(57)【要約】【課題】  クラックが発生しない良好なメタルマスクを製造することの可能なメタルマスクの製造方法を提供する。【解決手段】  透明基板１上に接着された有機高分子膜２に金属薄膜５を成膜し、該金属薄膜５をパターニングしてメタルマスク５’とするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜５として、Ｃｒ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａ、印加電力を５Ｗ／ｃｍ２〜１２Ｗ／ｃｍ２で成膜する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ｃｒ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａ、印加電力を５Ｗ／ｃｍ２〜１２Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項２】
透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ａｌ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．４Ｐａ、印加電力を６Ｗ／ｃｍ２〜９Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、Ｃｒ薄膜の膜厚を７０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、Ａｌ薄膜の膜厚を３０ｎｍ〜６０ｎｍとすることを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を６０℃〜９０℃の温度で行うことを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項６】
請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を７０℃〜９０℃の温度で行うことを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項７】
請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のエッチング液組成を、
リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：４〜６
とすることを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のメタルマスクの製造方法を用いて製造された偏光分離素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルマスクの製造方法および偏光分離素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、高分子複屈折膜の凹凸加工法として、リフトオフ法によりメタルマスクを製造する方法と、金属薄膜をパターニングしてメタルマスクを製造する方法とが示されている。
【０００３】
図１（ａ）乃至（ｆ）には、リフトオフ法によってメタルマスクを製造する工程例が示されている。リフトオフ法によってメタルマスクを製造する場合、先ず、図１（ａ）に示すように、透明基板（１）上に、有機高分子膜を延伸して作成された高分子複屈折膜（２）を接着剤（３）によって貼付ける。次に、図１（ｂ）に示すように、高分子複屈折膜（２）上に、フォトリソ法により回折格子パターンをレジスト（４）で形成する。次に、図１（ｃ）に示すように、蒸着やスパッタ法によりＡｌ又はＣｒからなる金属薄膜（５）を成膜する。次に、図１（ｄ）に示すように、レジストを溶剤で除去して高分子複屈折膜（２）上に金属薄膜からなるメタルマスク（５’）を残す。次に、図１（ｅ）に示すように、回折格子パターンをもつメタルマスク（５’）をエッチングマスクとして酸素ガスなどによる反応性イオンエッチングでドライエッチングする。次に、図１（ｆ）に示すように、メタルマスク（５’）をエッチング液により溶解する。このような工程を用いることで、高分子複屈折膜（２）に回折格子パターンである凹凸を形成することができる。
【０００４】
