JP6628121B2 - 偏光子の製造方法および電子線照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光子、その製造方法および電子線照射装置に関する。

偏光子は、一定方向の偏波面の光だけを選択的に通すように設計された部材である。従来の偏光子としては、樹脂フィルムを延伸させた偏光フィルムがある。

これに対し、金属配線とスペースを交互に並べたワイヤグリッド型偏光子が提案されている。ワイヤグリッド型偏光子では、金属配線に垂直に振動する電気ベクトルを持つような偏光を透過し、金属配線に平行に振動する電気ベクトルを持つ偏光を反射または吸収することにより、直線偏光を得ている。このようなワイヤグリッド型偏光子は、凹凸のあるマスター版を用いてリソグラフィ法、２光束干渉法、インプリント法等の様々な製法で製造されている。ただ配線の微細化が求められている現在では、凹凸のあるマスター版は、電子線描画装置によって製造されている。

この電子線描画装置は、矩形の開口部をもつ第１アパーチャを有しており、電子銃より照射される開口部より広範囲の電子線（電子ビーム）を通すことで矩形のビームを成形する。更に、第１アパーチャの下方に矩形の開口部をもつ第２アパーチャが設けられ、第１アパーチャ及び第２アパーチャを任意に重ねることで、自在にサイズ調整された矩形の電子線を成形している。サイズ調整された電子線は縮小レンズ、偏向レンズ、対物レンズを通過し目的の基板上に設けられたレジストの所定の位置へ所定のビームサイズの描画を行っている。

ワイヤグリッド型偏光子の基板を描画する際には、電子線を偏光子の細線もしくは、スペースのサイズの矩形に成形させる。この後、偏向レンズによって、この矩形を一方向に偏向し、電子線をショット毎に照射して長手のパターンを形成させる。他の方向に関しては、ピッチ分偏向した後、同様に一方向に偏向を行う。この動作を偏向レンズの稼働範囲内で行う。偏向レンズの稼働範囲での描画が終了したら、適時ステージを動かして次の位置で、同様の作業を行い、ワイヤグリッド型偏光子の基板全体に対して、描画を行っている。

上述した電子線描画方法では、１回のショットについて１つの矩形形状しか描画できないため、多段および多列に配置された矩形形状をもつワイヤグリッド型偏光子を製造する場合、長時間を必要とし、効率が悪い。

このような場合、電子線を一括して照射することにより描画することも考えられるが、ショット毎に周期的な位置変動に伴なう欠陥が生じることも考えられる。

特開昭６２−２６０３２２号公報

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、精度の高い偏光子を短時間で製造することが可能な偏光子、その製造方法および電子線照射装置を提供することを目的とする。

本発明は、透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを有する偏光子の製造方法において、前記透明基板と細線用材料層とを有する積層体を準備する工程と、前記積層体上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上に電子線を照射して露光し、現像を施して、前記レジスト層にパターンを形成する工程と、前記レジスト層を介して前記積層体をエッチング加工する工程と、を備え、前記電子線を照射する工程は、電子線を矩形状の開口をもつ第１アパーチャを通過させる工程と、前記第１アパーチャを通過した電子線を複数の線状開口を有する第２アパーチャを通過させる工程と、前記第２アパーチャを通過した線状電子線を前記レジスト層に対してショット毎に照射しながら前記レジスト層に照射された複数の線状電子線を含む矩形状の単位領域を形成するとともに、前記線状電子線を偏光させて前記単位領域を多列および多段に形成する工程と、を有することを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、前記単位領域は単位領域の一辺に直交する方向に沿って多列に、かつ単位領域の一辺に平行する方向に沿って多段に形成され、各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で互いに相違することを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で規則性をもって互いに相違することを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で不規則な状態で互いに相違することを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、前記第２アパーチャを通過した線状電子線のショット毎の数を変化させ、単位領域を複数のショットの線状電子線により形成したことを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、前記単位領域はこの単位領域の一辺に対して傾斜する方向に沿って多列および多段に形成されていることを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、前記レジスト層の単位領域に対応して、複数の細線を含む単位細線領域が形成され、細線に平行する方向に互いに隣接する単位細線領域間の細線同士が連続することを特徴とする偏光子の製造方法である。

本発明は、透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを有する偏光子を製造する電子線照射装置において、電子線を生成する電子銃と、電子線源からの電子線を通過させる矩形状の開口をもつ第１アパーチャと、前記第１アパーチャを通過した電子線を通過させる複数の線状開口を有する第２アパーチャと、前記第２アパーチャを通過した線状電子線を前記レジスト層に対してショット毎に照射しながら前記レジスト層に照射された複数の線状電子線を含む単位領域を形成するとともに、前記線状電子線を偏光させて前記単位領域を多列および多段に形成する偏向手段と、を備えたことを特徴とする偏光子の製造装置である。

本発明は、透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを備えた偏光子において、前記細線は複数の線状開口を有するアパーチャを通過した線状電子線を透明基板上の細線用材料層に設けられたレジスト層に対してショット毎に照射しながら複数の電子線を含む単位領域を形成することにより得られ、単位領域に対応する単位細線領域内の細線の間隙は、隣り合う単位細線領域間の境界の幅と異なることを特徴とする偏光子である。

