JPH0374803B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0374803B2
JPH0374803B2 JP1501685A JP1501685A JPH0374803B2 JP H0374803 B2 JPH0374803 B2 JP H0374803B2 JP 1501685 A JP1501685 A JP 1501685A JP 1501685 A JP1501685 A JP 1501685A JP H0374803 B2 JPH0374803 B2 JP H0374803B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
pattern
etching
photoresist
polyimide
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 - Lifetime
Application number
JP1501685A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61174546A (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP60015016A priority Critical patent/JPS61174546A/en
Publication of JPS61174546A publication Critical patent/JPS61174546A/en
Publication of JPH0374803B2 publication Critical patent/JPH0374803B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は、アスペクト比の大きい微細パターン
の制作方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a method for producing fine patterns with a large aspect ratio.

近年、軟X線領域での分光素子として透過型グ
レーテイングや、結像素子として、フレネルゾー
ンプレートが注目されている。これらの素子は軟
X線(1Å〜数100Å)の吸収帯と透過帯が交互
に隣り合つた配列構造をもつが、吸収帯の材料と
しては金が最もよく用いられる。この金を用いた
場合、波長4Åで1%以下の透過率にするために
は金の厚みは、1μm以上必要である。また配列構
造のピツチも1μm前後であるから吸収帯の幅は
0.5μm程度である。この様な厚みと幅をもつた金
の微細パターンを作るには、一般に基板上に展設
した金箔上に金メツキの型としてポリイミドで必
要なパターンを作り、基板上の金箔を電極として
電気メツキを行ない、後でポリイミドを除去し
て、厚みのある金パターンを作成する方法がとら
れる。本発明はこの軟X線用透過型グレーテイン
グ及びフレネルゾーンプレートの金パターンの電
気メツキの型に相当するアスペクト比の大きな微
細パターンを作成する方法に関する。又上記の様
なアスペクト比の大きい微細パターンを他の用途
に使つても効果が期待できる。
In recent years, transmission gratings have been attracting attention as spectroscopic elements in the soft X-ray region, and Fresnel zone plates have been attracting attention as image forming elements. These elements have an arrangement structure in which absorption bands and transmission bands for soft X-rays (1 Å to several 100 Å) are alternately adjacent to each other, and gold is most often used as the material for the absorption bands. When this gold is used, the thickness of the gold must be 1 μm or more in order to achieve a transmittance of 1% or less at a wavelength of 4 Å. Also, since the pitch of the array structure is around 1 μm, the width of the absorption band is
It is about 0.5μm. To create a fine gold pattern with such thickness and width, the necessary pattern is generally made of polyimide as a mold for gold plating on gold foil spread on a substrate, and then electroplated using the gold foil on the substrate as an electrode. The method used is to remove the polyimide later to create a thick gold pattern. The present invention relates to a method for creating a fine pattern with a large aspect ratio corresponding to the gold pattern electroplating type of a transmission grating for soft X-rays and a Fresnel zone plate. Further, effects can be expected even if the above-mentioned fine pattern with a large aspect ratio is used for other purposes.

ロ 従来技術 軟X線用透過型グレーテイングやフレネルゾー
ンプレートを作成する場合、ホトレジスト上に微
細パターンを作るには、必要なパターンの拡大像
をマスクとして光学的縮小投影を繰り返す方法が
あるが、これでは1μm程度のライン巾が限界であ
る。又電子ビーム直接描画でパターンを描く場
合、特に透過型グレーテイングの場合、非常に時
間がかかる。これに比べて二光束の干渉によるホ
ログラフイツク露光法でパターンを形成する場合
は、レジストパターン作成に要する時間が数秒で
すむだけでなく、パターンの周期精度そのものも
向上するという利点がある。しかしホログラフイ
ク露光法では正弦波状の断面形状であり、アスペ
クト比が小さい為、ホログラフイク露光法で作成
したレジストパターンを前述したような必要とさ
れるアスペクト比の大きい金メツキの型に移し変
えることが強く望まれていた。
B. Prior Art When creating soft X-ray transmission gratings or Fresnel zone plates, there is a method of repeating optical reduction projection using an enlarged image of the required pattern as a mask to create a fine pattern on photoresist. This limits the line width to about 1 μm. Furthermore, when drawing a pattern by electron beam direct writing, especially in the case of a transmission grating, it takes a very long time. In contrast, when a pattern is formed by holographic exposure using interference between two beams of light, not only does it take only a few seconds to create a resist pattern, but the periodic accuracy of the pattern itself is also improved. However, in the holographic exposure method, the cross-sectional shape is sinusoidal and the aspect ratio is small, so it is necessary to transfer the resist pattern created by the holographic exposure method to a gold plating mold with the required large aspect ratio as described above. was strongly desired.

