JP3408217B2 - 微細構造の作成方法及び回折光学素子 - Google Patents
微細構造の作成方法及び回折光学素子Info
- Publication number
- JP3408217B2 JP3408217B2 JP31248099A JP31248099A JP3408217B2 JP 3408217 B2 JP3408217 B2 JP 3408217B2 JP 31248099 A JP31248099 A JP 31248099A JP 31248099 A JP31248099 A JP 31248099A JP 3408217 B2 JP3408217 B2 JP 3408217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- etching
- optical element
- diffractive optical
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の光学機器に
用いられる微細構造の作成方法及び回折光学素子に関す
るものである。
用いられる微細構造の作成方法及び回折光学素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】回折光学素子とは光の回折現象を利用す
る光学素子であり、複数の回折格子により構成されてい
る。断面が階段形状から成る回折光学素子は特開平６−
２５８５１０号公報に記載されているように、エッチン
グガスに対して２種類の反応性の異なる薄膜の膜厚を十
分に制御しながら、交互に積層する多層膜基板を形成し
た後にレジストをパターニングする。次に、一方のエッ
チングガスに対して高反応性を有し、他方のエッチング
ガスに対しては低反応性を有する薄膜をエッチングした
後にエッチングガスの種類を変更し、一方のエッチング
ガスに対して低反応性を有し、他方のエッチングガスに
対しては高反応性を有する薄膜をエッチングすることに
より作成することができる。
る光学素子であり、複数の回折格子により構成されてい
る。断面が階段形状から成る回折光学素子は特開平６−
２５８５１０号公報に記載されているように、エッチン
グガスに対して２種類の反応性の異なる薄膜の膜厚を十
分に制御しながら、交互に積層する多層膜基板を形成し
た後にレジストをパターニングする。次に、一方のエッ
チングガスに対して高反応性を有し、他方のエッチング
ガスに対しては低反応性を有する薄膜をエッチングした
後にエッチングガスの種類を変更し、一方のエッチング
ガスに対して低反応性を有し、他方のエッチングガスに
対しては高反応性を有する薄膜をエッチングすることに
より作成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】また、上述の公報の方
式における回折格子においては、エッチングにより生じ
た段差を有する面上にレジストを塗布し、次の段のパタ
ーニングを行っているため、パターニングしたレジスト
の側壁、特に段が低い方のレジストの側壁は露光時に反
対側の段の壁からの影響を受け、下面に対してレジスト
側壁の無視できない傾斜が生じ、これにより次面のエッ
チング後の階段形状がレジストの傾斜形状を複写したよ
うに傾斜してしまうという欠点がある。
式における回折格子においては、エッチングにより生じ
た段差を有する面上にレジストを塗布し、次の段のパタ
ーニングを行っているため、パターニングしたレジスト
の側壁、特に段が低い方のレジストの側壁は露光時に反
対側の段の壁からの影響を受け、下面に対してレジスト
側壁の無視できない傾斜が生じ、これにより次面のエッ
チング後の階段形状がレジストの傾斜形状を複写したよ
うに傾斜してしまうという欠点がある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題を解消し、断
面が正確な階段形状を有する微細構造の作成方法及び回
折光学素子を提供することにある。
面が正確な階段形状を有する微細構造の作成方法及び回
折光学素子を提供することにある。
【０００５】
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る微細構造の作成方法は、複数の階段状要
素が並ぶ微細構造を作成する方法であって、基板上にエ
ッチングガスに反応する複数の第１の薄膜と、エッチン
グレートが前記第１の薄膜よりも小さい複数の第２の薄
膜とを交互に積層し、前記第１の薄膜を前記階段状要素
の主要部とし、前記第２の薄膜を前記第１の薄膜をエッ
チングする際のストッパ層とし、前記第２の薄膜が露出
するように前記第１の薄膜をその側面に傾斜を残してエ
ッチングする第１の工程と、該第１の工程の後に前記第
２の薄膜を露出させた状態で前記第１の薄膜の側面をエ
ッチングすることにより前記側面の角度が垂直となるよ
うに修正する第２の工程とを有し、前記第１の薄膜のそ
れぞれを前記第１の工程でエッチングした後に前記側面
に残る傾斜量が互いに異なり、前記第２の薄膜のそれぞ
れの膜厚を前記傾斜量の補正に見合った最小限の膜厚と
することを特徴とする。
の本発明に係る微細構造の作成方法は、複数の階段状要
素が並ぶ微細構造を作成する方法であって、基板上にエ
ッチングガスに反応する複数の第１の薄膜と、エッチン
