KR20150033561A - Grid polarizing device and method for manufacturing grid polarizing device - Google Patents

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Abstract

A grid polarization device which can maintain an extinction ratio in a peripheral part is provided. Each linear unit (3) which comprises a line-shaped grid (2) which is installed on a transparent substrate (1) includes: a first layer (31) which polarizes light and a second layer (32) which is located in a light input part of the first layer (31). The second layer (32) is formed with a transmissive material, has a height lower than the height of the first layer (31) and is formed with a material which is more resistant to etchant which is used when forming the first layer (31).

Description

그리드 편광 소자 및 그리드 편광 소자 제조 방법{GRID POLARIZING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING GRID POLARIZING DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a grid polarizing element and a method of manufacturing a grid polarizing element,

본원 발명은, 편광된 상태의 광(편광광)을 얻는 편광 소자에 관한 것이며, 특히 투명 기판 상에 그리드(격자)를 형성한 구조의 그리드 편광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a polarizing element for obtaining light (polarized light) in a polarized state, and more particularly to a grid polarizing element having a structure in which a grid (grating) is formed on a transparent substrate.

편광광을 얻는 편광 소자는, 편광 선글래스와 같은 일상 제품을 비롯하여 편광 필터나 편광 필름 등의 광학 소자로서 각종의 것이 알려져 있으며, 액정 디스플레이 등의 디스플레이 디바이스에서도 사용되고 있다. 편광 소자에는, 편광광을 취출하는 방식에서 몇 가지의 것으로 분류되는데, 그 하나로 와이어 그리드 편광 소자가 있다.Polarizing elements for obtaining polarized light are known as various optical elements such as polarizing filters and polarizing films as well as everyday products such as polarizing sunglasses and are also used in display devices such as liquid crystal displays. Polarizing elements are classified into several types in a manner of taking out polarized light. One of them is a wire grid polarizing element.

와이어 그리드 편광 소자는, 투명 기판 상에 알루미늄과 같은 금속으로 이루어지는 미세한 줄무늬 형상의 격자를 설치한 구조의 것이다. 격자를 이루는 각 선형부의 이격 간격(격자 간격)을 편광시키는 광의 파장 이하로 함으로써 편광 소자로서 기능한다. 직선 편광광 중, 격자의 길이 방향으로 전계 성분을 갖는 편광광의 경우에는 플랫한 금속과 등가이므로 반사하는 한편, 길이 방향에 수직인 방향으로 전계 성분을 갖는 편광광의 경우에는 투명 기판만이 있는 것과 등가이므로, 투명 기판을 투과하여 출사한다. 이 때문에, 편광 소자로부터는 격자의 길이 방향에 수직인 방향의 직선 편광광이 오로지 출사한다. 편광 소자의 자세를 제어해, 격자의 길이 방향이 원하는 방향을 향하도록 함으로써, 편광광의 축(전계 성분의 방향)이 원하는 방향을 향한 편광광을 얻어지게 된다.The wire grid polarizing element has a structure in which a fine stripe-shaped lattice made of a metal such as aluminum is provided on a transparent substrate. (Lattice spacing) of each linear portion constituting the lattice is equal to or smaller than the wavelength of the polarizing light, thereby functioning as a polarizing element. In the case of linearly polarized light, in the case of polarized light having an electric field component in the longitudinal direction of the lattice, since it is equivalent to a flat metal, it is equivalent to a polarized light having an electric field component in a direction perpendicular to the longitudinal direction So that the transparent substrate is transmitted and emitted. Therefore, linearly polarized light in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the grating exits only from the polarizing element. By controlling the attitude of the polarizing element so that the longitudinal direction of the grating is directed in a desired direction, the polarized light having the axis of the polarized light (direction of the electric field component) is directed in the desired direction.

이하, 설명의 편의상, 격자의 길이 방향으로 전계 성분을 갖는 직선 편광광을 s편광광이라고 부르고, 격자의 길이 방향에 수직인 방향으로 전계 성분을 갖는 직선 편광광을 p편광광이라고 부른다. 통상, 입사면(반사면에 수직이고 입사 광선과 반사광선을 포함하는 면)에 대해 전계가 수직인 것을 s파, 평행한 것을 p파라고 부르는데, 격자의 길이 방향이 입사면과 평행인 것을 전제로 하여, 이와 같이 구별한다.Hereinafter, for convenience of explanation, linearly polarized light having an electric field component in the longitudinal direction of the grating is referred to as s-polarized light, and linearly polarized light having an electric field component in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the grating is referred to as p-polarized light. Normally, the case where the electric field is vertical with respect to the incident plane (the plane perpendicular to the reflection plane and including the incident light and the reflected light) is referred to as s-wave and the parallel one is referred to as p-wave. The assumption that the longitudinal direction of the lattice is parallel to the incident plane As shown in FIG.

이러한 편광 소자의 성능을 나타내는 기본적인 지표는, 소광비 ER과 투과율 TR이다. 소광비 ER은, 편광 소자를 투과한 편광광의 강도 중, s편광광의 강도(Is)에 대한 p편광광의 강도(Ip)의 비이다(Ip/Is). 또, 투과율 TR은, 통상, 입사하는 s편광광과 p편광광의 전체 에너지에 대한 출사 p편광광의 에너지의 비이다(T R=Ip/(Is+Ip)). 이상적인 편광 소자는, 소광비 ER=∞, 투과율 TR=50%가 된다.The basic index indicating the performance of such a polarizing element is the extinction ratio ER and the transmittance TR. The extinction ratio ER is the ratio of the intensity Ip of the p-polarized light to the intensity Is of the s-polarized light among the intensities of the polarized light transmitted through the polarizing element (Ip / Is). The transmittance TR is usually the ratio of the energy of the emitted p-polarized light to the total energy of the incident s-polarized light and p-polarized light (T R = Ip / (Is + Ip)). The ideal polarizing element has an extinction ratio ER = ∞ and a transmittance TR = 50%.

격자가 금속제이므로 와이어 그리드 편광 소자라고 불리는데, 본원 발명의 방법으로 제조되는 편광 소자는, 격자는 반드시 금속으로는 한정되지 않으므로, 이하, 단순히 그리드 편광 소자라고 부른다.Since the grating is made of metal, it is called a wire grid polarizing element. The polarizing element manufactured by the method of the present invention is hereinafter simply referred to as a grid polarizing element, since the grating is not necessarily limited to metal.

도 5는, 종래의 그리드 편광 소자의 제조 방법의 개략도이다. 그리드 편광 소자는, 투명 기판(1) 상에 포토리소그래피에 의해서 격자(2)를 형성함으로써 제조된다. 구체적으로는, 도 5(1)에 나타낸 바와 같이, 우선 투명 기판(1) 상에 격자용 박막(40)을 제작한다. 그리고, 도 5(2)에 나타낸 바와 같이, 격자용 박막(40) 상에 포토레지스트(50)를 도포한다(도 5(2)). 다음에, 형성하는 패턴을 갖는 마스크를 통해 포토레지스트(50)를 노광하고, 현상을 행하여 포토레지스트의 패턴(5)을 얻는다(도 5(3)).5 is a schematic view of a conventional method of manufacturing a grid polarizing element. The grid polarizing element is manufactured by forming a grating 2 on a transparent substrate 1 by photolithography. Specifically, as shown in Fig. 5 (1), a lattice thin film 40 is first formed on a transparent substrate 1. Then, as shown in Fig. 5 (2), the photoresist 50 is coated on the lattice film 40 (Fig. 5 (2)). Next, the photoresist 50 is exposed through a mask having a pattern to be formed and developed to obtain a photoresist pattern 5 (Fig. 5 (3)).

다음에, 레지스트 패턴(5)측으로부터 에천트를 공급하고, 레지스트 패턴(5)으로 덮여 있지 않은 개소의 격자용 박막(40)을 에칭한다. 에칭은, 격자용 박막(40)의 두께 방향으로 전계를 인가하면서 행하는 이방성 에칭이며, 격자용 박막(40)이 줄무늬 형상으로 패턴화된다(도 5(4)). 그 후, 도 5(5)에 나타낸 바와 같이, 레지스트 패턴(5)을 제거하면, 격자(2)가 얻어지고, 그리드 편광 소자가 완성된다. 격자(2)는, 일정한 방향으로 연장되는 선형부(3)를 간격을 두고 평행하게 다수 배치한 구조이므로, 라인 앤드 스페이스라고 종종 불린다.Next, the etchant is supplied from the side of the resist pattern 5, and the thin lattice film 40 which is not covered with the resist pattern 5 is etched. Etching is anisotropic etching performed while applying an electric field in the thickness direction of the thin film for lattice 40, and the lattice film 40 is patterned in a stripe pattern (Fig. 5 (4)). Thereafter, as shown in Fig. 5 (5), when the resist pattern 5 is removed, the lattice 2 is obtained, and the grid polarizing element is completed. The grating 2 is often called a line and space because it has a structure in which a plurality of linear portions 3 extending in a certain direction are arranged in parallel at intervals.

일본국 특허 공개 2011-8172호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-8172

편광 소자의 어떤 종류의 용도로는, 가시역의 단파장측의 광이나 자외역의 광과 같은 짧은 파장역의 광을 편광시키고, 어느 정도 넓은 조사 영역에 조사하는 것이 필요하게 되었다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 제조 프로세스에 있어서, 근년, 광배향이라 불리는 기술이 채용되게 되었다. 이 기술은, 액정 디스플레이에 있어서 필요한 배향막을 광조사에 의해서 얻는 기술이다. 폴리이미드와 같은 수지제의 막에 자외역의 편광광을 조사하면, 막중의 분자가 편광광의 방향으로 배열되어, 배향막을 얻을 수 있다. 러빙이라 불리는 기계적인 배향 처리에 비해, 고성능의 배향막을 얻을 수 있으므로, 고화질의 액정 디스플레이의 제조 프로세스에 많이 채용되게 되었다.It has become necessary to polarize light in a short wavelength range such as light on the short wavelength side of the visible region or light in the ultraviolet region and irradiate the light to a somewhat wide irradiation region. For example, in the manufacturing process of a liquid crystal display, in recent years, a technique called optical alignment has been adopted. This technique is a technique for obtaining an alignment film necessary for a liquid crystal display by light irradiation. When a film made of resin such as polyimide is irradiated with polarized light in an ultraviolet region, molecules in the film are aligned in the direction of the polarized light, and an alignment film can be obtained. A high-performance alignment film can be obtained as compared with a mechanical alignment process called rubbing, so that it has been widely employed in a manufacturing process of a high-quality liquid crystal display.

그리드 편광 소자에서는, 상술한 바와 같이, 격자 간격을, 편광시키는 파장 정도 또는 그보다 짧은 간격으로 할 필요가 있다. 따라서, 파장이 짧아지면 질수록 격자 간격을 짧게 해야 하며, 격자의 구조는 미세화한다. 이 때문에, 이전에는, 가시 단파장역으로부터 자외역의 광의 편광용으로서는 실현이 어렵다고 여겨져왔는데, 근년에 있어서의 미세 가공 기술(포토리소그래피 기술)의 진보에 따라, 실용화는 충분히 가능하다고 생각되게 되었다.In the grid polarizing element, as described above, it is necessary to set the lattice spacing to a wavelength approximately equal to or shorter than the wavelength of polarizing light. Therefore, the shorter the wavelength, the shorter the lattice spacing and the finer the structure of the lattice. For this reason, it has previously been considered that it is difficult to realize the polarization of light in the ultraviolet region from the visible short wavelength region. However, according to the progress of the microfabrication technique (photolithography technology) in recent years, it has been thought that the practical use is sufficiently possible.

그러나, 발명자의 연구에 의하면, 어느 정도의 크기의 그리드 편광 소자를 제조하여 어느 정도의 크기의 영역에 편광광을 조사하고자 하면, 조사 영역의 주변부에 있어서 소광비 ER이 저하하는 문제가 있다고 판명되었다. 이 문제의 원인을 조사하기 위해서 계속 예의 연구를 한 바, 제조시의 에칭 공정에 있어서의 면내 불균일성에 기인한다고 판명되었다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다.However, the inventor's research has revealed that there is a problem that the extinction ratio ER is lowered in the periphery of the irradiated area if a grid polarizing element of a certain size is manufactured and the polarized light is irradiated to a region of a certain size. In order to investigate the cause of this problem, it has been found that it is due to in-plane non-uniformity in the etching process at the time of manufacture. This point will be described below.

도 6은, 그리드 편광 소자의 제조에 있어서의 에칭 공정을 모식적으로 나타낸 정면 단면 개략도이다.Fig. 6 is a schematic front cross-sectional view schematically showing an etching process in the production of the grid polarizing element.

에칭 공정에서는, 반응성 가스의 플라즈마를 형성하고, 투명 기판(1)의 두께 방향으로 전계를 설정한다. 플라즈마 중의 이온(에천트)은 전계에 의해 플라즈마로부터 빼내어져 격자용 박막에 입사되고, 격자용 박막과 반응하여 격자용 박막을 에칭한다. In the etching step, a plasma of a reactive gas is formed, and an electric field is set in the thickness direction of the transparent substrate 1. [ The ions (etchant) in the plasma are extracted from the plasma by an electric field to enter the grating thin film, and react with the grating thin film to etch the grating thin film.