以上のように本発明によれば、偏光子を精度良くかつ短時間で製造することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態による偏光子の製造方法に用いられる電子線照射方法の概略を示す図。 図２はレジスト層に形成される電子線の単位領域を示す図。 図３は偏光子の製造方法に用いられる電子線照射装置を示す図。 図４（ａ）は偏光子の一例を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は偏光子の製造方法を示す図。 図６（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）は偏光子の製造方法を示す図。 図７は本発明の第２の実施の形態における電子線の単位領域を示す図。 図８は本発明の第３の実施の形態における電子線の単位領域を示す図。 図９は本発明の第４の実施の形態における電子線の単位領域を示す図。 図１０は本発明の第５の実施の形態における電子線の単位領域を示す図。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る偏光子、その製造方法、およびその製造装置について説明する。

＜偏光子＞
まず、本発明に係る偏光子について説明する。

本発明に係る偏光子は、透過性を有する透明基板の上に、複数本の細線が並列に配置された偏光子であって、前記細線が配置された偏光領域の外側に、前記紫外光を遮光する遮光膜が形成されている。

図４は、本発明に係る偏光子の一例を示す図であり、図４（ａ）はその概略平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、偏光子１０は、透明基板１と、透明基板１上に互いに平行に設けられた複数本の細線２とを有している。複数の細線２は偏光領域３を構成し、この偏光領域３の外周には、遮光膜４が形成されている。

このような構成を有するため、偏光子１０においては、遮光膜４が形成されている領域を挟持することができる。

すなわち、偏光子１０においては、細線２が形成されている領域（偏光領域３）を挟持することなく、偏光子１０を光配向装置に固定することができ、それゆえ、挟持した部分から細線２の破損を連鎖的に引き起こしてしまうという不具合や、破損した細線部分から異物が発生してしまうという不具合を解消することができる。

また、上記のように、細線２が配置された偏光領域３の外周には、遮光膜４が形成されているため、偏光子１０においては、偏光領域３の外側の領域から、入射光、特に入射光のＳ波成分が透過してしまうことを抑制でき、消光比が大きく低下してしまうという不具合を抑制することができる。

以下、本発明に係る偏光子の各構成について詳細に説明する。

（透明基板）
透明基板１としては、細線２を安定的に支持することができ、紫外光透過性に優れたものであり、露光光による劣化の少ないものとすることができるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、中でも合成石英ガラスを好ましく用いることができる。品質が安定しており、また、短波長の光、すなわち、高エネルギーの露光光を用いた場合であっても劣化が少ないからである。

透明基板１の厚みとしては、偏光子１０の用途やサイズ等に応じて適宜選択することができる。

（細線）
細線２は、偏光子１０において、入射光のＰ波成分を効率良く透過し、入射光のＳ波成分の透過率を低く抑える作用を奏するものであり、透明基板１の上に直線状に複数形成され、かつ、平行に配置されるものである。

細線２を構成する材料は、所望の消光比およびＰ波透過率を得ることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、チタン、モリブデン、シリコン、クロム、タンタル、ルテニウム、ニオブ、ハフニウム、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、コバルト、マンガン、鉄、インジウム等の金属や合金、および、これらの酸化物、窒化物、または酸窒化物のいずれかを含有する材料を挙げることができる。中でも、モリブデンシリサイドを含有する材料から構成されていることが好ましい。

紫外線領域の短波長においても、消光比およびＰ波透過率を優れたものとすることができ、耐熱性、耐光性にも優れるからである。

モリブデンシリサイドを含有する材料としては、例えば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）等を挙げることができる。

なお、細線２は、複数種の材料から構成されていてもよく、また、材料が異なる複数層から構成されていても良い。

細線２の厚みとしては、所望の消光比およびＰ波透過率を得ることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、６０ｎｍ以上であることが好ましく、なかでも６０ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に８０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、消光比およびＰ波透過率を優れたものとすることができるからである。

なお、上記細線の厚みは、断面視において、細線の長手方向および幅方向に垂直な方向の厚みのうち最大の厚みをいうものであり、細線が複数層から構成される場合には、全ての層を含む厚みをいうものである。

また、上記細線の厚みは一の偏光子内に異なる厚みのものを含むものであっても良いが、通常、同一の厚みで形成される。

細線２の本数および長さとしては、所望の消光比およびＰ波透過率を得ることができるものであれば特に限定されるものではなく、偏光子１０の用途等に応じて適宜設定されるものである。

細線２のピッチ（図４（ａ）に示すＰ１）としては、所望の消光比およびＰ波透過率を得ることができるものであれば特に限定されるものではなく、直線偏光の生成に用いる光の波長等に応じて異なるものであるが、例えば、６０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲内とすることができ、なかでも８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、特に９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。上記ピッチであることにより、消光比およびＰ波透過率に優れたものとすることができるからである。

なお、上記細線のピッチは、幅方向に隣接する細線問のピッチの最大ピッチをいうものであり、細線が複数層から構成される場合には、全ての層を含むピッチをいうものである。

また、上記細線のピッチは一の偏光子内に異なるピッチのものを含むものであっても良いが、通常、同一ピッチで形成される。

上記細線のデューティー比、すなわち、細線のピッチに対する幅の比（幅／ピッチ）としては、所望の消光比およびＰ波透過率を得ることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、０．３以上０．６以下の範囲内とすることができ、なかでも０．３５以上０．４５以下の範囲内であることが好ましい。上記デューティー比であることにより、高いＰ波透過率を有したまま消光比に優れた偏光子とすることができ、さらに細線加工を容易にすることができるからである。