グレートが前記第１の薄膜よりも小さい複数の第２の薄
膜とを交互に積層し、前記第１の薄膜を前記階段状要素
の主要部とし、前記第２の薄膜を前記第１の薄膜をエッ
チングする際のストッパ層とし、前記第２の薄膜が露出
するように前記第１の薄膜をその側面に傾斜を残してエ
ッチングする第１の工程と、該第１の工程の後に前記第
２の薄膜を露出させた状態で前記第１の薄膜の側面をエ
ッチングすることにより前記側面の角度が垂直となるよ
うに修正する第２の工程とを有し、前記第１の薄膜のそ
れぞれを前記第１の工程でエッチングした後に前記側面
に残る傾斜量が互いに異なり、前記第２の薄膜のそれぞ
れの膜厚を前記傾斜量の補正に見合った最小限の膜厚と
することを特徴とする。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図面は実施例における階段形状から成
る回折光学素子の作成工程の説明図を示している。第１
の実施例において、図１はエッチング処理前の積層膜１
を示しており、洗浄された直径８インチのＳｉウェハか
ら成る基板２上に成膜されており、この基板２は図示し
ないスパッタリング装置のターゲットと対向するように
サンプルホルダに配置され、スパッタリング装置の槽内
を十分に真空排気した後に、基板２を一様に３００℃に
加熱し、等量の酸素ガスとアルゴンガスを槽内に導入
し、圧力を２Ｐａに設定する。更に、ＲＦ電源を用いて
出力８００Ｗの高周波をＡｌターゲットに印加すること
により基板２上に膜厚約１５ｎｍのエッチングテーパ調
整層として機能する補助膜であるＡｌ2Ｏ3膜３ａを均一
に成膜する。
詳細に説明する。図面は実施例における階段形状から成
る回折光学素子の作成工程の説明図を示している。第１
の実施例において、図１はエッチング処理前の積層膜１
を示しており、洗浄された直径８インチのＳｉウェハか
ら成る基板２上に成膜されており、この基板２は図示し
ないスパッタリング装置のターゲットと対向するように
サンプルホルダに配置され、スパッタリング装置の槽内
を十分に真空排気した後に、基板２を一様に３００℃に
加熱し、等量の酸素ガスとアルゴンガスを槽内に導入
し、圧力を２Ｐａに設定する。更に、ＲＦ電源を用いて
出力８００Ｗの高周波をＡｌターゲットに印加すること
により基板２上に膜厚約１５ｎｍのエッチングテーパ調
整層として機能する補助膜であるＡｌ2Ｏ3膜３ａを均一
に成膜する。
【００１４】続いて、槽内を真空開放せずにＡｌターゲ
ットをＳｉＯ2ターゲットに変更し、槽内の酸素ガスと
アルゴンガスの混合比が１対１０となるように調節し、
Ａｌ 2Ｏ3膜３ａ上に膜厚約６００ｎｍの階段形状の主部
を構成する主膜であるＳｉＯ 2膜４ａを成膜する。
ットをＳｉＯ2ターゲットに変更し、槽内の酸素ガスと
アルゴンガスの混合比が１対１０となるように調節し、
Ａｌ 2Ｏ3膜３ａ上に膜厚約６００ｎｍの階段形状の主部
を構成する主膜であるＳｉＯ 2膜４ａを成膜する。
【００１５】更に、上述のプロセスを２回繰り返すこと
により、基板２側から順に膜厚約４５μｍ、３６μｍの
Ａｌ2Ｏ3膜３ｂ、３ｃと膜厚約５７０ｎｍ、５７９ｎｍ
のＳｉＯ2膜４ｂ、４ｃを交互に積層する。このように
して得られた積層膜１は、冷却後に槽内に大気を導入し
た後に、スパッタリング装置から取り出す。
により、基板２側から順に膜厚約４５μｍ、３６μｍの
Ａｌ2Ｏ3膜３ｂ、３ｃと膜厚約５７０ｎｍ、５７９ｎｍ
のＳｉＯ2膜４ｂ、４ｃを交互に積層する。このように
して得られた積層膜１は、冷却後に槽内に大気を導入し
た後に、スパッタリング装置から取り出す。
【００１６】スパッタリング装置から取り出された積層
膜１は、加熱高温炉において４５０℃の大気雰囲気中に
おいて約２時間のアニール処理を施し、更に真空蒸着装
置においてクロムの蒸発源と対向するように配置する。
真空蒸着装置の槽内を十分に真空排気した後に、積層膜
１を一様に３００℃に加熱し、電子銃を用いてクロムを
加熱することにより、最上段のＳｉＯ2膜４ｃ上にマス
クとして膜厚約３５ｎｍのクロム膜５を蒸着し、十分に
冷却し槽内に大気を導入した後に、積層膜１を真空蒸着
装置から取り出す。
膜１は、加熱高温炉において４５０℃の大気雰囲気中に
おいて約２時間のアニール処理を施し、更に真空蒸着装
置においてクロムの蒸発源と対向するように配置する。
真空蒸着装置の槽内を十分に真空排気した後に、積層膜
１を一様に３００℃に加熱し、電子銃を用いてクロムを
加熱することにより、最上段のＳｉＯ2膜４ｃ上にマス
クとして膜厚約３５ｎｍのクロム膜５を蒸着し、十分に
冷却し槽内に大気を導入した後に、積層膜１を真空蒸着
装置から取り出す。
【００１７】また、本実施例においては、Ａｌ2Ｏ3膜３
とＳｉＯ2膜４のエッチングに使用するエッチングガス
とは反応性が異なるマスクとしてクロム膜５を使用した
が、他の金属薄膜、誘電体膜、合成樹脂等を用いてもよ
い。
とＳｉＯ2膜４のエッチングに使用するエッチングガス
とは反応性が異なるマスクとしてクロム膜５を使用した
が、他の金属薄膜、誘電体膜、合成樹脂等を用いてもよ
い。
【００１８】図２はクロム膜５上に所望のパターニング
が施されたフォトレジスト６ａを示しており、本実施例
においては、スピンナを用いてクロム膜５上にピッチ４
μｍ、開口３μｍのラインアンドスペースから成る膜厚
１μｍのフォトレジスト６ａを塗布している。その後