また、図２（ａ）乃至（ｆ）には、金属薄膜をパターニングしてメタルマスクを製造する工程例が示されている。金属薄膜をパターニングしてメタルマスクを製造する工程では、先ず、図２（ａ）に示すように、透明基板（１）上に、有機高分子膜を延伸して作成された高分子複屈折膜（２）を接着剤（３）によって貼付ける。次に、図２（ｂ）に示すように、高分子複屈折膜（２）上に、蒸着やスパッタ法によりＡｌ又はＣｒからなる金属薄膜（５）を成膜する。次に、図２（ｃ）に示すように、金属薄膜（５）上に、フォトリソ法により回折格子パターンをレジスト（４）で形成する。次に、図２（ｄ）に示すように、レジスト（４）をエッチングマスクとして金属薄膜（５）をエッチング液にてパターニングした後、レジストマスク（４）を溶剤で除去して高分子複屈折膜（２）上に金属薄膜からなるメタルマスク（５’）を残す。次に、図２（ｅ）に示すように、回折格子パターンをもつメタルマスク（５’）をエッチングマスクとして、酸素ガスなどによる反応性イオンエッチングでドライエッチングする。次に、図２（ｆ）に示すように、メタルマスク（５’）をエッチング液により溶解する。このような工程を用いることで、高分子複屈折膜（２）に回折格子パターンである凹凸を形成することができる。
【特許文献１】特開２０００−７５１３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術によれば、有機高分子膜に周期的凹凸を作り込むことが出来るが、次のような問題が発生する。
【０００６】
すなわち、リフトオフ法でメタルマスクを作成するには大量の有機溶剤が必要となるため、環境への影響を考慮すると大量生産には不向きであり、また、リフトオフ装置は高額なため初期投資が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、金属薄膜をパターニングしてメタルマスクを作成する方法では、有機高分子膜上に金属薄膜を成膜すると、熱膨張係数の違いから金属薄膜にクラックが発生することがある。特にスパッタ法で成膜した金属薄膜は、成膜条件によって成膜後すでにクラックが発生するものや、基板加熱後にクラックが発生するものがあり、それぞれクラックの形状にも違いがでている。
【０００８】
また、有機高分子膜とガラス基板を接着することからくる不具合もある。有機高分子膜とガラス基板の熱膨張係数の違いからプロセス温度を例えば１００℃にした場合、４ｉｎ基板は、およそ６０μｍの反りが発生し、基板の真空吸着ができなくなる等の問題が発生する。６０℃のベーキングでは、レジストと金属薄膜との密着性が低下し、レジストの剥れからくるパターン切れ等が発生する。
【０００９】
本発明は、クラックが発生しない良好なメタルマスクを製造することの可能なメタルマスクの製造方法および偏光分離素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ｃｒ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａ、印加電力を５Ｗ／ｃｍ２〜１２Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ａｌ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．４Ｐａ、印加電力を６Ｗ／ｃｍ２〜９Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、Ｃｒ薄膜の膜厚を７０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、Ａｌ薄膜の膜厚を３０ｎｍ〜６０ｎｍとすることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を６０℃〜９０℃の温度で行うことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を７０℃〜９０℃の温度で行うことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項７記載の発明は、請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のエッチング液組成を、
リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：４〜６
とすることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のメタルマスクの製造方法を用いて製造された偏光分離素子である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、有機高分子膜上にＣｒ薄膜をスパッタリング法で成膜する場合、成膜圧力を０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａで印加電力を５Ｗ／ｃｍ２〜１２Ｗ／ｃｍ２で成膜することで、クラックが発生しない良好なメタルマスクを製造することができる。すなわち、０．