特許 7250846 ワイヤグリッド偏光板製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】ワイヤグリッド偏光板製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20230327BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20230327BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G02B5/30

G02B5/18

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021078248

(22)【出願日】2021-05-06

(62)【分割の表示】P 2018546486の分割

【原出願日】2017-02-10

(65)【公開番号】P2021131558

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2021-06-04

(31)【優先権主張番号】62/303,969

(32)【優先日】2016-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/401,451

(32)【優先日】2016-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】マークル， デーヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】チェン， チャン ファン

【審査官】植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０５４０２２０５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９４９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２１３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０２２２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００４５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０２６６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フラットパネルディスプレイをパターン形成するためのシステムであって、該システムは、
レーザーゲージと、
レーザーゲージミラーと、
複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系と
を備え、前記ハーフＤｙｓｏｎ光学系の各々は、
一次ミラーと、
正レンズと、
回析格子ラインパターンを有する回析格子を含むレチクルと
を備え、前記回析格子ラインパターンは、
中心線と、
複数の回折格子ラインと
を含み、各回折格子ラインが当該回析格子ラインのサイズを示す長さを有し、且つ前記中心線からある距離だけ離れており、前記中心線からの前記距離が前記中心線からある距離離れた点まで増大するにつれて、前記複数の回折格子ラインの各々の長さは非線形に増大する、システム。

【請求項2】

メニスカスレンズと、
基板ステージと
を更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

更にブリッジを備え、前記ブリッジは、前記基板ステージの上方に離間されており、その上に配置された前記複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系を有する、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記一次ミラーは、中心に、照射ビームへのアクセスを提供するための開口部を有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記照射ビームはコリメートされた光で対物回折格子を照射し、いかなるゼロ次回折も除去する手段を提供する、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記正レンズは、溶融石英又はフッ化カルシウムを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

一次ミラーは、対物面の回折格子からの±１次回折を反射する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

方法であって、
アルミニウム被覆を有する基板の上に底部反射防止被覆層を堆積することと、
前記底部反射防止被覆層の上にフォトレジスト層を堆積することと、
前記基板上に位相回折格子マスクを結像することによって、前記基板をパターン形成することと
を含む方法であって、前記位相回折格子マスクは、回析格子ラインパターンを有し、前記回析格子ラインパターンは、
中心線と、
複数の回折格子ラインと
を含み、各回折格子ラインが当該回析格子ラインのサイズを示す長さを有し、且つ前記中心線からある距離だけ離れており、前記中心線からの前記距離が前記中心線からある距離離れた点まで増大するにつれて、前記複数の回折格子ラインの各々の長さは非線形に増大し、
前記基板のパターン形成は、
レーザー照射ビームを一次ミラーの開口部を通して、前記位相回折格子マスクを含むレチクルへ向けることと、
前記レーザー照射ビームを前記レチクルから前記一次ミラーのエッジ近傍の対向領域に回折させることと
を含み、前記方法は更に、
前記基板上に±１次の回折を結像すること
を含む方法。

【請求項9】

前記フォトレジスト層は前記底部反射防止被覆層の上に堆積されて、前記底部反射防止被覆層に接触する、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記フォトレジスト層を現像することを更に含む、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記基板の上に狭いトレンチの第１のパターンを形成するために、前記基板の上でアルミニウムエッチングを実施することを更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記基板の上に狭いトレンチの第２のパターンを形成するために、アルミニウム被覆を有する基板の上に底部反射防止被覆層を堆積することと、前記底部反射防止被覆層の上にフォトレジスト層を堆積することと、前記基板上に位相回折格子マスクを結像することによって、前記基板をパターン形成することとを繰り返すことを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記底部反射防止被覆層は前記アルミニウム被覆の上に堆積されて、前記アルミニウム被覆に接触する、請求項８に記載の方法。

【請求項14】

前記底部反射防止被覆層は、３５５ｎｍの光を吸収し、４００ｎｍ以上の光に対して透明な材料を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項15】

前記フォトレジスト層を現像することを更に含む、請求項８に記載の方法。

【請求項16】

前記基板の上でアルミニウムエッチングを実施することを更に含む、請求項８に記載の方法。

【請求項17】

回折格子ラインパターンであって、
中心線と、
複数の回折格子ラインと
を含み、各回折格子ラインが当該回析格子ラインのサイズを示す高さと長さを有し、且つ前記中心線からある距離だけ離れており、前記中心線からの前記距離が前記中心線からある距離離れた点まで増大するにつれて、前記複数の回折格子ラインの各々の長さは非線形に増大する、回折格子ラインパターン。