이 때, 도 6에 나타낸 바와 같이, 투명 기판(1)은 스테이지(7) 상에 올려져 있으며, 스테이지(7) 상에서 이동하지 않도록 투명 기판(1)의 둘레 가장자리는 누름 링(71)으로 스테이지(7) 상에 눌러져 있다. 누름 링(71)은, 투명 기판(1)의 윤곽의 형상을 따른 둘레형상이며, 내에칭성 재료(즉, 에천트에 의해서는 에칭되지 않는 재료)로 형성된다.6, the transparent substrate 1 is placed on the stage 7, and the peripheral edge of the transparent substrate 1 is held by the holding ring 71 so as not to move on the stage 7, (Not shown). The pushing ring 71 is formed in a circumferential shape along the contour of the transparent substrate 1 and made of an etch-resistant material (that is, a material which is not etched by an etchant).

에칭시, 에천트는 격자용 박막과의 반응에 의해서 소비된다. 이 경우, 투명 기판(1) 상의 주변부에서는, 누름 링(71)이 있으므로, 에천트의 소비량은 중앙부에 비해 적다. 이 때문에, 에천트는, 중앙부에 비해 주변부에 있어서 많이 존재하는 공간 분포가 된다.At the time of etching, the etchant is consumed by the reaction with the lattice film. In this case, the peripheral portion of the transparent substrate 1 has the pushing ring 71, so that the consumption amount of the etchant is smaller than that of the center portion. For this reason, the etchant has a larger spatial distribution in the peripheral portion than in the central portion.

투명 기판(1)의 주변부 상에 있어서 에천트가 과잉으로 존재하면, 주변부에서 과잉으로 에칭이 되게 된다. 즉, 중앙부에 있어서, 정상적으로 에칭이 종료될 때까지 에칭을 행하면, 주변부에서는 에칭이 과잉이 되어, 포토레지스트까지 에칭되어 버리게 된다. 이에 의해, 형성된 선형부까지 에칭되어 버린다. 그 결과, 도 5(5)에 나타낸 바와 같이, 투명 기판(1)의 주변부(1p)에 있어서는, 각 선형부(3)의 높이가 주변부(1p)에 있어서 중앙부(1c)보다 낮아지는 구조가 되어 버린다.If the etchant is present excessively on the peripheral portion of the transparent substrate 1, excessive etching is caused at the peripheral portion. That is, if the etching is performed until the etching is normally completed in the center portion, the etching becomes excessive at the peripheral portion, and the etching is also carried out to the photoresist. As a result, the formed linear portion is etched. As a result, as shown in Fig. 5 (5), in the peripheral portion 1p of the transparent substrate 1, the structure in which the height of each linear portion 3 is lower than the central portion 1c in the peripheral portion 1p is .

발명자의 연구에 의하면, 그리드 편광 소자에 있어서 소광비는 선형부의 높이에 의존하고 있으며, 선형부의 높이가 낮아지면, 소광비가 저하한다. 연구에서 확인된 조사 영역의 주변부에서의 소광비의 저하는, 이러한 그리드 편광 소자의 제조 공정에서의 문제에 기인하고 있다고 판명되었다.According to the study by the inventor, in the grid polarizing element, the extinction ratio depends on the height of the linear portion, and when the height of the linear portion is lower, the extinction ratio is lowered. It has been found that the deterioration of the extinction ratio at the periphery of the irradiation region confirmed in the study is caused by a problem in the manufacturing process of such a grid polarizing element.

본원 발명은, 이러한 발명자에 의한 신규 지견에 의거하여 이루어진 것이며, 주변부에 있어서 소광비가 저하하지 않는 뛰어난 그리드 편광 소자를 제공하는 것을 해결 과제로 하는 것이다.The present invention is based on the new finding by the inventor of the present invention, and provides an excellent grid polarizing element which does not lower the extinction ratio in the peripheral portion.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본원의 청구항 1에 기재된 발명은, 투명 기판과 투명 기판 상에 설치된 복수의 선형부로 이루어지는 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자로서,In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 of the present application is a grid polarizing element comprising a transparent substrate and a stripe-shaped grating composed of a plurality of linear parts provided on a transparent substrate,

줄무늬 형상의 격자는, 편광 작용을 하는 투명 기판측의 제1의 층과, 제1의 층의 상측에 위치하는 제2의 층으로 이루어지는 것이며,The stripe-shaped lattice is composed of a first layer on the side of the transparent substrate that performs a polarizing action and a second layer on the upper side of the first layer,

제2의 층은, 투광성의 재료로 형성되고, 제1의 층보다 높이가 낮은 것이라는 구성을 갖는다.The second layer is formed of a light-transmitting material and has a structure that the height is lower than that of the first layer.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 제2의 층은, 상기 제1의 층을 에칭에 의해서 형성할 때의 에천트에 대한 내성이 제1의 층에 비해 높은 재료로 형성되어 있다고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the structure of claim 1, the second layer has a resistance against an etchant when the first layer is formed by etching And is formed of a material higher than that of the first layer.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 또는 2의 구성에 있어서, 상기 제2의 층의 재료는, 사용 파장에 있어서의 소광계수가 실질적으로 제로라고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, a third aspect of the present invention is the light emitting device according to the first or second aspect, wherein the material of the second layer has a configuration in which the extinction coefficient at the wavelength of use is substantially zero .

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 또는 2의 구성에 있어서, 상기 제2의 층은, 높이가 10nm 이상 100nm 이하라고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 4 is the structure according to claim 1 or 2, wherein the second layer has a height of 10 nm or more and 100 nm or less.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 4 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 사용 파장은, 200nm 이상 400nm 이하라는 구성을 갖는다.In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 5 is the configuration according to any one of claims 1 to 4, wherein the use wavelength is 200 nm or more and 400 nm or less.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 제1의 층은, 실리콘으로 형성되어 있다는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 6 is the constitution according to any one of claims 1 to 5, wherein the first layer is made of silicon.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 또는 2의 구성에 있어서, 상기 제2의 층은, 산화티탄, 산화실리콘, 산화탄탈, 산화니오브, 알루미나, 산화하프늄, 이트리아, 지르코니아, 인듐산주석, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화아연, 불화마그네슘 중 어느 한 종 이상의 재료로 이루어진다고 하는 구성을 갖는다.According to a seventh aspect of the invention, in the structure of the first or second aspect, the second layer is made of at least one of titanium oxide, silicon oxide, tantalum oxide, niobium oxide, alumina, hafnium oxide, Zirconia, tin indium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and magnesium fluoride.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 8에 기재된 발명은, 투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자를 제조하는 그리드 편광 소자 제조 방법으로서,In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 8 is a grid polarizing element manufacturing method for manufacturing a grid polarizing element having a transparent substrate and a striped grid provided on a transparent substrate,

투명 기판 상에 제1의 박막을 제작하는 제1의 성막 공정과,A first film formation step of fabricating a first thin film on a transparent substrate,

제1의 박막 상에 제2의 박막을 제작하는 제2의 성막 공정과,A second film forming step of forming a second thin film on the first thin film,

제2의 박막을 에칭하여 제2의 박막을 줄무늬 형상의 제2층으로 하는 제1의 에칭 공정과,A first etching step of etching the second thin film to make the second thin film into a stripe-shaped second layer,

줄무늬 형상으로 된 제2의 층을 마스크로 하여 제1의 박막을 에칭하여 제1의 층으로 하는 제2의 에칭 공정을 갖고 있으며,And a second etching step of forming the first layer by etching the first thin film with the second stripe-shaped layer as a mask,

제1의 성막 공정은, 편광 작용을 하는 재료로 제1의 박막을 제작하는 공정이며,The first film forming step is a step of manufacturing a first thin film made of a material having a polarizing action,

제2의 성막 공정은, 투광성의 재료로 제2의 박막을 제작하는 공정이며,The second film forming step is a step of producing a second thin film from a light transmitting material,

제조된 그리드 편광 소자에 있어서 제2의 층의 높이가 제1의 층보다 낮은 구조로 한다고 하는 구성을 갖는다.And the height of the second layer in the fabricated grid polarizing element is lower than that of the first layer.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 9에 기재된 발명은, 상기 청구항 8의 구성에 있어서, 상기 제2의 에칭 공정에서는, 상기 제2의 박막이 제1의 박막보다 내성이 높은 에천트를 사용한다고 하는 구성을 갖는다.According to a ninth aspect of the present invention, in the structure of the eighth aspect, in the second etching step, the second thin film uses an etchant having a higher resistance than the first thin film .

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 10에 기재된 발명은, 상기 청구항 8 또는 9의 구성에 있어서, 상기 제2의 박막의 재료는, 사용 파장에 있어서의 소광계수가 실질적으로 제로라고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 10 is the light emitting device according to claim 10, wherein in the constitution of claim 8 or 9, the material of the second thin film has a configuration in which the extinction coefficient at the used wavelength is substantially zero .

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 11에 기재된 발명은, 상기 청구항 8 또는 9의 구성에 있어서, 상기 제2의 층은, 높이가 10nm 이상 100nm 이하라고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 11 is the structure according to claim 8 or 9, wherein the second layer has a height of 10 nm or more and 100 nm or less.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 12에 기재된 발명은, 상기 청구항 8 내지 11 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 사용 파장은, 200nm 이상 400nm 이하라고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention written in claim 12 is the device according to any one of claims 8 to 11, wherein the used wavelength is 200 nm or more and 400 nm or less.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 13에 기재된 발명은, 상기 청구항 8 내지 12 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 제1의 박막은, 실리콘으로 제작된다고 하는 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the invention recited in claim 13 is the constitution according to any one of claims 8 to 12, wherein the first thin film is made of silicon.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 14에 기재된 발명은, 상기 청구항 8 또는 9의 구성에 있어서, 상기 제2의 층은, 산화티탄, 산화실리콘, 산화탄탈, 산화니오브, 알루미나, 산화하프늄, 이트리아, 지르코니아, 인듐산주석, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화아연, 불화마그네슘 중 어느 한 종 이상의 재료로 제작된다고 하는 구성을 갖는다.According to a fourteenth aspect of the present invention, in the structure according to the eighth or ninth aspect, the second layer is at least one of titanium oxide, silicon oxide, tantalum oxide, niobium oxide, alumina, hafnium oxide, Zirconia, tin indium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and magnesium fluoride.

또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 15에 기재된 발명은, 투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 복수의 선형부로 이루어지는 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자를 제조하는 그리드 편광 소자 제조 방법으로서,According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a grid polarizing element manufacturing method for manufacturing a grid polarizing element having a transparent substrate and a striped grating formed of a plurality of linear portions provided on a transparent substrate,

투명 기판 상에 제1의 박막을 제작하는 제1의 성막 공정과,A first film formation step of fabricating a first thin film on a transparent substrate,

희생층용 제3의 박막을 제1의 박막 상에 제작하는 제3의 성막 공정과,A third film forming step of forming a third thin film for the sacrificial layer on the first thin film,

제3의 박막을 포토리소그래피에 의해 줄무늬 형상으로 하여 희생층을 형성하는 희생층 형성 공정과,A sacrificial layer forming step of forming a sacrificial layer by making the third thin film into a stripe shape by photolithography,

희생층의 측면을 포함하는 영역에 제2의 박막을 제작하는 제2의 성막 공정과,A second film forming step of forming a second thin film in a region including a side surface of the sacrificial layer,

희생층의 측면에 형성된 부분이 잔류한 상태로 제2의 박막을 에칭하는 제1의 에칭 공정과,A first etching step of etching the second thin film with a portion formed on a side surface of the sacrificial layer remaining,

희생층을 제거하여 줄무늬 형상의 제2의 층을 형성하는 희생층 제거 공정과,A sacrificial layer removing step of forming a stripe-shaped second layer by removing the sacrificial layer,

줄무늬 형상으로 된 제2의 층을 마스크로 하여 제1의 층을 에칭하는 제2의 에칭 공정을 갖고 있으며,And a second etching step of etching the first layer using the second layer in a striped pattern as a mask,

제1의 성막 공정은, 편광 작용을 갖게 하는 재료로 제1의 박막을 제작하는 공정이며,The first film forming step is a step of producing a first thin film made of a material having a polarizing action,

제2의 성막 공정은, 투광성의 재료로 제2의 박막을 제작하는 공정이며,The second film forming step is a step of producing a second thin film from a light transmitting material,

제조된 그리드 편광 소자에 있어서 제2의 층의 높이가 제1의 층보다 낮은 구조로 한다고 하는 구성을 갖는다.And the height of the second layer in the fabricated grid polarizing element is lower than that of the first layer.

