JPH08110630A - グレーティングマスクの製造方法 - Google Patents

グレーティングマスクの製造方法

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JPH08110630A
JPH08110630A JP24526494A JP24526494A JPH08110630A JP H08110630 A JPH08110630 A JP H08110630A JP 24526494 A JP24526494 A JP 24526494A JP 24526494 A JP24526494 A JP 24526494A JP H08110630 A JPH08110630 A JP H08110630A
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JP
Japan
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sog film
pattern
mask
grating mask
grating
Prior art date
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JP24526494A
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English (en)
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Toshio Ito
敏雄 伊東
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易にグレーティングマスクが得られるグレ
ーティングマスクの製造方法の提供。 【構成】 放射線感応性樹脂組成物として、ポリ(ジ−
t−ブトキシシロキサン)と、これに対して10wt%
の酸発生剤としてのトリフェニルスルホニウムトリフラ
ートとを含むMIBK溶液を石英基板10に回転塗布し
た後、加熱を行い厚さ400nmのSOG膜12を形成
する。次に、このSOG膜12を露光後、ベーキングお
よび現像を行って周期パターンを有するSOG膜パター
ン14を形成する。この実施例では、SOG膜12に対
して、電子線を用い、深さ250nmラインアンドスペ
ースの描画する。次に、描画済のSOG膜を加熱、現像
して、SOG膜パターン膜14を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信技術で用いら
れる、光学フィルタ、DFBレーザあるいはDRBレー
ザといった素子のグレーティングを干渉露光法により製
造する際に用いるグレーティングマスクの製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、波長変換効率の良いグレーティン
グを得るためには、高い寸法精度(例えば200nm程
度)での加工が要求される。この寸法精度を達成するこ
とは、通常フォトリソグラフィ技術では極めて困難であ
る。
【0003】そこで、グレーティングマスクを用いた干
渉露光法によりグレーティング製造する方法が、文献:
「Journal of Vaccum Scienc
eand Technology B10(6),19
92,pp.2530−2535」に開示されている。
この文献に開示の技術によれば、電子線直接描画および
ドライエッチングの手法を用いて3層のレジストパター
ンを形成し、これをエッチングマスクとして用いて、ド
ライエッチングにより基板を一定の深さに彫り込むこと
でグレーティングマスクを形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
文献に開示の従来方法では、3層のレジストパターンを
形成する必要があるため、工程が煩雑である。具体的に
は、クロム付きのマスクブランク上に、3層のレジスト
層を形成するために3工程必要であり、また、この3そ
のレジスト層をエッチングして3層のレジストパターン
を形成するために3工程必要であり、また、マスク基板
の加工に2工程が必要となる。
【0005】このように、工程が煩雑になる結果、寸法
変換誤差やマスク面内でパターンの深さの不均一といっ
た、マスク性能を劣化させる要因が増加する。さらに、
各工程で使用される設備も必要となるため、製造コスト
が増大する。
【0006】このため、容易にグレーティングマスクが
得られるグレーティングマスクの製造方法の実現が望ま
れていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のグレーティン
グマスクの製造方法によれば、透明基板上に、酸の作用
により分解する樹脂と放射線により分解して酸を発生す
る酸発生剤とを含む放射線感応性樹脂組成物を塗布して
SOG(spin−on−glass)膜を形成する工
程と、このSOG膜を露光後、ベーキングおよび現像を
行って周期的なパターンを有するSOG膜パターンを形
成する工程とを含むことを特徴とする。
【0008】また、好ましくは、前記SOG膜パターン
をエッチングマスクとして用いて、透明基板に対してド
ライエッチングを行うことにより、透明基板に当該SO
G膜パターンのパターンを転写すると良い。
【0009】但し、ここで放射線とは、紫外線、可視光
線、X線および電子線を含む。
【0010】
【作用】この発明のグレーティングマスクの製造方法に
よれば、放射線感応性樹脂組成物を用いたSOG膜パタ
ーンを形成する。この放射線感応性樹脂組成物は、例え
ば市販のSOGの材料に、放射線に感応して酸を発生す
る酸発生材を添加することにより得られる。
【0011】この放射線感応性樹脂組成物をSOG膜と
して用いると、通常のレジストよりも感度が良く、さら
に、例えばポリ(ジ−t−ブトキシシロキサン)の様な
実質ガラス質となる樹脂を用いれば、実質ガラス質のS
OG膜パターンが容易に得られる。 そして、この発明
では、このSOG膜パターンをそのままグレーティング
マスクとして用いることができるので、容易にグレーテ
ィングマスクを得ることができる。また、SOG膜パタ
ーンをそのままグレーティングマスクとして用いる場合
は、SOG膜パターン形成時の精度、例えば電子線描画
時の描画精度のみで、パターンの寸法精度が決まる。従
って、従来例の工程に比べて寸法変換誤差やマスク面内
でパターンの深さの不均一といった、マスク性能を劣化
させる要因が遥かに少ない。このため、寸法精度の良い
グレーティングマスクを容易に得ることができる。
【0012】また、SOG膜パターンを透明基板に転写
すれば、例えば有機SOGといった非ガラス質の材料を
用いた場合にも、耐久性および耐光性に優れたグレーテ
ィングマスクを容易に得ることができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明のグレーテ
ィングマスクの製造方法の例について説明する。尚、以
下の説明中で述べる、使用材料および材料の使用料、処
理時間、温度、膜厚等の数値的条件は、この発明の範囲
内の好適例にすぎない。従って、この発明はこれら条件
にのみ限定されるものではない。尚、以下の図面では、
断面を表すハッチングを一部省略して示す。
【0014】<第1実施例>図1の(A)および(B)
は、この発明のグレーティングの製造方法の第1実施例
の説明に供する断面工程図である。
【0015】先ず、透明基板10上に、酸の作用により
分解する樹脂と放射線により分解して酸を発生する酸発
生剤とを含む放射線感応性樹脂組成物を塗布してSOG
膜12を形成する。この実施例では、透明基板10とし
て、クロム枠パターン22付きの4インチ角の石英基板
10を用いる。また、放射線感応性樹脂組成物として、
ポリ(ジ−t−ブトキシシロキサン)の樹脂と、これに
対して10wt%の酸発生剤としてのトリフェニルスル
ホニウムトリフラートとを含むMIBK溶液を用いる。
そして、このMIBK溶液を石英基板に回転塗布した
後、ホットプレート上の80℃の温度で1分間ベーキン
グすることにより厚さ400nmのSOG膜12を形成
する(図1の(A))。
【0016】次に、このSOG膜12を露光後、ベーキ
ングおよび現像を行って周期パターンを有するSOG膜
パターン14を形成する。この実施例では、SOG膜1
2に対して、加速電圧20kVの電子線を用い、周期的
なパターンとして100nm幅のラインをピッチ25n
m〜240nmまで1nmづつ増加させた、深さ250
nmのラインアンドスペース(以下、L/Sとも表記す
る)を周期的なパターンとして描画することにより露光
する。描画済のSOG膜をホットプレート上で100℃
の温度でベークキングし、アニソールで30秒間現像
し、キシレンで30秒間リンスする。さらにこれを20
0℃の温度で10分間ベーキングしてSOG膜パターン
膜14を形成する。得られたSOG膜パターンをSEM
で観察したところ、厚さ250nmのL/Sのパターン
が形成できていることが確認された(図1の(B))。
【0017】この実施例で用いた放射線感応性樹脂組成
物から得られたSOG膜パターンは実質ガラス質であ
る。このため、このSOG膜パターンは、耐久性および
耐光性に優れており、そのままグレーティングマスクと
して用いて好適である。
【0018】以下、このSOG膜パターンをそのままグ
レーティングマスクとして用いた場合の性能についての
測定結果について説明する。
【0019】測定にあたっては、このSOG膜パターン
のグレーティングマスクを回転ステージに装着し、アル
ゴンイオンレーザ(波長363.8nm)の透過光に対
する1次回折光の回折効率をグレーティングのピッチを
変えて測定した。測定の結果は、グレーティングピッチ
に対するライン幅の比が30%のときの回折効率が0.
45となり、この比の付近の回折効率が極大であった。
また、比が40%および60%ときの回折効率は、それ
ぞれ0.25%および0.08%であった。これらの回
折効率の値からこの実施例では、上述した文献に記載の
従来のグレーティングマスクの回折効率の値と概ね同じ
傾向と性能が得られていることが分かった。
【0020】<第2実施例>先ず、透明基板上に、酸の
作用により分解する樹脂と放射線により分解して酸を発
生する酸発生剤とを含む放放射線感応性樹脂組成物を塗
布してSOG膜を形成する。この実施例では、透明基板
として、クロム枠パターン22付きの4インチ角の石英
基板を用いる。また、放射線感応性樹脂組成物として、
東京応化製のOCD−Type7(商品名)の樹脂の溶
液に、これに対して1wt%の酸発生剤としてのトリフ
ェニルスルホニウムトリフラートを溶解させた溶液を用
いる。そして、この溶液を石英基板に回転塗布した後、
ホットプレート上の80℃の温度で1分間ベーキングす
ることにより厚さ250nmのSOG膜を形成する。
【0021】次に、このSOG膜を露光後、ベーキング
および現像を行って周期パターンを有するSOG膜パタ
ーンを形成する。この実施例では、SOG膜に対して、
加速電圧20kVの電子線を用い、周期的なパターンと
して100nm幅のラインをピッチ25nm〜240n
mまで1nmづつ増加させた、深さ250nmラインア
ンドスペース(以下、L/Sとも表記する)を周期的な
パターンとして描画することにより露光する。描画済の
SOG膜をホットプレート上で100℃の温度でベーク
キングし、アニソールで30秒間現像し、キシレンで3
0秒間リンスする。さらにこれを200℃の温度で10
分間ベーキングしてSOG膜パターン膜を形成する。得
られたSOG膜パターンをSEMで観察したところ、厚
さ230nmのL/Sのパターンが形成できていること
が確認された。
【0022】以下、このSOG膜パターンをそのままグ
レーティングマスクとして用いた場合の性能についての
測定結果について説明する。
【0023】測定にあたっては、このSOG膜パターン
のグレーティングマスクを回転ステージに装着し、Ar
イオンレーザ(波長363.8nm)の透過光に対する
1次回折光の回折効率をグレーティングのピッチを変え
て測定した。測定の結果は、グレーティングピッチに対
するライン幅の比が30%のときの回折効率が0.42
となり、この比の付近の回折効率が極大であった。ま
た、比が40%および60%ときの回折効率は、それぞ
れ0.21%および0.05%であった。これらの回折
効率の値からこの実施例では、上述した文献に記載の従
来のグレーティングマスクの回折効率の値と概ね同じ傾
向と性能が得られていることが分かった。
【0024】<第3実施例>図2の(A)〜(C)は、
この発明のグレーティングの製造方法の第3実施例の説
明に供する断面工程図である。
【0025】先ず、第2実施例と同一の材料および条件
で、石英基板10上に、酸の作用により分解する樹脂と
放射線により分解して酸を発生する酸発生剤とを含む放
放射線感応性樹脂組成物を塗布してSOG膜16を形成
する(図2の(A))。
【0026】次に、第2実施例と同一の方法および条件
で、SOG膜16を露光後、ベーキングおよび現像を行
って周期パターンを有するSOG膜パターン18を形成
する(図2の(B))。
【0027】ところで、第2および第3実施例で、放射
線感応性樹脂組成物として用いたOCD−Type7か
ら形成したSOG膜パターンは、有機SOG膜パターン
となる。このため、第1実施例の得られた無機SOG膜
パターンに比べて耐久性および耐光性が劣る。そこで、
第3実施例では、SOG膜パターンをエッチングマスク
として用いて、透明基板に対してドライエッチングを行
うことにより、透明基板に当該SOG膜パターンのパタ
ーンを転写する。
【0028】石英基板にパターンを転写するためのドラ
イエッチングを行うにあたっては、平行平板型ドライエ
ッチャーを用い、エッチャントとしてCHF3 およびO
2 をそれぞれ20sccmおよび2sccmずつ混合し
た混合ガスを用いる。この混合ガスは、石英基板および
SOG膜パターンに対する選択比がほぼ1である。そし
て、rfパワー密度0.12W/cm2 で石英基板を2
30nm程度の深さまでエッチングする。ドライエッチ
ングを行った石英基板をSEMを用いた観察したとこ
ろ、SOG膜パターンのパターンが石英基板に転写され
て、マスクパターン20が得られたことが確認された
(図2の(C))。
【0029】以下、このマスクパターンをグレーティン
グマスクとして用いた場合の性能についての測定結果に
ついて説明する。
【0030】測定にあたっては、このグレーティングマ
スクを回転ステージに装着し、Arイオンレーザ(波長
363.8nm)の透過光に対する1次回折光の回折効
率をグレーティングのピッチを変えて測定した。測定の
結果は、グレーティングピッチに対するライン幅の比が
30%のときの回折効率が0.47となり、この比の付
近の回折効率が極大であった。また、比が40%および
60%ときの回折効率は、それぞれ0.28%および
0.12%であった。これらの回折効率の値からこの実
施例では、上述した文献に記載の従来のグレーティング
マスクの回折効率の値と概ね同じ傾向と性能が得られて
いることが分かった。
【0031】上述した各実施例では、この発明を、特定
の材料を使用し、特定の条件で形成した例について説明
したが、この発明は多くの変更および変形を行うことが
できる。例えば、上述したSOG膜の露光を電子線によ
る描画により行ったが、この発明では、例えば、光やX
線によるパターンの転写によりSOG膜の露光を行って
も良い。
【0032】
【発明の効果】この発明のグレーティングマスクの製造
方法によれば、放射線感応性樹脂組成物を用いたSOG
膜パターンを形成する。この放射線感応性樹脂組成物
は、例えば市販のSOGの材料に、放射線に感応して酸
を発生する酸発生材を添加することにより得られる。
【0033】この放射線感応性樹脂組成物をSOG膜と
して用いると、通常のレジストよりも感度が良く、さら
に、例えばポリ(ジ−t−ブトキシシロキサン)の様な
実質ガラス質となる樹脂を用いれば、実質ガラス質のS
OG膜パターンが容易に得られる。
【0034】そして、この発明では、このSOG膜パタ
ーンをそのままグレーティングマスクとして用いること
ができるので、容易にグレーティングマスクを得ること
ができる。また、SOG膜パターンをそのまま用いる場
合は、SOG膜パターン形成時の例えば電子線描画時の
描画精度のみで、パターンの寸法精度が決まる。従っ
て、従来例の工程に比べて寸法変換誤差やマスク面内で
パターンの深さの不均一といった、マスク性能を劣化さ
せる要因が遥かに少ない。このため、寸法精度の良いグ
レーティングマスクを容易に得ることができる。 ま
た、SOG膜パターンを透明基板に転写すれば、例えば
有機SOGといった非ガラス質の材料を用いた場合に
も、耐久性および耐光性に優れたグレーティングマスク
を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)および(B)は、第1実施例の説明に供
する断面工程図である。
【図2】(A)〜(C)は、第3実施例の説明に供する
断面工程図である。
【符号の説明】
10:石英基板 12:SOG膜 14:SOG膜パターン 16:SOG膜 18:SOG膜パターン 20:マスクパターン 22:クロム枠パターン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に、酸の作用により分解する
    樹脂と放射線により分解して酸を発生する酸発生剤とを
    含む放射線感応性樹脂組成物を塗布してSOG(spi
    n−on−glass)膜を形成する工程と、 該SOG膜を露光後、ベーキングおよび現像を行って周
    期的なパターンを有するSOG膜パターンを形成する工
    程とを含むことを特徴とするグレーティングマスクの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のグレーティングマスク
    の製造方法において、 前記SOG膜パターンをエッチングマスクとして用い
    て、前記透明基板に対してドライエッチングを行うこと
    により、前記透明基板に当該SOG膜パターンのパター
    ンを転写することを特徴とするグレーティングマスクの
    製造方法。
JP24526494A 1994-10-11 1994-10-11 グレーティングマスクの製造方法 Withdrawn JPH08110630A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188115A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Fujitsu Ltd 回折格子マスク
US7629087B2 (en) 2005-06-15 2009-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Photomask, method of making a photomask and photolithography method and system using the same

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188115A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Fujitsu Ltd 回折格子マスク
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Effective date: 20020115