JPH1078667A - 微細加工方法 - Google Patents
微細加工方法Info
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- JPH1078667A JPH1078667A JP25387096A JP25387096A JPH1078667A JP H1078667 A JPH1078667 A JP H1078667A JP 25387096 A JP25387096 A JP 25387096A JP 25387096 A JP25387096 A JP 25387096A JP H1078667 A JPH1078667 A JP H1078667A
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- resist
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- parts
- grooves
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 設計通りの滑らかな任意の加工表面形状を得
ることができ、しかも、その形状を、同時に多数製作す
ることができる微細加工方法及び微細加工装置を提供す
る。 【解決手段】 被加工物１０の表面に凹所１４を形成
し、凹所内に材料を充填して造影部２０を形成し、被加
工物に対して斜めからエネルギービームＦＡＢを照射す
ることによりエッチングを施して傾斜した面２８を形成
する。
ることができ、しかも、その形状を、同時に多数製作す
ることができる微細加工方法及び微細加工装置を提供す
る。 【解決手段】 被加工物１０の表面に凹所１４を形成
し、凹所内に材料を充填して造影部２０を形成し、被加
工物に対して斜めからエネルギービームＦＡＢを照射す
ることによりエッチングを施して傾斜した面２８を形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を加工し
て、レンチキュラや回折格子等の３次元微細構造物を作
製するための微細加工方法に関する。
て、レンチキュラや回折格子等の３次元微細構造物を作
製するための微細加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被加工物の表面に多数の微細なパ
ターンを加工する方法としては、半導体プロセスに用い
られるフォトリソグラフィ技術が用いられている。図４
は、フォトリソグラフィ技術による半導体基板加工方法
のフロー図を示すものである。第１工程（Ａ）では、基
板１の表面にレジスト材２がコーティングされる。続い
て、第２工程（Ｂ）において、所定パターン形状の透過
孔が形成されたフォトマスク３を、レジスト材２の表面
から若干浮かした状態で対向配置し、マスクパターンの
透過孔３ａを介してレジスト材２の表面に紫外線４を照
射する。これにより、フォトマスクに形成された透過孔
３ａと同じパターンがレジスト材２ａに転写される。
ターンを加工する方法としては、半導体プロセスに用い
られるフォトリソグラフィ技術が用いられている。図４
は、フォトリソグラフィ技術による半導体基板加工方法
のフロー図を示すものである。第１工程（Ａ）では、基
板１の表面にレジスト材２がコーティングされる。続い
て、第２工程（Ｂ）において、所定パターン形状の透過
孔が形成されたフォトマスク３を、レジスト材２の表面
から若干浮かした状態で対向配置し、マスクパターンの
透過孔３ａを介してレジスト材２の表面に紫外線４を照
射する。これにより、フォトマスクに形成された透過孔
３ａと同じパターンがレジスト材２ａに転写される。
【０００３】次に第３工程（ｃ）において、レジスト材
２を現像し、透過孔３ａを介して紫外線を照射した部分
のレジスト材２ａを除去する。さらに、第４工程（Ｄ）
において、プラズマ中のイオンやラジカル種を利用して
基板１上のレジスト材が無い部分に異方性エッチングを
施し、穴を形成する。最後に、第５工程（Ｅ）におい
て、レジスト材２を完全に除去して基板への加工が完了
する。こうして、第１（Ａ）〜第５工程（Ｅ）からなる
加工により、基板の表面にフォトマスクの透過孔と同じ
パターンの穴が形成される。
２を現像し、透過孔３ａを介して紫外線を照射した部分
のレジスト材２ａを除去する。さらに、第４工程（Ｄ）
において、プラズマ中のイオンやラジカル種を利用して
基板１上のレジスト材が無い部分に異方性エッチングを
施し、穴を形成する。最後に、第５工程（Ｅ）におい
て、レジスト材２を完全に除去して基板への加工が完了
する。こうして、第１（Ａ）〜第５工程（Ｅ）からなる
加工により、基板の表面にフォトマスクの透過孔と同じ
パターンの穴が形成される。
【０００４】次に、基板上に深さが異なる穴を形成する
ためには、第２段階の加工のフォトリソグラフィ工程に
着手する。すなわち、表面に穴が形成された基板の表面
に再びレジスト材２をコーティングし、加工しない部分
を前回とは異なるパターンのフォトマスクにて覆い、フ
ォトマスクにて覆われていない部分に前回と同様の加工
を施す。この場合、加工深さは加工時間を制御すること
により調節でき、こうした数段階の加工を繰り返し行う
ことにより、基板に深さの異なる穴が形成された半導体