이하에서 설명하는 바와 같이, 본원의 청구항 1, 8 또는 15에 기재된 발명에 의하면, 격자가, 편광 작용을 갖는 주된 층으로서의 제1의 층과, 투광성을 갖고, 제1의 층보다도 높이가 낮은 캡층으로서의 제2의 층으로 이루어지므로, 제1의 층의 높이가 불균일해지지 않고, 편광 작용의 균일성이 향상된다.As described below, according to the invention described in claim 1, 8 or 15 of the present application, the grating has a first layer as a main layer having a polarizing action, and a second layer as a light- The height of the first layer is not uneven and the uniformity of the polarization action is improved.

또, 청구항 2 또는 9에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 추가해, 제2의 층이 내에칭성을 가지므로, 제2의 층용 박막을 두껍게 제작할 필요가 없어, 이 점에서 적합하다.According to the invention as set forth in claim 2 or 9, in addition to the above effect, since the second layer has etching resistance, it is not necessary to make the second layer thin film thick, which is preferable in this respect.

또, 청구항 3 또는 10에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 추가해, 제2의 층의 소광계수가 실질적으로 제로이므로, 제2의 층의 높이가 불균일해졌다고 해도 그에 따라 편광 작용의 균일성이 저하되지는 않는다.According to the invention as set forth in claim 3 or 10, in addition to the above-mentioned effects, since the extinction coefficient of the second layer is substantially zero, even if the height of the second layer becomes uneven, It does not.

또, 청구항 5 또는 12에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 추가해, 사용 파장이 200~400nm이므로, 광배향 처리와 같이 이 파장역의 편광광의 조사가 필요한 경우, 적절하게 사용될 수 있다.According to the invention as set forth in claim 5 or 12, in addition to the above effects, since the wavelength used is 200 to 400 nm, it can be suitably used when it is necessary to irradiate polarized light in this wavelength range as in the photo alignment treatment.

또, 청구항 6 또는 13 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 추가해, 제1의 층이 실리콘으로 형성되므로, 미세 가공이 용이하다는 효과를 얻을 수 있다.According to the sixth or thirteenth aspect of the present invention, in addition to the above effects, since the first layer is formed of silicon, it is possible to obtain an effect that the fine processing is easy.

도 1은 본원 발명의 실시형태의 그리드 편광 소자의 단면 개략도이다.
도 2는 제1의 실시형태의 그리드 편광 소자 제조 방법을 나타낸 정면 단면 개략도이다.
도 3은 제2의 실시형태의 그리드 편광 소자 제조 방법의 개략도이다.
도 4는 실시형태의 방법에 의해 제조되는 그리드 편광 소자의 편광 작용 분포에 대해서 참고예의 그리드 편광 소자와 비교한 모식도이다.
도 5는 종래의 그리드 편광 소자의 제조 방법의 개략도이다.
도 6은 그리드 편광 소자의 제조에 있어서의 에칭 공정을 모식적으로 나타낸 정면 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a grid polarizing element according to an embodiment of the present invention.
2 is a front cross-sectional schematic view showing a method of manufacturing a grid polarizing element according to the first embodiment.
3 is a schematic view of a grid polarizing element manufacturing method according to the second embodiment.
Fig. 4 is a schematic diagram showing the distribution of polarization action of the grid polarizing element manufactured by the method of the embodiment in comparison with the grid polarizing element of the reference example. Fig.
5 is a schematic view of a conventional method of manufacturing a grid polarizing element.
Fig. 6 is a front sectional schematic view schematically showing an etching process in the production of a grid polarizing element. Fig.

다음에, 본원 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시형태)에 대해서 설명한다.Next, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, an embodiment) will be described.

도 1은, 본원 발명의 실시형태의 그리드 편광 소자의 단면 개략도이다. 도 1에 나타낸 그리드 편광 소자는, 투명 기판(1)과, 투명 기판(1) 상에 설치된 줄무늬 형상의 격자(2)로 이루어진다. 격자(2)는, 일정한 방향으로 연장되는 다수의 선형부(21)가 간격을 두고 형성된 구조를 갖는다. 도 1에서, 각 선형부(3)의 폭(격자 폭)이 w로 나타나고, 격자 간격이 t로 나타나 있다. 또, 각 선형부(3)의 높이를 h로 나타낸다.1 is a schematic cross-sectional view of a grid polarizing element according to an embodiment of the present invention. The grid polarizing element shown in Fig. 1 is composed of a transparent substrate 1 and a stripe-shaped lattice 2 provided on the transparent substrate 1. The grating (2) has a structure in which a plurality of linear portions (21) extending in a constant direction are formed at intervals. In Fig. 1, the width (lattice width) of each linear section 3 is represented by w, and the lattice interval is represented by t. The height of each linear section 3 is represented by h.

격자(2)를 구성하는 각 선형부(3)는, 상하로 두 개의 층으로 형성되어 있으며, 격자(2)는, 전체적으로 하측의 제1의 층(31)과, 제1의 층(31) 상의 제2의 층(32)으로 구성되어 있다. 이들층(31, 32)도, 전체적으로는 격자형상이다. 전체적으로 격자형상을 이루는 제1의 층(31)은, 편광 작용을 하는 층이다. 제2의 층(32)은, 제조시에 제1의 층(31)을 보호하는 캡층으로서 설치되어 있다.Each of the linear portions 3 constituting the grating 2 is formed of two layers vertically and the grating 2 has a lower first layer 31 as a whole and a first layer 31, And a second layer 32 on the second layer 32. These layers 31 and 32 also have a lattice shape as a whole. The first layer 31, which has a lattice shape as a whole, is a layer having a polarizing action. The second layer 32 is provided as a cap layer that protects the first layer 31 at the time of manufacture.

이 실시형태에서는, 제1의 층(31)은 실리콘으로 형성되어 있다. 편광 작용을 갖게 하는 제1의 층(31)의 재료로서 실리콘을 채용하는 것은, 종래의 와이어 그리드 편광 소자와는 상이한 사상에 의거하고 있다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다.In this embodiment, the first layer 31 is formed of silicon. The use of silicon as the material of the first layer 31 for imparting a polarizing action is based on a different idea from that of the conventional wire grid polarizing element. This point will be described below.

종래의 와이어 그리드 편광 소자는, 반사형 그리드 편광 소자라고도 부를 수 있는 것이며, 격자(2)에 반사율이 높은 금속을 사용해, 격자(2)의 길이 방향으로 전계 성분을 갖는 직선 편광광을 반사시킴으로써 투명 기판(1)을 투과시키지 않도록 하는 것이다.The conventional wire grid polarizing element can also be referred to as a reflection type grid polarizing element. By using a metal having high reflectance in the grating 2 and reflecting linearly polarized light having an electric field component in the longitudinal direction of the grating 2, So that the substrate 1 is not transmitted.

한편, 실시형태의 그리드 편광 소자는, 편광시키는 광의 파장을 흡수하는 재료를 포함하여 구성되는 각 선형부(3)를, 편광시키는 광의 파장과 동일한 정도 이하의 격자 간격 t로 배열시킨 줄무늬 형상의 격자(2)를 갖는 것이며, 흡수형 그리드 편광 소자라고도 부를 수 있는 것이다. 흡수형이라고는 해도, 가시광용 편광 필름 등에서 볼 수 있는 고분자에 의한 광의 흡수를 이용한다고 하는 것이 아니라, 전자 유도에 수반하여 발생하는 광의 감쇠를 이용하는 것이다.On the other hand, in the grid polarizing element of the embodiment, each linear portion 3 including a material that absorbs the wavelength of light to be polarized is arranged in a stripe-like lattice array arranged at a lattice interval t equal to or less than the wavelength of the polarizing light (2), and can also be referred to as an absorption type grid polarizing element. Even if it is of the absorption type, the absorption of light by the polymer visible in the polarizing film for visible light or the like is not used but the attenuation of light generated by the electromagnetic induction is utilized.

제1의 층(31)의 재료로는, 어느 정도 소광계수가 큰 것이 바람직하다고 할 수 있다. 제1의 층(31)의 재료는, 감쇠계수가 0.8 정도 또는 그 이상인 것이 바람직하다. 그 이유에 대해서 이하에서 설명한다.As the material of the first layer 31, it can be said that it is preferable that the extinction coefficient is large to some extent. The material of the first layer 31 preferably has a damping coefficient of about 0.8 or more. The reason for this will be described below.

흡수형 와이어 그리드 편광 소자의 원리는, 투명 기판 상의 각 선형부(3)와 평행한 전계 성분을 갖는 광이 와이어중을 전파하면서, 각 선형부(3)를 구성하는 재료에 흡수되는 것에 의한다. 여기서, 흡수를 갖는 매질중을 x방향(선형부의 높이 방향)으로 전파하는 전계는, 이하의 수학식 1로 주어진다.The principle of the absorption type wire grid polarizing element is that light having an electric field component parallel to each linear portion 3 on the transparent substrate is absorbed by the material constituting each linear portion 3 while propagating in the wire . Here, the electric field propagating in the x direction (the height direction of the linear portion) of the medium having the absorption is given by the following equation (1).

Figure pat00001
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수학식 1의 우변 최초의 exp의 항은 감쇠를 나타내고 있으며, 소광계수 k가 클수록, 짧은 전파 거리 x로 전계가 감쇠함을 알 수 있다. 따라서, 소광계수가 작은 재료로 제1의 층(31)을 형성한 경우, 소광비를 높게 하려면, 제1의 층(31)을 높게 하여 전반거리를 길게 할 필요가 있음을 알 수 있다. 그 한편, 격자 폭 w는, 격자 간격 t와 함께 파장에 의해서 최적의 폭이 정해진다. 즉, 소광계수가 작은 재료로 제1의 층(31)을 형성해 버리면, 격자(2)의 애스펙트비(격자 폭 w에 대한 선형부(3)의 높이 h의 비)를 높게 하지 않으면 안 되게 된다. 애스펙트비(h/w：도 1)가 높은 격자(2)는 일반적으로 제조가 어렵고, 또 기계적 강도도 약해지게 된다. 따라서, 어느 정도 높은 소광계수를 갖는 재료로 제1의 층(31)을 형성하는 것이 바람직하다. 상세한 설명은 생략하나, 발명자의 연구에 의하면, 0.8 정도의 소광계수를 갖는 재료로 제1의 층(31)을 형성하면, 소광비가 20을 넘는 고성능의 그리드 편광 소자를 얻을 수 있다. 따라서, 제1의 층(31)의 재료는, 감쇠계수가 0.8 정도 또는 그 이상인 것이 바람직하다.The term exp at the first side of the right side of Equation 1 indicates attenuation, and it can be seen that the larger the extinction coefficient k is, the more the electric field is attenuated by the short propagation distance x. Therefore, when the first layer 31 is formed of a material having a small extinction coefficient, it is necessary to increase the first layer 31 to increase the extinction distance in order to increase the extinction ratio. On the other hand, the grating width w is determined by the wavelength along with the grating pitch t. That is, if the first layer 31 is formed of a material having a small extinction coefficient, the aspect ratio (ratio of the height h of the linear portion 3 to the lattice width w) of the lattice 2 must be increased . The lattice 2 having a high aspect ratio (h / w: Fig. 1) is generally difficult to manufacture and also has a low mechanical strength. Therefore, it is preferable to form the first layer 31 with a material having a somewhat higher extinction coefficient. A detailed description thereof will be omitted. According to the study of the inventors, however, a high-performance grid polarizing element with an extinction ratio exceeding 20 can be obtained by forming the first layer 31 of a material having an extinction coefficient of about 0.8. Therefore, the material of the first layer 31 preferably has a damping coefficient of about 0.8 or more.

구체적으로는, 이 실시형태에서는, 제1의 층(31)은, 스퍼터링과 같은 성막 기술로 제작된 막으로 형성되어 있으며 아몰퍼스 실리콘으로 되어 있다.Specifically, in this embodiment, the first layer 31 is formed of a film formed by a film-forming technique such as sputtering and made of amorphous silicon.

실시형태의 그리드 편광 소자에서는, 사용 파장으로서 200~400nm가 상정되어 있다. 아몰퍼스 실리콘 200~400nm의 파장역에서 2.6~3.3의 소광계수를 갖기 때문에, 제1의 층(31)의 재료로서 적합하게 선정되어 있다.In the grid polarizing element of the embodiment, the wavelength used is assumed to be 200 to 400 nm. Is suitably selected as the material of the first layer 31 because it has an extinction coefficient of 2.6 to 3.3 at a wavelength range of 200 to 400 nm of amorphous silicon.

실리콘이 선정되어 있는 다른 이유는, 미세 가공이 용이한 점이다. 실리콘은 대표적인 반도체 재료이며, 각종 반도체 디바이스의 제조 기술로서 각종의 미세 가공 기술이 확립되어 있다. 이들 기술을 전용할 수 있는 점도, 제1의 층(31)의 재료로서 실리콘이 적합한 이유이다.Another reason why silicon is selected is that micro-machining is easy. Silicon is a typical semiconductor material, and various fine processing techniques have been established as manufacturing techniques for various semiconductor devices. The reason why these techniques can be dedicated is that silicon is suitable as the material of the first layer 31.