に、このパターニングを公知の方法において露光、現像
して形成する。
が施されたフォトレジスト６ａを示しており、本実施例
においては、スピンナを用いてクロム膜５上にピッチ４
μｍ、開口３μｍのラインアンドスペースから成る膜厚
１μｍのフォトレジスト６ａを塗布している。その後
に、このパターニングを公知の方法において露光、現像
して形成する。
【００１９】次に、図３に示すようにクロム膜５の露出
部をクロム除去液に浸し、ウエットエッチングにより除
去し、更にＲＩＥエッチング装置の電極上に成膜面がエ
ッチングされるように積層膜１を配置し、槽内を真空排
気した後に、エッチングガスとしてＣＦ4ガス及びＣＨ
Ｆ3ガスを槽内に導入し、圧力が１Ｐａになるように設
定する。その後に、高周波電源より電極に出力１００Ｗ
を印加し、放電させることによりＳｉＯ2膜４ｃの露出
部をエッチングする。また、プラズマ計測によりエッチ
ングされていることを確認した後に、続けてテーパ調整
層として機能するＡｌ2Ｏ3膜３ｃをＳｉＯ2膜４ｃの側
壁が基板面に対して垂直となるために要する所定時間だ
けエッチングを行う。
部をクロム除去液に浸し、ウエットエッチングにより除
去し、更にＲＩＥエッチング装置の電極上に成膜面がエ
ッチングされるように積層膜１を配置し、槽内を真空排
気した後に、エッチングガスとしてＣＦ4ガス及びＣＨ
Ｆ3ガスを槽内に導入し、圧力が１Ｐａになるように設
定する。その後に、高周波電源より電極に出力１００Ｗ
を印加し、放電させることによりＳｉＯ2膜４ｃの露出
部をエッチングする。また、プラズマ計測によりエッチ
ングされていることを確認した後に、続けてテーパ調整
層として機能するＡｌ2Ｏ3膜３ｃをＳｉＯ2膜４ｃの側
壁が基板面に対して垂直となるために要する所定時間だ
けエッチングを行う。
【００２０】更に、槽内に大気を導入した後に積層膜１
を取り出し、図４に示すようにフォトレジスト６ａを剥
離する。続いて図５に示すように、図２と同様にスピン
ナを用いて、エッチングした面にピッチ４μｍ、開口２
μｍのラインアンドスペースから成るフォトレジスト６
ｂをパターニングし露光、現像する。なお、アライメン
トのずれを相殺するため、クロム膜５上のフォトレジス
ト６ｂは、その端部がクロム膜５の内側に至るようにパ
ターニングする。ただし、本実施例においては、フォト
レジスト６に生ずる側壁部の傾斜及び表面の波打ちは図
示を省略している。
を取り出し、図４に示すようにフォトレジスト６ａを剥
離する。続いて図５に示すように、図２と同様にスピン
ナを用いて、エッチングした面にピッチ４μｍ、開口２
μｍのラインアンドスペースから成るフォトレジスト６
ｂをパターニングし露光、現像する。なお、アライメン
トのずれを相殺するため、クロム膜５上のフォトレジス
ト６ｂは、その端部がクロム膜５の内側に至るようにパ
ターニングする。ただし、本実施例においては、フォト
レジスト６に生ずる側壁部の傾斜及び表面の波打ちは図
示を省略している。
【００２１】続いて、図６に示すようにＳｉＯ2膜４ｂ
のエッチングマスクとして機能させるために、Ａｌ2Ｏ3
膜３ｃの露出部をウエットエッチングにより除去する。
のエッチングマスクとして機能させるために、Ａｌ2Ｏ3
膜３ｃの露出部をウエットエッチングにより除去する。
【００２２】また、図７〜図１２に示すように上述のプ
ロセスを用い、ＲＩＥエッチング装置にサンプルをセッ
トし、階段の２段目以下の部分に反応するＳｉＯ2膜４
のエッチング、レジスト剥離、パターニング、Ａｌ2Ｏ3
膜３のウェットエッチングを繰り返す。
ロセスを用い、ＲＩＥエッチング装置にサンプルをセッ
トし、階段の２段目以下の部分に反応するＳｉＯ2膜４
のエッチング、レジスト剥離、パターニング、Ａｌ2Ｏ3
膜３のウェットエッチングを繰り返す。
【００２３】補助膜であるＡｌ2Ｏ3膜３の膜厚が各段で
異なる交互積層膜を設けることにより、パターニングで
生じたフォトレジスト６の傾斜部がエッチングで後退し
ても、フォトレジスト６の下のＡｌ2Ｏ3膜３のエッチン
グレートがＳｉＯ2膜４及びフォトレジスト６よりも著
しく遅いためマスクとして機能する。それには、各段の
段差量やパターン寸法又はフォトレジスト６の材料及び
露光量等により変化するパターニングの傾斜量や、各段
のＳｉＯ2膜４を所望の深さだけエッチングするために
要する時間から、Ａｌ2Ｏ3膜３の膜厚を最小限にするこ
とにより、ＳｉＯ2膜４の側壁が基板面に対して垂直に
エッチングできる。
異なる交互積層膜を設けることにより、パターニングで
生じたフォトレジスト６の傾斜部がエッチングで後退し
ても、フォトレジスト６の下のＡｌ2Ｏ3膜３のエッチン
グレートがＳｉＯ2膜４及びフォトレジスト６よりも著
しく遅いためマスクとして機能する。それには、各段の
段差量やパターン寸法又はフォトレジスト６の材料及び
露光量等により変化するパターニングの傾斜量や、各段
のＳｉＯ2膜４を所望の深さだけエッチングするために
要する時間から、Ａｌ2Ｏ3膜３の膜厚を最小限にするこ
とにより、ＳｉＯ2膜４の側壁が基板面に対して垂直に
エッチングできる。
【００２４】また、エッチングの際にＳｉＯ2膜４に傾
斜が生じたとしても、その下にあるＡｌ2Ｏ3膜３のエッ
チングレートがＳｉＯ2膜４及びフォトレジスト６より
著しく遅いためテーパ角調整層として機能する。それに