デバイスが出来上がる。
ためには、第２段階の加工のフォトリソグラフィ工程に
着手する。すなわち、表面に穴が形成された基板の表面
に再びレジスト材２をコーティングし、加工しない部分
を前回とは異なるパターンのフォトマスクにて覆い、フ
ォトマスクにて覆われていない部分に前回と同様の加工
を施す。この場合、加工深さは加工時間を制御すること
により調節でき、こうした数段階の加工を繰り返し行う
ことにより、基板に深さの異なる穴が形成された半導体
デバイスが出来上がる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のフォトリソグラフィ技術を用いた加工方法では、次
のような問題が生じる。すなわち、表面形状を複雑な曲
面形状に加工するには、一回のフォトリソグラフィ工程
では不可能で、複数回のフォトマスク形成工程が必要に
なり、繰り返すフォトリソグラフィ工程の数も増える。
特に、フォトリソグラフィ技術ではレジスト工程は大気
中で行われ、エッチング工程は真空中で行われるため、
その往復をする度に、真空排気・リークを繰り返さなけ
ればならず、時間がかかる。また、原理的に、表面形状
は、曲面に近似した階段状の形状にしかならず、完全に
任意の滑らかな三次元的な表面形状を得ることはできな
い。
来のフォトリソグラフィ技術を用いた加工方法では、次
のような問題が生じる。すなわち、表面形状を複雑な曲
面形状に加工するには、一回のフォトリソグラフィ工程
では不可能で、複数回のフォトマスク形成工程が必要に
なり、繰り返すフォトリソグラフィ工程の数も増える。
特に、フォトリソグラフィ技術ではレジスト工程は大気
中で行われ、エッチング工程は真空中で行われるため、
その往復をする度に、真空排気・リークを繰り返さなけ
ればならず、時間がかかる。また、原理的に、表面形状
は、曲面に近似した階段状の形状にしかならず、完全に
任意の滑らかな三次元的な表面形状を得ることはできな
い。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、本発明の目的は、設計通りの滑らかな任意の加工表
面形状を得ることができ、しかも、その形状を、同時に
多数製作することができる微細加工方法及び微細加工装
置を提供することを目的とする。
で、本発明の目的は、設計通りの滑らかな任意の加工表
面形状を得ることができ、しかも、その形状を、同時に
多数製作することができる微細加工方法及び微細加工装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被加工物の表面に凹所を形成し、該凹所内に材料を
充填して造影部を形成し、該被加工物に対して斜めから
エネルギービームを照射することによりエッチングを施
して傾斜した面を形成することを特徴とする微細加工方
法である。
は、被加工物の表面に凹所を形成し、該凹所内に材料を
充填して造影部を形成し、該被加工物に対して斜めから
エネルギービームを照射することによりエッチングを施
して傾斜した面を形成することを特徴とする微細加工方
法である。
【０００８】これにより、充填材料により形成された造
影部が斜めから入射するビームに対するマスクとして作
用し、エネルギービームの陰になっている部分を残すよ
うな形でエッチングが施され、複雑な３次元的な凹凸の
加工が簡単な工程で行われる。エネルギービームとして
は、高速原子線が好適である。高速原子線は中性のエネ
ルギー粒子ビームであり、指向性が非常に優れたビーム
であるため、あらゆる材料に対して適用でき、非常に精
度の良い、かつ、平坦度の良い平面や垂直な加工壁の作
製が実現できる。
影部が斜めから入射するビームに対するマスクとして作
用し、エネルギービームの陰になっている部分を残すよ
うな形でエッチングが施され、複雑な３次元的な凹凸の
加工が簡単な工程で行われる。エネルギービームとして
は、高速原子線が好適である。高速原子線は中性のエネ
ルギー粒子ビームであり、指向性が非常に優れたビーム
であるため、あらゆる材料に対して適用でき、非常に精
度の良い、かつ、平坦度の良い平面や垂直な加工壁の作
製が実現できる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、前記充填材料と
して該被加工物よりもエッチング耐性の強い材料を用い
ることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方法であ
る。このような材料としては、金属や特定のセラミック
ス、プラスチック等が挙げられ、加工精度や作業性を考
慮して、条件に応じた適当なものを採用する。
して該被加工物よりもエッチング耐性の強い材料を用い
ることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方法であ
る。このような材料としては、金属や特定のセラミック
ス、プラスチック等が挙げられ、加工精度や作業性を考
慮して、条件に応じた適当なものを採用する。
【００１０】請求項３に記載の発明は、被加工物の表面
に、所定のビーム透過パターンを有する遮蔽膜を表面に
形成し、該被加工物とエネルギービーム源との間に所定
のビーム透過パターンを持つマスクを該表面に対して相
対移動可能に配置し、前記マスクと該被加工物を周期的