なお、上記細線の幅は、平面視において、細線の長手方向に垂直方向の長さをいうものであり、細線が複数層から構成される場合には、全ての層を含む幅をいうものである。

また、上記細線の幅は一の偏光子内に異なる幅のものを含むものであっても良いが、通常、同一幅で形成される。

（偏光領域）
偏光領域３は、多数の細線が配置された領域であり、図４（ａ）（ｂ）に示す偏光子１０においては、遮光膜４によって周りを囲まれている。また、遮光膜４によって規定された領域が入射光が透過する領域であり、図４（ａ）（ｂ）に示す偏光子１０においては、入射光が透過する領域と偏光領域３が平面視で一致している。

本発明において、入射光が透過する領域を、偏光領域３よりも大きな領域とすることも可能である。より具体的には、細線２が、その長手方向（図４（ａ）に示すＹ方向）において遮光膜４に接続していない形態であっても良い。

また、細線２の配列方向（平面視において、細線２の長手方向に垂直な方向、すなわち、図４（ａ）に示すＸ方向）において、末端の細線２と遮光膜４との問隔は、細線２同士の問隔よりも大きなサイズであってもよい。より具体的には、図４（ａ）（ｂ）において、図中右側末端の細線２の左側のエッジと遮光膜４の内縁側のエッジとの距離Ｐ２は、
細線２同士のピッチＰ１よりも大きなサイズであってもよい。
しかしながら、高い消光比を得るためには、図４（ａ）（ｂ）に示す偏光子１０のように、細線２は、その長手方向において遮光膜４に接続している形態であることが好ましい。偏光領域３の外側の細線２が存在しない領域、すなわち、入射光が透過するが偏光されない領域を、より小さくすることができ、入射光のＳ波成分が透過してしまうことを、より抑制できるからである。

また、細線２の配列方向における末端の細線２と遮光膜４との問隔は、細線２同士の問隔と同じ大きさであることが好ましい。

より具体的には、図４（ａ）（ｂ）において、図中右側末端の細線２の左側のエッジと遮光膜４の内縁側のエッジとの距離Ｐ２は、細線２同士のピッチＰ１と同じ大きさであることが好ましい。同様に、図４（ａ）（ｂ）において、図中左側末端の細線２の右側のエッジと遮光膜４の内縁側のエッジとの問隔は、細線２同士の問隔Ｐ１と同じ大きさであることが好ましい。より高い消光比を得ることができるからである。

本発明においては、例えば、細線２を形成する工程と遮光膜４を形成する工程を同一工程にすることで、遮光膜４と細線２の位置関係を精度良く作製でき、遮光膜４のエッジの方向と細線２の方向を高精度に平行、または垂直に作製することができる。

なお、上記のように、遮光膜４に細線２が接続している形態であれば、偏光子に照射される光により細線２に蓄積する熱を遮光膜４に分散させることや、帯電防止の効果を奏することもできる。

また、遮光膜４に細線２が接続している形態であれば、偏光子１０の製造工程において、細線２を形成するための細いレジストパターン（細線パターン）を、遮光膜４を形成するための大面積のレジストパターン（遮光膜パターン）に接続させることができ、細線２を形成するための細いレジストパターン（細線パターン）が製造工程中で倒壊したり、剥離したりする不具合を、抑制することもできる。

（遮光膜）
遮光膜４は、偏光領域３の外側に形成され、入射光、特に入射光のＳ波成分が透過してしまうことを抑制するものである。

本発明において、遮光膜４は、２４０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の波長の紫外光に対し、光学濃度が２．８以上の遮光性を有することが好ましい。

光配向膜に配向規制力を付与するために照射される紫外光の波長範囲で、遮光膜４が高い遮光性を有することにより、消光比に優れた偏光子を提供することができるからである。

遮光膜４を構成する材料は、所望の光学濃度を得ることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、チタン、モリブデン、シリコン、クロム、タンタル、ルテニウム、ニオブ、ハフニウム、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、コバルト、マンガン、鉄、インジウム等の金属や合金、および、これらの酸化物、窒化物、または酸窒化物のいずれかを含有する材料を挙げることができる。中でも、モリブデンシリサイドを含有する材料を好適に挙げることができる。

遮光膜４を構成する材料が、モリブデンシリサイドを含有する材料から構成されている場合、遮光膜４の厚みが６０ｎｍ以上であれば、２４０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の波長の紫外光に対し、光学濃度が２．８以上の遮光性を有することができるからである。

なお、遮光膜４は、複数種の材料から構成されていてもよく、また、材料が異なる複数層から構成されていても良い。

また、遮光膜４を構成する材料は、細線２を構成する材料を含有することが好ましい。

遮光膜４を構成する材料が細線２を構成する材料を含有する場合、細線２を形成する工程で使用する装置や材料を、遮光膜４を形成する工程にも使用することができ、製造コストの削減になるからである。さらに、細線２を形成する工程と遮光膜４を形成する工程を同一工程にすることで、細線２と遮光膜４の相対位置精度を向上させることもできる。

さらに、遮光膜４を構成する材料と細線２を構成する材料が、いずれもモリブデンシリサイドを含有する材料から構成されている場合は、遮光膜４において高い遮光性を有し、かつ、消光比およびＰ波透過率に優れた偏光子とすることができる。