は、各段で異なるＳｉＯ2膜４のエッチング傾斜量の補
正に見合った最小限のＡｌ2Ｏ3膜３の膜厚に設定するこ
とにより、ＳｉＯ2膜４の側壁を基板面に対して垂直に
エッチングする。
斜が生じたとしても、その下にあるＡｌ2Ｏ3膜３のエッ
チングレートがＳｉＯ2膜４及びフォトレジスト６より
著しく遅いためテーパ角調整層として機能する。それに
は、各段で異なるＳｉＯ2膜４のエッチング傾斜量の補
正に見合った最小限のＡｌ2Ｏ3膜３の膜厚に設定するこ
とにより、ＳｉＯ2膜４の側壁を基板面に対して垂直に
エッチングする。
【００２５】所望のパターニングを露光、現像処理した
後にＡｌ2Ｏ3膜３をエッチングし、下の主面を露出させ
てからＳｉＯ2膜４をエッチングする手段により、所望
のパターニングを得たＡｌ2Ｏ3膜３を下のＳｉＯ2膜４
のエッチングに対し確実にマスクとして使うことによ
り、下のＳｉＯ2膜４のエッチングの側壁が底面に対し
て垂直にエッチングすることができる。
後にＡｌ2Ｏ3膜３をエッチングし、下の主面を露出させ
てからＳｉＯ2膜４をエッチングする手段により、所望
のパターニングを得たＡｌ2Ｏ3膜３を下のＳｉＯ2膜４
のエッチングに対し確実にマスクとして使うことによ
り、下のＳｉＯ2膜４のエッチングの側壁が底面に対し
て垂直にエッチングすることができる。
【００２６】また、図１３に示すようにエッチングによ
り損傷を受けたＡｌ2Ｏ3膜３をウエットエッチングによ
り露出部のみ除去し、平滑及び平坦なＳｉＯ2膜４を露
出させ、続いて図１４に示すように、エッチングにより
損傷を受けたクロム膜５をウエットエッチングを用いて
除去し、平滑及び平坦なＳｉＯ2膜４を露出させること
により１段当りの段差が均一となり、しかも断面階段形
状、特に階段と向かい合う側の側壁が底面に対し垂直と
なって、矩形状を成す４段の回折光学素子を作成するこ
とができる。
り損傷を受けたＡｌ2Ｏ3膜３をウエットエッチングによ
り露出部のみ除去し、平滑及び平坦なＳｉＯ2膜４を露
出させ、続いて図１４に示すように、エッチングにより
損傷を受けたクロム膜５をウエットエッチングを用いて
除去し、平滑及び平坦なＳｉＯ2膜４を露出させること
により１段当りの段差が均一となり、しかも断面階段形
状、特に階段と向かい合う側の側壁が底面に対し垂直と
なって、矩形状を成す４段の回折光学素子を作成するこ
とができる。
【００２７】また、本実施例においては図示していない
が、得られた４段の回折光学素子の回折格子面に真空蒸
着装置を用いてＡｌ反射膜を形成し、反射式回折光学素
子を作成することもできる。
が、得られた４段の回折光学素子の回折格子面に真空蒸
着装置を用いてＡｌ反射膜を形成し、反射式回折光学素
子を作成することもできる。
【００２８】第２の実施例として、第１の実施例におけ
る基板２上の補助膜であるＡｌ2Ｏ3膜３ａを成膜せず
に、直接に基板２上に主膜であるＳｉＯ2膜４を成膜し
てもよい。この際に、ＳｉＯ2膜４の積層数を３層から
７層に増加し、ＳｉＯ2膜４の膜厚を基板２側から順に
２６３ｎｍ、２３３ｎｍ、２３９ｎｍ、２４３ｎｍ、２
４４ｎｍ、２４６ｎｍ、２４６ｎｍとする。また、Ｓｉ
Ｏ2膜４上に成膜したＡｌ2Ｏ3膜３の膜厚は、最下層の
ＳｉＯ2側から順に３０ｎｍ、２４ｎｍ、２０ｎｍ、１
９ｎｍ、１７ｎｍ、１７ｎｍとする。
る基板２上の補助膜であるＡｌ2Ｏ3膜３ａを成膜せず
に、直接に基板２上に主膜であるＳｉＯ2膜４を成膜し
てもよい。この際に、ＳｉＯ2膜４の積層数を３層から
７層に増加し、ＳｉＯ2膜４の膜厚を基板２側から順に
２６３ｎｍ、２３３ｎｍ、２３９ｎｍ、２４３ｎｍ、２
４４ｎｍ、２４６ｎｍ、２４６ｎｍとする。また、Ｓｉ
Ｏ2膜４上に成膜したＡｌ2Ｏ3膜３の膜厚は、最下層の
ＳｉＯ2側から順に３０ｎｍ、２４ｎｍ、２０ｎｍ、１
９ｎｍ、１７ｎｍ、１７ｎｍとする。
【００２９】また、各層のＡｌ2Ｏ3膜３はウエットエッ
チングでなく、ＳｉＯ2膜４と同様にＲＩＥエッチング
装置において、ＣＣｌ4エッチングガスを用いプラズマ
計測を行いながらドライエッチングする。また、他の工
程は第１の実施例と同様としている。
チングでなく、ＳｉＯ2膜４と同様にＲＩＥエッチング
装置において、ＣＣｌ4エッチングガスを用いプラズマ
計測を行いながらドライエッチングする。また、他の工
程は第１の実施例と同様としている。
【００３０】Ｓｉウェハから成る基板２の上のＳｉＯ2
膜４を直接成膜しても、ＳｉはＳｉＯ2膜４のエッチン
グガスに対して反応性が異なるため、十分にテーパ角調
整層として機能する。
膜４を直接成膜しても、ＳｉはＳｉＯ2膜４のエッチン
グガスに対して反応性が異なるため、十分にテーパ角調
整層として機能する。
【００３１】このようにして作成した回折光学素子は、
第１の実施例と同様に１段当りの段差が均一であり、し
かも断面階段形状、特に階段と向かい合う側の側壁が底
面に対し垂直となり、矩形をなす８段から成る反射式回
折光学素子を実現できる。
第１の実施例と同様に１段当りの段差が均一であり、し
かも断面階段形状、特に階段と向かい合う側の側壁が底
面に対し垂直となり、矩形をなす８段から成る反射式回
折光学素子を実現できる。
【００３２】また、Ａｌ2Ｏ3膜３を１層省略することに
より、積層膜１の総応力を緩和することができ、基板２
に対し密着力の高い８段の交互積層膜を形成することが
可能となり、高回折効率を有する回折光学素子を得るこ