ハ 発明が解決しようとする問題点 本発明は露光法によつて作成された微細構造の
レジストパターンをその下の金メツキの型となる
絶縁体層に移し変えてアスペクト比の大きい絶縁
体の微細パターンを作成しようとするものであ
る。
C. Problems to be Solved by the Invention The present invention involves transferring a resist pattern with a fine structure created by an exposure method to an underlying insulating layer that will serve as a mold for gold plating. It is an attempt to create a pattern.

ニ 問題点解決のための手段 本発明は絶縁体層をホトレジストのパターンに
従つて幅よりも深さを深く溝を掘り下げて断面の
アスペクト比の大きい透し彫り状の微細構造を作
成しようとするもので、アスペクト比の大きな微
細構造を形成しようとする目的層とホトレジスト
層との間に一層以上の介在層を設け、ホトレジス
ト層から目的層に向つてエツチング比が順次大き
くなるように介在層及び目的層の材質及びエツチ
ング手段を選択するようにした。
D. Means for Solving Problems The present invention attempts to create an openwork-like fine structure with a large cross-sectional aspect ratio by digging grooves in the insulator layer deeper than the width according to the photoresist pattern. In this method, one or more intervening layers are provided between the target layer in which a fine structure with a large aspect ratio is to be formed and the photoresist layer, and the intervening layers and the etching ratio are sequentially increased from the photoresist layer toward the target layer. The material of the target layer and the etching method are selected.

ホ 作用 エツチング方法は具体的にはイオンビームエツ
チングが適当で被エツチング材の組合せ及びガス
の種類を選択することでエツチング比を色々に設
定することができる。目的層とその上の介在層を
考え、介在層に所望のパターンが形成されて目的
層の彫り込むべき部分は目的層が露出していると
する。こゝでエツチングを行うと、介在層も目的
層も共にエツチングが進行するが、目的層の方が
エツチング比が大きいので、介在層がエツチング
されて行くよりも目的層の方が多くエツチングさ
れ、介在層がなくなつてしまう迄に目的層は介在
層の厚さ以上の深さまでエツチングが進行する。
同じ関係がホトレジスト層とその下の介在層との
間でも成立し、介在層にはホトレジスト層の厚さ
より深い彫り込みができ、このようにして順次よ
り深い彫り込みが形成されて行つて最後の目的層
では非常にアスペクト比の大きい微細構造が形成
されるのである。
E. Effects Specifically, ion beam etching is suitable as the etching method, and various etching ratios can be set by selecting the combination of materials to be etched and the type of gas. Considering a target layer and an intervening layer thereon, it is assumed that a desired pattern is formed on the intervening layer and that the target layer is exposed in the portion of the target layer to be engraved. When etching is performed here, both the intervening layer and the target layer are etched, but since the target layer has a higher etching ratio, the target layer is etched more than the intervening layer. The target layer is etched to a depth equal to or greater than the thickness of the intervening layer until the intervening layer is completely removed.
The same relationship holds between the photoresist layer and the intervening layer below it; the intervening layer is engraved deeper than the thickness of the photoresist layer, and in this way progressively deeper incisions are formed until the final target layer is reached. In this case, a fine structure with a very large aspect ratio is formed.

ヘ 実施例 この実施例は第1図に示すような軟X線用金
(Au)グレーテイングを製作しようとするもの
で、gが格子の吸収帯の部分、tが透過帯の部分
で、6は補強のささえ梁で、gと一体的に電鋳法
で形成される。以下このグレーテイングの製作法
を第2図について説明する。
F. Example This example is intended to manufacture a gold (Au) grating for soft X-rays as shown in Fig. 1, where g is the absorption band portion of the grating, t is the transmission band portion, and 6 is a reinforcing support beam, which is formed integrally with g by electroforming. The method of manufacturing this grating will be explained below with reference to FIG.