다음에, 제2의 층(32)에 대해서 설명한다. 제2의 층(32)은, 제1의 층(31)의 치수 형상의 균일성을 유지하기 위한 캡층으로서 설치된다. 상술한 바와 같이, 그리드 편광 소자의 제조에 있어서는, 에칭시의 에천트 분포의 불균일성에 의해, 형성되는 각 선형부(3)의 높이가 불균일해지기 쉽다. 이 점을 고려하여, 이 실시형태에서는, 격자(2)를 제1, 제2의 두 개의 층(31, 32)을 적층한 구조로 하고, 제1의 층(31)을 주된 층(편광 작용을 하는 층)으로 하고 있다.Next, the second layer 32 will be described. The second layer 32 is provided as a cap layer for maintaining the uniformity of the dimensional shape of the first layer 31. As described above, in the production of the grid polarizing element, the height of each formed linear portion 3 is likely to be uneven due to the unevenness of the etchant distribution at the time of etching. Considering this point, in this embodiment, the grating 2 is formed by laminating the first and second two layers 31 and 32, and the first layer 31 is formed as a main layer As shown in Fig.

제2의 층(32)은, 제1의 층(31)을 형성할 때의 이방성 에칭에 있어서, 형성하고 있는 제1의 층(31)의 상면을 덮고, 제1의 층(31)의 상면이 에천트에 노출되지 않도록 한다. 따라서, 제2의 층(32)은, 이방성 에칭이 완료되어 제1의 층(31)이 완전하게 형성된 시점에서, 제1의 층(31) 상에 잔류하고 있게 된다. 주된 편광 작용을 하는 층은 제1의 층(31)이므로, 제1의 층(31)의 형성 후에 제2의 층(32)을 제거하는 것도 생각할 수 있으나, 제2의 층(32)만 제거하는 것은 어렵다. 따라서, 제2의 층(32)을 그대로 잔류시킨 구조로 하고 있다.The second layer 32 covers the upper surface of the first layer 31 formed in the anisotropic etching at the time of forming the first layer 31 and covers the upper surface of the first layer 31 Do not expose to this etchant. Therefore, the second layer 32 remains on the first layer 31 at the time when the first layer 31 is completely formed after the anisotropic etching is completed. It is also conceivable to remove the second layer 32 after formation of the first layer 31, since only the primary layer 31 is the first layer 31, but only the second layer 32 is removed It is difficult to do. Therefore, the second layer 32 is left as it is.

이러한 제2의 층(32)의 재료를 선정할 때에는, 몇 가지의 점을 고려할 필요가 있다. 하나는, 사용 파장의 광의 투과성이다. 실시형태의 그리드 편광 소자는, 상술한 바와 같이 흡수형의 모델로 동작하는 편광 소자이다. 흡수형으로 동작하려면, 광이 제1의 층(31)에 도달해, 제1의 층(31) 중을 전반할 필요가 있다. 가령, 제2의 층(32)이 완전한 차광성의 재료로 형성되어 있으면, 제1의 층(31)에는 광이 도달하지 않게 되어, 제1의 층(31)이 편광 작용을 할 수 없게 된다. 제2의 층(32)이 알루미늄과 같은 금속으로 형성되어 있어서 실질적으로 100%의 반사율인 경우가, 이 예에 해당한다. 또한, 금속이어도 크롬계와 같이 얇게 함으로써 광투과성이 나오는 재료도 있다. 따라서, 제2의 층(32)으로서 사용할 수 없는 것은, 두께(높이)를 고려한 다음에, 사용 파장의 광을 실질적으로 100% 차광해 버리는 경우이다.When selecting the material of the second layer 32, several points need to be taken into consideration. One is the light transmittance at the wavelength of use. The grid polarizing element of the embodiment is a polarizing element that operates as an absorption type model as described above. In order to operate in absorption mode, light must reach the first layer 31 and propagate through the first layer 31. For example, if the second layer 32 is formed of a completely light-shielding material, light does not reach the first layer 31 and the first layer 31 can not polarize . The case where the second layer 32 is formed of a metal such as aluminum and has a reflectance of substantially 100% corresponds to this example. In addition, there is also a material in which a light permeability is obtained by thinning a metal like a chromium-based material. Therefore, the second layer 32 can not be used when the thickness (height) is taken into consideration and then the light of the wavelength of use is substantially 100% shielded.

제2의 층(32)이 광투과성의 재료인 것을 전제로 한 경우, 다음에 검토해야 할 것은, 제2의 층(32)에 있어서 어느 정도의 흡수가 있는지에 관한 것이다. 제2의 층(32)의 특성의 바람직한 예로는, 사용 파장에 있어서, 제2의 층(32)의 소광계수가 실질적 제로인 것이다. 소광계수가 실질적으로 제로이면, 제2의 층(32)에 있어서의 흡수가 실질적으로 없게 되어, 광은 감쇠하지 않고 제1의 층(31)에 도달한다. 따라서, 제2의 층(32)은, 제조 프로세스에 있어서 제1의 층(31)을 덮는 기능을 발휘하면서, 제조 후에 있어서 제1의 층(31)의 편광 작용을 저해하지는 않는다. 「실질적으로 제로」란, 예를 들면 소광계수가 1 미만인 경우이며, 보다 바람직하게는 0.1 미만인 경우이다.Assuming that the second layer 32 is a light-transmitting material, what should be considered next is how much absorption is present in the second layer 32. [ A preferred example of the characteristics of the second layer 32 is that the extinction coefficient of the second layer 32 is substantially zero at the wavelength of use. If the extinction coefficient is substantially zero, the absorption in the second layer 32 is substantially absent, and the light reaches the first layer 31 without attenuation. Thus, the second layer 32 exerts the function of covering the first layer 31 in the manufacturing process, and does not hinder the polarization action of the first layer 31 after the production. "Substantially zero" means, for example, a case where the extinction coefficient is less than 1, and more preferably less than 0.1.

제2의 층(32)의 재료의 소광계수가 실질적으로 제로가 아니라, 어느 정도의 흡수가 있는 경우에 대해서 검토하면, 이 경우에는, 제2의 층(32)에 있어서도 흡수형의 편광 작용이 발생할 수 있음을 고려할 필요가 있다. 제2의 층(32)이 편광 작용을 갖는 경우에 문제가 되는 것은, 제2의 층(32)이, 종래 기술의 란에서 기술한 바와 같이 높이가 불균일해지는 것이다. 제2의 층(32)이 편광 작용을 갖고, 그 높이가 불균일해지면, 제1의 층(31) 및 제2의 층(32)으로 이루어지는 격자(2)가 하는 편광 작용이, 전체적으로 불균일해지게 되어, 상술한 바와 같은 문제가 발생할 수 있다.Considering the case where the extinction coefficient of the material of the second layer 32 is not substantially zero and there is some degree of absorption, in this case, even in the second layer 32, It is necessary to consider that it can occur. A problem in the case where the second layer 32 has a polarizing action is that the height of the second layer 32 becomes uneven as described in the Background of the Related Art section. When the second layer 32 has a polarization action and its height becomes uneven, the polarization action of the grating 2 made up of the first layer 31 and the second layer 32 becomes uneven And the above-described problems may arise.

실시형태의 그리드 편광 소자는, 이 점을 고려해, 제2의 층(32)의 높이를 제1의 층(31)보다 낮게 하고 있다. 예를 들면, 제2의 층(32)의 재료의 소광계수가 실질적으로 제로가 아닌 경우이며, 제1의 층(31)의 높이는 50~300nm 정도의 범위인 경우에는, 제2의 층(32)의 높이는, 10~100nm 정도의 범위에서 적절히 선정되며, 바람직하게는 10~40nm, 보다 바람직하게는 20~30nm이다.In consideration of this point, the height of the second layer 32 is made lower than that of the first layer 31 in the grid polarizing element of the embodiment. For example, when the extinction coefficient of the material of the second layer 32 is not substantially zero and the height of the first layer 31 is in the range of about 50 to 300 nm, the second layer 32 ) Is appropriately selected in the range of about 10 to 100 nm, preferably 10 to 40 nm, and more preferably 20 to 30 nm.

가령, 제2의 층(32)이 편광 작용을 갖고, 제2의 층(32)의 높이가 불균일해졌다고 해도, 원래의 높이가 제1의 층(31)보다 낮기 때문에, 편광 소자 전체적으로 편광 작용의 면내 분포가 문제가 될 정도로 불균일해지지는 않는다. 또한, 「면내」란, 투명 기판(1)의 판면의 영역 내라는 의미이며, 편광 소자에 있어서 편광 작용의 면내 분포가 불균일해지면, 조사면의 조사 영역 내에서 편광광의 조사가 불균일해진다.Even if the second layer 32 has polarizing action and the height of the second layer 32 is uneven, since the original height is lower than that of the first layer 31, The in-plane distribution of the surface is not uneven. The term " in-plane " means within the area of the plate surface of the transparent substrate 1, and if the in-plane distribution of the polarization action becomes non-uniform in the polarizing element, irradiation of the polarized light in the irradiation area of the irradiation surface becomes uneven.

또한, 제2의 층(32)이 사용 파장의 광을 잘 흡수하는 재료로 형성되며, 전체적으로 격자형상인 제2의 층(32)에 있어서 높은 편광 작용이 발생하는 것도 일단은 가정할 수 있으나, 제1의 층(31)이 주된 편광 작용을 갖는 층이며, 사용 파장과의 관계에서 충분히 광을 흡수하는 재료가 선정된다. 제2의 층(32)은, 제1의 층(31)과는 상이한 재료로 형성되는 것이므로, 제1의 층(31)보다도 높은 편광 작용을 갖는 것은, 통상은 상정하기 어렵다. 따라서, 제2의 층(32)을 제1의 층(31)보다 낮게 형성해 두면, 편광 작용의 면내 분포 불균일화는 방지할 수 있다.It is also possible to assume that the second layer 32 is formed of a material that absorbs the light of the wavelength of use well and a high polarizing action occurs in the second layer 32 which is generally lattice- The first layer 31 is a layer having a main polarizing action, and a material capable of absorbing light sufficiently in relation to the wavelength of use is selected. Since the second layer 32 is formed of a material different from that of the first layer 31, it is generally difficult to assume that the second layer 32 has a polarization action higher than that of the first layer 31. Therefore, if the second layer 32 is formed to be lower than the first layer 31, in-plane distribution nonuniformity of polarization action can be prevented.

또, 제2의 층(32)은, 제1의 층(31)을 형성할 때의 에칭에 있어서의 제1의 층(31)의 캡용이기 때문에, 제2의 층(32)의 재료는, 제1의 층(31)을 형성할 때의 에천트에 대해 내성이 있는 것이 바람직하다. 통상, 에칭은 레지스트 패턴을 마스크로 하여 행해지는데, 레지스트 패턴도 에천트에 의해서 다소는 에칭되는 것을 피할 수 없다. 레지스트 패턴의 소모가 많아지면, 제1의 층(31)의 형성이 완료될 때까지 레지스트 패턴이 완전히 소실되어버릴 수 있다. 이 경우, 제1의 층(31)이 노출되게 되어, 캡층인 제2의 층(32)이 에천트에 대해 내성이 낮으면 제1의 층(31)까지 에칭되어 소실되어 버릴 수 있다. 따라서, 제2의 층(32)의 재료는, 제1의 층(31)을 형성할 때의 에천트에 대해 높은 내성을 갖는 것이 바람직하다. 「높은 내성」이란, 제1의 층(31)의 보호이므로, 제1의 층(31)에 비해 높다는 것이며, 제1의 층(31)을 에칭할 때에 사용되는 에천트에 대해서, 에칭 속도가 제1의 층(31)보다 낮다는 것이다.Since the second layer 32 is used for capping the first layer 31 in the etching for forming the first layer 31, the material of the second layer 32 is, for example, It is preferable that it is resistant to the etchant when the first layer 31 is formed. Usually, the etching is performed using the resist pattern as a mask, and it is inevitable that the resist pattern is somewhat etched by the etchant. If the consumption of the resist pattern is increased, the resist pattern may be completely lost until the formation of the first layer 31 is completed. In this case, the first layer 31 is exposed, and if the second layer 32, which is the cap layer, is low in resistance to the etchant, the first layer 31 may be etched and lost. Therefore, it is preferable that the material of the second layer 32 has a high resistance to the etchant when the first layer 31 is formed. High resistance is higher than that of the first layer 31 because it is the protection of the first layer 31 and the etchant used when etching the first layer 31 has an etching rate of Is lower than the first layer (31).