３Ｐａ以下で成膜することで、膜中に取込まれるガスを少なくし、緻密な膜を形成することができるとともに、印加電力を５Ｗ／ｃｍ２以上で成膜することで、密着力を高めてクラック発生を防止することができる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明によれば、有機高分子膜上にＡｌ薄膜をスパッタリング法で成膜する場合、成膜圧力を０．０７Ｐａ〜０．４Ｐａで印加電力を６Ｗ／ｃｍ２〜９Ｗ／ｃｍ２で成膜することで、クラックが発生しない良好なメタルマスクを製造することができる。すなわち、成膜圧力を０．４Ｐａ以下で成膜することで、膜中に取込まれるガスを少なくし、緻密な膜を形成することができるとともに、印加電力を６Ｗ／ｃｍ２以上で成膜することで、密着力を高めてクラック発生を防止することができる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、Ｃｒ膜の膜厚を７０〜１５０ｎｍとすることで、エッチングマスクとしての耐性を保つと共にドライエッチング耐性を持たせながら、サイドエッチングの制御性が良いメタルマスクを製造することができる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項２記載のメタルマスクの製造方法においてＡｌ膜の膜厚を３０〜６０ｎｍとすることで、エッチングマスクとしての耐性を保つと共にドライエッチング耐性を持たせながら、サイドエッチングの制御性が良いメタルマスクを製造することができる。
【００２２】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項１記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を６０℃〜９０℃の温度で行うことにより、レジストの密着性が向上し、ライン切れがなく、サイドエッチング量が少ないメタルマスクを製造することができる。すなわち、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）温度を６０℃〜９０℃で行うことで、基板の反り量とレジストの密着性が両立できるプロセス条件となる。
【００２３】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項２記載のメタルマスクの製造方法において金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）を７０℃〜９０℃の温度で行うことにより、レジストの密着性が向上し、ライン切れがなく、サイドエッチング量が少ないメタルマスクを製造することができる。すなわち、金属薄膜をパターニングする際のフォトリソグラフィーにおいて、ＰＥＢ（現像前ベーキング）温度を７０℃〜９０℃で行うことで、基板の反り量とレジストの密着性が両立できるプロセス条件となる。
【００２４】
また、請求項７記載の発明によれば、請求項２記載のメタルマスクの製造方法において、金属薄膜をパターニングする際のエッチング液組成を、  リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：４〜６  とすることで、エッチング残査がなく、サイドエッチング量が少ないエッチングが実現できる。
【００２５】
また、請求項８記載の発明によれば、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のメタルマスクの製造方法を用いて偏光分離素子を製造することで、プロセスの安定化と高歩留まりが得られ、高性能な偏光分離素子を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ｃｒ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａ、印加電力を５Ｗ／ｃｍ２〜１２Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴としている。
【００２７】
有機高分子膜と金属薄膜（Ｃｒ薄膜）は、熱膨張係数の違いから、スパッタ成膜条件によっては膜表面にクラックが発生することがあった。
クラック発生を改善（防止）するために、スパッタ条件である到達真空度，成膜圧力，印加電力をパラメータとして成膜した実験を行った結果、表１に示すような結果が得られた。
【００２８】
【表１】
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表１の評価結果において、○はクラックが発生していないことを示し、×はクラックが発生していることを表している。なお、基板は、４ｉｎのガラス基板１ｍｍ厚のものに有機高分子膜（ポリエステル系）膜厚０．３ｍｍを接着剤で貼り合わせたもので、有機高分子膜は延伸により有機高分子複屈折膜としたものを用いている。