とができる。
より、積層膜１の総応力を緩和することができ、基板２
に対し密着力の高い８段の交互積層膜を形成することが
可能となり、高回折効率を有する回折光学素子を得るこ
とができる。
【００３３】また、ＳｉＯ2膜４、Ａｌ2Ｏ3膜３及びク
ロム膜５は、上述した材料の組み以外でも同様の効果が
得られる。例えば、主膜とマスクには本実施例と同様
に、ＳｉＯ2膜とクロム膜を用い、補助膜には基板２と
同じＳｉを用いる組み合わせでもよい。この場合には、
補助膜のエッチングにＣＦ4ガスを用いてＳｉＯ2のＳｉ
に対するエッチング選択比を上げてエッチング除去する
ことにより、同様の回折光学素子を得ることができる。
ロム膜５は、上述した材料の組み以外でも同様の効果が
得られる。例えば、主膜とマスクには本実施例と同様
に、ＳｉＯ2膜とクロム膜を用い、補助膜には基板２と
同じＳｉを用いる組み合わせでもよい。この場合には、
補助膜のエッチングにＣＦ4ガスを用いてＳｉＯ2のＳｉ
に対するエッチング選択比を上げてエッチング除去する
ことにより、同様の回折光学素子を得ることができる。
【００３４】第３の実施例として、第１の実施例におけ
るＳｉＯ2膜４の代りにＡｌ膜、Ａｌ2Ｏ3膜３の代りに
Ｃｕ膜、クロム膜５の代りにＭｏ膜を用い、基板２上に
積層膜を形成する。Ａｌ膜はＣＣｌ4エッチングガスに
よりドライエッチングし、Ｃｕ膜及びＭｏ膜はそれぞれ
のエッチング液を用いてウエットエッチングにより除去
することもできる。
るＳｉＯ2膜４の代りにＡｌ膜、Ａｌ2Ｏ3膜３の代りに
Ｃｕ膜、クロム膜５の代りにＭｏ膜を用い、基板２上に
積層膜を形成する。Ａｌ膜はＣＣｌ4エッチングガスに
よりドライエッチングし、Ｃｕ膜及びＭｏ膜はそれぞれ
のエッチング液を用いてウエットエッチングにより除去
することもできる。
【００３５】この場合における積層膜１は、膜を構成す
る材料が全て成膜速度の速い金属膜を用いているために
生産性に優れている。
る材料が全て成膜速度の速い金属膜を用いているために
生産性に優れている。
【００３６】第４の実施例として、第１の実施例におい
て用いたＳｉウェハから成る基板２の代りに石英基板を
使用し、得られた回折光学素子の回折格子面にＡｌ反射
膜の代りに反射防止膜を真空蒸着装置を用いて成膜する
ことにより、回折特性が優れた透過式回折光学素子が得
ることができる。また、石英基板以外の透明な光学基材
を用いてもよい。
て用いたＳｉウェハから成る基板２の代りに石英基板を
使用し、得られた回折光学素子の回折格子面にＡｌ反射
膜の代りに反射防止膜を真空蒸着装置を用いて成膜する
ことにより、回折特性が優れた透過式回折光学素子が得
ることができる。また、石英基板以外の透明な光学基材
を用いてもよい。
【００３７】更に、Ａｌ2Ｏ3膜３の代りにＳｉ3Ｎ4膜を
用い、基板２側から順に膜厚１５ｎｍ、６００ｎｍ、３
５ｎｍ、５８０ｎｍ、２５ｎｍ、５９０ｎｍとし、Ｓｉ
3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜４の交互積層膜を作成し、ＣＦ3Ｂｒ
エッチングガスに添加ガスとして酸素ガスを添加し、プ
ラズマ計測を行いながらエッチングしても良好な回折光
学素子を得ることができる。
用い、基板２側から順に膜厚１５ｎｍ、６００ｎｍ、３
５ｎｍ、５８０ｎｍ、２５ｎｍ、５９０ｎｍとし、Ｓｉ
3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜４の交互積層膜を作成し、ＣＦ3Ｂｒ
エッチングガスに添加ガスとして酸素ガスを添加し、プ
ラズマ計測を行いながらエッチングしても良好な回折光
学素子を得ることができる。
【００３８】第５の実施例として、第１の実施例におい
て作成した４段の回折光学素子における回折格子面にＡ
ｌ反射膜を形成せずに、得られた回折光学素子を型とし
て使用することができる。この回折光学素子に紫外線硬
化樹脂を滴下し、その上から光学ガラスを張り合わせ、
回折光学素子の裏面又は表面側から紫外線を照射し硬化
した後に、剥離させることにより、レプリカ転写させた
回折光学素子を得ることができる。更に、このレプリカ
転写させた回折光学素子の回折格子面にＡｌ反射膜を形
成することにより、反射式回折光学素子を形成すること
ができる。
て作成した４段の回折光学素子における回折格子面にＡ
ｌ反射膜を形成せずに、得られた回折光学素子を型とし
て使用することができる。この回折光学素子に紫外線硬
化樹脂を滴下し、その上から光学ガラスを張り合わせ、
回折光学素子の裏面又は表面側から紫外線を照射し硬化
した後に、剥離させることにより、レプリカ転写させた
回折光学素子を得ることができる。更に、このレプリカ
転写させた回折光学素子の回折格子面にＡｌ反射膜を形
成することにより、反射式回折光学素子を形成すること
ができる。
【００３９】このようにして、作成した反射式回折光学
素子は第１の実施例と同様に１段当りの段差が均一であ
り、しかも反射式回折光学素子を再現性良く、しかも安
価に作成できる。勿論、型としての使用方法は本実施例
において上述した以外のものを用いてもよい。
素子は第１の実施例と同様に１段当りの段差が均一であ
り、しかも反射式回折光学素子を再現性良く、しかも安
価に作成できる。勿論、型としての使用方法は本実施例
において上述した以外のものを用いてもよい。