＜偏光子の製造方法＞
次に、本発明に係る偏光子の製造方法について説明する。

本発明に係る偏光子の製造方法は、透過性を有する透明基板の上に、複数本の細線、および、紫外光を遮光する遮光膜を有する偏光子の製造方法であって、前記透明基板の上に細線用材料層を形成した積層体を準備する工程と、前記細線用材料層の上にレジスト層を形成する工程と、細線パターンと遮光膜パターンを有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチングマスクとして用いて前記積層体をエッチング加工する工程と、を備えるものである。

本発明においては、細線パターンと遮光膜パターンを有するレジストパターンを形成し、エッチングする、細線２を形成する工程と遮光膜４を形成する工程を同一工程にすることで、製造工程を短縮することができ、かつ、細線２と遮光膜４の相対位置精度を向上させることができる。

また、細線２と遮光膜４を、同じ材料から構成することで、製造コストを低く抑えることもできる。

図５および図６は、本発明に係る偏光子の製造方法の一例を示す概略工程図である。

例えば、本発明に係る偏光子の製造方法を用いて偏光子１０を製造するには、図５（ａ）に示すように、まず、透明基板１の上に、細線２および遮光膜４を構成する材料からなる偏光材料層（細線用材料層）３１、および、偏光材料層３１をエッチング加工する際のハードマスクとして作用するハードマスク材料層３２を、順次形成した積層体１Ａを準備する。

次に、積層体１Ａ上に、レジスト成膜装置においてレジスト層３３を形成し（図５（ｂ））、電子線照射装置において電子線４０を照射し（図５（ｃ））、現像装置にて現像を施して、細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂを有するレジストパターン３４を形成する（図５（ｄ））。

本発明においては、後述のように例えば、半導体リソグラフィ用フォトマスクの製造に用いられる電子線描画装置を用いて、細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂ、さらに上記のアライメントマーク等を同一工程で作製することで、電子線描画装置の高精度な位置精度管理下でそれらの相対位置を制御できる。

次に、エッチング装置において、レジストパターン３４をエッチングマスクに用いてハードマスク材料層３２をエッチング加工して、ハードマスクパターン３２Ｐを形成する（図６（ｅ））。例えば、ハードマスク材料層３２の材料にクロムを用いた場合には、塩素と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングにより、ハードマスクパターン３２Ｐを形成することができる。

次に、エッチング装置において、レジストパターン３４およびハードマスクパターン３２Ｐをエッチングマスクに用いて、偏光材料層３１をエッチング加工して、細線２と遮光膜４を有する偏光材料パターン３１Ｐを形成する（図６（ｆ））。例えば、偏光材料層３１の材料にモリブデンシリサイドを用いた場合には、ＳＦ６ガスを用いたドライエッチングにより、偏光材料パターン３１Ｐを形成することができる。

次に、剥離装置において、レジストパターン３４を除去し（図６（ｇ））、次いで、ハードマスクパターン３２Ｐを除去して、透明基板１の上に、複数本の細線２と遮光膜４を有する偏光子１０を得る（図６（ｈ））。

なお、図５および図６に示す例においては省略しているが、本発明においては、大面積の透明基板１上に複数本の細線２と遮光膜４を形成し、その後、細線２が配置された偏光領域３の外側を切断して、所望のサイズおよび形態に切り出した偏光子１０を得ても良い。

また、上記においては、レジストパターン３４を残した状態で偏光材料層３１をエッチング加工しているが、本発明においては、図６（ｅ）に示すハードマスクパターン３２Ｐを形成する工程の後、レジストパターン３４を除去し、ハードマスクパターン３２Ｐのみをエッチングマスクに用いて偏光材料層３１をエッチング加工して偏光材料パターン３１Ｐを形成してもよい。

また、上記においては、得られる偏光子１０として、ハードマスクパターン３２Ｐを除去した形態について説明したが、本発明においては、必要に応じてハードマスクパターン３２Ｐを全面又は部分的に残しておいても良い。

例えば、図６（ｇ）に示す形態のように、ハードマスクパターン３２Ｐを全面に残した形態を、最終的に得られる偏光子の形態としてもよい。この場合、ハードマスクパターン３２Ｐを除去する工程を省くことができ、工程短縮の効果を奏することができる。

また、上記においては、偏光材料層３１の上にハードマスク材料層３２を設ける形態について説明したが、本発明においては、ハードマスク材料層３２を設けずに、偏光材料層３１の上にレジスト層３３を形成し、レジストパターン３４をエッチングマスクに用いて偏光材料層３１をエッチング加工して、細線２と遮光膜４を有する偏光材料パターン３１Ｐを形成してもよい。

＜電子線照射方法＞
ここで、上記の図５（ｃ）で示したレジストパターン３４の形成に用いる方法は、所望の細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂを有するレジストパターン３４を形成することができる方法であれば用いることができるが、中でも、電子線を照射する方法が好ましい。

電子線を照射する方法によるレジストパターン形成は、半導体用のフォトマスク製造等で実績があり、例えば、ピッチが６０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲の細線パターンを、所望の領域に精度良く形成することができるからである。また、細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂの相対位置精度も、半導体用のフォトマスク製造に求められる、ナノメートルレベルの精度とすることができるからである。

また、本発明においては、レジスト層３３が、ポジ型の電子線レジストから構成されており、細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂを有するレジストパターン３４を形成する工程が、所望の細線と所望の遮光膜が形成される位置以外のレジスト層３３に電子線を照射する工程であることが好ましい。