【００２９】
また、表１において、成膜後クラックとは、スパッタ成膜後、チャンバーから取り出した時点でクラックが発生していたもので、加熱後クラックとは、スパッタ成膜後にはクラックが発生していなかったが、６０℃の温度で３０分の加熱を行った後にクラックが発生したものである。
【００３０】
表１から分かるように、成膜後クラックが発生した要因は成膜圧力であり、０．３Ｐａ以上で成膜したもの全てにクラックが発生していたが、０．３Ｐａ以下で成膜したものにはクラックは発生していない。このクラックは基板全面にわたって発生し、金属顕微鏡で観察すると亀甲状にクラックが発生していた。これは、成膜圧力が高いと、成膜中にガス（Ａｒ）が膜中に取込まれ、膜の緻密さがなくなり、応力に耐えられなくなるためである。また、０．０７Ｐａ以下でスパッタを行うと放電が不安定になるため、成膜圧力は０．０７Ｐａ〜０．３Ｐａの範囲で行うのが良い。
【００３１】
また、６０℃の温度で３０分間加熱後に発生するクラックの要因は印加電力であることが分かり、印加電力５Ｗ／ｃｍ２以下のもの全てにクラックが発生している。このクラックは、面内の一部に発生するもので、金属顕微鏡の高倍率で観察するとスジ状のクラックとなっていた。印加電力が低いと、基板に付着した時のエネルギーが小さく、粒子間の結合力が小さくなるからである。また、印加電力を１２Ｗ／ｃｍ２以上に設定すると、成膜速度が速くなり、Ｃｒ薄膜の膜厚を例えば７０ｎｍに設定した場合、成膜時間が３０秒〜４０秒となり、時間制御がシビアで膜厚制御が難しくなる。
【００３２】
図３（ａ）乃至（ｅ）は本発明の第１の実施形態のメタルマスクの製造工程例を説明するための図である。
【００３３】
図３の工程例では、先ず、図３（ａ）に示すように、ガラス基板１上に接着剤３により有機高分子複屈折膜２を接着し、次いで、図３（ｂ）に示すように、有機高分子複屈折膜２上にスパッタによりＣｒ膜５を成膜した。ここで、ガラス基板１は４ｉｎ基板で厚みは１ｍｍであり、また、有機高分子複屈折膜２は厚さ０．３ｍｍのポリエステル系樹脂を延伸したものである。また、Ｃｒ膜５のスパッタ条件は、前述のように、成膜圧力０．３Ｐａ以下で印加電力を５Ｗ／ｃｍ２以上に設定した。Ｃｒターゲットは４ｉｎ丸型であるため、印加電力を４００Ｗとすることで５Ｗ／ｃｍ２以上とすることができ、膜厚が７０ｎｍとなるよう成膜時間を調整して成膜した。Ｃｒ膜５の膜厚は７０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に設定すると良い。有機高分子複屈折膜２をドライエッチングするにはＯ２ガスを用いているためＣｒ膜５もエッチングされるので、ある程度の厚さが必要となる。有機高分子複屈折膜２のエッチング深さにもよるが、２〜３μｍエッチングするためにはＣｒ膜５はおよそ３０ｎｍエッチングされるので、安全を見越した値の７０ｎｍ以上は必要となる。また、Ｃｒ膜５をエッチングするにはウエットエッチングが行われるが、ウエットエッチングは必ずサイドエッチングが発生し、Ｃｒ膜５の膜厚が厚いとエッチング液が浸透しやすくなるため制御性が悪くなる。サイドエッチング量がばらつくのを抑えるためＣｒ膜５の膜厚を１５０ｎｍ以下にすると制御性が良くなる。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー法によりレジスト４を塗布，パターニングして周期的格子パターンを形成する。フォトリソ工程はレジストをスピンコーターで１μｍ厚に塗布し、６０℃の温度で３０分プリベークを行いレジストを乾燥させる。次に、ステッパーで露光しＰＥＢ（現像前ベーキング）を６０℃〜９０℃で行い、レジストを現像し、ポストベークを６０℃の温度で３０分行ってレジストパターン４を形成する。パターンの設計値は２μｍピッチのライン＆スペースである。ステッパーは１／５倍の縮小光学系であるため、１０μｍピッチでライン幅５μｍのレチクルとなる。
【００３５】
ＰＥＢは６０℃以下で行うとＣｒとレジストの密着性が悪く、Ｃｒエッチング時にサイドエッチング量が大きくなったり、レジストが一部剥れることがある。また、９０℃以上のベーキングでは基板の反り量が大きくなり、次工程で真空チャックが出来ない等の問題が出る。１００℃でベーキングした場合、基板は約６０μｍ反るが、９０℃であれば５０μｍの反りに収まり、次工程での問題はなくなる。
【００３６】
次に図３（ｄ）に示すように、レジスト４をマスクとしてＣｒ膜５をエッチングする。Ｃｒのエッチング液は、硝酸セリウム，アンモニウム：１８１ｇ＋水：９５２ｃｃ＋酢酸：４８ｃｃの混合液を用いて室温でエッチングした。
【００３７】
しかる後、図３（ｄ）に示すようにレジスト４をアセトンで溶解することでＣｒメタルマスク５’は完成する。
【００３８】
Ｃｒメタルマスク５’の寸法は０．９〜０．９５μｍの範囲（Ｄｕｔｙ：０．４５〜０．４７５）にあり、良好なメタルマスクとなった。
【００３９】
次に、図３（ｅ）に示すように、ドライエッチングにより有機高分子複屈折膜２をエッチングする。ドライエッチング装置は日本真空技術（株）社製のＮＬＤ−８００高密度プラズマエッチャーを用いてＯ２ガスでエッチングすることで、深さ２．５μｍ，矩形率０．８５のものが得られた。メタルマスク５’を除去するには、前記したＣｒエッチャントでエッチングする。
【００４０】
このように、第１の実施形態によれば、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとし、ドライエッチングにより有機高分子膜に周期的凹凸格子構造を形成することができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとするメタルマスクの製造方法であって、前記金属薄膜として、Ａｌ薄膜をスパッタで成膜し、この際、成膜時の圧力を０．０７Ｐａ〜０．４Ｐａ、印加電力を６Ｗ／ｃｍ２〜９Ｗ／ｃｍ２で成膜することを特徴としている。
【００４１】
有機高分子膜と金属薄膜（Ａｌ薄膜）は、熱膨張係数の違いから、スパッタ成膜条件によっては膜表面にクラックが発生することがある。
【００４２】
クラック発生を改善（防止）するために、スパッタ条件である成膜圧力を変化させて実験を行った結果、０．４Ｐａ以下の圧力であればクラックが発生しないことが判明した。また、成膜圧力が０．４Ｐａ以上の成膜条件で発生したクラックは、Ｃｒ膜の場合と違い面内の一部に引き裂いたような細かいクラックとなっていた。また、０．０７Ｐａ以下でスパッタを行うと放電が不安定になるため、成膜圧力は０．０７Ｐａ〜０．４Ｐａの範囲で行うのが良い。
【００４３】
また、印加電力を変化させて実験を行った結果、６Ｗ／ｃｍ２以上の電力であればクラックが発生しないことが判明した。６Ｗ／ｃｍ２以下の成膜条件で発生したクラックは成膜圧力が０．４Ｐａ以上で発生したものと同じ形状であった。また、印加電力を９Ｗ／ｃｍ２以上に設定すると成膜速度が速くなり、Ａｌ薄膜の膜厚を例えば３０ｎｍに設定した場合、成膜時間が３０秒〜４０秒となり、時間制御がシビアで膜厚制御が難しくなる。
【００４４】
クラック発生の原因は、Ｃｒ膜の場合と同様で、成膜条件により膜質が変化しているためである。
【００４５】
本発明の第２の実施形態のメタルマスクの製造工程例も、第１の実施形態と同様の図３（ａ）乃至（ｅ）に示すプロセスでなされるが、第２の実施形態では、金属薄膜５，メタルマスク５’が、Ｃｒ膜ではなく、Ａｌ膜となる点で、第１の実施形態と相違している。
第２の実施形態の工程例においても、先ず、図３（ａ）に示すようにガラス基板１上に接着剤３により有機高分子複屈折膜２を接着し、次いで、図３（ｂ）に示すように、有機高分子複屈折膜２上にスパッタによりＡｌ膜５を成膜した。ここで、ガラス基板１は４ｉｎ基板で厚みは１ｍｍであり、また、有機高分子複屈折膜２は厚さ０．３ｍｍのポリエステル系樹脂を延伸したものである。また、Ａｌ膜５のスパッタ条件は、前述のように、成膜圧力０．４Ｐａ以下で印加電力を６Ｗ／ｃｍ２以上に設定した。Ａｌターゲットは４ｉｎ丸型であるため、印加電力を５００Ｗとすることで６Ｗ／ｃｍ２以上とすることができ、膜厚が３０ｎｍとなるよう成膜時間を調整して成膜した。Ａｌ膜５の膜厚は３０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲に設定すると良い。Ａｌ膜は、Ｃｒ膜と違い、Ｏ２ガスとの反応が鈍く、膜厚を薄くしてもマスク材として十分利用できる。Ａｌ膜のウエットエッチングはＣｒに比べてサイドエッチングの制御性が悪いため、なるべく膜厚を薄く形成するのが望ましく、６０ｎｍ以下にすると制御性が良くなる。
【００４６】
次に、図３（ｃ）に示すようにフォトリソグラフィー法によりレジスト４を塗布，パターニングして周期的格子パターンを形成する。フォトリソ工程はレジストをスピンコーターで１μｍ厚に塗布し、６０℃の温度で３０分プリベークを行いレジストを乾燥させる。次に、ステッパーで露光しＰＥＢ（現像前ベーキング）を７０℃〜９０℃で行い、レジストを現像し、ポストベークを６０℃の温度で３０分行ってレジストパターン４を形成する。パターンは２μｍピッチのライン＆スペースである。ステッパーは１／５倍の縮小光学系であるため１０μｍピッチでライン幅５μｍのレチクルとなる。
【００４７】
ＰＥＢ（現像前ベーク）は、Ａｌ膜では、７０℃以下で行うと現像液がレジストとＡｌ膜界面に浸透してＡｌ膜を腐食させることが判明した。現像液は弱アルカリ性を示すため、密着性が悪いとレジストでカバーされていても界面に浸透してＡｌ膜を腐食させる。また、９０℃以上のベーキングでは基板の反り量が大きくなり、次工程で真空チャックが出来ない等の問題が出る。１００℃でベーキングした場合、基板は約６０μｍ反るが、９０℃であれば５０μｍの反りに収まり、次工程での問題はなくなる。
