前記ＵＶ屈折性の
高い材料の層の他の領域は露出させたフォトレジスト層
からなる、エッチングされていないレーザ・アブレーシ
ョン・マスクを形成するステップと、（ｂ）露出したＵ
Ｖ屈折性の高い材料の層の一部をエッチングし、露出し
たＵＶ屈折性の高い材料の層の他の部分はエッチングさ
れないようにするのに十分な条件で、前記エッチングさ
れていないレーザ・アブレーション・マスクをドライ・
エッチングにかけるステップと、（ｃ）前記ドライ・エ
ッチングされたマスクを、工程（ｂ）でエッチングされ
なかった前記露出したＵＶ屈折性の高い材料の層の部分
をエッチングするのに十分な条件で化学エッチャントに
接触させるステップとを含む方法。 （２）前記透明基板が、石英、ＣＶＤダイヤモンド、ま
たはフッ化カルシウムであることを特徴とする上記
（１）に記載の方法。 （３）前記透明基板が、石英であることを特徴とする上
記（２）に記載の方法。 （４）前記石英が、ＵＶグレードの合成溶融シリカを含
有することを特徴とする上記（３）に記載の方法。 （５）前記ＵＶ屈折性の高い材料が、アルミニウムで構
成されることを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （６）前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の厚みが、約３な
いし約６μｍであることを特徴とする上記（５）に記載
の方法。 （７）前記ドライ・エッチングが、イオン・ビーム・エ
ッチング（ＩＢＥ）または反応性イオン・エッチング
（ＲＩＥ）により行われることを特徴とする上記（１）
に記載の方法。 （８）前記ドライ・エッチングが、トレンチが前記透明
基板に浸透することなく最初に透明基板に接触し始める
深さまで、前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の前記露出し
た領域をエッチングし、前記露出したＵＶ屈折性の高い
材料の層の一部をエッチングされないまま残すのに十分
な条件で、ＩＢＥを使用して行われることを特徴とする
上記（７）に記載の方法。 （９）前記ＩＢＥが、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、および
Ｘｅからなる群から選択された不活性気体を使用して行
われることを特徴とする上記（８）に記載の方法。 （１０）前記不活性気体が、Ａｒであることを特徴とす
る上記（９）に記載の方法。 （１１）前記ＩＢＥが、約０．０３ないし約０．０６ミ
リトルの圧力で行われることを特徴とする上記（８）に
記載の方法。 （１２）前記ＩＢＥが、約０．０４ないし約０．０５ミ
リトルの圧力で行われることを特徴とする上記（１１）
に記載の方法。 （１３）前記ＩＢＥが、約３００ないし約１０００Ｖの
エネルギーで行われることを特徴とする上記（８）に記
載の方法。 （１４）前記イオン・エネルギーが約４００ないし約５
００Ｖであることを特徴とする上記（１３）に記載の方
法。 （１５）前記ＩＢＥが、約１００ないし約２５０分間行
われることを特徴とする上記（８）に記載の方法。 （１６）前記ＩＢＥが、約１２５ないし約１５０分間行
われることを特徴とする上記（１５）に記載の方法。 （１７）前記化学エッチング工程が、約２１ないし約６
０℃の温度で、約２ないし約１５分間行われることを特
徴とする上記（１）に記載の方法。 （１８）前記化学エッチング工程が、約４０ないし約５
０℃の温度で、約４ないし約１０分間行われることを特
徴とする上記（１７）に記載の方法。 （１９）さらに、化学エッチングされたマスクから、フ
ォトレジスト層を除去するステップを含むことを特徴と
する上記（１）に記載の方法。 （２０）ドライ・エッチングが、前記ＵＶ屈折性の高い
材料の層の露出した領域をエッチングするのに十分な条
件でＲＩＥを使用して行われ、これによりＲＩＥ後に、
エッチングされていない、ＵＶ屈折性の高い材料のペデ
スタルが前記露出した領域に存在することを特徴とする
上記（８）に記載の方法。 （２１）前記ＲＩＥが、ＢＣｌ3およびＣｌ2からなる群
から選択された反応性気体を使用して行われることを特
徴とする上記（２０）に記載の方法。 （２２）前記ＲＩＥが、約１０ないし約１００ミリトル
の圧力で行われることを特徴とする上記（２０）に記載
の方法。 （２３）前記ＲＩＥが、約２０ないし約３０ミリトルの
圧力で行われることを特徴とする上記（２２）に記載の
方法。 （２４）前記ＲＩＥが、約２００ないし約８００Ｖのプ
ラズマ・シーズ電位で行われることを特徴とする上記
（２０）に記載の方法。 （２５）前記ＲＩＥが、約３００ないし約４００Ｖのプ
ラズマ・シーズ電位で行われることを特徴とする上記
（２４）に記載の方法。 （２６）前記ＲＩＥが、約３０ないし約２００分間行わ
れることを特徴とする上記（２０）に記載の方法。 （２７）前記ＲＩＥが、約６０ないし約８０分間行われ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の方法。 （２８）約２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少なくとも約５０
０ｍＪ／ｃｍ2の範囲のフルーエンスを有するレーザに
使用するアルミニウム・アブレーション・マスクの製造
方法において、（ａ）透明基板、前記透明基板上に付着
させたアルミニウム層、および前記アルミニウム層の所
定の領域に置かれ、前記アルミニウム層の他の領域は露
出させたフォトレジスト層からなる、エッチングされて
いないアルミニウム・レーザ・アブレーション・マスク
を形成するステップと、（ｂ）露出したアルミニウム層