より具体的には、細線パターン３４ａがラインアンドスペースパターンを構成しており、上記のラインアンドスペースパターンのスペースパターン部となる位置のレジスト層３３に電子線を照射する工程であることが好ましい。

上記の位置に電子線を照射する方法であれば、電子線を照射する面積を小さくすることができ、電子線照射工程の時問を短くすることができるからである。

上記について、より詳しく説明する。

例えば、図４（ａ）（ｂ）に示す偏光子１０の細線２の幅が、細線２のピッチの半分の大きさである場合、ネガ型の電子線レジストを用いて、偏光子１０の細線パターンと遮光膜パターンを得ようとする場合、電子線照射する面積は、細線２全てを合わせた面積に遮光膜４の面積を加えた面積となる。

一方、ポジ型の電子線レジストを用いた場合、電子線照射する面積は、細線２のスペース部分の全てを合わせた面積、すなわち、概ね、細線２全てを合わせた面積で済み、遮光膜４の面積を照射する時問を削減できる。

次に図１乃至図３により電子線照射方法について更に説明する。図１乃至図３に示すように、レジスト層３３に細線パターン３４ａと遮光膜パターン３４ｂとを有するレジストパターン３４を形成するため、電子線照射装置を用いた電子線照射方法が使用される。

このような電子線照射装置１１は、図１乃至図３に示すように、電子線４０を生成する電子銃１２と、電子銃１２から生成された電子線４０を通過させる矩形状開口１３ａをもつ第１アパーチャ１３と、第１アパーチャ１３を通過した電子線４０を偏向させる第１偏向器１４と、第１偏向器１４により偏向された電子線４０を通過させる複数の線状開口１５ａをもつ第２アパーチャ１５と、第２アパーチャ１５を通過した電子線４０を偏向させ、偏向した電子線４０を、上述した積層体１Ａの偏光材料層３１上に設けられたレジスト層３３に照射する第２偏向器１６とを備えている。

このうち第１アパーチャ１３は、単一の矩形状の開口１３ａをもち、第２アパーチャ１５は、複数の線状開口１５ａと、線状開口１５ａ間の線状マスク１５ｂとを有する。

一般に電子銃１２から生成された電子線４０は、その中心付近のエネルギが大きく、周縁付近のエネルギは小さくなっている。

このため電子銃１２から生成された電子線４０が矩形状の開口１３ａをもつ第１アパーチャ１３を通過することにより、電子線４０のうち、エネルギが大きい中心付近の電子線４０のみを使用することができる。

次に第１アパーチャ１３を通過した電子線４０が複数の線状開口１５ａを有する第２アパーチャ１５を通過することにより、第２アパーチャ１５により複数の線状電子線４０ａを得ることができ、このようにして得られた線状電子線４０ａを積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に照射することができる。

次にこのような構成からなる電子線照射装置１１を用いた電子線照射方法について説明する。

図１乃至図３に示すように、電子銃１２から生成された電子線４０は第１アパーチャ１３の矩形状の開口１３ａを通過し、電子線４０のうちエネルギの大きな中心付近の電子線４０のみが選択される。

次に第１アパーチャ１３を通過した電子線４０は第１偏向器１４によって偏向されて第２アパーチャ１５に入る。次に電子線４０は第２アパーチャ１５の線状開口１５ａを通過し、複数の線状電子線４０ａを形成する。次に線状電子線４０ａは第２偏向器１６を経て偏向され、積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に対して照射される。

この際、線状電子線４０ａは、レジスト層３３にショット毎に照射され、ショット毎に照射された線状電子線４０ａは、レジスト層３３上において、所定の数の線状電子線４０ａを含む矩形状の電子線の単位領域４０Ａを形成する（図２参照）。

この場合、電子線の単位領域４０Ａに含まれる線状電子線４０ａは、レジスト層３３の電子レジストの型によって、細線２または細線２間のスペースに対応する。

図２において、レジスト層３３に形成された電子線の単位領域４０に含まれる線状電子線４０ａは、偏光子１０の細線２に対応して示されている。

また電子線の単位領域４０Ａは、偏光子１０の複数の細線２を含む単位細線領域２Ａに対応している。

ところで第２アパーチャ１５の線状開口１５ａにより形成された線状電子線４０ａは、レジスト層３３上にショット毎に照射されて、電子線の単位領域４０Ａを形成する。この場合、線状電子線４０ａを照射する毎に第２偏向器１６により線状電子線４０ａを偏向させることにより、単位領域４０Ａをレジスト層３３上に図２の横方向に沿って（線状電子線４０ａに直交する方向に）多列に設けることができ、かつ図２の上下方向に沿って（線状電子線４０ａに平行に）多段に設けることができる。この場合、単位領域４０Ａは単位領域４０Ａの一辺４０ｂ、例えば左辺または右辺に直交する方向に多列に、かつ左辺または右辺に平行する方向に多段に配置されるということもできる。

図２に示すように、電子線の単位領域４０Ａは、ショット毎に矩形状に形成され、各々の単位領域４０Ａは仮想上の垂直方向線４０Ｖおよび水平方向線４０Ｈにより区画され、各単位領域４０Ａが多段および多列に格子状に配置されている。

また偏光子１０の各細線２は、上述のように線状電子線４０Ａにより形成され、また単位領域４０Ａに対応して、複数の細線２を含む単位細線領域２Ａが形成される。この場合、細線２に平行する方向（図２の上下方向）に隣り合う単位細線領域２Ａ間の細線２は互いに連続して、上下方向に延びる一本の細線２を構成している。

以上のように本実施の形態によれば、第１アパーチャ１３を通った電子線４０が複数の線状開口１５ａを有する第２アパーチャ１５を通ることにより線状電子線４０ａが生成され、この線状電子線４０ａを積層体１Ａ上のレジスト層３３にショット毎に照射して複数の線状電子線４０ａを含む電子線の単位領域４０Ａを形成するとともに、第２偏向器１６によって線状電子線４０ａを偏向させることにより単位領域４０Ａを多列および多段に形成した。このことにより、レジスト層上に矩形状の単一の線状電子線を照射し、この単一の線状電子線を偏向させる場合に比べて偏光子１０の製造時間を大幅に削減することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態について図７により説明する。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に、垂直方向線４０Ｖと水平方向線４０Ｈにより区画され、複数の線状電子線４０ａを含む矩形状の電子線の単位領域４０Ａを形成するとともに、この単位領域４０Ａを多列および多段に配置される例を示したが、これに限らず各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂを隣り合う段との間で互いに変えてもよい。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、矩形状の電子線の単位領域４０Ａは垂直方向線４０Ｖと水平方向線４０Ｈにより区画されているため、各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界は垂直方向線４０Ｖに一致する。

これに対して図７に示すように、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置を１段目、２段目、３段目、・・・に応じて徐々に右側へずらしてもよい。

図７において、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置は隣り合う段、すなわち上下方向に隣接する段との間で徐々にずらされている。

上述のように単位領域４０Ａは、レジスト層３３にショット毎に照射された複数の線状電子線４０ａからなるため、単位領域４０Ａ内において線状電子線４０ａ間の間隔は基本的に一定となる。

これに対して単位領域４０Ａの境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔は、線状電子線４０ａのショット間で異なることがあり、単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂの幅は単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔に対して多少変化する、例えば大きくなることがある。

このような場合、単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂは、細線２間のスペース２Ｂに対応しており、この境界４０Ｂが図７の上下方向に直線状に並ぶと、得られた偏光子１０の細線２間に単位領域４０Ａの境界４０Ｂに起因して上下方向に延びる直線状の幅広スペース２Ｂが形成され、この細線２間の幅広スペース２Ｂにより偏光子１０の偏光機能に支障が生じてしまう。

本実施の形態によれば、各段の隣り合う列間の単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置を隣り合う段との間で徐々に変化させることができ、このことにより、偏光子１０の細線２間に上下方向に延びる直線状の幅広スペース２Ｂが形成されることを未然に防ぐことができる。また、単位領域４０Ａ同士が同一の線状電子線４０ａのパターンを有するため、ショット毎に照射する線状電子線４０ａの本数を異ならせる必要がなく、露光データの作成が容易である。
なお、ここでは、隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔が、単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔に対して大きくなる例について、説明したが、これに限られず、境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔が、単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔よりも小さくなる場合、また、変わらない場合もある。このような単位領域４０Ａ内と単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂとにおける線状電子線４０ａ間の間隔の違いは、作製された偏光子１０においては、外観検査した際に細線２間の間隔の違い（単位領域４０同士のつなぎ部）として検出される。したがって、隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂの位置は、外観検査により認識し得る。第２の実施の形態においては、各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂの位置を１段目、２段目、３段目、・・・毎に規則的にずらしているため、外観検査をすると、上下方向に隣接する段との間で規則的なつなぎ部が検出され得る。

＜第３の実施の形態＞
次に本発明の第３の実施の形態について図８により説明する。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に、垂直方向線４０Ｖと水平方向線４０Ｈにより区画され、複数の線状電子線４０ａを含む矩形状の電子線の単位領域４０Ａを形成するとともに、この単位領域４０Ａを多列および多段に配置される例を示したが、これに限らず各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂを隣り合う段との間で互いに変えてもよい。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、矩形状の電子線の単位領域４０Ａは垂直方向線４０Ｖと水平方向線４０Ｈにより区画されているため、各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界は垂直方向線４０Ｖに一致する。

これに対して図８に示すように、各段の隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂの位置を１段目、２段目、３段目、・・・毎に不規則な状態でずらしてもよい。

図８において、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置は隣り合う段、すなわち上下方向に隣接する段との間で不規則な状態でずらされている。

上述のように単位領域４０Ａは、レジスト層３３にショット毎に照射された複数の線状電子線４０ａからなるため、単位領域４０Ａ内において線状電子線４０ａ間の間隔は基本的に一定となる。

これに対して単位領域４０Ａの境界４０Ｂの幅は、線状電子線４０ａのショット間で異なることがあり、単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂの幅は単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔に対して多少変化する、例えば大きくなることがある。

このような場合、単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂは細線２間のスペース２Ｂに対応しており、この境界４０Ｂが図８の上下方向に直線状に並ぶと、得られた偏光子１０の細線２間に単位領域４０Ａの境界４０Ｂに起因して上下方向に延びる直線状の幅広スペース２Ｂが形成され、この細線２間の幅広スペース２Ｂにより偏光子１０の偏光機能に支障が生じてしまう。

本実施の形態によれば、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置を隣り合う段との間で不規則な状態に変化させることができ、このことにより、偏光子１０の細線２間に上下方向に延びる直線状の幅広スペースが形成されていることをより確実に防ぐことができる。なお、ここでは、隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔が、単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔に対して大きくなる例について、説明したが、第２の実施の形態と同様に、境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔が、単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔よりも小さくなる、あるいは変わらなくてもよい。また、第３の実施形態により形成した偏光子１０においては、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置は隣り合う段、すなわち上下方向に隣接する段との間で不規則な状態でずらされているから、外観検査をすると、上下方向に隣接する段との間で単位領域４０同士のつなぎ部が検出され得る。

＜第４の実施の形態＞
次に本発明の第４の実施の形態について図９により説明する。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に、垂直方向線４０Ｖと水平方向線４０Ｈにより区画され、複数の線状電子線４０ａを含む矩形状の電子線の単位領域４０Ａを形成するとともに、この単位領域４０Ａを単位領域の左辺または右辺に直交する方向に多列に、かつ単位領域４０Ａの左辺または右辺に平行する方向に多段に配置される例を示したが、これに限らず単位領域４０Ａの一辺の４５°の傾斜をもった方向に多列に、単位領域４０Ａの一辺に対して４５°の傾斜をもった方向に多段に配置してもよい。

図９において、レジスト層３３に複数の線状電子線４０ａをショット毎に照射することにより、矩形状の電子線の単位領域４０Ａが形成される。単位領域４０Ａは４辺により区画されており、この場合、単位領域４０の４辺はショット毎の切れ目４０Ｓに対応している。

図２に示す実施の形態において、単位領域４０Ａは、単位領域４０Ａの一辺４０ｂ、例えば左辺または右辺に直交する方向に多列に、左辺または右辺に平行する方向に多段に配置されているが、図９に示す実施の形態において、単位領域４０Ａは単位領域の一辺、例えば一本の切れ目４０Ｓに対して４５°だけ傾斜した方向に多列に、かつ切れ目４０Ｓに対して４５°だけ傾斜した方向に多段に配置されている。

このように単位領域４０Ａの一辺、例えば一本の切れ目４０Ｓに対して４５°だけ傾斜する方向に単位領域４０Ａを多列かつ多段に配置することにより、単位領域４０Ａを区画する切れ目４０Ｓが図９において線状電子線４０ａに平行する上下方向に連続して延びることはない。このため偏光子１０の細線２間に、単位領域４０Ａの切れ目４０Ｓに起因して上下方向に延びる直線状の幅広スペースが形成されることを確実に防止することができる。

＜第５の実施の形態＞
次に本発明の第５の実施の形態について図１０により説明する。

図１乃至図６に示す第１の実施の形態において、積層体１Ａ上に設けられたレジスト層３３に、複数の線状電子線４０ａをショット毎に照射することにより、複数の線状電子線４０ａを含む矩形状の電子線の単位領域４０Ａを形成するとともに、この単位領域４０Ａを多列および多段に配置される例を示したが、これに限らず線状電子線４０ａの各ショットと、単位領域４０Ａは必ずしも対応する必要はない。

図１０に示すように、電子線の単位領域４０Ａが横方向に多列に配置されている。また図示していないが、単位領域４０Ａは上下方向に多段に配置されている。

図１０において、複数の線状電子線４０ａをレジスト層３３上に照射することにより電子線の単位領域４０Ａが形成されるが、本実施例においては線状電子線４０ａの一回のショットは単位領域４０に必ずしも対応していない。

例えば線状電子線４０ａの１回目のショットにより線状電子線４０ａの第１のグループ４１が形成され、この第１のグループ４１の線状電子線４０ａにより、図１０の左端から１つ目の単位領域４０Ａ全体が得られる。

次に線状電子線４０ａの２回目のショットにより、線状電子線４０ａの第２グループ４２が得られる。この第２グループ４２は少ない本数の線状電子線４０ａを含むため、図１０の左端から２つ目の単位領域４０Ａの一部のみを構成する。

次に線状電子線４０ａの第３回目のショットにより、線状電子線４０ａの第３グループ４３が得られる。この第３グループ４２も少ない本数の線状電子線４０ａを含むため、左端から２つ目の単位領域４０Ａの一部を構成する。

次に線状電子線４０ａの第４回目のショットにより、線状電子線４０ａの第４グループ４４が得られる。この第４グループ４４は多数本の線状電子線４０ａを含んでおり、左端から２つ目の単為領域４０Ａから３つ目の単位領域４０Ａまでまたいで延びている。

次に線状電子線４０ａの第４回目のショットにより、線状電子線４０ａの第５グループ４５が得られる。この第５グループの線状電子線４０ａは中程度の本数の線状電子線４０ａを含み、左端から３つ目の単位領域４０Ａの残部を埋める。

なお、線状電子線４０ａをショット毎に照射する際、第１アパーチャ１３を通過する電子線４０を第１偏向器１４を用いて偏向させ偏向した電子線４０を第２アパーチャ１５に向けることによってショット毎の線状電子線４０ａの本数を調整することができる。この場合、各ショット毎に形成される線状電子線４０ａの形状および間隔は互いに等しくなっている。