또한, 제2의 층(32)이 에천트에 대해 낮은 내성을 갖는 경우라도, 제1의 층(31)의 형성이 완료된 시점에서 잔류하고 있으면 제1의 층(31)을 보호하는 목적은 달성할 수 있다. 따라서, 제1의 층(31)을 형성할 때의 에천트에 대해 제2의 층(32)의 재료의 내성이 낮은 경우에는, 그것을 예측하여 제2의 층(32)용 박막을 두껍게 형성해 두면 된다. 예를 들면, 제1의 층(31)을 형성할 때의 에천트에 대해 제2의 층(32)이 제1의 층(31)의 반분밖에 내성이 없는 경우(에칭 속도가 제1의 층(31)의 재료의 배인 경우), 제2의 층(32)용 박막을 제1의 층(31)용 박막의 두께의 배를 조금 넘는 정도의 두께로 형성해 두면, 제1의 층(31)의 형성이 완료된 시점에서도 제2의 층(32)은 잔류하게 된다.Even if the second layer 32 has a low resistance to the etchant, the purpose of protecting the first layer 31 when the formation of the first layer 31 is completed is achieved can do. Therefore, when the resistance of the material of the second layer 32 is low with respect to the etchant when the first layer 31 is formed, if the thickness of the thin film for the second layer 32 is thickened by predicting the resistance do. For example, if the second layer 32 is only resistant to the etchant at the time of forming the first layer 31, which is only half the thickness of the first layer 31 (the etching rate is lower than that of the first layer 31, (The thickness of the first layer 31 is a multiple of the material of the first layer 31) and the thickness for the second layer 32 is slightly larger than the thickness of the thin film for the first layer 31, The second layer 32 remains after the formation of the second layer 32 is completed.

구체적인 재료의 예를 나타내면, 제1의 층(31)이 상술한 바와 같이 실리콘으로 형성되는 경우, 제2의 층(32)은, 예를 들면 산화실리콘으로 형성될 수 있다. 산화실리콘이 스퍼터링과 같은 성막 기술에 의해 제작되는 막인 경우, 도시는 생략 하지만, 200~400nm에 있어서의 소광계수는 제로이며, 실리콘(아몰퍼스)의 소광계수 2.6~3.3에 비하면 충분히 작고, 실질적으로 제로로 할 수 있다.As an example of a specific material, when the first layer 31 is formed of silicon as described above, the second layer 32 may be formed of, for example, silicon oxide. In the case where silicon oxide is a film formed by a film forming technique such as sputtering, although not shown, the extinction coefficient at 200 to 400 nm is zero and is sufficiently small compared with the extinction coefficient 2.6 to 3.3 of silicon (amorphous) .

또, 실리콘은, 예를 들면 CF4와 같은 불화탄소계 가스나 염소계의 가스의 플라즈마로 에칭할 수 있는데, 이 경우, 주지하는 바와 같이, 예를 들면 염소 가스의 플라즈마를 형성하여 에칭하면, 산화실리콘에 대해 실리콘을 선택적으로 에칭하는 것이 가능하게 된다. 즉, 산화실리콘은, 실리콘을 에칭할 때의 에천트에 대해 실리콘보다 에칭 속도가 충분히 낮다.Silicon can be etched by a plasma of a fluorocarbon gas such as CF 4 or a chlorine gas. In this case, as is known, if a plasma of chlorine gas is formed and etched, for example, It becomes possible to selectively etch silicon against silicon. That is, the silicon oxide has a lower etching rate than the silicon with respect to the etchant when silicon is etched.

제2의 층(32)의 재료의 다른 예를 나타내면, 산화티탄, 산화탄탈, 산화니오브, 알루미나, 산화하프늄, 이트리아, 지르코니아, 인듐산주석, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화아연, 불화마그네슘 등을 제2의 층(32)의 재료로서 선정할 수 있다. 산화실리콘도 포함시켜, 이들 각 재료는, 단체(單體)의 재료로서 제2의 층(32)을 형성해도 되고, 2종 이상의 재료로 제2의 층(32)을 형성해도 된다. 제2의 층(32)용 박막의 형성 방법으로는, 스퍼터링 외에, ALD(Atomic Layer Deposition)와 같은 열CVD 도 채용할 수 있다.Other examples of the material of the second layer 32 include titanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, alumina, hafnium oxide, yttria, zirconia, tin indium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, Can be selected as the material of the second layer (32). Each of these materials may include a silicon oxide, and the second layer 32 may be formed as a single material, or the second layer 32 may be formed of two or more materials. As a method of forming the thin film for the second layer 32, thermal CVD such as ALD (Atomic Layer Deposition) may be employed in addition to sputtering.

특히, 후술하는 도 3의 제조 방법에서 설명하는 바와 같이, 제1의 층(31)은 실리콘으로, 제2의 층(32)은 산화티탄으로 형성하는 것이 바람직하다.In particular, as described later in the manufacturing method of FIG. 3, it is preferable that the first layer 31 is formed of silicon and the second layer 32 is formed of titanium oxide.

또한, 제작되는 박막은, 일반적으로는 성막 온도가 높아지면 결정화의 정도가 높아진다. 결정화의 정도가 높아지면, 밴드 구조에 유래한 광의 흡수가 나타나게 되므로, 일반적으로 소광계수가 높아진다. 따라서, 상술한 각 재료로 제2의 층(32)을 형성하는 경우, 아몰퍼스 상태로 하는 것이 바람직한 경우가 많다.In general, the degree of crystallization of the thin film to be formed becomes higher when the film forming temperature is higher. When the degree of crystallization is increased, the absorption of light derived from the band structure is exhibited, so that the extinction coefficient is generally increased. Therefore, in the case where the second layer 32 is formed of each of the above-described materials, it is often desirable to make the amorphous state.

각 층의 높이에 대해서 설명하면, 제1의 층(31)의 높이는 50~300nm 정도의 범위에서 적당히 선정되며, 예를 들면 100nm 정도가 된다. 또, 제2의 층(32)의 높이는, 10~100nm 정도의 범위에서 적당히 선정되며, 바람직하게는 10~40nm, 보다 바람직하게는 20~30nm이며, 예를 들면 30nm 정도가 된다.Regarding the height of each layer, the height of the first layer 31 is suitably selected in the range of about 50 to 300 nm, for example, about 100 nm. The height of the second layer 32 is appropriately selected in the range of about 10 to 100 nm, preferably 10 to 40 nm, and more preferably 20 to 30 nm, for example, about 30 nm.

제1 및 제2의 층(31, 32)으로 이루어지는 격자(2)의 치수에 대해서는, 몇 가지 관점에서 검토가 필요하다. 일반적으로, 그리드 편광 소자는, 각 선형부(3)의 높이가 높을수록, 소광비는 높아진다. 흡수형인 경우, 각 선형부(3)를 전반하는 과정에서의 s편광광의 감쇠를 이용하므로, 이 경향은 현저하다. 그 한편, 각 선형부(3)의 높이가 높아지면, 투과율은 저하한다. 또, 각 선형부(3)의 폭에 대한 높이의 비(애스펙트비)가 높아지면, 각 선형부(3)의 기계적 강도가 저하해, 도괴되기 쉬워진다. 따라서, 각 선형부(3)의 높이는, 소광비, 투과율 및 기계적 강도를 고려하여 결정할 필요가 있으며, 예를 들면, 격자 폭 w가 10~50nm 정도인 경우, 제1 및 제2의 층(31, 32)으로 이루어지는 격자(2)의 높이 h는, 60nm~400nm 정도의 범위에서 적당히 선정된다. 이 중, 편광 작용을 하는 제1의 층(31)은, 충분한 소광비를 얻는 관점에서 50~300nm 정도인 것이 바람직하다. 또한, 각 선형부(3)의 애스펙트비에 대해서는, 2~20 정도의 범위에서 적당히 선정할 수 있으며, 예를 들면 애스펙트비 5로 할 수 있다.The dimensions of the lattice 2 made up of the first and second layers 31 and 32 need to be examined from several viewpoints. Generally, the higher the height of each linear portion 3, the higher the extinction ratio is. In the case of the absorption type, this tendency is remarkable because the use of the attenuation of the s-polarized light in the process of propagating each linear portion 3 is used. On the other hand, if the height of each linear portion 3 becomes higher, the transmittance decreases. Also, if the ratio (aspect ratio) of the height to the width of each linear section 3 is increased, the mechanical strength of each linear section 3 is lowered and it is likely to be damaged. Therefore, it is necessary to determine the height of each linear section 3 in consideration of the extinction ratio, transmittance and mechanical strength. For example, when the lattice width w is about 10 to 50 nm, the first and second layers 31, And the height h of the lattice 2 made up of the first and second dielectric layers 32 and 32 is suitably selected in the range of about 60 nm to 400 nm. Of these, the first layer 31 having a polarizing action is preferably about 50 to 300 nm from the viewpoint of obtaining a sufficient extinction ratio. The aspect ratio of each linear portion 3 can be appropriately selected in the range of about 2 to 20, and for example, the aspect ratio can be 5.

다음에, 이러한 실시형태의 그리드 편광 소자의 제조 방법에 대해서 설명한다. 이하의 설명은, 그리드 편광 소자 제조 방법의 발명의 실시형태의 설명이기도 하다.Next, a method of manufacturing the grid polarizing element of this embodiment will be described. The following description is also an explanation of the embodiment of the invention of the grid polarizing element manufacturing method.

도 2는, 제1의 실시형태의 그리드 편광 소자 제조 방법을 나타낸 정면 단면 개략도이다. 실시형태의 그리드 편광 소자를 제조하는 경우, 우선, 도 2(1)에 나타낸 바와 같이, 투명 기판(1) 상에 제1의 박막(41)을 제작하는 제1의 성막 공정이 행해진다. 제1의 박막(41)은, 제1의 층(31)이 되는 것이며, 실리콘으로 이루어지는 막이다. 이 실시형태에서는, 제1의 박막(41)은 아몰퍼스 실리콘이며, 예를 들면 스퍼터링에 의해 제작된다. 막 두께는, 제1의 층(31)의 높이에 상당하고 있으며, 예를 들면 50~200nm이다.Fig. 2 is a front cross-sectional schematic view showing a method of manufacturing a grid polarizing element according to the first embodiment. Fig. In the case of manufacturing the grid polarizing element of the embodiment, first, the first film forming step for manufacturing the first thin film 41 on the transparent substrate 1 is performed as shown in Fig. 2 (1). The first thin film 41 becomes the first layer 31 and is a film made of silicon. In this embodiment, the first thin film 41 is amorphous silicon, and is manufactured, for example, by sputtering. The film thickness corresponds to the height of the first layer 31, and is, for example, 50 to 200 nm.

제1의 성막 공정 후에, 도 2(2)에 나타낸 바와 같이, 제1의 박막(41) 상에 제2의 박막(42)을 제작하는 제2의 성막 공정이 행해진다. 제2의 박막(42)은 제2의 층(32)이 되는 것이며, 이 실시형태에서는 산화실리콘으로 이루어지는 막이다. 산화실리콘막은, 마찬가지로 스퍼터링에 의해 제작된다. 산화실리콘제의 타겟을 스퍼터하여 산화실리콘막을 제작하는데, 유전체 타겟의 스퍼터이므로, 고주파 전압을 인가함으로써 스퍼터링을 행한다.After the first film forming step, as shown in Fig. 2 (2), a second film forming step for manufacturing the second thin film 42 on the first thin film 41 is performed. The second thin film 42 becomes the second layer 32, and in this embodiment, it is a film made of silicon oxide. The silicon oxide film is similarly formed by sputtering. A target made of silicon oxide is sputtered to form a silicon oxide film. Since the sputtering target is a dielectric target, sputtering is performed by applying a high frequency voltage.

다음에, 도 2(3)에 나타낸 바와 같이, 레지스트 패턴의 형성이 행해진다. 즉, 제2의 박막(42) 상에 포토레지스트를 도포하고, 프리베이크(prebake), 노광, 현상 및 포스트베이크(postbake) 등을 행하여 레지스트 패턴(5)을 형성한다. 이 레지스트 패턴(5)은, 격자(2)의 패턴에 상당하는 것으로, 줄무늬 형상(라인 앤드 스페이스)이다.Next, as shown in Fig. 2 (3), a resist pattern is formed. That is, the photoresist is applied on the second thin film 42, and the resist pattern 5 is formed by performing prebake, exposure, development, postbake, or the like. The resist pattern 5 corresponds to the pattern of the lattice 2 and has a stripe shape (line and space).

다음에, 형성된 레지스트 패턴(5)을 마스크로 하여 제1 및 제2의 박막(41, 42)을 에칭하는 제1 및 제2의 에칭 공정이 행해진다. 이 때, 에칭 공정에 앞서, 레지스트 패턴(5)을 산소 플라즈마에 노출시켜, 부분적으로 애싱(Ashing)하여 패턴을 작게 하는 처리(시링크(shrink) 처리)가 행해진다. 이것은, 포토리소그래피의 해상도를 넘는 가는 선 폭으로 라인을 형성하기 위함이다.Next, first and second etching processes for etching the first and second thin films 41 and 42 using the formed resist pattern 5 as a mask are performed. At this time, prior to the etching step, a process (shrink treatment) is performed in which the resist pattern 5 is exposed to oxygen plasma and partially ashed to reduce the pattern. This is for forming a line with a thin line width exceeding the resolution of photolithography.