まずSiウエハーB上にNi1を蒸着した後Au2
を蒸着する。NiはSiウエハーとAuとの密着性を
よくするためのコーテイングで必ずしも必要では
ない。そしてAu薄膜上にポリイミド3をスピン
ナー塗布した後SiO2層4をスパツター法でコー
テイングする。最後にホトレジストAZ1350Jの層
5をスピンナー塗布して試料を作成する(第2図
A)。本実施例では例えばNi=200Å,Au500Å,
ポリイミド=2μmSiO2=2000Å,AZ1350J=1μm
である。又、本実施例として1000本/mmの透過
型グレーテイングを作成する場合を例にとれば
Auの厚みは0.5μm程度が最適である為、金メツ
キの型としてのポリイミドは0.5μm以上必要であ
るがここでは2μmとした。又、SiO2の厚みは
CHF3イオンビームエツチングによるエツチング
比がレジスト:SiO2=約1:10,又O2イオンビ
ームによるエツチング比がSiO2:ポリイミド=
約1:20であることを考慮して2000Åとした。
First, Ni1 is deposited on Si wafer B, and then Au2 is deposited on Si wafer B.
Deposit. Ni is a coating to improve adhesion between the Si wafer and Au, and is not necessarily necessary. After applying polyimide 3 on the Au thin film using a spinner, a SiO 2 layer 4 is applied using a sputtering method. Finally, layer 5 of photoresist AZ1350J is applied with a spinner to prepare the sample (FIG. 2A). In this example, for example, Ni=200Å, Au500Å,
Polyimide=2μmSiO 2 =2000Å, AZ1350J=1μm
It is. Also, in this example, if we take the case of creating a transmission grating with 1000 lines/mm as an example,
Since the optimal thickness of Au is about 0.5 μm, the polyimide used as the gold plating mold needs to be 0.5 μm or more, but here it was set to 2 μm. Also, the thickness of SiO 2 is
The etching ratio by CHF 3 ion beam etching is resist:SiO 2 = approximately 1:10, and the etching ratio by O 2 ion beam is SiO 2 :polyimide =
Considering the ratio of about 1:20, it was set to 2000 Å.

次ニホログラフイク露光法によりホトレジスト
層5にレジストパターンを作成する(第2図B)。
このレジストパターンをマスクとしてCHF3イオ
ンビームエツチングによりレジストパターンを
SiO2層4のパターンに移し換えた後、レジスト
5をアセトンや、プラズマ灰化により除去する。
この段階でSiO2層の残存部分はレジストとSiO2
のエツチレートによりエツチング中レジスト層5
をかぶつたまゝであるからSiO2のパターンの肩
の傾斜角が大きくなる。(第2図C) 次に第2図Bで作つたSiO2パターンをマスク
としてO2イオンビームエツチングでポリイミド
層3を彫り込みパターンをポリイミド層3に移し
変える。ここで、SiO2とポリイミドのエツチン
グ比によりポリイミドパターンは角が削られるこ
となく垂直に切り立つ(第2図D)。
Next, a resist pattern is created on the photoresist layer 5 by a niholographic exposure method (FIG. 2B).
Using this resist pattern as a mask, the resist pattern was etched by CHF 3 ion beam etching.
After transferring to the pattern of the SiO 2 layer 4, the resist 5 is removed by acetone or plasma ashing.
At this stage, the remaining part of the SiO 2 layer is resist and SiO 2
The resist layer 5 is etched by the etching rate of
Since it remains covered, the angle of inclination of the shoulder of the SiO 2 pattern increases. (FIG. 2C) Next, using the SiO 2 pattern created in FIG. 2B as a mask, the polyimide layer 3 is etched by O 2 ion beam etching, and the pattern is transferred to the polyimide layer 3. Here, due to the etching ratio of SiO 2 and polyimide, the polyimide pattern stands vertically without having its corners cut (FIG. 2D).

次にこのポリイミドパターンを電気メツキの型
としてAuメツキ層2をメツキの電極としてポリ
イミドパターンの彫り込んだ所を埋めるように
Au電気メツキを行なう(第2図E)。
Next, use this polyimide pattern as a mold for electroplating, and use the Au plating layer 2 as a plating electrode to fill in the engraved areas of the polyimide pattern.
Perform Au electroplating (Fig. 2 E).

次にフツ酸、又はCF4プラズマでSiO2を除去し
た後O2プラズマでポリイミドを除去する(第2
図F)。
Next, remove SiO 2 with hydrofluoric acid or CF 4 plasma, and then remove polyimide with O 2 plasma (second step).
Figure F).

次にフオトリソグラフイーあるいは電子ビーム
露光によりささえパターンを形成する。そして第
2図Eと同様にこのパターンをメツキの型とし、
Auパターンを電極としてAu電気メツキを行なつ
た後、アセトンあるいはO2プラズマでレジスト
を除去してささえ梁6を形成する(第2図G)。
Next, a supporting pattern is formed by photolithography or electron beam exposure. Then, similar to Figure 2 E, use this pattern as a metal mold,
After performing Au electroplating using the Au pattern as an electrode, the resist is removed with acetone or O 2 plasma to form the supporting beam 6 (FIG. 2G).