【００４０】第６の実施例として、第５の実施例におい
て作成した型を射出成形機に取り付け、透明な熱可塑性
樹脂を用いて基板２と回折光学素子が一体形状を成すよ
うに成形し、この回折光学素子面と基板２の裏面側に反
射防止膜を蒸着することにより、基板２と一体型の透過
式回折光学素子を得ることができる。
て作成した型を射出成形機に取り付け、透明な熱可塑性
樹脂を用いて基板２と回折光学素子が一体形状を成すよ
うに成形し、この回折光学素子面と基板２の裏面側に反
射防止膜を蒸着することにより、基板２と一体型の透過
式回折光学素子を得ることができる。
【００４１】このようにして作成した回折光学素子は１
段当りの段差が均一であり、しかも生産性に優れた透過
式回折光学素子を再現性良く、安価に作成できる。この
回折光学素子は色分解フィルタとして画像読取装置、液
晶プロジェクタで使用可能であり、また回折レンズとし
て撮影光学系、投影光学系に用いることができる。
段当りの段差が均一であり、しかも生産性に優れた透過
式回折光学素子を再現性良く、安価に作成できる。この
回折光学素子は色分解フィルタとして画像読取装置、液
晶プロジェクタで使用可能であり、また回折レンズとし
て撮影光学系、投影光学系に用いることができる。
【００４２】なお、Ａｌ2Ｏ3膜３ａ、３ｂ、３ｃの膜厚
を各層毎に最適な膜厚でなく、最も厚い４５ｎｍに統一
して積層して作成した回折光学素子は、基板２との密着
力が弱く、面内で一部に膜浮きによる面変形が見られ
た。また、Ａｌ2Ｏ3膜３ａ、３ｂ、３ｃをウエットエッ
チングにおいて３回除去するため、上層のＡｌ2Ｏ3膜３
ｃの端部では横方向へのくびれが見られ、高精度の矩形
形状をした階段状の回折光学素子が得られず、更には成
膜時間が非常に長くなり生産性にも劣る。しかも、得ら
れた回折光学素子の回折分光特性は反射率が低く、所望
の分光特性が得ることができない。
を各層毎に最適な膜厚でなく、最も厚い４５ｎｍに統一
して積層して作成した回折光学素子は、基板２との密着
力が弱く、面内で一部に膜浮きによる面変形が見られ
た。また、Ａｌ2Ｏ3膜３ａ、３ｂ、３ｃをウエットエッ
チングにおいて３回除去するため、上層のＡｌ2Ｏ3膜３
ｃの端部では横方向へのくびれが見られ、高精度の矩形
形状をした階段状の回折光学素子が得られず、更には成
膜時間が非常に長くなり生産性にも劣る。しかも、得ら
れた回折光学素子の回折分光特性は反射率が低く、所望
の分光特性が得ることができない。
【００４３】なお、第１の実施例においてＳｉＯ2膜４
をエッチングした後に、フォトレジスト６でパターニン
グせずに、Ａｌ2Ｏ3膜３を除去してからフォトレジスト
６でパターニングする工程に変えることにより、作成し
た回折光学素子はＳｉＯ2膜４のエッチング中にフォト
レジスト６の端部がエッチングで後退するため、ＳｉＯ
2膜４の側壁が底面に対しフォトレジスト６と同様な傾
斜が生じてしまい、所望の矩形形状を有する階段状回折
格子は得ることができない場合がある。
をエッチングした後に、フォトレジスト６でパターニン
グせずに、Ａｌ2Ｏ3膜３を除去してからフォトレジスト
６でパターニングする工程に変えることにより、作成し
た回折光学素子はＳｉＯ2膜４のエッチング中にフォト
レジスト６の端部がエッチングで後退するため、ＳｉＯ
2膜４の側壁が底面に対しフォトレジスト６と同様な傾
斜が生じてしまい、所望の矩形形状を有する階段状回折
格子は得ることができない場合がある。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る微細構
造の作成方法は、各段のレジストパターニングの傾斜量
が変っても、又は各段の段差量即ち深さが変っても階段
と向かい合う側の側壁を底面に対し垂直にすることがで
きる。また、主膜が僅かに傾斜を有するエッチング条件
でエッチングしたとしても、側壁を底面即ち基板面に対
して垂直になるように補正できる。
造の作成方法は、各段のレジストパターニングの傾斜量
が変っても、又は各段の段差量即ち深さが変っても階段
と向かい合う側の側壁を底面に対し垂直にすることがで
きる。また、主膜が僅かに傾斜を有するエッチング条件
でエッチングしたとしても、側壁を底面即ち基板面に対
して垂直になるように補正できる。
【００４５】更に、各段のレジストパターニングの傾斜
量が変っても、又は各段の段差量即ち深さが変化して
も、階段と向かい合う側の側壁を底面に対し精度良く垂
直にする効果があり、各段の幅を精度良く制御すること
ができる。
量が変っても、又は各段の段差量即ち深さが変化して
も、階段と向かい合う側の側壁を底面に対し精度良く垂
直にする効果があり、各段の幅を精度良く制御すること
ができる。
【００４６】また、各段の段幅がそれぞれ所望のパター
ン寸法を精度良く維持し、エッチング形成され、エッチ
ング面の荒れが少なく、何れの面も平滑及び平坦な面が
得られ、回折特性に優れた回折光学素子が得られる。
ン寸法を精度良く維持し、エッチング形成され、エッチ
ング面の荒れが少なく、何れの面も平滑及び平坦な面が
得られ、回折特性に優れた回折光学素子が得られる。