【請求項18】

前記中心線に近い回折格子ラインの長さは、前記中心線から遠い回折格子ラインの長さを下回る、請求項１７に記載の回折格子ラインパターン。

【請求項19】

前記回折格子ラインの長さは、ガウス形状の強度プロファイルを有するレーザー照射ビームの強度に逆比例し、前記回折格子ラインの長さは、レーザー照射ビームの露光時間に比例する、請求項１８に記載の回折格子ラインパターン。

【請求項20】

前記中心線に近い回折格子ラインの高さは、前記中心線から遠い回折格子ラインの高さを下回る、請求項１７に記載の回折格子ラインパターン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本開示の実施形態は、概して、フラットパネルディスプレイの製造プロセスに関する。より具体的には、液晶ディスプレイ用のワイヤグリッド偏光板を製造するためのシステム及び方法が開示される。

【背景技術】

【0002】

関連技術の説明
［０００２］ 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、交差した偏光板の間に挟まれた液晶の光変調特性を利用して、画像を表示するディスプレイである。ＬＣＤは、限定するものではないが、高精細度テレビ、コンピュータモニタ、及びモバイル装置などを含む広範囲にわたる応用で利用されている。典型的なＬＣＤでは、液晶セルは互いに直交するように配向された２つのリニア偏光板の間で整列される。

【0003】

［０００３］ 偏光フィルムはリニア偏光板として使用されてきた。偏光フィルムは、偏光板の導体ライン（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌｉｎｅ）に対して垂直に偏光された光を透過させ、一方、偏光板の導体ラインに対して平行に偏光された光を反射することができる。しかしながら、偏光フィルムは非常に高価である。実際に、偏光フィルムは多くの場合、ＬＣＤパネルの総コストの３０％以上を占める。そのため、ＬＣＤを偏光させるためには、ワイヤグリッド偏光が使用されてきた。ワイヤグリッド偏光は、追加の膜を適用するのではなく、ワイヤグリッドでガラス基板に直接パターン形成することで実現される。ワイヤグリッド偏光板は、グリッドラインに垂直な電気ベクトルを有する光を選択的に伝達させ、一方で、平行な方向の電気ベクトルを有する光を反射するように、ガラス基板上にパターン形成された微細なパターンドワイヤのアレイを使用する。しかしながら、非常に大きなＬＣＤパネルの微細パターン形成は非常に困難である。

【0004】

［０００４］ そのため、ＬＣＤ用のワイヤグリッド偏光板を生成するシステム及び方法のための技術が必要になっている。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］ 本開示は概して、大面積回折格子パターンの生成に有用な干渉リソグラフィを用いた、ＬＣＤ用ワイヤグリッド偏光板を製造するためのシステム及び方法に関する。一実施形態では、方法は、アルミニウム被覆フラットパネルディスプレイ基板の上に底部反射防止被覆層を堆積すること、底部反射防止被覆層の上にフォトレジスト層を堆積すること、及び、フォトレジスト層を位相回折格子マスクからの画像に露光することを含む。位相回折格子マスクを用いた露光は、ハーフＤｙｓｏｎ光学系を用いて、基板上に位相回折格子マスクからの±１次回折を結像することによって行われる。複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系は一般的に、大面積基板に対して、グリッド偏光板の微細な幾何学的ラインと間隔をパターン形成するように、平行に用いられる。各ハーフＤｙｓｏｎ光学系は、一次ミラー、正レンズ及びレチクルを含む。

【0006】

［０００６］ 一実施形態では、フラットパネルディスプレイをパターン形成するためのシステムが開示される。システムはレーザーゲージ、レーザーゲージミラー及び複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系を含む。各ハーフＤｙｓｏｎ光学系は、一次ミラー、正レンズ、及びレチクルを含む。

【0007】

［０００７］ 別の実施形態では、方法が開示される。方法は、基板上にアルミニウム層を、次いで底部反射防止被覆層を堆積すること、反射防止被覆層の上にフォトレジストを堆積すること、位相回折格子マスクを用いてフォトレジスト層をパターン形成すること、及び、基板上に位相回折格子マスクからの±１次回折を結像することを含む。位相回折格子マスクによるパターン形成は、レーザー照射ビームを一次ミラーの中心の開口部を通ってレチクルへ向けること、また、レーザー照射ビームをレチクルから一次ミラーのエッジ近傍の対向領域に回折させることを含む。対向領域からのビームは基板で結合されて干渉し、位相回折格子マスクの上に、回折格子の２倍の空間周波数を有する回折格子パターンを生成する。

【0008】

［０００８］ 更に別の実施形態では、方法が開示される。方法は、アルミニウム被覆基板の上に底部反射防止被覆層を堆積すること、底部反射防止被覆層の上にフォトレジスト層を堆積すること、基板上に２次回折を結像することによって、フォトレジスト層を第１のパターンでパターン形成することを含む。第１のパターンのパターン形成は、レーザー照射ビームを一次ミラーの中心の開口部を経由してレチクルへ向けること、及び、レチクルから屈折コンポーネントを通って一次ミラーのエッジ近傍の２つの対向領域までレーザー照射ビームを回折させることを含む。これに続いて、フォトレジスト現像工程、エッチング工程、並びに、残存フォトレジスト及び反射防止被覆層を除去する工程が行われる。この具体的な事例では、露光及びエッチングの工程は、基板上の回折格子周期の４分の１になるアルミニウム被覆に配置されたトレンチである。基板を結像することは、第１のパターンのトレンチの間の中間に入る第２の同一のパターンによって作り出されるトレンチ内に配置される第２の同一のパターンによって、フォトレジスト層をパターン形成することを含む。第１の露光に関しては、露光及びエッチングのパラメータは、基板上の回折格子周期の約４分の１になるトレンチを作り出すように設定される。現像、エッチング及びストリッピング工程後、その結果として、微細なアルミニウムラインのグリッドは、どちらかの露光工程によって生成された周期の半分になる回折格子周期を有する。

【0009】

［０００９］ 本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって、得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板パターンを印刷するためのリソグラフィシステムである。

【図2A】図１のシステムのハーフＤｙｓｏｎ光学系である。

【図2B】図２ＡのハーフＤｙｓｏｎ光学系の一部分の拡大図である。

【図2C】図２ＢのハーフＤｙｓｏｎ光学系の一部分の拡大図である。

【図3】図２ＡのハーフＤｙｓｏｎ光学系で使用されうる一次ミラーの平面図である。

【図4】一実施形態による方法を要約するフロー図である。

【図5A】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5B】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5C】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5D】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5E】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5F】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5G】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5H】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図5I】本書に記載の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図である。

【図6】別の実施形態による図１のシステムのハーフＤｙｓｏｎ光学系である。

【図7】位相回折格子マスクの長さに沿って回折が限定されたレーザー照射ビームの強度プロファイルを図解するグラフである。

【図8】位相回折格子マスクの回折格子ラインに沿ったレーザー照射ビームの強度プロファイルを図解するグラフである。

【図9】回折格子ラインの高さの変動を位相回折格子マスクの中心線からの距離と共に図解するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００２１］ 理解を容易にするため、可能な場合、図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号が使用されている。更に、一実施形態の要素を、本明細書に記載された他の実施形態で利用するために有利に適合させてもよい。

【0012】

［００２２］ 本開示は概して、大面積回折格子パターンの生成に有用な干渉リソグラフィを用いた、ＬＣＤ用ワイヤグリッド偏光板を製造するためのシステム及び方法に関する。一実施形態では、方法は、アルミニウム被覆フラットパネルディスプレイ基板の上に底部反射防止被覆層を堆積すること、底部反射防止被覆層の上にフォトレジスト層を堆積すること、及び、フォトレジスト層を位相回折格子マスクからの画像に露光することを含む。位相回折格子マスクを用いた露光は、ハーフＤｙｓｏｎ光学系を用いて、基板上に位相回折格子マスクからの±１次回折を結像することによって行われる。複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系は一般的に、大面積基板に対して、グリッド偏光板の微細な幾何学的ラインと間隔をパターン形成するように、平行に用いられる。各ハーフＤｙｓｏｎ光学系は、一次ミラー、正レンズ及びレチクルを含む。

【0013】

［００２３］ 図１は、フラットパネルディスプレイ基板の上にワイヤグリッド偏光板パターンを印刷するためのシステム１００である。システム１００は、複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２（６個が表示されている）、レーザーゲージ１０４、レーザーゲージミラー１０６及び基板ステージ１０９を含む。複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２は、大面積基板を支持するように構成されている基板ステージ１０９の幅全体にわたって均等に分散されうる。例えば、システム１００が約２２００ミリメートル（ｍｍ）の幅と約２５００ｍｍの長さを有するＧｅｎ ８フラットパネルディスプレイをパターン形成するように構成されているときには、ハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２の各々の間隔は約３６７ｍｍになりうる。システム１００は、Ｇｅｎ ８、Ｇｅｎ １０及び将来の世代のフラットパネルディスプレイ基板をパターン形成するように構成されうる。

【0014】

［００２４］ 図１に示したように、システム１００は、フラットパネルディスプレイ基板の幅全体の６つのコラムに対応する６つのハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２を有する。使用時には、各コラムは、フラットパネルディスプレイ基板の１３．３ｍｍ幅のスキャン経路１０８を描画するように、平行に動作しうる。ハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２は、図１に示したように、基板ステージ１０９の上方に離間されるブリッジ１０７の上に配置されうる。

【0015】

［００２５］ 図２Ａはシステム１００のハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２である。ハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２は、一次ミラー２１０、正レンズ２１４、メニスカスレンズ２１２、及びレチクル２１６を含む。一次ミラー２１０は弱い球面ミラーであってもよい。正レンズ２１４は、ガラスレンズであってよく、或いは、溶融石英、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）結晶、又は他の適切な材料から作られうる。レチクル２１６は、約１０ｍｍから約２０ｍｍまでの間の高さ、例えば、１４ｍｍの厚さと、約１ｍｍから約６．３５ｍｍまでの間の幅、例えば、２．２８６ｍｍの幅を有しうる。図２Ｂは、図２ＡのハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２の一部分の拡大図である。図２Ｃは、図２ＢのハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２の一部分の一部分の拡大図である。図２Ｃに示したように、フラットパネルディスプレイ基板２１８は、レチクル２１６に隣接して配置されうる。フラットパネルディスプレイ基板２１８は、第１の空隙２１７によってレチクル２１６から分離されている。第１の空隙２１７は、約０．１ｍｍから約０．５ｍｍまでの間の幅、例えば約０．２５ｍｍの幅を有しうる。レチクル２１６は、第２の空隙２１５によって正レンズ２１４から分離されてもよく、或いは光学ゲル又は光学接着剤又は他の任意の適切な材料によって、光学的に連結されてもよい。第２の空隙２１５は、約０．１ｍｍから約０．５ｍｍの間の幅、例えば約０．２５ｍｍの幅を有しうる。第２の空隙２１５はまた、光学ゲル又は光学接着剤又は他の任意の適切な材料によって充填されうる。例えば、適切な材料は、露光波長のいずれかの側で光学材料に適合する屈折率を有しうる。

【0016】

［００２６］ 図３は、ハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２で使用されうる一次ミラー２１０の平面図である。一次ミラー２１０は、中央に配置され、マスク上の照射ビーム２１１が通り抜け、反射面上にコリメートされる開口部３３０と、上端部、すなわち一次ミラー２１０の第１の端部に配置されるエリア３３２を占める±１次回折を生成する位相回折格子マスクと、下端部、すなわち一次ミラー２１０の反対の端部に配置されるエリア３３４とを含みうる。対物面の回折格子からの±１次回折２１１ｂ及び２１１ｃは最終的に、光軸の対向面上の対物面直下に結像されうる。比較的小さな強度を有するゼロ次回折２１１ａは、一次ミラー２１０の開口部３３０の後方へ通過する。ゼロ次回折２１１ａは結像しない。言い換えるならば、ゼロ次回折２１１ａは除去され、回折格子ラインの２倍の周波数が結像される結果となる。一次ミラー２１０の頂点と基板との間の距離は、約５０ｍｍから約５００ｍｍの間、例えば、約８５ｍｍになる。光学系が大きくなるとフィールドサイズも大きくなり、その結果、所定のフィールドを網羅するのに必要なコラム数は減少するが、各光学系のコストは増大する。したがって、フィールドサイズは経済的には問題となりうる。図１及び図２Ａ～図２Ｃに示したシステムのフィールドサイズは、約２ｍｍ×約１３．３ｍｍで、開口数（ＮＡ）は０．８８７５で、このような光学系では大きな値になっている。一次ミラー２１０の非常に小さな部分が使用されており、これが設計最適化プロセスの結果を改善するため、大きなＮＡが可能になっている。