これは、軟X線領域全体にわたつて、透過率の
高い適当な材料がないため、透過型グレーテイン
グを中空の状態にしなければならず、その為グレ
ーテイングのラインの強度を強めるための支持し
てささえパターンを入れるのである。
This is because there is no suitable material with high transmittance over the entire soft Then, add a supporting pattern.

次にArイオンビームでメツキの電極の金層2
を取り除き、そして最後にSiウエハーBのバツク
エツチングをふつ酸と硝酸の混酸、あるいは
KOHなどで行なう(第2図H)。
Next, the gold layer 2 of the metal electrode was removed using an Ar ion beam.
Finally, back-quenching the Si wafer B with a mixed acid of nitric acid and nitric acid, or
Use KOH etc. (Figure 2 H).

この時作成したパターンのまわりのSiを残して
おくことにより、グレーテイングの保持枠となる
とともに緊張度を高めることができる。
By leaving Si around the pattern created at this time, it becomes a holding frame for the grating and increases the tension.

なお、レジスト類、エツチングガスが同等の効
果を期待できるものであれば上記のものに限定し
ないことは勿論であり、又バツクエツチング等や
Au電気メツキ以外の方法でも同等のことが期待
できれば勿論これに限定されない。要はホログラ
フイク露光法と反応性イオンビームエツチングを
用いて作つたポリイミド等のアスペクト比の大き
い微細パターンを作ることが重要であり、又この
微細パターンの製作方法が他の種々の製品に応用
できることも勿論期待できる。
Of course, resists and etching gases are not limited to those listed above as long as they can be expected to have the same effect, and back-etching, etc.
Of course, the present invention is not limited to this method as long as the same result can be expected using a method other than Au electroplating. The point is that it is important to create fine patterns with a large aspect ratio of polyimide, etc., using holographic exposure and reactive ion beam etching, and that this method of manufacturing fine patterns can be applied to a variety of other products. Of course, you can also expect it.

ト 効果 本発明によれば、ホログラフイク露光法を用い
る為短時間で大面積の精度のよいレジストパター
ンを作成でき、その後イオンビームエツチングを
用いることによりAu電気メツキの為の大面積で
精度のよいパターンが作成でき、これを型として
Au電気メツキを行なうことにより大面積で精度
のよい軟X線用透過型グレーテイングを作成する
ことができる。又この方法で必要な厚みをもつた
精度のよい金のフレネルゾーンプレートも製作で
きる。
Effects According to the present invention, since a holographic exposure method is used, a large area and highly accurate resist pattern can be created in a short time, and then by using ion beam etching, a large area and highly accurate resist pattern can be created for Au electroplating. You can create a pattern and use it as a type.
By performing Au electroplating, it is possible to create a transmission grating for soft X-rays with large area and high precision. In addition, gold Fresnel zone plates with the necessary thickness and precision can also be manufactured using this method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を用いたAu透過型グレーテイ
ングの一部斜視部、第2図はAからHまでその順
に進行する本発明の一実施例製造法の各段階の半
製品及び完成品の断面を模型的に示した図であ
る。
Figure 1 shows a partial perspective view of an Au transmission type grating using the present invention, and Figure 2 shows semi-finished products and finished products at each stage of the manufacturing method of an embodiment of the present invention, which progresses in that order from A to H. It is a diagram schematically showing a cross section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ホログラフイク露光法によりホトレジスト上
に形成された、断面形状が正弦波状(一般に正弦
波の正の部分)のレジストパターンを目的層に転
写して目的層にアスペクト比が大きく断面形状が
矩形状のパターンを形成するに当つて、目的層と
ホトレジスト層の間に少なくとも一層以上の均一
層を形成し、目的層側から、順次第1層、第2層
…とするとき、エツチング比が常に第1層>第2
層>…>ホトレジストとなるように適当な各層の
物質および、隣り合う各層間のエツチングガスを
選び順次マスクパターンを番号の小さい層に転換
して行き、最終の第1層に目的のパターンを形成
することを特徴とするアスペクト比の大きい微細
パターンの製作法。 2 第1層としてポリイミド、第2層として
SiO2、第3層として特許請求の範囲第1項記載
のホトレジストを用い、同ホトレジスト上のレジ
ストパターンを第2層SiO2パターンに転換する
のにCHF3反応性イオンエツチングあるいは反応
性イオンビームエツチングで行い、転換された
SiO2パターンを第1層ポリイミドパターンに転
換するのにO2反応性イオンエツチグ或は反応性
イオンビームエツチングで行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のポリイミドのアス
ペクト比の大きい微細パターンの制作法。
[Claims] 1. A resist pattern formed on a photoresist by a holographic exposure method and having a sinusoidal cross-sectional shape (generally the positive part of a sine wave) is transferred to a target layer so that the target layer has a large aspect ratio. When forming a pattern with a rectangular cross-sectional shape, at least one uniform layer is formed between the target layer and the photoresist layer, and the first layer, second layer, etc. are sequentially formed from the target layer side, Etching ratio is always 1st layer > 2nd layer
Layer>...>Choose an appropriate material for each layer and etching gas between adjacent layers so that it becomes photoresist, and sequentially change the mask pattern to layers with smaller numbers, forming the desired pattern on the final first layer. A method for manufacturing fine patterns with a large aspect ratio. 2 Polyimide as first layer, second layer
SiO 2 , a photoresist according to claim 1 is used as the third layer, and CHF 3 reactive ion etching or reactive ion beam etching is used to convert the resist pattern on the photoresist into the second layer SiO 2 pattern. was carried out and converted
A fine polyimide pattern with a large aspect ratio as claimed in claim 1, wherein the SiO 2 pattern is converted into the first layer polyimide pattern by O 2 reactive ion etching or reactive ion beam etching. production method.
JP60015016A 1985-01-29 1985-01-29 Manufacturing method for fine patterns with large aspect ratio Granted JPS61174546A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60015016A JPS61174546A (en) 1985-01-29 1985-01-29 Manufacturing method for fine patterns with large aspect ratio

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60015016A JPS61174546A (en) 1985-01-29 1985-01-29 Manufacturing method for fine patterns with large aspect ratio

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61174546A JPS61174546A (en) 1986-08-06
JPH0374803B2 true JPH0374803B2 (en) 1991-11-28

Family

ID=11877070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60015016A Granted JPS61174546A (en) 1985-01-29 1985-01-29 Manufacturing method for fine patterns with large aspect ratio

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61174546A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63240502A (en) * 1987-03-27 1988-10-06 Shimadzu Corp Manufacturing method of Au transparent grating
JPH01283515A (en) * 1988-05-11 1989-11-15 Stanley Electric Co Ltd Manufacture of liquid crystal display device with color filter
JP2636658B2 (en) * 1993-01-29 1997-07-30 株式会社島津製作所 Manufacturing method of Au transmission type grating
DE4432811B4 (en) * 1993-09-15 2006-04-13 Carl Zeiss Phase-contrast X-ray microscope
JP4608679B2 (en) * 2005-03-17 2011-01-12 財団法人新産業創造研究機構 Manufacturing method of phase type diffraction grating and amplitude type diffraction grating used in X-ray Talbot interferometer
JP6245794B2 (en) * 2011-07-29 2017-12-13 キヤノン株式会社 Manufacturing method of shielding grid

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61174546A (en) 1986-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5933673B2 (en) Method of manufacturing thin free-standing metal structures
DE3783239T2 (en) X-RAY MASK.
JPH0374803B2 (en)
US4159177A (en) Color display tube, method of manufacturing such a display tube having a shadow mask, and reproduction mask for use in such a method
JPS60230650A (en) Fine pattern manufacturing method
TW200933223A (en) Method for preparing photonic crystal slab waveguides
JPS59116602A (en) Production of chirped-grating
JP2999450B2 (en) Method for manufacturing phase shift mask
JPS6312156A (en) Minute pattern forming method
JP2636658B2 (en) Manufacturing method of Au transmission type grating
JPH0830764B2 (en) Method of manufacturing diffraction grating
JP3091886B2 (en) Method of forming resist pattern
JPH06250007A (en) Production of blazed type diffraction grating
JPS60141887A (en) Manufacture of electroformed precision parts
JPS6211491B2 (en)
JPS613489A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS60229001A (en) Manufacture of integrated diffraction grating
JPH0529197A (en) Method of forming resist pattern
JPS627001A (en) Production of diffraction grating
JP2871263B2 (en) How to make a polyphase phase shift mask
JPS6310889B2 (en)
JPH0340498B2 (en)
JPS62139503A (en) Production of diffraction grating
JPS61245161A (en) Manufacture of x-ray mask
JPS6116526A (en) Pattern forming process