(57)【要約】【課題】半導体製造に使われているいわゆるフォトファブリケーション方法を用いても、製造した光学素子を光が透過し、かつチャッキングによる傷も発生しない、光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】光透過性基板（透明基板１）上に薄膜を形成した後、薄膜上にフォトレジストを塗布した後、フォトマスクを介してフォトレジストの露光・現像を行って、フォトレジストパターンを形成し、薄膜パターンを形成する光学素子の製造方法において、薄膜を形成する前に光透過性基板上に赤外光反射層２を形成する工程と、赤外光反射層２と反対側の光透過性基板に露光光の反射と裏面光透過を防止する遮光反射防止層（遮光反射防止層２）を形成する工程と、からなり、反射防止層の厚さを０．０１〜１μｍとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板上に薄膜を形成した後、前記薄膜上にフォトレジストを塗布した後、フォトマスクを介して前記フォトレジストの露光・現像を行って、フォトレジストパターンを形成し、薄膜パターンを形成する光学素子の製造方法において、
前記薄膜を形成する前に前記光透過性基板上に赤外光反射層を形成する工程と、
前記赤外光反射層と反対側の前記光透過性基板に前記露光光の反射及び裏面光の透過防止する遮光反射防止層を形成する工程と、からなり、
前記遮光反射防止層の厚さは０．０１〜１μｍであることを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラスなど透明基板の表面をフォトファブリケーション法によって加工する光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップなどの光学装置に使用される小型の光学素子やレンズなどを、透明基板を用いて精度よく廉価に大量生産する手段としては、半導体製造に使われているフォトプロセスとエッチング、膜堆積などを用いるいわゆるフォトファブリケーション方法が知られている。そして、光学素子を製造する際に、このフォトファブリケーション方法をそのまま用いて透明基板上に形成されたフォトレジストを所望のパターンを設けたフォトマスクを通して部分的に露光している。しかし、透明基板を通り抜けた光は基板保持台表面で反射されることで、フォトレジストが下方からも露光される。この基板保持台表面で反射された反射光は、本来のフォトマスクの露光によって形成しようとする像とは大きく異なる光強度分布を持つので、現像後のフォトレジスト形状が所望のものと異なってくる。
【０００３】
以下に、透明基板上に遮光反射防止膜を形成することにより、現像後のフォトレジスト形状が所望のものと同一となる光学素子を製造する、従来の光学素子の製造方法について図８〜図１０により説明する。
図８は、前処理を示す図であり、（Ａ）は光学素子に用いる透明基板５０を示す図であり、（Ｂ）は透明基板５０の片方の面に遮光反射防止層５１を付加したことを示す図である。
図９は、フォトファブリケーション法により光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板５０を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板５０を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板５０に付加された遮光反射防止層５１上に被加工物５３を付加し更にその上にフォトレジスト５２を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト５３の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は被加工物５３をエッチングによりフォトレジスト５２の無い部分を除去した後更にフォトレジスト５２を除いた状態を示す図である。
図１０は、従来の光学素子の製造方法によって製造された光学素子を示す図である。
【０００４】
図８に示すように、まず石英ガラスなどの透明基板５０上に遮光反射防止層５１を付加する。そして次に、６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射してその反射光の受光により透明基板５０の位置検出を行い、図示していない自動チャッキング装置によりフォトレジストを行うステージに移動し吸着により固定する。
【０００５】
次に、図９（Ａ）に示すように、自動チャッキングにより透明基板５０の位置を固定し、ついで、図９（Ｂ）に示すように透明基板５０に付加された遮光反射防止層５１上に被加工物５３を付加し更にその上にフォトレジスト５２を付加する。そして、図７（Ｃ）に示すように図示していないフォトマスクのパターンをフォトレジスト５２に露光し現像を行うことによりパターンに沿ったフォトレジスト５２を得る。そして、図７（Ｄ）に示すようにエッチングを行ってフォトレジスト５２の無い個所の被加工物５３を除去した後にフォトレジスト５２も除去する。
【０００６】
このようにして図１０に示すように、透明基板５０にフォトマスクのパターンに沿って、透明基板を通り抜ける光による影響の無い、現像後のフォトレジスト形状が所望のものと同一となる被加工物５３を付加した光学素子を製造することができる。
【０００７】
特許文献１には、透明基板を通り抜けた光がフォトレジストを下方から露光しないよう透明基板上に透明基板を通り抜けないように遮光反射防止膜を形成して光学素子を製造していることが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５７６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したように、透明基板５０上に遮光反射防止膜５１を形成して光学素子を半導体製造に使われているいわゆるフォトファブリケーション方法で製造すると、図８に示すように、透明基板５０上に遮光反射防止膜５１がそのまま残り、完成した光学素子を光が透過することは困難であると言う問題点があり、また、透明基板５０をそのまま自動チャッキングして固定し保持することは、図８に示すようにチャッキング面に凹凸を生じこの面で乱反射を生じると言う問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、半導体製造に使われているいわゆるフォトファブリケーション方法を用いても、製造した光学素子を光が透過し、かつチャッキングによる傷も発生しない、光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明における第１の発明は、光透過性基板上に薄膜を形成した後、前記薄膜上にフォトレジストを塗布した後、フォトマスクを介して前記フォトレジストの露光・現像を行って、フォトレジストパターンを形成し、薄膜パターンを形成する光学素子の製造方法において、前記薄膜を形成する前に前記光透過性基板上に赤外光反射層を形成する工程と、
前記赤外光反射層と反対側の前記光透過性基板に前記露光光の反射及び裏面光の透過防止する遮光反射防止層を形成する工程と、からなり、前記遮光反射防止層の厚さは０．０１〜１μｍであることを特徴とする光学素子の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光学素子の製造方法によれば、光透過性基板上に薄膜を形成した後、薄膜上にフォトレジストを塗布した後、フォトマスクを介してフォトレジストの露光・現像を行って、フォトレジストパターンを形成し、薄膜パターンを形成する光学素子の製造方法において、薄膜を形成する前に光透過性基板上に赤外光反射層を形成する工程と、赤外光反射層と反対側の光透過性基板に露光光の反射を防止する反射防止層を形成する工程と、からなり、反射防止層の厚さを０．０１〜１μｍとすることにより、製造した光学素子を光が透過し、かつチャッキングによる傷も発生しない、光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法について図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法の前処理を示す図であり、（Ａ）は光学素子に用いる透明基板１を示す図であり、（Ｂ）は透明基板１の片方の面に赤外光反射層２を付加したことを示す図であり、（Ｃ）は更に遮光反射防止層３を付加したことを示す図である。
図２は、フォトファブリケーション法によりフォトレジストで光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板１を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板１を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板１に付加された赤外光反射層２上に被加工物５を付加し更にその上にフォトレジスト４を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト４の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は被加工物５をエッチングによりフォトレジスト４の無い部分を除去した後更に残ったフォトレジスト４を除いた状態を示す図である。
図３は、本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法の後処理を示す図であり、（Ａ）は自動チャッキングを外した状態を示す図であり、（Ｂ）は遮光反射防止層３を除去した状態を示す図であり、（Ｄ）は完成した光学素子を示す図である。
図４は、赤外光反射層２と遮光反射防止層３の光学特性を示す図であり、（Ａ）は反射特性を示す図であり、（B）は透過特性を示す図である。
図５は、フォトファブリケーション法により光学素子を製造する装置を示す図である。
図６は、フォトファブリケーション法によりフォトレジストで他の光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板１を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板１を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板１に付加された赤外光反射層２の上にフォトレジスト４を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト４の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は赤外光反射層２と透明基板１の表面をエッチングによりフォトレジスト４の無い部分を除去した後更に残った赤外光反射層２を透明基板１の表面に影響が出ないよう除いた状態を示す図である。
図７は、本発明の実施形態に係る他の光学素子の製造方法の後処理を示す図であり、（Ａ）は自動チャッキングを外した状態を示す図であり、（Ｂ）は遮光反射防止層３を除去した状態を示す図であり、（Ｄ）は完成した光学素子を示す図である。
【００１３】
まず、光学素子の製造について説明する。
図１（Ａ）に示すように前処理として、石英ガラスなどの透明基板１を光学素子の基材とし、図１（Ｂ）に示すようにまず図示していない自動チャッキング装置で透明基板１が検出できるように赤外光反射層２を付加する。次に図１（Ｃ）に示すように赤外光反射層２の付加してある面とは反対側の面に光が透過せずかつ透明基板１側に反射しない遮光反射防止層３を付加する。
この遮光反射防止層３は自動チャッキングによって透明基板１が傷つかない厚さ(０．１μｍ〜１μｍ)に設定する。
【００１４】
次に、図２に示すように、フォトファブリケーション法により光学素子を製造する。この図２（Ａ）に示すように、まず、図示していない自動チャッキング装置で透明基板１の表面の赤外反射層２を検知し、自動チャッキングにより透明基板１の位置を固定する。ついで、図２（Ｂ）に示すように透明基板１に付加された赤外光反射層２上に被加工物５を付加し更にその上にフォトレジスト４を付加する。そして、図２（Ｃ）に示すように図示していないフォトマスクのパターンをフォトレジスト４に露光し現像を行うことによりパターンに沿ったフォトレジスト４を得る。そして、図２（Ｄ）に示すようにエッチングを行ってフォトレジスト４の無い個所の被加工物５を除去した後にフォトレジスト４も除去する。
【００１５】
このようにフォトファブリケーション法で得た図３（Ａ）に示す光学素子を自動チャッキングから除去し、図３（Ｂ）に示すように、遮光反射防止層３を除去する。
チャッキングにより遮光反射防止層３の表面に傷がつき凹凸状態となっていても、遮光反射防止層３を除去することにより、表面に傷の無い図３（Ｃ）に示すような光学素子が完成する。
【００１６】
次に、他の光学素子の製造について説明する。
図１（Ａ）に示すように前処理として、石英ガラスなどの透明基板１を他の光学素子の基材とし、図１（Ｂ）に示すようにまず図示していない自動チャッキング装置で透明基板１が検出できるように赤外光反射層２を付加する。次に図１（Ｃ）に示すように赤外光反射層２の付加してある面とは反対側の面に光が透過せずかつ透明基板１側に反射しない遮光反射防止層３を付加する。
この遮光反射防止層３は自動チャッキングによって透明基板１が傷つかない厚さ(０．１μｍ〜１μｍ)に設定する。
【００１７】
次に、図６に示すように、フォトファブリケーション法により他の光学素子を製造する。この図６（Ａ）に示すように、まず、図示していない自動チャッキング装置で透明基板１の表面の赤外反射層２を検知し、自動チャッキングにより透明基板１の位置を固定する。ついで、図６（Ｂ）に示すように透明基板１に付加された赤外光反射層２上にフォトレジスト４を付加する。そして、図６（Ｃ）に示すように図示していないフォトマスクのパターンをフォトレジスト４に露光し現像を行うことによりパターンに沿ったフォトレジスト４を得る。そして、図６（Ｄ）に示すようにエッチングを行ってフォトレジスト４の無い個所の赤外反射層２と透明基板１の表面を除去した後にフォトレジスト４と赤外反射層２を除去する。
【００１８】
このようにフォトファブリケーション法で得た図７（Ａ）に示す他の光学素子を自動チャッキングから除去し、図７（Ｂ）に示すように、遮光反射防止層３を除去する。
チャッキングにより遮光反射防止層３の表面に傷がつき凹凸状態となっていても、遮光反射防止層３を除去することにより、表面に傷の無い図７（Ｃ）に示すような他の光学素子が完成する。
なお、透明基板１の表面に付加する赤外反射層２は、自動チャッキングする際に透明基板１の表面を十分識別できる装置を用いる場合は、赤外反射層２は付加しなくてもよいのはもちろんである。
【００１９】
以上述べてきたように、本発明の実施形態によれば、透明基板用の特別な製造装置を用いることなく、フォトファブリケーション法で用いる半導体製造装置により、可視光が透過可能な、チャッキングによる凹凸の無い光学素子及び透明基板１のみの他の光学素子を製造することができる。
【００２０】
次に、光学素子の製造に係る内容を詳細に説明する。
透明基板１は温度の変化に対して変動の少ない石英ガラス等を用いる。赤外反射層２は、ガラスに近い材質のＳｉＯ２のようなものを透明基板１に蒸着して付加する。光学的な特性としては図４（Ａ）に示す赤外光反射特性とし６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を全て反射し可視光は透過する性能とする。そのため透明基板１に付加したままの状態で使用し光学素子完成後も除去する必要が無い。遮光反射防止層３は、金属クロム、三層低反射クロム膜（ガラス側より酸化クロム／金属クロム／酸化クロムの積層膜）、窒化チタニウムＴｉＮ等をスパッタ装置にて石英ガラスウェーハ全面に、自動チャッキングにより透明基板１側に傷を付けない厚さ分（０．０１μｍ〜１μｍ）、付着させる。光学的な特性としては図４（Ａ）に示す遮光反射防止層反射特性として３６５ｎｍ近辺の光を全て反射し、図４（Ａ）に示す遮光反射防止層透過特性のように可視光領域（４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）は透過させない性能とする。フォトレジスト４は３６５ｎｍの光で感光する感光材を用いる。被加工物５はエッチングできる材料を選定するが、用途に応じて透明、不透明となる物を選定する。
【００２１】
図５にフォトファブリケーション法で用いる半導体製造装置を示す。
この半導体製造装置は、フォトマスク１１を照射する３６５ｎｍの波長で発光する光源による照明装置１０と、石英ガラスウェーハ１５に光学パターンを形成するフォトマスク１１と、フォトマスク固定具１２と、フォトマスク保持具１３と、フォトマスク１１の光学パターンを石英ガラスウェーハ１５に結像させるレンズ１４と、光学素子を形成する石英ガラスウェーハ１５と、石英ガラスウェーハ１５を固定しＸ，Ｙ方向に移動するＸＹ移動台１６と、ＸＹ移動台１６を保持する保持台１７と、保持台１７を固定する土台１８と、から構成される。