【図１】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図２】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図３】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図４】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図５】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図６】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図７】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図８】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図９】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図１０】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図１１】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図１２】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図１３】回折光学素子の作成工程の説明図である。
【図１４】回折光学素子の作成工程の説明図である。
１ 多層膜
２ 基板
３ Ａｌ2Ｏ3膜
４ ＳｉＯ2膜
５ クロム膜
６ フォトレジスト
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の階段状要素が並ぶ微細構造を作成
する方法であって、基板上にエッチングガスに反応する
複数の第１の薄膜と、エッチングレートが前記第１の薄
膜よりも小さい複数の第２の薄膜とを交互に積層し、前
記第１の薄膜を前記階段状要素の主要部とし、前記第２
の薄膜を前記第１の薄膜をエッチングする際のストッパ
層とし、前記第２の薄膜が露出するように前記第１の薄
膜をその側面に傾斜を残してエッチングする第１の工程
と、該第１の工程の後に前記第２の薄膜を露出させた状
態で前記第１の薄膜の側面をエッチングすることにより
前記側面の角度が垂直となるように修正する第２の工程
とを有し、前記第１の薄膜のそれぞれを前記第１の工程
でエッチングした後に前記側面に残る傾斜量が互いに異
なり、前記第２の薄膜のそれぞれの膜厚を前記傾斜量の
補正に見合った最小限の膜厚とすることを特徴とする微
細構造の作成方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法で作成した回折光
学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31248099A JP3408217B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-11-02 | 微細構造の作成方法及び回折光学素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3867099 | 1999-02-17 | ||
| JP11-38670 | 1999-02-17 | ||
| JP31248099A JP3408217B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-11-02 | 微細構造の作成方法及び回折光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303193A JP2000303193A (ja) | 2000-10-31 |
| JP3408217B2 true JP3408217B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=26377946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31248099A Expired - Fee Related JP3408217B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-11-02 | 微細構造の作成方法及び回折光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3408217B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947224B2 (en) * | 2003-09-19 | 2005-09-20 | Agilent Technologies, Inc. | Methods to make diffractive optical elements |
| JP5682202B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-03-11 | 凸版印刷株式会社 | パターン形成方法、パターン形成体 |
| US10908494B2 (en) * | 2017-05-31 | 2021-02-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photomask and manufacturing method thereof |
