JPH0534512A - グレーテイングパターン形成方法 - Google Patents
グレーテイングパターン形成方法Info
- Publication number
- JPH0534512A JPH0534512A JP59991A JP59991A JPH0534512A JP H0534512 A JPH0534512 A JP H0534512A JP 59991 A JP59991 A JP 59991A JP 59991 A JP59991 A JP 59991A JP H0534512 A JPH0534512 A JP H0534512A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- pattern
- grating pattern
- substrate
- grating
- Prior art date
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- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】基板上にノボラック系ポジ型レジストを塗布
し、集束イオンビームで露光してから現像するグレーテ
ィングパターン形成方法。 【効果】従来技術では得ることのできなかった平滑性お
よび精度の優れたグレーティングパターンを形成するこ
とができた。
し、集束イオンビームで露光してから現像するグレーテ
ィングパターン形成方法。 【効果】従来技術では得ることのできなかった平滑性お
よび精度の優れたグレーティングパターンを形成するこ
とができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子や回折格子の
製造工程などに用いるグレーティングパターン形成方法
に関し、特に集束イオンビームを用いたグレーティング
パターン形成方法に関するものである。
製造工程などに用いるグレーティングパターン形成方法
に関し、特に集束イオンビームを用いたグレーティング
パターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】グレーティングパターンは光やＸ線の回
折格子、あるいは固体レーザなどに用いられ、その回折
効率はグレーティングパターンのパターン壁面の平滑性
や繰り返し周期、角度の精度に依存する。
折格子、あるいは固体レーザなどに用いられ、その回折
効率はグレーティングパターンのパターン壁面の平滑性
や繰り返し周期、角度の精度に依存する。
【０００３】従来技術によるグレーティングパターン形
成方法について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明す
る。
成方法について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明す
る。
【０００４】はじめに図３（ａ）に示すように、基板１
上にノボラック系ポジ型レジスト２を塗布する。
上にノボラック系ポジ型レジスト２を塗布する。
【０００５】つぎに図３（ｂ）に示すように、マスク４
を通して紫外光５によりノボラック系ポジ型レジスト２
を露光する。このとき露光量を通常のパターン形成時よ
りも不足させる。
を通して紫外光５によりノボラック系ポジ型レジスト２
を露光する。このとき露光量を通常のパターン形成時よ
りも不足させる。
【０００６】つぎに図３（ｃ）に示すように、水酸化カ
リウム水溶液現像液中で現像することにより、波型のレ
ジストパターン２が形成される。
リウム水溶液現像液中で現像することにより、波型のレ
ジストパターン２が形成される。
【０００７】用途によってはこのレジストパターン２を
そのまま用いることもできる。
そのまま用いることもできる。
【０００８】通常は図３（ｄ）に示すように、レジスト
パターン２をエッチングマスクとしてＣＦ4 反応性イオ
ンエッチングなどの異方性ドライエッチングによってパ
ターンを基板に転写して、グレーティングパターン１を
形成する。
パターン２をエッチングマスクとしてＣＦ4 反応性イオ
ンエッチングなどの異方性ドライエッチングによってパ
ターンを基板に転写して、グレーティングパターン１を
形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
波型のレジストパターンあるいはそれを転写した基板を
用いている。
波型のレジストパターンあるいはそれを転写した基板を
用いている。
【００１０】いずれにしても波型のグレーティングパタ
ーンとなり、パターン側壁の平滑性や精度が劣り、高い
回折効率が得られないという問題があった。
ーンとなり、パターン側壁の平滑性や精度が劣り、高い
回折効率が得られないという問題があった。
【００１１】本発明の目的は、従来技術に比べてパター
ン側壁の平滑性および精度に優れ、高い回折効率を有す
るグレーティングパターン形成方法を提供することにあ
る。
ン側壁の平滑性および精度に優れ、高い回折効率を有す
るグレーティングパターン形成方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【問題を解決するための手段】本発明のグレーティング
パターン形成方法は、基板上にノボラック系ポジ型レジ
ストを塗布する工程と、集束イオンビームによって前記
レジストを露光する工程と、前記レジストを現像する工
程とを含むものである。
パターン形成方法は、基板上にノボラック系ポジ型レジ
ストを塗布する工程と、集束イオンビームによって前記
レジストを露光する工程と、前記レジストを現像する工
程とを含むものである。
【００１３】
【作用】集束イオンビームを用いたレジスト露光は、現
在微細パターン形成手段として一般的に用いられている
電子ビームによるレジスト露光と比べて、前方および後
方散乱による近接効果の影響を受けにくく、電子ビーム
露光では形成できない微細なパターンを形成することが
できる。
在微細パターン形成手段として一般的に用いられている
電子ビームによるレジスト露光と比べて、前方および後
方散乱による近接効果の影響を受けにくく、電子ビーム
露光では形成できない微細なパターンを形成することが
できる。
【００１４】代表的なノボラック系ポジ型レジスト（シ
プレイ社、ＭＰ２４００；商品名）の集束イオンビーム
による感光部分と未感光部分のアルカリ水溶液現像液に
対する溶解特性を図２に示す。
プレイ社、ＭＰ２４００；商品名）の集束イオンビーム
による感光部分と未感光部分のアルカリ水溶液現像液に
対する溶解特性を図２に示す。
【００１５】アルカリ水溶液現像液としては水酸化カリ
ウム飽和水溶液（シプレイ社製ＭＰ２４０１）：Ｈ2 Ｏ
＝１：４を用いる。
ウム飽和水溶液（シプレイ社製ＭＰ２４０１）：Ｈ2 Ｏ
＝１：４を用いる。
【００１６】感光部および未感光部の溶解特性はほぼ直
線的であるが、感光部の残膜率が０％となるとき未感光
部の残膜率も６５％まで低下する。パターンに垂直方向
および横方向への侵食による残膜率の低下および側壁の
テーパー形状を生じる傾向を示す。
線的であるが、感光部の残膜率が０％となるとき未感光
部の残膜率も６５％まで低下する。パターンに垂直方向
および横方向への侵食による残膜率の低下および側壁の
テーパー形状を生じる傾向を示す。
【００１７】したがって集束イオンビーム露光によるラ
インパターンを一定周期で露光してから、現像すること
により一定周期のグレーティングパターンを形成するこ
とができる。
インパターンを一定周期で露光してから、現像すること
により一定周期のグレーティングパターンを形成するこ
とができる。
【００１８】レジストの集束イオンビームによる露光部
分と未露光部分の溶解速度差は、アルカリ水溶液現像液
の濃度に依存するので、アルカリ水溶液現像液の濃度に
よってグレーティングパターンのテーパー角を任意に制
御することができる。
分と未露光部分の溶解速度差は、アルカリ水溶液現像液
の濃度に依存するので、アルカリ水溶液現像液の濃度に
よってグレーティングパターンのテーパー角を任意に制
御することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の一実施例について、図１（ａ）〜
（ｄ）を参照して説明する。
（ｄ）を参照して説明する。
【００２０】はじめに図１（ａ）に示すように、Ｓｉ基
板１上に厚さ約１．０μｍのノボラック系ポジ型レジス
ト２を回転塗布し、８０℃、３０分間ベークする。
板１上に厚さ約１．０μｍのノボラック系ポジ型レジス
ト２を回転塗布し、８０℃、３０分間ベークする。
【００２１】つぎに図１（ｂ）に示すように、Ａｕ−Ｓ
ｉ−Ｂｅ合金イオン源から得られる、加速エネルギー２
６０ｋｅＶのＢｅ集束イオンビーム３を用いてレジスト
の露光を行う。ここでＢｅ集束イオンビーム３のビーム
径および描画線幅はいずれも５０ｎｍ、繰り返し周期は
１．０μｍとした。露光量は４．０×１０12ｉｏｎｓ／
ｃｍ2 とした。
ｉ−Ｂｅ合金イオン源から得られる、加速エネルギー２
６０ｋｅＶのＢｅ集束イオンビーム３を用いてレジスト
の露光を行う。ここでＢｅ集束イオンビーム３のビーム
径および描画線幅はいずれも５０ｎｍ、繰り返し周期は
１．０μｍとした。露光量は４．０×１０12ｉｏｎｓ／
ｃｍ2 とした。
【００２２】つぎに図１（ｃ）に示すように、アルカリ
水溶液現像液として水酸化カリウム飽和水溶液：Ｈ2 Ｏ
＝１：４で２分間現像をして、純水で１分間リンスを行
なうことによりレジストパターン２が形成された。
水溶液現像液として水酸化カリウム飽和水溶液：Ｈ2 Ｏ
＝１：４で２分間現像をして、純水で１分間リンスを行
なうことによりレジストパターン２が形成された。
【００２３】つぎに図１（ｄ）に示すように、レジスト
２をマスクとして異方性ドライエッチングとしてＣＦ4
反応性イオンエッチングによりパターン転写を行なっ
た。ここでＣＦ4 流量は１０ｓｃｃｍ、高周波電力は２
５０Ｗ、エッチング時間は２０分とした。この結果繰り
返し周期１．０μｍ、テーパー角約７０゜で従来法と比
較して、パターン側面の平滑性および精度の優れたグレ
ーティングパターンを基板１上に形成することができ
た。
２をマスクとして異方性ドライエッチングとしてＣＦ4
反応性イオンエッチングによりパターン転写を行なっ
た。ここでＣＦ4 流量は１０ｓｃｃｍ、高周波電力は２
５０Ｗ、エッチング時間は２０分とした。この結果繰り
返し周期１．０μｍ、テーパー角約７０゜で従来法と比
較して、パターン側面の平滑性および精度の優れたグレ
ーティングパターンを基板１上に形成することができ
た。
【００２４】本実施例では集束イオンビーム露光工程に
Ａｕ−Ｓｉ−Ｂｅ合金イオン源から得られる加速エネル
ギー２６０ｋｅＶのＢｅ集束イオンビームを用いたが、
他の加速エネルギーおよび他のＬｉ、Ｇａ、Ａｕなどの
単体金属イオン源、Ａｕ−Ｓｉ、Ｐｔ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｎ
ｉ−Ｂなどの合金イオン源、あるいはＨｅ、Ｈ2 、Ｏ
2 、Ｆ2 などのガスイオン源から得られるイオンからな
る集束イオンビームを用いることもできる。
Ａｕ−Ｓｉ−Ｂｅ合金イオン源から得られる加速エネル
ギー２６０ｋｅＶのＢｅ集束イオンビームを用いたが、
他の加速エネルギーおよび他のＬｉ、Ｇａ、Ａｕなどの
単体金属イオン源、Ａｕ−Ｓｉ、Ｐｔ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｎ
ｉ−Ｂなどの合金イオン源、あるいはＨｅ、Ｈ2 、Ｏ
2 、Ｆ2 などのガスイオン源から得られるイオンからな
る集束イオンビームを用いることもできる。
【００２５】集束イオンビームの露光量は１．５×１０
13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 としたが、これは用いるレジストに
潜像形成反応を起させ、イオン衝撃によるレジストの膜
減りが起こらない範囲で任意の露光量とすることができ
る。
13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 としたが、これは用いるレジストに
潜像形成反応を起させ、イオン衝撃によるレジストの膜
減りが起こらない範囲で任意の露光量とすることができ
る。
【００２６】本実施例ではノボラック系ポジ型レジスト
として、シプレイ社製ＭＰ２４００を用いたが、これは
他のノボラック系ポジ型レジストを用いることもでき
る。
として、シプレイ社製ＭＰ２４００を用いたが、これは
他のノボラック系ポジ型レジストを用いることもでき
る。
【００２７】また現像液として水酸化カリウム飽和水溶
液（シプレイ社製ＭＰ２４０１）：Ｈ2 Ｏ＝１：４を用
いたが、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
（ＴＭＡＨ）など他のアルカリ水溶液現像液を用いるこ
ともできる。濃度は所望のテーパー角が得られる範囲で
自由に設定することができる。
液（シプレイ社製ＭＰ２４０１）：Ｈ2 Ｏ＝１：４を用
いたが、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
（ＴＭＡＨ）など他のアルカリ水溶液現像液を用いるこ
ともできる。濃度は所望のテーパー角が得られる範囲で
自由に設定することができる。
【００２８】さらに本実施例ではＣＦ4 反応性イオンエ
ッチングによりＳｉ基板上にパターン転写を行ないグレ
ーティングパターンとしたが、基板はこのほかＧａＡ
ｓ、石英などを用いることができ、用途に応じて異方性
ドライエッチングの代りにレジストパターン上にＡｕ、
Ａｌ等金属薄膜を蒸着して、グレーティングパターンと
して用いることもできる。
ッチングによりＳｉ基板上にパターン転写を行ないグレ
ーティングパターンとしたが、基板はこのほかＧａＡ
ｓ、石英などを用いることができ、用途に応じて異方性
ドライエッチングの代りにレジストパターン上にＡｕ、
Ａｌ等金属薄膜を蒸着して、グレーティングパターンと
して用いることもできる。
【００２９】
【発明の効果】基板上にノボラック系ポジ型レジストを
塗布し、集束イオンビームで露光してから現像すること
により、従来技術では得ることのできなかった平滑性お
よび精度の優れたグレーティングパターンを形成するこ
とができた。
塗布し、集束イオンビームで露光してから現像すること
により、従来技術では得ることのできなかった平滑性お
よび精度の優れたグレーティングパターンを形成するこ
とができた。
【図１】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図２】レジストの現像液に対する溶解特性を示すグラ
フである。
フである。
【図３】従来技術によるグレーティングパターン形成方
法を工程順に示す断面図である。
法を工程順に示す断面図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ノボラック系ポジ型レジスト ３ Ｂｅ集束イオンビーム ４ マスク ５ 紫外光
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 集束イオンビーム露光による基板上への
グレーティングパターン形成において、基板上にノボラ
ック系ポジ型レジストを塗布する工程と、集束イオンビ
ームによって前記レジストを露光する工程と、前記レジ
ストを現像する工程とを含むことを特徴とするグレーテ
ィングパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59991A JPH0534512A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | グレーテイングパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59991A JPH0534512A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | グレーテイングパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534512A true JPH0534512A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=11478201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59991A Pending JPH0534512A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | グレーテイングパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534512A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7289228B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-10-30 | Minebea Co., Ltd. | Optical displacement sensor, and external force detecting device |
| JP2012237778A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Adeka Corp | 光路変換機能を有する光導波路の製造方法 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP59991A patent/JPH0534512A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7289228B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-10-30 | Minebea Co., Ltd. | Optical displacement sensor, and external force detecting device |
| JP2012237778A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Adeka Corp | 光路変換機能を有する光導波路の製造方法 |
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