【００２２】
従って、石英ガラスウェーハ１５として透明基板１の裏面に遮光反射防止層３を付着させたものを用いれば、３６５ｎｍの波長の光を反射しないので、図５に示す半導体装置を用いてフォトマスク１１の光学パターンを石英ガラスウェーハ１５に裏面からの反射光の無い状態で結像させることができるから、光学パターンに沿った良好な光学素子の製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法の前処理を示す図であり、（Ａ）は光学素子に用いる透明基板１を示す図であり、（Ｂ）は透明基板１の片方の面に赤外光反射層２を付加したことを示す図であり、（Ｃ）は更に遮光反射防止層３を付加したことを示す図である。
【図２】フォトファブリケーション法により光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板１を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板１を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板１に付加された赤外光反射層２上に被加工物５を付加し更にその上にフォトレジスト４を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト４の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は被加工物５をエッチングによりフォトレジスト４の無い部分を除去した後更に残ったフォトレジスト４を除いた状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法の後処理を示す図であり、（Ａ）は自動チャッキングを外した状態を示す図であり、（Ｂ）は遮光反射防止層３を除去した状態を示す図であり、（Ｄ）は完成した光学素子を示す図である。
【図４】赤外光反射層２と遮光反射防止層３の光学特性を示す図であり、（Ａ）は反射特性を示す図であり、（B）は透過特性を示す図である。
【図５】フォトファブリケーション法により光学素子を製造する装置を示す図である。
【図６】フォトファブリケーション法によりフォトレジストで他の光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板１を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板１を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板１に付加された赤外光反射層２の上にフォトレジスト４を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト４の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は赤外光反射層２と透明基板１の表面をエッチングによりフォトレジスト４の無い部分を除去した後更に残った赤外光反射層２を透明基板１の表面に影響が出ないよう除いた状態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る他の光学素子の製造方法の後処理を示す図であり、（Ａ）は自動チャッキングを外した状態を示す図であり、（Ｂ）は遮光反射防止層３を除去した状態を示す図であり、（Ｄ）は完成した光学素子を示す図である。
【図８】前処理を示す図であり、（Ａ）は光学素子に用いる透明基板５０を示す図であり、（Ｂ）は透明基板５０の片方の面に遮光反射防止層５１を付加したことを示す図である。
【図９】フォトファブリケーション法により光学素子を製造する手順を示す図であり、（Ａ）は前処理をした透明基板５０を６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外光近辺の光を照射して透明基板５０の位置検出を行いながら所定の位置に透明基板５０を設置して自動チャッキングした図を示し、（Ｂ）は透明基板５０に付加された遮光反射防止層５１上に被加工物５３を付加し更にその上にフォトレジスト５２を付加した図を示し、（Ｃ）はフォトマスクの露光によりフォトレジスト５３の露光と現像を行った図を示し、（Ｄ）は被加工物５３をエッチングによりフォトレジスト５２の無い部分を除去した後更にフォトレジスト５２を除いた状態を示す図である。
【図１０】従来の光学素子の製造方法によって製造された光学素子を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・透明基板（光透過性基板）、２・・・赤外反射層、３・・・遮光反射防止層（反射防止層）、４・・・フォトレジスト、５・・・被加工物、１０・・・照明装置、１１・・・フォトマスク、１２・・・フォトマスク固定具、１３・・・フォトマスク保持具、１４・・・レンズ、１５・・・石英ガラスウェーハ、１６・・・ＸＹ移動台、１７・・・保持台、１８・・・土台
【図１】
2006267414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006267414.tif 000010
【図９】
2006267414.tif 000011
【図１０】
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