| EP3457212A1 (en) * | 2017-09-18 | 2019-03-20 | ASML Netherlands B.V. | Method of controlling a patterning process, device manufacturing method |
| US10690821B1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | Applied Materials, Inc. | Methods of producing slanted gratings |
| JP7500588B2 (ja) * | 2019-09-27 | 2024-06-17 | Hoya株式会社 | インプリントモールドの製造方法、インプリントモールド、モールドブランク、及び光学素子の製造方法 |
-
1999
- 1999-11-02 JP JP31248099A patent/JP3408217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000303193A (ja) | 2000-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5358808A (en) | Exposure mask, method of manufacturing the same, and exposure method using the same | |
| JP3359309B2 (ja) | バイナリ型の回折光学素子の作製方法 | |
| US7901842B2 (en) | Photomask blank and method of producing the same, method of producing photomask, and method of producing semiconductor device | |
| US6670105B2 (en) | Method of manufacturing diffractive optical element | |
| US20060072194A1 (en) | Wire grid polarizer and fabrication method thereof | |
| JPH09146259A (ja) | グラデーションマスクとその製造方法およびグラデーションマスクを用いた特殊表面形状の創成方法 | |
| JP2002189112A (ja) | 回折光学素子の製造方法、回折光学素子の製造方法によって製造したことを特徴とする回折光学素子製造用金型、回折光学素子、および該回折光学素子を有する光学系、光学機器、露光装置、デバイス製造方法、デバイス | |
| US6733930B2 (en) | Photomask blank, photomask and method of manufacture | |
| KR101071471B1 (ko) | 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법 | |
| JP3408217B2 (ja) | 微細構造の作成方法及び回折光学素子 | |
| JP2006261265A (ja) | 位相シフター光学素子その製造方法及び得られる素子 | |
| JPH0815510A (ja) | バイナリーオプティクス及びその製造方法 | |
| JP3576885B2 (ja) | 素子の製造方法 | |
| JP4390119B2 (ja) | 回折光学素子の製造方法 | |
| JPH03132602A (ja) | 色分解用回折格子 | |
| JPH06258510A (ja) | 回折格子製作用成形型およびその製造方法 | |
| JPH1130711A (ja) | 回折光学素子及びその製造方法及び光学機器 | |
| JPH07113905A (ja) | 回折格子作製方法 | |
| JPH08106152A (ja) | フォトマスク及びその作製方法 | |
| JP2001074924A (ja) | 回折光学素子の作製方法 | |
| JP2004099394A (ja) | マイクロレンズアレイ用金型の製作方法 | |
| JP3483445B2 (ja) | 回折光学素子及び該素子の製造方法 | |
| KR0174951B1 (ko) | 미세 패턴 형성 방법 | |
| JP3680569B2 (ja) | 回折光学素子の製造方法 | |
| JPH11305022A (ja) | 回折光学素子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080314 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100314 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100314 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140314 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |