JPS61174546A - アスペクト比の大きい微細パタ−ンの製作法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ・　産業上の利用分野 本発明は、アスペクト比の大きい微細パターンの製作方
法に関する。

近年、軟Ｘ線領域での分光素子として透過型グレーティ
ングや、結像素子として、フレネルゾーンプレートが注
目されている。これらの素子は軟Ｘ線（１ｘ〜数１ｏｏ
３）の吸収帯と透過帯が°交互に隣り合った配列構造を
もつが、吸収帯の材料としては金が最もよく用いられる
。この金を用いた場合、波長４Ａで１チ以下の透過率に
するためには金の厚みは、１μｍ以上必要である。また
配列構造のピッチも１μｍ前後であるから吸収帯の幅は
０．５μｍ程度である。この様な厚みと幅をもった金の
微細パターンを作るには、一般に基板上に展設した金箔
上に金メッキの型としてポリイミドで必要なパターンを
作り、基板上の金箔を電極として電気メッキを行ない、
後でポリイミドを除去して、厚みのある金パターンを作
成する方法がとられる。本発明はこの軟Ｘ線用透過型グ
レーティング及びフレネルゾーンプレートの金パターン
の電気メッキの型に相当するアスペクト比の大きな微細
パターンを作成する方法に関する。又上記の様なアスペ
クト比の大きい微細パターンを他の用途に使っても効果
が期待できる。

口・従来技術 軟Ｘ線用透過型グレーティングやフレネルゾーンプレー
トを作成する場合、ホトレジスト上に微あるが、これで
は１μｍ程度のライン巾が限界である。又電子ビーム直
接描画でパターンを描く場合、特に透過型グレーティン
グの場合、非常に時間がかかる。これに比べて二元束の
干渉によるホログラフィック露光法でパターンを形成す
る場合は、レジストパターン作成に要する時間が数秒で
すむだけでなく、パターンの周期精度そのものも向上す
るという利点がある。しかしホログラフィ× り露光法では正弦波よの断面形状であり、アスペクト比
が小さい為、ホログラフィク露光法で作成したレジスト
パターンを前述したような必要とされるアスペクト比の
大きい金メッキの型に移し変えることが強く望まれてい
た。

ハ・　発明が解決しようとする問題点 本発明は露光法によって作成された微細構造のレジスト
パターンをその下の金メッキの型となるス 絶縁体層に移し変えてアスペクト比の大きい絶縁体の微
細パターンを作成しようとするものである。

１　　二・問題点解決のための手段 本発明は絶縁体層をホトレジストのパターンに従って幅
よりも深さを深く溝を掘り下げて断面のアスペクト比の
大きい透し彫り状の微細構造を作成しようとするもので
、アスペクト比の大きな微細構造を形成しようとする目
的層とホトレジスト層との間に一層以上の介在層を設け
、ホトレジスト層から目的層に向ってエツチング比が順
次大きくなるように介在層及び目的層の材質及びエツチ
ング手段を選択するようにした。

ホ・作用 エツチング方法は具体的にはイオンビームエツチングが
適当で被エツチング材の組合せ及びガスの種類を選択す
ることでエツチング比を色々に設定することができる。

目的層とその上の介在層を考え、介在層に所望のパター
ンが形成されて目的層の彫り込むべき部分は目的層が露
出しているとする。こ−でエツチングを行うと、介在層
も目的層も共にエツチングが進行するが、目的層の方が
エツチング比が大きいので、介在層がエツチングされて
行くよりも目的層の方が多くエツチングされ、介在層が
な（なってしまう迄に目的層は介在層の厚さ以上の深さ
までエツチングが進行する。

同じ関係がホトレジスト層とその下の介在層との間でも
成立し、介在層にはホトレジスト層の厚さより深い彫り
込みができ、このようにして順次より深い彫り込みが形
成されて行って最後の目的層では非常にアスペクト比の
大きな微細構造が形成されるのである。

へ・実施例 この実施例は第１図に示すような軟Ｘ線用金（６は補強
のささえ梁で、ｇと一体的に電鋳法で形成される。以下
このグレーティングの製作法を第２図について説明する
。

まずＳｉウェハーＢ上にＮｉｌを蒸着した後Ａｕ２を蒸
着する。Ｎ１はＳ１ウエハーとＡｕとの密着性をよくす
るためのコーティングで必ずしも薬 でコーティングする。最後にホトレジストＡＺＩ３５０
Ｊの層５をスピンナー塗布して試料を作成する（第２図
Ａ）。本実施例では例えばＮ１＝２＝　２０００　Ａ　
％Ａ　Ｚ　ｌ　３５０　Ｊ　＝　１ｐ　ｍ　テアル。