に相対並進運動させながら該表面にビームを照射するこ
とにより、該被加工物の表面に該エネルギービームの照
射量に応じた凹凸を加工することを特徴とする微細加工
方法である。
に、所定のビーム透過パターンを有する遮蔽膜を表面に
形成し、該被加工物とエネルギービーム源との間に所定
のビーム透過パターンを持つマスクを該表面に対して相
対移動可能に配置し、前記マスクと該被加工物を周期的
に相対並進運動させながら該表面にビームを照射するこ
とにより、該被加工物の表面に該エネルギービームの照
射量に応じた凹凸を加工することを特徴とする微細加工
方法である。
【００１１】請求項４に記載の発明は、該遮蔽膜が、該
被加工物に塗布したレジスト膜であることを特徴とする
請求項３に記載の微細加工方法である。レジスト膜は、
厚みが薄く、均一な膜厚であるため、マスクを表面に十
分に近づけることができる。マスクと基板との距離は短
い程、良好な加工を行うことができるため、レジスト膜
は、遮蔽物として、特に好適なものである。
被加工物に塗布したレジスト膜であることを特徴とする
請求項３に記載の微細加工方法である。レジスト膜は、
厚みが薄く、均一な膜厚であるため、マスクを表面に十
分に近づけることができる。マスクと基板との距離は短
い程、良好な加工を行うことができるため、レジスト膜
は、遮蔽物として、特に好適なものである。
【００１２】
【実施例】以下、図１ないし図３を参照して本発明によ
る微細加工方法の実施例を示す。図１に示す実施例は、
石英ガラスの板の表面に断面が「レ」字状の突条を複数
平行に加工し、ノコギリ刃状の断面形状の板を作成する
例である。この素子は、波長選択性を有する光学素子と
して機能する。
る微細加工方法の実施例を示す。図１に示す実施例は、
石英ガラスの板の表面に断面が「レ」字状の突条を複数
平行に加工し、ノコギリ刃状の断面形状の板を作成する
例である。この素子は、波長選択性を有する光学素子と
して機能する。
【００１３】図１（ａ）において、石英ガラス製の基板
１０の表面に１０μｍ幅、２０μｍピッチのライン＆ス
ペースパターンを持つ厚み１μｍのレジストを塗布して
遮蔽膜１２を形成する。そして、（ｂ）において、ＳＦ
6ガスを用いて高速原子線エッチングを行い、深さ１０
μｍの溝１４を形成し、さらにレジストを取り除く。次
に、（ｃ）において、レジスト１６を塗布し、溝１４を
充填するとともに、基板１０の表面を１μｍ厚に覆う。
１０の表面に１０μｍ幅、２０μｍピッチのライン＆ス
ペースパターンを持つ厚み１μｍのレジストを塗布して
遮蔽膜１２を形成する。そして、（ｂ）において、ＳＦ
6ガスを用いて高速原子線エッチングを行い、深さ１０
μｍの溝１４を形成し、さらにレジストを取り除く。次
に、（ｃ）において、レジスト１６を塗布し、溝１４を
充填するとともに、基板１０の表面を１μｍ厚に覆う。
【００１４】次に、（ｄ）において、２０μｍピッチの
ライン＆スペースパターンを持つフォトマスク１８を介
して紫外線露光を行い、現像して、（ｅ）のように溝以
外の部分の石英ガラス１０の表面を露出させる。これに
より、溝１４内のレジストが個別に分離して造影部２０
を形成する。そして、（ｆ）において斜め４５゜から高
速原子線ＦＡＢを照射し、造影部２０の陰となる部分以
外をエッチングして、斜面２２を形成する。最後にレジ
ストを除去して（ｇ）に示すようなノコギリ刃状の断面
形状を得る。
ライン＆スペースパターンを持つフォトマスク１８を介
して紫外線露光を行い、現像して、（ｅ）のように溝以
外の部分の石英ガラス１０の表面を露出させる。これに
より、溝１４内のレジストが個別に分離して造影部２０
を形成する。そして、（ｆ）において斜め４５゜から高
速原子線ＦＡＢを照射し、造影部２０の陰となる部分以
外をエッチングして、斜面２２を形成する。最後にレジ
ストを除去して（ｇ）に示すようなノコギリ刃状の断面
形状を得る。
【００１５】図２は、本発明の第２の実施例を示すもの
で、第１の実施例に比べて、深さに対してピッチが狭い
高アスペクト比の加工を行なう場合に適用される例であ
る。同図（ａ）において幅寸法が小さい溝１４を加工
し、そこに、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長法）によっ
て銅２４を堆積させる。次に（ｃ）の工程で、メカノケ
ミカルポリッシュを行って余分な銅を除去し、溝内の銅
２４を孤立化して造影部２６とする。次に、斜めから高
速原子線エッチングすることにより、斜面２８が形成さ
れて（ｄ）を得る。
で、第１の実施例に比べて、深さに対してピッチが狭い
高アスペクト比の加工を行なう場合に適用される例であ
る。同図（ａ）において幅寸法が小さい溝１４を加工
し、そこに、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長法）によっ
て銅２４を堆積させる。次に（ｃ）の工程で、メカノケ
ミカルポリッシュを行って余分な銅を除去し、溝内の銅
２４を孤立化して造影部２６とする。次に、斜めから高
速原子線エッチングすることにより、斜面２８が形成さ
れて（ｄ）を得る。
【００１６】図１の実施例では、（ｆ）の工程において
レジストもエッチングされるが、レジストの厚みが十分
に厚かったので対応できた。ピッチが狭くなると、エッ
チング耐性をより高いものにしなければ、エッチングの
途中で充填材料が貫通してしまい、マスクの役割を達成
できない。そこで、この例では銅を用いてこれを解決し
たものである。なお、上記の実施例では、造影部を形成
する凹所を断面矩形の溝としたが、被加工物の表面に形
成すべき凹凸の形状に応じて、くぼみ状あるいは任意の
形状の凹所とすることができる。
レジストもエッチングされるが、レジストの厚みが十分
に厚かったので対応できた。ピッチが狭くなると、エッ
チング耐性をより高いものにしなければ、エッチングの
途中で充填材料が貫通してしまい、マスクの役割を達成
できない。そこで、この例では銅を用いてこれを解決し
たものである。なお、上記の実施例では、造影部を形成
する凹所を断面矩形の溝としたが、被加工物の表面に形
成すべき凹凸の形状に応じて、くぼみ状あるいは任意の
形状の凹所とすることができる。
【００１７】図３に示す実施例は、石英ガラスの基板１
０に同様の形状のノコギリ刃状の形状を作成する例であ
る。この素子は、波長選択性を有する光学素子として機
能する。
０に同様の形状のノコギリ刃状の形状を作成する例であ
る。この素子は、波長選択性を有する光学素子として機
能する。
【００１８】まず、予め、１０μｍ幅、２０μｍピッチ
のライン＆スペースパターンを持つ分離マスク３０を作
製しておく。ここでは、ニッケルを素材とした電鋳製で
あり、厚みは１０μｍである。そして、工程（ａ）に示
すように、石英ガラス表面にフォトレジストにて１０μ
ｍ幅、２０μｍピッチのライン＆スペースパターンを持
つ遮蔽膜３２を形成する。レジストの厚みは、１μｍで
ある。次に、分離マスク３０を図のごとく位置合わせす
る。分離マスク３０と石英ガラス基板１０との距離は１
０μｍである。
のライン＆スペースパターンを持つ分離マスク３０を作
製しておく。ここでは、ニッケルを素材とした電鋳製で
あり、厚みは１０μｍである。そして、工程（ａ）に示
すように、石英ガラス表面にフォトレジストにて１０μ
ｍ幅、２０μｍピッチのライン＆スペースパターンを持
つ遮蔽膜３２を形成する。レジストの厚みは、１μｍで
ある。次に、分離マスク３０を図のごとく位置合わせす
る。分離マスク３０と石英ガラス基板１０との距離は１
０μｍである。
【００１９】この分離マスク３０を１０μｍの振幅で往
復運動させる。それと同時に高速原子線ＦＡＢを分離マ
スク３０を通して照射する。すると、被加工物である石
英ガラス１０は、（ｂ）のような斜面３４を持つノコギ
リ刃状に加工される。工程（ｃ）においてレジスト３２
を除去することによって、（ｄ）のような光学素子が完
成する。
復運動させる。それと同時に高速原子線ＦＡＢを分離マ
スク３０を通して照射する。すると、被加工物である石
英ガラス１０は、（ｂ）のような斜面３４を持つノコギ
リ刃状に加工される。工程（ｃ）においてレジスト３２
を除去することによって、（ｄ）のような光学素子が完
成する。
【００２０】
【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明
は、直進性の高いエネルギービームと遮蔽物との組み合
わせにより、３次元的な凹凸を持つ微細な形状を容易に
加工することができ、このため、従来では製作困難であ
った構造や機能を有する光学素子等の製作を可能とし
て、産業上の利用価値が大きい。
は、直進性の高いエネルギービームと遮蔽物との組み合
わせにより、３次元的な凹凸を持つ微細な形状を容易に
加工することができ、このため、従来では製作困難であ
った構造や機能を有する光学素子等の製作を可能とし
て、産業上の利用価値が大きい。
【図１】この発明の一実施例の方法の工程を示す図であ
る。
る。
【図２】この発明の他の実施例の方法の工程を示す図で
ある。
ある。
【図３】この発明のさらに他の実施例の方法の工程を示
す図である。
す図である。
【図４】従来の工程を示す図である。
１０ 基板 １４ 溝 ２０，２６ 造影部 ２８，３４ 斜面 ３０ マスク ３２ 遮蔽膜 ＦＡＢ 高速原子線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｚ (72)発明者 當間 康 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 畑村 洋太郎 東京都文京区小日向２−12−11 (72)発明者 中尾 政之 千葉県松戸市新松戸４−272 Ｄ−805
Claims (4)
- 【請求項１】 被加工物の表面に凹所を形成し、該凹所
内に材料を充填して造影部を形成し、該被加工物に対し
て斜めからエネルギービームを照射することによりエッ
チングを施して傾斜した面を形成することを特徴とする
微細加工方法。 - 【請求項２】 前記充填材料として該被加工物よりもエ
ッチング耐性の強い材料を用いることを特徴とする請求
項１に記載の微細加工方法。 - 【請求項３】 被加工物の表面に、所定のビーム透過パ
ターンを有する遮蔽膜を表面に形成し、該被加工物とエ
ネルギービーム源との間に所定のビーム透過パターンを
持つマスクを該表面に対して相対移動可能に配置し、 前記マスクと該被加工物を周期的に相対並進運動させな
がら該表面にビームを照射することにより、該被加工物
の表面に該エネルギービームの照射量に応じた凹凸を加
工することを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項４】 該遮蔽膜が、該被加工物に塗布したレジ
スト膜であることを特徴とする請求項３に記載の微細加
工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387096A JPH1078667A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 微細加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387096A JPH1078667A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 微細加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078667A true JPH1078667A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=17257287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25387096A Pending JPH1078667A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 微細加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1078667A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001097587A1 (fr) * | 2000-06-15 | 2001-12-27 | Masahiko Shima | Systeme d'utilisation/de gestion de logiciels, procede de controle d'utilisation/de gestion de logiciels, systeme de controle d'utilisation/de gestion de logiciels, systeme d'utilisation/de gestion de biens incorporels et procede d'utilisation/de gestion de logiciels et procede d'utilisation/gestion de biens incorporels |
| KR100557945B1 (ko) | 2002-12-26 | 2006-03-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 비트라인 형성 방법 |
| CN111033325A (zh) * | 2017-06-02 | 2020-04-17 | 迪斯帕列斯有限公司 | 经高度调制的衍射母板及其制造方法 |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP25387096A patent/JPH1078667A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001097587A1 (fr) * | 2000-06-15 | 2001-12-27 | Masahiko Shima | Systeme d'utilisation/de gestion de logiciels, procede de controle d'utilisation/de gestion de logiciels, systeme de controle d'utilisation/de gestion de logiciels, systeme d'utilisation/de gestion de biens incorporels et procede d'utilisation/de gestion de logiciels et procede d'utilisation/gestion de biens incorporels |
| KR100557945B1 (ko) | 2002-12-26 | 2006-03-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 비트라인 형성 방법 |
| CN111033325A (zh) * | 2017-06-02 | 2020-04-17 | 迪斯帕列斯有限公司 | 经高度调制的衍射母板及其制造方法 |
| CN111033325B (zh) * | 2017-06-02 | 2022-01-11 | 迪斯帕列斯有限公司 | 经高度调制的衍射母板及其制造方法 |
| US11391870B2 (en) | 2017-06-02 | 2022-07-19 | Dispelix Oy | Height-modulated diffractive master plate and method of manufacturing thereof |
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