JPH01180503A - 光学素子作製用スタンパの作製方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 最終的にスタンパとなる基板の上に光学素子形状に関す
るマスク争パターンを形成後、イオン拳エツチングによ
り基板面に素子パターンを転写するスタンパ作製法にお
いて、基板のエッチング・レートがマスクのエツチング
◆レートより大きくなる条件下でイオン・エツチングす
ることで、サブミクロン以下のパターンでも十分深さの
あるスタンパを作ることができる。

発明の背景 この発明は光学素子作製用スタンパの作製方法に関する
。

フレネル・レンズ等の微細な凹凸パターンをもつ光学素
子をスタンパ（雌型）を用いて樹脂成形することが考え
られている。スタンパをつくるための原盤はたとえば電
子線描画法により作製される。すなわち、基板上に電子
線レジストを一様に塗布し、この電子線レジスト上に電
子線描画装置を用いて所定のパターンを描画する。その
後２現像処理すると描画パターンの残膜電子線レジスト
が残る。

第１図（Ａ）は基板１上に残った電子線レジスト（パタ
ーン）２の一部を示している。パターン形状が数ミクロ
ン以上であればこの図に示されているように、設計通り
の切れのよいレジスト管パターンを得ることができる。

ところが、パターン形状がサブ・ミクロン・オーダまた
はそれ以下の場合には、電子線描画時に電子線が基板ま
たはレジスト内で後方散乱することに起因して、第１図
（Ｂ）に示すように残膜レジスト・パターン２にだれが
生じる。設計パターンは破線２Ａで示すように方形の連
続パターンであったとしても、形がくずれて波形になっ
てしまう。これを防止することは困難である。

このようなだれの生じた原盤を用いてスタンパを作製す
ると、設計通りのパターンのものは得られず、一般には
スタンパにも同じようにだれの生じたパターンが形成さ
れてしまう。そのようなスタンパを用いて光学素子を作
製しても光学特性のよい光学素子は得られない。

発明の概要 この発明は、原盤のパターンに多少のだれがあってもこ
れをできるだけ元の形に戻したパターンのスタンパをつ
くることのできる方法を提供することを目的とする。

この発明は、基板上に作製すべき光学素子の形状に関す
るマスク・パターンを形成し、基板のエッチング・レー
トがマスクのエッチング・レートよりも大きくなるよう
に設定された条件下で。

ドライΦエツチングによりマスク・パターンを基板上に
転写してスタンパを作製することを特徴とする。

この発明によると、基板上に形成された電子線レジスト
等によるマスク・パターンを基板に転写するにさいして
、基板のエッチング・レートをマスクのエッチング・レ
ートよりも大きく設定してドライ・エッチングしている
ので、マスク争パターンの縦方向のみを拡大したパター
ンが基板上に形成される。

したがってマスク・パターンにだれがあってもこれが修
正され、立上り、立下りの急峻なパターンをもつスタン
パ（基板）を作製することができる。スタンパにおける
パターンの深さも充分に大きくすることができるように
なる。

実施例の説明 第２図はスタンパの作製工程を示している。

基板１上に所望のマスク・パターン２を上述した電子線
描画法により作成する。そして、マスク争パターン（た
とえば電子線レジスト残膜パターン）２のエッチング・
レートよりも基板１のエッチング・レートの方が大きく
なるような条件を設定して、イオン中エツチングにより
マスク・パターン２とともに基板１をエツチングする。

このドライ・エッチングの過程で、マスク・パターン２
は時間の経過にしたがって少しずつ削られてゆき、マス
ク２がなくなって基板１が露出した部分では基板１それ
自体がエツチングされていく（第２図（Ａ）から（Ｃ）
　’）。マスク・パターン２の薄い部分は早くマスクが
なくなり、厚い部分は遅くマスクがなくなるので、マス
クの薄い方から順に基板１が削られる。このようにして
マスク・パターン２が基板１上に転写される（第２図（
Ｄ））。

上述のように基板１のエッチング・レートがマスク・パ
ターン２のエツチング−レートよりも大きいので、マス
ク・パターン２に多少のだれがあっても、基板１には縦
（深さ）方向にパターンが拡大した深い溝が形成される
。

マスク材料として電子線レジスト（ＰＭＭＡ）　、基板
としてＳｉ、ＳｉＯ、ガラスを用いる場合には、エツチ
ング・ガスとしてＣＦ　＋Ｈ２の混合ガスを使うと、基
板が選択的にエツチングされ。

基板のエッチング・レートをマスク争パターンのそれよ
りも大きくすることができる。これはＨ２ガスによって
電子線レジストに保護膜が形成され、電子線レジストが
エツチングされに（くなるからである。

第３図はのこぎり歯状のパターンをもつスタンパを作製
する工程を示している。ドライ・エッチングの手順は上
述した第２図の例と全く同じである。

一般に電子線描画法によりレジスト・パターンを作製す
る場合には、残膜（マスク・パターン）の厚さが小さい
（１ミクロン以下）方が精度よく加工できる。高さが数
ミクロン以上もあるレジスト・パターンを得ようとする
とレジスト内での電子線の散乱が大きくなったり、現像
むらが生じやすくなったりするからである。

一方、光学素子においてはその光学特性を向上させるた
めにパターンの凹凸が深いことが好ましい、または必要
である場合が多く、シたがってスタンパにも深い凹凸の
パターンを作製することが要求される。

この発明によると、第３図（Ａ）に示すように高さの低
いマスク・パターン２を用いても、基板を選択的にエツ
チングすることにより（第３図（Ｂ））、基板１上に深
いパターンを作製することができる（第３図（Ｃ））。

たとえばパターンの凹凸の高さが１ミクロン以下のマス
ク・パターンからパターンの凹凸の深さが数ミクロン以
上のスタンパを得ることができる。

基板のエツチングψレートとマスクのエッチング・レー
トの比（選択比）は、エツチング・ガス圧、エツチング
・ガスの種類、イオンの加速電圧（電極間電位）などに
より制御でき、パターンを任意の倍率で深さ方向に拡大
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板上のマスク・パターンを示すもので、（Ａ
）はパターン形状が大きい場合、（Ｂ）はパターン形状
が小さい場合である。 第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）は
基板上のマスク・パターンをドライ・エッチングによっ
て基板に転写する工程を示すものである。 第３図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）も同転写工程を
示している。 １・・・基板。 ２・・・マスク・パターン。 以　　上 特許出願人　　立石電機株式会社 代　理　人　　　弁理士　牛　久　健　司（外１名） 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に作製すべき光学素子の形状に関するマスク・パ
   ターンを形成し、 基板のエッチング・レートがマスクのエッチング・レー
   トよりも大きくなるように設定された条件下で、ドライ
   ・エッチングによりマスク・パターンを基板上に転写し
   てスタンパを作製する、光学索子作製用スタンパの作製
   方法。