시링크 처리 후에, 제2의 박막(42)을 에칭할 수 있는 에천트를 사용해, 우선 제1의 에칭 공정이 행해진다. 예를 들면 제2의 박막(42)이 산화실리콘인 경우, CF4와 같은 불화탄소계 가스와 산소의 혼합 가스를 사용해, 고주파 방전에 의해서 플라즈마를 형성하고, 바이어스 전계를 설정한다. 바이어스 전계에 의해서 이온이 빼내어, 제2의 박막(42)이 이방성 에칭된다. 그 결과, 도 2(4)에 나타낸 바와 같이, 제2의 층(32)이 형성된다. 또한, 플라즈마에는, 방전 방식의 차이에 유도 결합형과 용량 결합형이 있는데, 유도 결합형 플라즈마가 플라즈마 밀도가 높기 때문에, 생산성의 점에서 적절하다.After the Si-link process, the first etching process is first performed using an etchant capable of etching the second thin film 42. For example, when the second thin film 42 is silicon oxide, a plasma is formed by high frequency discharge using a mixed gas of fluorocarbon gas and oxygen such as CF 4, and a bias electric field is set. Ions are extracted by the bias electric field, and the second thin film 42 is anisotropically etched. As a result, as shown in Fig. 2 (4), the second layer 32 is formed. There are inductively coupled type and capacitively coupled type plasma as a difference in discharge method, and inductively coupled plasma is suitable for productivity because plasma density is high.

다음에, 제1의 박막(41)을 에칭할 수 있는 에천트를 사용해, 제1의 박막(41)을 에칭한다. 예를 들면 제1의 박막(41)이 실리콘인 경우, 염소 가스를 사용해, 마찬가지로 유도 결합 플라즈마에 의해 이방성 에칭한다. 그 결과, 도 2(5)에 나타낸 바와 같이, 제1의 층(31)이 형성된다. 그 후, 레지스트 패턴(5)을 애싱하여 제거하면, 도 2(6)에 나타낸 바와 같이, 실시형태의 그리드 편광 소자가 얻어진다.Next, the first thin film 41 is etched by using an etchant capable of etching the first thin film 41. Then, For example, when the first thin film 41 is made of silicon, anisotropic etching is performed by inductively coupled plasma using chlorine gas. As a result, as shown in Fig. 2 (5), the first layer 31 is formed. Thereafter, when the resist pattern 5 is removed by ashing, a grid polarizing element of the embodiment is obtained as shown in Fig. 2 (6).

상기 설명에서는, 제1의 박막(41)을 에칭하여 제1의 층(31)을 형성할 때, 레지스트 패턴(5)은, 소모가 있어도 잔류하도록 설명했는데, 레지스트 패턴(5)이 전부 소모되어버리는 일이 있을 수 있다. 이 경우, 제2의 층(32)이 에칭될 수 있지만, 에칭되는 경우라도, 완전히는 에칭되지 않고 잔류한다. 이 상태를 나타낸 것이, 도 2(6')이다. 실시형태의 제조 방법에서는, 도 2의 (6)이나 (6')의 구조로 그리드 편광 소자가 제조되게 된다.In the above description, when the first thin film 41 is etched to form the first layer 31, the resist pattern 5 is remained even if it is worn out. However, the resist pattern 5 is completely consumed There may be some discarding. In this case, the second layer 32 can be etched, but even if it is etched, it remains completely unetched. This state is shown in Fig. 2 (6 '). In the manufacturing method of the embodiment, the grid polarizing element is manufactured by the structure of (6) or (6 ') of FIG.

도 2(6')에 나타낸 바와 같이, 실시형태의 제조 방법에서는, 격자(2)를 구성하는 제2의 층(32)이 일부 에칭되는 경우가 있다. 이 경우, 이 에칭은 투명 기판(1)의 주변부에서 커지기 쉬워, 따라서 제2의 층(32)의 높이가 불균일해지기 쉽다. 그 경우에도, 제2의 층(32)은, 높이가 제1의 층(31)보다도 낮기 때문에, 전체적으로 편광 작용이 불균일해지지는 않는다. 또한, 제2의 층(32)의 높이가 최종적으로 제1의 층(31)보다도 낮게 되도록, 제1 및 제2의 각 박막(41, 42)의 두께가 선정된다.As shown in FIG. 2 (6 '), in the manufacturing method of the embodiment, the second layer 32 constituting the lattice 2 may be partly etched. In this case, this etching tends to become large at the peripheral portion of the transparent substrate 1, and therefore, the height of the second layer 32 tends to become uneven. In this case as well, the second layer 32 is lower in height than the first layer 31, so that the polarization action as a whole does not become uneven. The thicknesses of the first and second thin films 41 and 42 are selected such that the height of the second layer 32 is finally lower than that of the first layer 31. [

다음에, 제2의 실시형태의 그리드 편광 소자 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 3은, 제2의 실시형태의 그리드 편광 소자 제조 방법의 개략도이다.Next, a grid polarizing element manufacturing method according to the second embodiment will be described. 3 is a schematic view of a grid polarizing element manufacturing method according to the second embodiment.

도 3에 나타낸 실시형태의 방법은, 보다 미세한 구조의 그리드 편광 소자를 제조하기 위해서, 희생층을 일시적인 층으로서 형성하는 방법이다. 상술한 바와 같이, 그리드 편광 소자에 있어서, 격자 간격 t는, 편광시키는 광의 파장과 동일한 정도 이하로 하는 것이 필요하고, 파장이 짧아지면 격자 간격 t도 좁게 할 필요가 있다. 그 한편, 격자 간격 t가 좁아지면, 미세 가공 기술이 발달했다고는 해도, 단순히 줄무늬 형상의 레지스트 패턴(5)을 형성하여 에칭하는 것만으로는, 충분한 치수 형상 정도로 격자(2)를 형성하는 것이 어려워진다.The method of the embodiment shown in Fig. 3 is a method of forming a sacrificial layer as a temporary layer in order to manufacture a grid polarizing element of a finer structure. As described above, in the grid polarizing element, the lattice spacing t must be equal to or less than the wavelength of the light to be polarized, and the lattice spacing t must be narrowed when the wavelength is shortened. On the other hand, if the lattice spacing t is narrow, it is difficult to form the lattice 2 with sufficient dimensional accuracy by simply forming and etching the stripe-like resist pattern 5 even if the microfabrication technique has developed Loses.

도 3에 나타낸 실시형태는, 이 점을 고려한 것이다. 구체적으로 설명하면, 이 실시형태에서도, 투명 기판(1) 상에 제1의 박막(41)이 형성된다. 그리고, 제1의 박막(41) 상에, 희생층용 제3의 박막(43)이 제작된다. 그리고, 이 제3의 박막(43) 상에, 도 3(2)에 나타낸 바와 같이, 동일하게 포토리소그래피에 의해 레지스트 패턴(5)이 형성된다. 레지스트 패턴(5)은, 형성하는 격자(2)의 형상에 적합한 줄무늬 형상이다.The embodiment shown in Fig. 3 takes this point into consideration. More specifically, in this embodiment also, the first thin film 41 is formed on the transparent substrate 1. [ Then, on the first thin film 41, a third thin film 43 for the sacrificial layer is formed. Then, on the third thin film 43, the resist pattern 5 is formed by photolithography as shown in Fig. 3 (2). The resist pattern 5 has a stripe shape suitable for the shape of the lattice 2 to be formed.

다음에, 레지스트 패턴(5)을 마스크로 하여 제3의 박막(43)을 에칭하고, 도 3(3)에 나타낸 바와 같이, 각 희생층(6)을 형성한다. 각 희생층(6)은, 레지스트 패턴(5)의 형상을 따른 줄무늬 형상을 이루고 있다. 각 희생층(6)을 형성 후, 레지스트 패턴(5)을 제거한다.Next, the third thin film 43 is etched using the resist pattern 5 as a mask to form each sacrificial layer 6 as shown in Fig. 3 (3). Each of the sacrificial layers 6 has a stripe shape corresponding to the shape of the resist pattern 5. [ After each sacrificial layer 6 is formed, the resist pattern 5 is removed.

다음에, 도 3(4)에 나타낸 바와 같이, 각 희생층(6)을 덮도록 하여 제2의 박막(42)을 형성한다. 제2의 박막(42)은, 각 희생층(6)의 상면, 측면 및 각 희생층(6) 사이의 제1의 박막(41)의 노출면에 형성된다.Next, as shown in Fig. 3 (4), the second thin film 42 is formed so as to cover each of the sacrificial layers 6. Then, as shown in Fig. The second thin film 42 is formed on the exposed surface of the first thin film 41 between the upper surface, side surface of each sacrificial layer 6 and each sacrificial layer 6.

다음에, 제2의 박막(42)의 재료를 에칭할 수 있는 에천트를 사용해, 제2의 박막(42)을 이방성 에칭하는 제1의 에칭 공정을 행한다. 그 결과, 도 3(5)에 나타낸 바와 같이, 제2의 박막(42)은, 각 희생층(6)의 측면에 퇴적한 것만이 되며, 제2의 층(32)이 형성된다.Next, a first etching step for anisotropically etching the second thin film 42 is performed using an etchant capable of etching the material of the second thin film 42. Next, As a result, as shown in Fig. 3 (5), the second thin film 42 is deposited only on the side surface of each sacrificial layer 6, and the second layer 32 is formed.

다음에, 희생층(6)만을 에칭할 수 있는 에천트를 사용해, 희생층(6)을 에칭하여 제거한다. 그 결과, 도 3(6)에 나타낸 바와 같이, 제1의 박막(41) 상에 줄무늬 형상으로 각 제2의 층(32)만이 돌출하여 형성된 상태가 된다. 희생층(6)의 에칭은, RIE와 같은 드라이 에칭인 경우가 많은데, 웨트 에칭인 경우도 있다.Next, the sacrifice layer 6 is etched away using an etchant capable of etching only the sacrifice layer 6. As a result, as shown in Fig. 3 (6), only the second layer 32 is formed in a protruding form on the first thin film 41 in a striped pattern. Etching of the sacrificial layer 6 is often dry etching such as RIE, which may be wet etching.

다음에, 각 제2의 층(32)을 마스크로 하여 제1의 박막(41)을 에칭하여 제1의 층(31)을 형성하는 제2의 에칭 공정을 행한다. 각 제2의 층(32)의 재료에 대해 선택성이 있는 에천트를 사용해, 제1의 박막(41)만을 선택적으로 에칭한다. 그 결과, 도 3(7)에 나타낸 바와 같이, 제1의 층(31) 상에 제2의 층(32)이 잔류한 구조의 격자(2)로 이루어지는 그리드 편광 소자가 얻어진다.Next, a second etching step is performed in which the first thin film 41 is etched using each of the second layers 32 as a mask to form the first layer 31. Only the first thin film 41 is selectively etched by using an etchant having selectivity for the material of each second layer 32. [ As a result, as shown in Fig. 3 (7), a grid polarizing element is obtained in which the second layer 32 remains on the first layer 31 and the grating 2 has a structure.

이 실시형태의 제조 방법에 의하면, 각 희생층(6)의 각 측면에 제2의 박막(42)을 퇴적시켜 각 제2의 층(32)을 형성하므로, 각 제2의 층(32)의 폭이나 이격 간격을 좁게 하는 것이 가능하다. 이 때문에, 각 제1의 층(31)에 대해서도 폭이나 이격 간격을 좁게 할 수 있어, 보다 단파장용의 미세한 격자 구조를 용이하게 얻을 수 있다.According to the manufacturing method of this embodiment, since the second thin film 42 is deposited on each side of each sacrificial layer 6 to form each second layer 32, It is possible to narrow the width or spacing. Therefore, the width and the spacing distance can be narrowed for each of the first layers 31, and a fine grating structure for a shorter wavelength can be easily obtained.

또한, 이 실시형태의 제조 방법에 있어서 일시적으로 형성되는 희생층(6)의 재료로는, 각 제2의 층(32)의 형성 후에 에칭하여 희생층(6)을 제거할 때, 각 제2의 층(32)이나 제1의 박막(41)까지 에칭해버리지 않는 재료가 아닌 이상, 임의의 재료를 사용할 수 있다.As a material of the sacrificial layer 6 temporarily formed in the manufacturing method of this embodiment, when the sacrificial layer 6 is removed by etching after the formation of each second layer 32, Any material can be used as long as it is not a material that does not etch the layer 32 of the first thin film 41 or the first thin film 41.

특히 이 실시형태의 제조 방법에서는, 제2의 박막(42)을 희생층(6) 상에 불균일없이 형성하는 것이 필요한데, 산화티탄을 제2의 박막(42)으로서 제작하는 경우, ALD에 의해 커버리지성 좋게 불균일없이 제작하는 것이 용이하므로, 바람직하다. 또, 제2의 박막(42)은, 도 3(6)에 나타낸 제2의 박막(32)의 패턴(줄무늬 형상 패턴)을 형성하기 위한 에칭에 있어서 적당히 에칭되는 재료인 것이 필요한 한편, 제1의 박막(41)의 에칭에 있어서는 내에칭성을 갖는 재료인 것이 필요하게 된다. 제2의 박막(42)으로서 산화티탄을 이용하면, 줄무늬 형상 패턴으로 하기 위한 에칭을 양호하게 행할 수 있음과 더불어, 제1의 박막(41)을 에칭하여 제1의 층(31)을 형성할 때에 제1의 층(31)에 대한 보호층으로서 양호하게 기능시킬 수 있다.Particularly, in the manufacturing method of this embodiment, it is necessary to form the second thin film 42 on the sacrifice layer 6 in a non-uniform manner. In the case of manufacturing the titanium oxide as the second thin film 42, Because it is easy to produce the film with good uniformity. The second thin film 42 is required to be a material that is appropriately etched in the etching for forming the pattern (stripe pattern) of the second thin film 32 shown in Fig. 3 (6) It is necessary to use a material having resistance to etching. When titanium oxide is used as the second thin film 42, etching for forming a striped pattern can be performed well, and the first thin film 41 is etched to form the first layer 31 It can function well as a protective layer for the first layer 31. [

[실시예 1][Example 1]

다음에, 상기 실시형태에 속하는 실시예에 대해서 설명한다. Next, an embodiment belonging to the above embodiment will be described.

실시예의 그리드 편광 소자 제조 방법에서는, 합성 석영으로 이루어지는 투명 기판 상에, 제1의 박막으로서 실리콘막이 마그네트론 스퍼터 장치에 의해 100nm의 두께로 제작된다. 이 때, 투명 기판을 올려놓은 스테이지의 온도는 실온이며, 프로세스 가스로서 아르곤을 30sccm의 유량으로 챔버에 도입된다. 이 상태에서, 타겟인 실리콘에 13.56MHz의 고주파가 300W 인가된다.In the method of manufacturing a grid polarizing element of the embodiment, a silicon film as a first thin film is formed to a thickness of 100 nm by a magnetron sputtering apparatus on a transparent substrate made of synthetic quartz. At this time, the temperature of the stage on which the transparent substrate is placed is room temperature, and argon is introduced as a process gas into the chamber at a flow rate of 30 sccm. In this state, a high frequency of 13.56 MHz is applied to the target silicon of 300W.

상기 고주파에 의해 아르곤 가스는 해리되어 플라즈마 상태가 되고, 아르곤 이온이 생성된다. 생성된 아르곤 이온은, 음전위인 실리콘 타겟에 가속하면서 충돌하여, 타겟으로부터 실리콘을 배출시킨다. 배출된 실리콘은, 타겟과 대향하도록 배치된 투명 기판 상에 퇴적되고, 성막이 진행하게 된다. 10분간의 고주파 인가로, 100nm의 실리콘막이 투명 기판(1) 상에 퇴적된다.The argon gas dissociates to a plasma state due to the high frequency, and argon ions are generated. The generated argon ions collide with the silicon target at a negative potential while accelerating, thereby discharging silicon from the target. The discharged silicon is deposited on a transparent substrate disposed so as to face the target, and film formation proceeds. A silicon film of 100 nm is deposited on the transparent substrate 1 at a high frequency of 10 minutes.

다음에, 타겟 재료를 산화실리콘으로서 상술과 같은 조건으로 13분간의 고주파 인가가 행해지고, 제1의 박막(실리콘막) 상에 제2의 박막으로서 산화실리콘막을 50nm의 두께로 제작된다.Next, the target material is applied as a silicon oxide under the conditions described above for 13 minutes at a high frequency, and a silicon oxide film as a second thin film is formed to a thickness of 50 nm on the first thin film (silicon film).

다음에, 산화실리콘막의 표면에 포토레지스트가 스핀 코터에 의해 도포된다. 사용되는 포토레지스트는 도쿄오카 공업 주식회사 제조의 TDUR-P338EM이며, 예를 들면 회전수 4000rpm인 조건으로 150nm 도포된다.Next, a photoresist is applied to the surface of the silicon oxide film by a spin coater. The photoresist used is TDUR-P338EM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., and is coated at 150 nm under the condition of, for example, 4000 rpm.

다음에, 상기 포토레지스트에 대해 100℃에서 소프트베이크가 행해진 후, KrF 스테퍼에 의해 줄무늬 형상 패턴(라인 앤드 스페이스)의 노광이 행해진다. 라인의 폭과 스페이스의 폭은, 예를 들면 1:1이며, 각 150nm가 된다.Next, soft baking is performed on the photoresist at 100 DEG C, and a stripe pattern (line and space) exposure is performed by a KrF stepper. The width of the line and the width of the space are, for example, 1: 1, and each is 150 nm.

이 노광 후, 100℃에서 포토레지스트의 포스트베이크가 행해지고, 그 후, 도쿄오카 공업 주식회사 제조의 현상액 NMD-3에 의해 현상 처리가 행해진다.After this exposure, post-baking of the photoresist is performed at 100 占 폚, and then development processing is performed with the developer NMD-3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co.,

상기 노광·현상 후, ICP(유도 결합 플라즈마) 드라이 에칭 장치에 의해 드라이 에칭 처리가 행해진다. 우선, 산소 가스 플라즈마에 의해, 레지스트 패턴의 폭이 75nm 폭에서 30nm 폭 정도로 시링크된다. 이 시링크 처리의 조건은, 분위기 압력 1Pa, 유도 결합용 안테나로의 투입 전력 100W, 투명 기판을 올려놓은 스테이지의 온도 20℃, 산소 가스의 유량 100SCCM이 되고, 30초 처리된다.After the exposure and development, a dry etching process is performed by an ICP (Inductively Coupled Plasma) dry etching apparatus. First, by the oxygen gas plasma, the width of the resist pattern is cited at a width of about 75 nm to about 30 nm. The conditions of this linking treatment are as follows: the atmosphere pressure is 1 Pa, the input power to the inductively coupled antenna is 100 W, the temperature of the stage on which the transparent substrate is placed is 20 캜, and the flow rate of oxygen gas is 100 SCCM.

그 후, 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 제2의 박막인 산화실리콘막을 에칭하는 제1의 에칭 공정이 행해진다. 처리 조건은, 분위기 압력 1Pa, 안테나로의 투입 전력 500W, 바이어스 전력 300W, 스테이지의 온도 20℃, 산소 가스의 유량 5sccm, CF4 가스의 유량 30sccm이 되고, 30초 처리된다.Thereafter, using the resist pattern as a mask, a first etching step for etching the silicon oxide film as the second thin film is performed. Processing conditions, and the atmosphere pressure 1Pa, input power 500W, 300W bias power, 5sccm flow rate, CF 4 gas flow rate of 30sccm for 20 ℃ temperature of the stage, the oxygen gas to the antenna, and is for 30 seconds.

다음에, 제2의 에칭 공정으로서, 상기 제1의 에칭 공정에 의해 형성된 각 제2의 층을 마스크로 하여, 제1의 박막인 실리콘막이 에칭된다. 처리 조건은, 분위기 압력 1Pa, 안테나로의 투입 전력 600W, 바이어스 전력 50W, 스테이지의 온도 20℃로 하고, 프로세스 가스로서의 염소 가스를 유량 30sccm로, 60초 처리된다. 그 후, 레지스트 패턴을 레지스터 제거용 용매에 의해 제거함으로써, 실시예의 그리드 편광 소자가 얻어진다.Next, as the second etching step, the silicon film which is the first thin film is etched using each of the second layers formed by the first etching step as a mask. The treatment conditions were as follows: the atmosphere pressure was 1 Pa, the input power to the antenna was 600 W, the bias power was 50 W, and the temperature of the stage was 20 캜. The chlorine gas as the process gas was treated at a flow rate of 30 sccm for 60 seconds. Thereafter, the resist pattern is removed by a resist removing solvent, whereby a grid polarizing element of the embodiment is obtained.

다음에, 상술한 실시형태의 방법에 의해 제조되는 그리드 편광 소자에 있어서의 편광 작용 균일성 향상의 효과에 대해서 시뮬레이션 한 결과에 대해서 설명한다.Next, a simulation result of the effect of improving uniformity of polarization action in the grid polarizing element manufactured by the method of the above-described embodiment will be described.

도 4는, 실시형태의 방법에 의해 제조되는 그리드 편광 소자의 편광 작용 분포에 대해서 참고예의 그리드 편광 소자와 비교한 모식도이다. 도 4에 나타낸 시뮬레이션에서는, 격자(2)를 구성하는 각 선형부(3)가 실리콘만으로 이루어지는 경우를 참고예로 하고, 제1의 층(31)으로서의 실리콘의 층과 제2의 층(32)으로서의 산화실리콘의 층으로 이루어지는 경우를 실시예로 하여 비교했다. 또한, 각 선형부(3)를 형성할 때의 에칭 처리는, 참고예와 실시예에서 동일한 에칭 장치를 이용하고, 동일한 처리 조건인 것을 전제로 했다. 따라서, 에천트의 분포도 참고예와 실시예에서 동일한 것을 전제로 했다.Fig. 4 is a schematic diagram showing a comparison of the polarization action distribution of the grid polarizing element manufactured by the method of the embodiment with the grid polarizing element of the reference example. In the simulation shown in Fig. 4, the case where each linear portion 3 constituting the lattice 2 is made of only silicon is referred to as a reference, and the silicon layer as the first layer 31 and the second layer 32 And a layer made of silicon oxide as the first layer. The etching treatment for forming each linear portion 3 is based on the premise that the same etching equipment is used in the reference example and the same treatment condition. Therefore, the distributions of the etchant are assumed to be the same in the reference example and the embodiment.

도 4(1)에 나타낸 참고예에서는, 실리콘으로 이루어지는 박막을 에칭하여 각 선형부(3)를 형성한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 에천트의 불균일한 분포에 의해, 각 선형부(3)의 높이는 불균일해진다. 도 4(1-1)에 주변부에 있어서의 선형부의 높이가 hp로 나타나고, (1-2)에 투명 기판(1)의 중앙부에 있어서의 선형부(3)의 높이가 hc로 나타나 있다. 상술한 바와 같이, 주변부에서는 에천트의 양이 많기 때문에, hp＜hc가 된다.In the reference example shown in Fig. 4 (1), thin films made of silicon are etched to form linear portions 3, respectively. Therefore, as described above, the heights of the respective linear portions 3 are uneven due to the uneven distribution of the etchant. The height of the linear portion at the peripheral portion is represented by h p and the height of the linear portion 3 at the central portion of the transparent substrate 1 is represented by h c in (1-2) . As described above, since the amount of etchant is large in the peripheral portion, h p < h c is obtained.

한편, 실시예에서는, 제1의 층(31)으로서의 실리콘층 상에 제2의 층(32)으로서의 산화실리콘층이 존재하고 있는데, 동일한 편광 작용을 하는 것을 전제로, 제1의 층(31)의 높이를, 참고예에 있어서의 설계치 hc와 같은 것으로 한다. 참고예에 있어서, 중앙부의 선형부(3)는 막 감소가 없다고 가정할 수 있고, 높이가 설계치 hc라고 할 수 있기 때문에, 실시예의 그리드 편광 소자에서는, 각 제1의 층(31)의 높이 hc1, hp1이, hc와 동일하다고 가정할 수 있다.On the other hand, in the embodiment, the silicon oxide layer serving as the second layer 32 is present on the silicon layer as the first layer 31. However, assuming that the same layer acts as the first layer 31, Is the same as the design value h c in the reference example. In the same manner as in Reference Example, the height of the linear portion 3 is in, embodiments grid polarizing element, since it is possible to assume that the reduced film, the height may be referred to as the designed value h c, layer 31 of each of the first of the central portion It can be assumed that h c1 and h p1 are equal to h c .

이 경우, 실시예의 그리드 편광 소자에 있어서의 제2의 층(32)에 대해서, 중앙부의 높이를 hc2, hp2로 하면, 마찬가지로 에천트의 불균일성으로부터, hp2＜hc2가 된다.In this case, with respect to the second layer 32 in the grid polarizing element of the embodiment, when the height of the central portion is h c2 and h p2 , h p2 <h c2 is likewise obtained from the non-uniformity of the etchant.

상술한 바와 같이, 마찬가지로 에천트는 불균일에 분포하고 있으며, 에칭 완료 후의 각 선형부(3)의 높이 분포의 불균일성은 동일하다.As described above, likewise, etchants are distributed in the nonuniformity, and the unevenness of the height distribution of the linear portions 3 after the completion of etching is the same.

또, 사용 파장은 365nm인 것을 전제로 했다. 실리콘의 광학 상수는, n=4.03, k=3.04로 하고, 산화실리콘의 광학 상수는, n=1.56, k=0으로 했다. 참고예에 있어서, 실리콘으로 이루어지는 각 선형부(3)의 높이는, hc=100nm, hp=(70)nm로 했다. 또 실시예에 대해서는, hc1=hp1=100nm, hc2=40nm, hp2=10nm로 했다. 격자 폭 w는, 어느 경우에도 25nm로 하고, 격자 간격 t는 어느 경우에도 150nm로 했다.The wavelength used was assumed to be 365 nm. The optical constants of silicon were n = 4.03 and k = 3.04, and the optical constants of silicon oxide were n = 1.56 and k = 0. In the reference example, the height of each linear portion 3 made of silicon was h c = 100 nm and h p = (70) nm. In the examples, h c1 = h p1 = 100 nm, h c2 = 40 nm, h p2 = 10 nm. The lattice width w is set to 25 nm in any case, and the lattice spacing t is set to 150 nm in any case.