次に、図３（ｄ）に示すようにレジスト４をマスクとしてＡｌ膜５をエッチングする。Ａｌのエッチング液は、通常、リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：１であるが、エッチング液の粘度が高いので、細いパターンになるとスペースにエッチング液が入りこまなくなり、Ａｌ残査が残る不具合が発生する。ライン＆スペースがおよそ４μｍ以下になると、Ａｌエッチング液がスペースに入り込みにくくなり、エッチングむらや残査が発生する。これに対し、Ａｌエッチング液の組成比を、リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：４〜６とするとき、水が４以下だと残査が発生し、水が６以上だとＡｌ膜とレジストとの界面にエッチング液が入り込んでパターン切れが発生する。また、水が６以上だとサイドエッチング量も膜厚の約２倍以上になることが判明した。従って、Ａｌ膜のエッチングには、リン酸：１６＋酢酸：１＋硝酸：１＋水：４〜６のものをエッチング液とするのが良く、この場合、室温でエッチングした結果、残査やパターン切れがない良好なエッチング性を示した。
【００４８】
しかる後、図３（ｄ）に示すようにレジスト４をアセトンで溶解することでＡｌメタルマスク５’は完成する。Ａｌメタルマスク５’の寸法は０．９２〜０．９５μｍの範囲（Ｄｕｔｙ：０．４６〜０．４７５）にあり、良好なメタルマスクとなった。
【００４９】
次に、図３（ｅ）に示すように、ドライエッチングにより有機高分子複屈折膜２をエッチングする。ドライエッチング装置は日本真空技術（株）社製のＮＬＤ−８００高密度プラズマエッチャーを用いてＯ２ガスでエッチングすることで、深さ２．５μｍ，矩形率０．８５のものが得られた。メタルマスク５’を除去するには、前記したＡｌエッチャントでエッチングする。
【００５０】
このように、第２の実施形態においても、透明基板上に接着された有機高分子膜に金属薄膜を成膜し、該金属薄膜をパターニングしてメタルマスクとし、ドライエッチングにより有機高分子膜に周期的凹凸格子構造を形成することができる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、第１または第２の実施形態のメタルマスクの製造方法を用いて作製された偏光分離素子である。
【００５１】
この第３の実施形態で作製した偏光分離素子の例としては、周期的凹凸の格子構造のピッチが２μｍ、深さ２．７μｍで設計している。また、メタルマスク５’はＣｒ膜とし、膜厚を７０ｎｍとした。
【００５２】
製造方法は第１または第２の実施形態に示した通りであるが、最後に図４に示すように等方性の樹脂６をスピンコートして被覆し硬化させる。
【００５３】
この第３の実施形態で作製した偏光分離素子は、図４に示すように、偏光分離素子に入射する光が紙面方向とそれに垂直方向の振動成分をもち、偏光分離素子を透過後、紙面方向の振動成分は０次光として回折する。紙面と垂直方向の振動成分は±１次光として回折する。このように、偏光方向により進行方向が変わり、これにより、偏光分離素子として動作する。この第３の実施形態で作製した偏光分離素子は±一次効率が３２％と高効率な偏光分離素子となった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、光学素子等に用いられる有機高分子膜加工などに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】リフトオフ法によってメタルマスクを製造する工程を示す図である。
【図２】金属薄膜をパターニングしてメタルマスクを製造する工程を示す図である。
【図３】第１または第２の実施形態のメタルマスクの製造方法の一例を示す図である。
【図４】第３の実施形態で作製した偏光分離素子を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１          ガラス基板
２          有機高分子複屈折膜
３          接着剤
４          レジスト
５          金属薄膜
５’        メタルマスク
６          等方性の樹脂
【図１】
2005077798.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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