の一部をエッチングし、露出したアルミニウム層の他の
部分はエッチングされないようにするのに十分な条件
で、前記エッチングされていないアルミニウム・レーザ
・アブレーション・マスクをドライ・エッチングにかけ
るステップと、（ｃ）前記ドライ・エッチングされたマ
スクを、ステップ（ｂ）でエッチングされなかった前記
露出したアルミニウム層の部分をエッチングするのに十
分な条件で化学エッチャントに接触させるステップとを
含む方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術にも本発明にも使用されるエッチン
グされていないアブレーション・レーザ・マスクを示す
断面図である。
【図２】化学エッチングを行った後の、図１に示すアブ
レーション・マスクを示す断面図である。
【図３】ＩＢＥを行った後の、図１に示すアブレーショ
ン・マスクを示す断面図である。
【図４】ＲＩＥを行った後の、図１に示すアブレーショ
ン・マスクを示す断面図である。
【図５】ＩＢＥを行った後の、図１に示すアブレーショ
ン・マスクを示す断面図である。
【図６】化学エッチングを行った後の、図１に示すアブ
レーション・マスクを示す断面図である。
【図７】ＲＩＥを行った後の、図１に示すアブレーショ
ン・マスクを示す断面図である。
【図８】化学エッチングを行った後の、図１に示すアブ
レーション・マスクを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ エッチングされていないアブレーション・マスク １２ 透明基板 １４ ＵＶ屈折性の高い材料の層 １６ フォトレジスト層 １８ 露出した領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ・エル・スペイデル アメリカ合衆国12570 ニューヨーク州ポ クアグストウ・ドライブ 97 (72)発明者 ラージェシュ・エス・パテル アメリカ合衆国94555 カリフォルニア州 フレモント カーディナル・テラス 3758

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】約２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少なくとも約
    ５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲のフルーエンスを有するレー
    ザに使用するアブレーション・マスクの製造方法におい
    て、（ａ）透明基板、前記透明基板上に付着させたＵＶ
    屈折性の高い材料の層、および前記ＵＶ屈折性の高い材
    料の層の所定の領域に置かれ、前記ＵＶ屈折性の高い材
    料の層の他の領域は露出させたフォトレジスト層からな
    る、エッチングされていないレーザ・アブレーション・
    マスクを形成するステップと、（ｂ）露出したＵＶ屈折
    性の高い材料の層の一部をエッチングし、露出したＵＶ
    屈折性の高い材料の層の他の部分はエッチングされない
    ようにするのに十分な条件で、前記エッチングされてい
    ないレーザ・アブレーション・マスクをドライ・エッチ
    ングにかけるステップと、（ｃ）前記ドライ・エッチン
    グされたマスクを、ステップ（ｂ）でエッチングされな
    かった前記露出したＵＶ屈折性の高い材料の層の部分を
    エッチングするのに十分な条件で化学エッチャントに接
    触させるステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】前記透明基板が、石英、ＣＶＤダイヤモン
    ド、またはフッ化カルシウムであることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記透明基板が、石英であることを特徴と
    する請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記石英が、ＵＶグレードの合成溶融シリ
    カを含有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記ＵＶ屈折性の高い材料が、アルミニウ
    ムで構成されることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の厚みが、
    約３ないし約６μｍであることを特徴とする請求項５に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】前記ドライ・エッチングが、イオン・ビー
    ム・エッチング（ＩＢＥ）または反応性イオン・エッチ
    ング（ＲＩＥ）により行われることを特徴とする請求項
    １に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記ドライ・エッチングが、トレンチが前
    記透明基板に浸透することなく最初に透明基板に接触し
    始める深さまで、前記ＵＶ屈折性の高い材料の層の前記
    露出した領域をエッチングし、前記露出したＵＶ屈折性
    の高い材料の層の一部をエッチングされないまま残すの
    に十分な条件で、ＩＢＥを使用して行われることを特徴
    とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記ＩＢＥが、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、
    およびＸｅからなる群から選択された不活性気体を使用