以上のように本実施の形態によれば、ショット毎の線状電子線４０ａの数を変化させ、単位領域４０Ａを複数のショットの線状電子線４０ａにより形成したので、ショット毎の線状電子線４０ａの間隙をより目立たなくすることができる。また線状電子線４０の第４グループ４４は隣り合う２つの単位領域４０Ａをまたいで形成されるため、隣り合う２つの単位領域４０Ａの境界４０Ｂの幅が広がったり、これに伴って細線２間のスペース２Ｂが過度に拡がることはない。
なお、第４、第５の実施の形態においても、隣り合う単位領域４０Ａ間の境界４０Ｂにおける線状電子線４０ａ間の間隔は、単位領域４０Ａ内の線状電子線４０ａ間の間隔に対して幅広に限られず、幅が狭い、または同じ場合もある。また、各段の隣り合う単位領域４０Ａの境界４０Ｂの位置は、作製された偏光子１０の外観検査において、細線２間の間隔の変化（単位領域４０同士のつなぎ部）として検出され得る。

１ 透明基板
１Ａ 積層体
２ 細線
２Ａ 単位細線領域
３ 偏光領域
４ 遮光膜
１０ 偏光子
１１ 電子線照射装置
１２ 電子銃
１３ 第１アパーチャ
１３ａ 矩形状の開口
１４ 第１偏向器
１５ 第２アパーチャ
１５ａ 線状開口
１６ 第２偏向器
４０ 電子線
４０ａ 線状電子線
４０ｂ 一辺
４０Ａ 電子線の単位領域
４０Ｂ 境界
４０Ｈ 水平方向線
４０Ｓ ショットの切れ目
４０Ｖ 垂直方向線

Claims (6)

1. 透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを有する偏光子の製造方法において、
   前記透明基板と細線用材料層とを有する積層体を準備する工程と、
   前記積層体上にレジスト層を形成する工程と、
   前記レジスト層上に電子線を照射して露光し、現像を施して、前記レジスト層にパターンを形成する工程と、
   前記レジスト層を介して前記積層体をエッチング加工する工程と、を備え、
   前記電子線を照射する工程は、
   電子線を矩形状の開口をもつ第１アパーチャを通過させる工程と、
   前記第１アパーチャを通過した電子線を複数の線状開口を有する第２アパーチャを通過させる工程と、
   前記第２アパーチャを通過した線状電子線を前記レジスト層に対してショット毎に照射しながら前記レジスト層に照射された複数の線状電子線で形成された露光パターンを含む矩形状の単位領域を形成するとともに、前記線状電子線を偏向させて前記単位領域を多列および多段に形成する工程と、
   を有し、
   前記単位領域は単位領域の一辺に直交する方向に沿って多列に、かつ単位領域の一辺に平行する方向に沿って多段に形成され、
   各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で互いに相違し、
   前記第２アパーチャを通過した線状電子線のショット毎の数を変化させ、単位領域を複数のショットの線状電子線により形成したことを特徴とする偏光子の製造方法。
2. 各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で規則性をもって互いに相違することを特徴とする請求項１記載の偏光子の製造方法。
3. 各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で不規則な状態で互いに相違することを特徴とする請求項１記載の偏光子の製造方法。
4. 透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを有する偏光子の製造方法において、
   前記透明基板と細線用材料層とを有する積層体を準備する工程と、
   前記積層体上にレジスト層を形成する工程と、
   前記レジスト層上に電子線を照射して露光し、現像を施して、前記レジスト層にパターンを形成する工程と、
   前記レジスト層を介して前記積層体をエッチング加工する工程と、を備え、
   前記電子線を照射する工程は、
   電子線を矩形状の開口をもつ第１アパーチャを通過させる工程と、
   前記第１アパーチャを通過した電子線を複数の線状開口を有する第２アパーチャを通過させる工程と、
   前記第２アパーチャを通過した線状電子線を前記レジスト層に対してショット毎に照射しながら前記レジスト層に照射された複数の線状電子線で形成された露光パターンを含む矩形状の単位領域を形成するとともに、前記線状電子線を偏向させて前記単位領域を多列および多段に形成する工程と、
   を有し、前記単位領域はこの単位領域の一辺に対して傾斜する方向に沿って多列および多段に形成されていることを特徴とする偏光子の製造方法。
5. 前記レジスト層の単位領域に対応して、複数の細線を含む単位細線領域が形成され、細線に平行する方向に互いに隣接する単位細線領域間の細線同士が連続することを特徴とする請求項１または４記載の偏光子の製造方法。
6. 透明基板と、透明基板上に互いに平行に設けられた複数の細線とを有する偏光子を製造する電子線照射装置において、
   電子線を生成する電子銃と、
   前記電子銃からの電子線を通過させる矩形状の開口をもつ第１アパーチャと、
   前記第１アパーチャを通過した電子線を通過させる複数の線状開口を有する第２アパーチャと、
   前記第２アパーチャを通過した線状電子線をレジスト層に対してショット毎に照射しながら前記レジスト層に照射された複数の線状電子線で形成された露光パターンを含む単位領域を形成するとともに、前記線状電子線を偏向させて前記単位領域を多列および多段に形成する偏向手段と、を備え、
   前記単位領域は単位領域の一辺に直交する方向に沿って多列に、かつ単位領域の一辺に平行する方向に沿って多段に形成され、
   各段の隣り合う単位領域間の境界は、隣り合う段との間で互いに相違し、
   前記第２アパーチャを通過した線状電子線のショット毎の数を変化させ、単位領域を複数のショットの線状電子線により形成したことを特徴とする電子線照射装置。

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