이상을 전제로, 그리드 편광 소자로서의 특성이 어떻게 되는지 시뮬레이션 했다. 시뮬레이션은, RCWA(Rigorous Coupled-Wave Analysis)법을 이용하여 행해지고, 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)가 배포하고 있는 소프트웨어(http://physi cs.nist.gov/Divisions/Div844/facilities/scatmech/html/grating.htm)를 사용해, 투명 기판(1)의 중앙부와 주변부에서, 파장 365nm인 광의 소광비 ER과 투과율 TR을 산출했다. 이 결과가, 도 4 중에 기재되어 있다.Based on the above assumption, the characteristics of the grid polarizing element are simulated. The simulation is performed using the Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) method, and the software distributed by the National Institute of Standards and Technology (NIST) (http: // physi cs.nist.gov/Divisions/Div844/facilities/scatmech/ html / grating.htm), the extinction ratio ER and the transmittance TR of light having a wavelength of 365 nm were calculated at the central portion and the peripheral portion of the transparent substrate 1. This result is shown in Fig.

도 4(1-2)에 나타낸 바와 같이, 참고예에서는, 중앙부의 소광비 ER은 46, 투과율 TR은 43.7%이다. 또, 도 4(1-1)에 나타낸 바와 같이, 주변부의 소광비 ER은 16, 투과율 TR은 47.4%이다. 즉, 참고예에서는, 주변부의 소광비 ER은, 중앙부의 반분 이하로 저하되어 있다. 또한, 주변부에서 투과율 TR이 약간 높은 이유는, 선형부(3)의 높이가 낮기 때문에 p편광광의 감쇠가 중앙부에 비해 적은 것에 의한다고 추측된다.As shown in Fig. 4 (1-2), in the reference example, the extinction ratio ER at the central portion is 46 and the transmittance TR is 43.7%. As shown in Fig. 4 (1-1), the extinction ratio ER at the peripheral portion is 16 and the transmittance TR is 47.4%. That is, in the reference example, the extinction ratio ER of the peripheral portion is reduced to half or less of the central portion. The reason why the transmittance TR is slightly higher at the peripheral portion is presumed to be that the height of the linear portion 3 is low and the attenuation of the p-polarized light is less than that at the center portion.

한편, 실시예에서는, 도 4(2-2)에 나타낸 바와 같이, 중앙부의 소광비 ER은 45, 투과율 TR은 42.9%이며, 도 4(2-1)에 나타낸 바와 같이 주변부의 소광비 ER은 45, 투과율 TR은 43.2%이다. 즉, 소광비 ER은, 중앙부와 주변부에서 동일하며, 균일하게 되어 있다. 이것은, 제1의 층(31)의 높이가 중앙부와 주변부에서 동일했기 때문이며, 제2의 층(32)에서는 실질적으로 흡수가 없기 때문에, 이 부분에서 편광 작용이 발생하지 않기 때문이다. 혹은, 제2의 층(32)에서의 흡수가 적고, 또 높이가 낮기 때문에, 소광비 ER의 차로서 나타나지 않는 것이라고 추측된다. 또한, 투과율 TR이 주변부에 있어서 약간 높은 것은 동일한 이유로, 제2의 층의 높이가 낮기 때문에 흡수가 적은 것에 의한 것이라고 추측된다.4 (2-2), the extinction ratio ER of the central portion is 45 and the transmissivity TR is 42.9%. As shown in Fig. 4 (2-1), the extinction ratio ER of the peripheral portion is 45, The transmittance TR is 43.2%. That is, the extinction ratio ER is the same in the central portion and the peripheral portion, and is uniform. This is because the height of the first layer 31 is the same in the central portion and the peripheral portion, and the polarization in the second layer 32 is substantially absent. Or less in the absorption in the second layer 32 and the height is low, it is presumed that it does not appear as a difference in the extinction ratio ER. Further, it is presumed that the transmittance TR is slightly higher at the peripheral portion because the height of the second layer is low for the same reason.

이와 같이, 실시예의 그리드 편광 소자에 의하면, 편광 작용을 갖는 주된 층으로서의 제1의 층(31)의 높이가 일정하기 때문에, 편광 작용의 면내 균일성이 향상되는 것이 시뮬레이션에 의해서 확인되었다.As described above, according to the grid polarizing element of the embodiment, it was confirmed by simulation that the in-plane uniformity of the polarization action is improved because the height of the first layer 31 as a main layer having a polarizing action is constant.

또한, 상기 각 실시형태 및 실시예의 설명에 있어서, 그리드 편광 소자는 투명 기판(1)이 수평인 자세로 배치되는 것을 전제로 하고, 제1의 층(31)이나 제2의 층(32)에 대해서 「높이」라고 표현했는데, 그리드 편광 소자는, 수평 이외의 자세로 배치되는(예를 들면, 수직으로 세워서 배치되는) 경우도 있다. 제1의 층(31)이나 제2의 층(32)의 「높이」는, 상위 개념으로는, 광의 전반방향의 길이라는 것이 된다.In the description of each of the above embodiments and examples, assuming that the transparent substrate 1 is arranged in a horizontal posture, the grid polarizing element is disposed on the first layer 31 or the second layer 32 Height ", but the grid polarizing element may be arranged in a posture other than horizontal (for example, vertically standing). The &quot; height &quot; of the first layer 31 and the second layer 32 is, in a superordinate concept, the length in the frontal direction of light.

1:투명 기판
2:격자
3:선형부
31:제1의 층
32:제2의 층
41:제1의 박막
42:제2의 박막
5:레지스트 패턴
6:희생층1: transparent substrate
2: Grid
3: linear part
31: first layer
32: second layer
41: First thin film
42: Second thin film
5: Resist pattern
6: sacrificial layer

Claims (15)

투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 복수의 선형부로 이루어지는 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자로서,
줄무늬 형상의 격자는, 편광 작용을 하는 투명 기판측의 제1의 층과, 제1의 층의 상측에 위치하는 제2의 층으로 이루어지는 것이며,
제2의 층은 투광성의 재료로 형성되고, 제1의 층보다 높이가 낮은 것임을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.1. A grid polarizing element comprising a transparent substrate and a stripe-shaped grating composed of a plurality of linear portions provided on the transparent substrate,
The stripe-shaped lattice is composed of a first layer on the side of the transparent substrate that performs a polarizing action and a second layer on the upper side of the first layer,
Wherein the second layer is formed of a light transmitting material and has a height lower than that of the first layer. 청구항 1에 있어서,
상기 제2의 층은, 상기 제1의 층을 에칭에 의해서 형성할 때의 에천트에 대한 내성이 제1의 층에 비해 높은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the second layer is formed of a material having a resistance to an etchant higher than that of the first layer when the first layer is formed by etching. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2의 층의 재료는, 사용 파장에 있어서의 소광계수가 실질적으로 제로인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the material of the second layer is substantially zero in extinction coefficient at the wavelength of use. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2의 층은, 높이가 10nm 이상 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1 or 2,
And the second layer has a height of 10 nm or more and 100 nm or less. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 사용 파장은, 200nm 이상 400nm 이하인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the use wavelength is 200 nm or more and 400 nm or less. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1의 층은, 실리콘으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first layer is made of silicon. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2의 층은, 산화티탄, 산화실리콘, 산화탄탈, 산화니오브, 알루미나, 산화하프늄, 이트리아, 지르코니아, 인듐산주석, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화아연, 불화마그네슘 중 어느 한 종 이상의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second layer is at least one material selected from the group consisting of titanium oxide, silicon oxide, tantalum oxide, niobium oxide, alumina, hafnium oxide, yttria, zirconia, tin indium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, And a second polarizer. 투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자를 제조하는 그리드 편광 소자 제조 방법으로서,
투명 기판 상에 제1의 박막을 제작하는 제1의 성막 공정과,
제1의 박막 상에 제2의 박막을 제작하는 제2의 성막 공정과,
제2의 박막을 에칭하여 제2의 박막을 줄무늬 형상의 제2의 층으로 하는 제1의 에칭 공정과,
줄무늬 형상으로 된 제2의 층을 마스크로 하여 제1의 박막을 에칭하여 제1의 층으로 하는 제2의 에칭 공정을 갖고 있으며,
제1의 성막 공정은, 편광 작용을 갖게 하는 재료로 제1의 박막을 제작하는 공정이며,
제2의 성막 공정은, 투광성의 재료로 제2의 박막을 제작하는 공정이며,
제조된 그리드 편광 소자에 있어서 제2의 층의 높이가 제1의 층보다 낮은 구조로 하는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.A grid polarizing element manufacturing method for manufacturing a grid polarizing element having a transparent substrate and a stripe-shaped grid provided on a transparent substrate,
A first film formation step of fabricating a first thin film on a transparent substrate,
A second film forming step of forming a second thin film on the first thin film,
A first etching step of etching the second thin film to make the second thin film into a stripe-shaped second layer,
And a second etching step of forming the first layer by etching the first thin film with the second stripe-shaped layer as a mask,
The first film forming step is a step of producing a first thin film made of a material having a polarizing action,
The second film forming step is a step of producing a second thin film from a light transmitting material,
Wherein the height of the second layer in the fabricated grid polarizing element is lower than that of the first layer. 청구항 8에 있어서,
상기 제2의 에칭 공정에서는, 상기 제2의 박막이 제1의 박막보다 내성이 높은 에천트를 사용하는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.The method of claim 8,
Wherein in the second etching step, the second thin film uses an etchant having a higher resistance than the first thin film. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제2의 박막의 재료는, 사용 파장에 있어서의 소광계수가 실질적으로 제로인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
Wherein the material of the second thin film has substantially zero extinction coefficient at a wavelength of use. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제2의 층은, 높이가 10nm 이상 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
Wherein the second layer has a height of 10 nm or more and 100 nm or less. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 사용 파장은, 200nm 이상 400nm 이하인 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법The method according to claim 8 or 9,
Wherein the use wavelength is 200 nm or more and 400 nm or less. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제1의 박막은, 실리콘으로 제작되는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
Wherein the first thin film is made of silicon. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제2의 층은, 산화티탄, 산화실리콘, 산화탄탈, 산화니오브, 알루미나, 산화하프늄, 이트리아, 지르코니아, 인듐산주석, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화아연, 불화마그네슘 중 어느 한 종 이상의 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
Wherein the second layer is at least one material selected from the group consisting of titanium oxide, silicon oxide, tantalum oxide, niobium oxide, alumina, hafnium oxide, yttria, zirconia, tin indium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, Wherein the first and second polarizers are formed of a transparent material. 투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 줄무늬 형상의 격자를 구비한 그리드 편광 소자를 제조하는 그리드 편광 소자 제조 방법으로서,
투명 기판 상에 제1의 박막을 제작하는 제1의 성막 공정과,
희생층용 제3의 박막을 제1의 박막 상에 제작하는 제3의 성막 공정과,
제3의 박막을 포토리소그래피에 의해 줄무늬 형상으로 하여 희생층을 형성하는 희생층 형성 공정과,
희생층의 측면을 포함하는 영역에 제2의 박막을 제작하는 제2의 성막 공정과,
희생층의 측면에 형성된 부분이 잔류한 상태로 제2의 박막을 에칭하는 제1의 에칭 공정과,
희생층을 제거하여, 줄무늬 형상의 제2의 층을 형성하는 희생층 제거 공정과,
줄무늬 형상으로 된 제2의 층을 마스크로 하여 제1의 박막을 에칭하여 제1의 층을 형성하는 제2의 에칭 공정을 갖고 있으며,
제1의 성막 공정은, 편광 작용을 갖게 하는 재료로 제1의 박막을 제작하는 공정이며,
제2의 성막 공정은, 투광성의 재료로 제2의 박막을 제작하는 공정이며,
제조된 그리드 편광 소자에 있어서 제2의 층의 높이가 제1의 층보다 낮은 구조로 하는 것을 특징으로 하는 그리드 편광 소자 제조 방법.
A grid polarizing element manufacturing method for manufacturing a grid polarizing element having a transparent substrate and a stripe-shaped grid provided on a transparent substrate,
A first film formation step of fabricating a first thin film on a transparent substrate,
A third film forming step of forming a third thin film for the sacrificial layer on the first thin film,
A sacrificial layer forming step of forming a sacrificial layer by making the third thin film into a stripe shape by photolithography,
A second film forming step of forming a second thin film in a region including a side surface of the sacrificial layer,
A first etching step of etching the second thin film with a portion formed on a side surface of the sacrificial layer remaining,
A sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer to form a stripe-shaped second layer,
And a second etching step of forming a first layer by etching the first thin film using the second layer in a striped pattern as a mask,
The first film forming step is a step of producing a first thin film made of a material having a polarizing action,
The second film forming step is a step of producing a second thin film from a light transmitting material,
Wherein the height of the second layer in the fabricated grid polarizing element is lower than that of the first layer.
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