    して行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記不活性気体が、Ａｒであることを特
    徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記ＩＢＥが、約０．０３ないし約０．
    ０６ミリトルの圧力で行われることを特徴とする請求項
    ８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記ＩＢＥが、約０．０４ないし約０．
    ０５ミリトルの圧力で行われることを特徴とする請求項
    １１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記ＩＢＥが、約３００ないし約１００
    ０Ｖのエネルギーで行われることを特徴とする請求項８
    に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記イオン・エネルギーが約４００ない
    し約５００Ｖであることを特徴とする請求項１３に記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】前記ＩＢＥが、約１００ないし約２５０
    分間行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記ＩＢＥが、約１２５ないし約１５０
    分間行われることを特徴とする請求項１５に記載の方
    法。
  17. 【請求項１７】前記化学エッチング工程が、約２１ない
    し約６０℃の温度で、約２ないし約１５分間行われるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記化学エッチング工程が、約４０ない
    し約５０℃の温度で、約４ないし約１０分間行われるこ
    とを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】さらに、化学エッチングされたマスクか
    ら、フォトレジスト層を除去するステップを含むことを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  20. 【請求項２０】ドライ・エッチングが、前記ＵＶ屈折性
    の高い材料の層の露出した領域をエッチングするのに十
    分な条件でＲＩＥを使用して行われ、これによりＲＩＥ
    後に、エッチングされていない、ＵＶ屈折性の高い材料
    のペデスタルが前記露出した領域に存在することを特徴
    とする請求項８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記ＲＩＥが、ＢＣｌ3およびＣｌ2から
    なる群から選択された反応性気体を使用して行われるこ
    とを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】前記ＲＩＥが、約１０ないし約１００ミ
    リトルの圧力で行われることを特徴とする請求項２０に
    記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記ＲＩＥが、約２０ないし約３０ミリ
    トルの圧力で行われることを特徴とする請求項２２に記
    載の方法。
  24. 【請求項２４】前記ＲＩＥが、約２００ないし約８００
    Ｖのプラズマ・シーズ電位で行われることを特徴とする
    請求項２０に記載の方法。
  25. 【請求項２５】前記ＲＩＥが、約３００ないし約４００
    Ｖのプラズマ・シーズ電位で行われることを特徴とする
    請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】前記ＲＩＥが、約３０ないし約２００分
    間行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  27. 【請求項２７】前記ＲＩＥが、約６０ないし約８０分間
    行われることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
  28. 【請求項２８】約２００ｍＪ／ｃｍ2ないし少なくとも
    約５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲のフルーエンスを有するレ
    ーザに使用するアルミニウム・アブレーション・マスク
    の製造方法において、（ａ）透明基板、前記透明基板上
    に付着させたアルミニウム層、および前記アルミニウム
    層の所定の領域に置かれ、前記アルミニウム層の他の領
    域は露出させたフォトレジスト層からなる、エッチング
    されていないアルミニウム・レーザ・アブレーション・
    マスクを形成するステップと、（ｂ）露出したアルミニ
    ウム層の一部をエッチングし、露出したアルミニウム層
    の他の部分はエッチングされないようにするのに十分な
    条件で、前記エッチングされていないアルミニウム・レ
    ーザ・アブレーション・マスクをドライ・エッチングに
    かけるステップと、（ｃ）前記ドライ・エッチングされ
    たマスクを、ステップ（ｂ）でエッチングされなかった
    前記露出したアルミニウム層の部分をエッチングするの
    に十分な条件で化学エッチャントに接触させるステップ
    とを含む方法。
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