又、本実施例として１０００本／ｍｍの透過型グレーテ
ィングを作成する場合を例にとればＡｕの厚みは０・５
μｍ程度が最適である為、金メッキの型としてのポリイ
ミドは０・５μｍ以上必要であるがここでは２μｍとし
た。又、ＳｉＯ２の厚みはＣＨＦ３イオンビームエツチ
ングによるエツチング比がレジスト：５ｉＯ２＝約］−
：１０．又０２イオンビームによるエツチング比が８１
０２：ポリイミド＝約１：２０であることを考慮して２
０００Åとした。

次にホログラフイク露光法によりホトレジスト層５にレ
ジストパターンを作成する（第２図Ｂ）。

このレジストパターンをマスクとしてＣＨＦ　ｓイオン
ビームエツチングによりレジストパターンを５ｉＯｚ層
４のパターンに移し換えた後、レジスト５をアセトンや
、プラズマ灰化により除去する。

この段階で５ｉＯｚ層の残存部分はレジストと５ｉ０２
のエッチレートによりエツチング中レジスト層５をかぶ
ったま＼であるからＥＬＯｚのパターンの肩の傾斜角が
大きくなる。（第２図Ｃ）次に第２図Ｂで作った５１０
２パターンをマスクとして０２イオンビームエツチング
でポリイミド層３を彫り込みパターンをポリイミド層３
に移し変える。ここで、　　ＳｉＯ２とポリイミドのエ
ツチング比によりポリイミドパターンは角が削られるこ
となく垂直に切り立つ（第２図Ｄ）次にこのポリイミド
パターンを電気メッキの型としてｑＡｕメッキ層２をメ
ッキの電極としてポリイミドパターンの彫り込んだ所を
埋めるようにＡｕ電気メッキを行なう（第２図Ｅ）。

次にフッ酸、又はＣＦ４プラズマでＳｉＯ２を除去した
後０２プラズマでポリイミドを除去する（第２図Ｆ）。

次にフォトリソグラフィーあるいは電子ビーム露光によ
りささえパターンを形成する。そして第２図Ｅと同様に
このパターンをメッキの型トシ、Ａｕパターンを電極と
してＡｕ電気メッキを行なった後、アセトンあるいはｏ
２プラズマでレジストを除去してささえ梁６を形成する
（第２図Ｇ）。

これは、軟Ｘ線領域全体にわたって、透過率の高い適当
な材料がないため、透過型グレーティングを中空の状態
にしなければならず、その為グレーティングのラインの
強度を強めるための支持としてささえパターンを入れる
のである。

次にＡｒイオンビームでメッキの電極の金層２を取り除
き、そして最後にＳ土つェハーＢのバックエツチングを
ふつ酸と硝酸の混酸、あるいはＫＯＨなどで行なう（第
２図Ｈ）。

この時作成したパターンのまわりの８１を残しておくこ
とにより、グレーティングの保持枠となるとともに緊張
度を高めることができる。

なお、レジスト類、エツチングガスが同等の効果を期待
できるものであれば上記のものに限定しないことは勿論
であり、又バックエツチング等やＡｕ電気メツキ以外の
方法でも同等のことが期待できれば勿論これに限定され
ない。要はホログラフイク露光法と反応性イオンビーム
エツチングを用いて作ったポリイミド等のアスペクト比
の大きい微細パターンを作ることが重要であり、又この
微細パターンの製作方法が他の種々の製品に応用できる
ことも勿論期待できる。

ト・効果 本発明によれば、ホログラフイク露光法を用いる為短時
間で大面積の精度のよいレジストパターンを作成でき、
その後イオンビームエツチングを用いることによりＡｕ
電気メッキの為の大面積で精度のよいパターンが作成で
き、これを型としてＡｕ電気メッキを行なうことにより
大面積で精度のよい軟Ｘ線用透過型グレーティングを作
成することができる。又この方法で必要な厚みをもった
精度のよい金のフレネルゾーンプレートも製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いたＡｕ透過型グレーティングの一
部斜視図、第２図はＡからＨまでその順に進行する本発
明の一実施例製造法の各段階の半製品及び完成品の断面
を模型的に示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホログラフイク露光法によりホトレジスト上に形成され
   た、断面形状が正弦波状（一般に正弦波の正の部分）の
   レジストパターンを目的層に転写して目的層にアスペク
   ト比が大きく断面形状が矩形状のパターンを形成するの
   に目的層とホトレジスト層の間に少なくとも一層以上の
   均一層を形成し、目的層側から、順次第１層、第２層・
   ・・とするとき、エッチング比が常に第１層＞第２層＞
   ・・・＞ホトレジストとなるように適当な各層の物質お
   よび、隣り合う各層間のエッチングガスを選び順次マス
   クパターンを番号の小さい層に転換して行き、最終の第
   １層にアスペクト比の大きい微細パターンの製作法。