【0017】

［００２７］ 図４は、一実施形態による方法４００を要約するフロー図である。図５Ａ～図５Ｅは、本書に開示の実施形態により、フラットパネルディスプレイ基板２１８の上にワイヤグリッド偏光板を製造するステージの概略側断面図を示している。

【0018】

［００２８］ 図４に示した方法４００は工程４１０で、図５Ａに示したように、アルミニウム被覆５６１を有しうるフラットパネルディスプレイ基板２１８の上方に底部反射防止被覆（ＢＡＲＣ）層５６０を堆積することによって開始される。ＢＡＲＣ層５６０は、アルミニウム被覆されたフラットパネルディスプレイ基板２１８の上に堆積され、フラットパネルディスプレイ基板２１８に接触しうる。ＢＡＲＣ層５６０は、任意の適切なＢＡＲＣ材料を含みうる。ＢＡＲＣ層５６０は、以下で説明するフォトレジスト層５６２が、エッチングされたラインパターンからはぎ取られるまで、方法４００の全体にわたってＢＡＲＣ層５６０が所定の位置に留まりうるように、３５５ｎｍ光を吸収し、４００ｎｍ及びこれを超える光に対して透明な材料を含みうる。ＢＡＲＣ層５６０の堆積は、フラットパネルディスプレイ基板２１８の表面全体にわたって、臨界寸法（ＣＤ）の制御をもたらす。

【0019】

［００２９］ 工程４２０では、図５Ｂに示したように、フォトレジスト層５６２が、ＢＡＲＣ層５６０の上方に堆積される。フォトレジスト層５６２は、ＢＡＲＣ層５６０の上に堆積され、ＢＡＲＣ層５６０に接触しうる。フォトレジスト層５６２は、任意の適切なフォトレジスト材料を含みうる。

【0020】

［００３０］ 工程４３０では、位相回折格子マスクからの２次回折、±１次回折は、図２Ｂに示したように、基板２１８上のレチクル２１６の第１の部分２１６ａから投影される。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、レーザー照射ビーム２１１は、一次ミラー２１０の開口部３３０を通って投影される。一次ミラー２１０の開口部３３０は、ゼロ次回折２１１ａが通るように同じ場所にあり、これによって、いかなるゼロ次回折も基板に届くのを防止する。ゼロ次回折を除去することによって、結像される回折格子ラインの周波数は２倍になる。レーザーは商用の１６ワット（Ｗ）／３５５ナノメートル（ｎｍ）であってよい。レーザー照射ビーム２１１は、一次開口部３３０及び正レンズ２１４を通過し、レチクル２１６に鉛直に入射するコリメートされたビームを形成する。

【0021】

［００３１］ より具体的には、レーザー照射ビーム２１１は、位相回折格子マスクが配置されるレチクル２１６の底面から回折し、±１次回折２１１ｂ及び２１１ｃは、図２に示したように、一次ミラー２１０のエッジ近傍の向かい合う側の２つのエリア３３２及び３３４に進む。一次ミラーで反射し、屈折コンポーネントを２回目に通過した後、±１次回折２１１ｂ及び２１１ｃはコリメートされ、両者が干渉する場所で重ね合わせられ、レチクル２１６上の回折格子パターンの２倍の空間周波数を有するフリンジパターンを基板２１８の上に形成する。

【0022】

［００３２］ フラットパネルディスプレイ基板２１８が結像された後、フラットパネルディスプレイ基板２１８のフォトレジスト層５６２は現像され、回折格子パターンが現れる。方法４００は更に、レジストパターンをアルミニウム層に転写し、レジスト層と反射防止層をはぎ取る工程４４０を含み、フォトレジスト層５６２とＢＡＲＣ層５６０をはぎ取った後、基板上に残存しているのは、アルミニウムワイヤ５６１の微細グリッドだけである。図５Ｃにはパターン形成されたフォトレジスト層５６２が、図５Ｄにはパターン転写工程が、また、図５Ｅには結果として残るアルミニウムワイヤのグリッドが示されている。

【0023】

［００３３］ システム１００では、例えば、均等に分散配置されたＤｙｓｏｎ光学系１０２が採用されるため、フラットパネルディスプレイ基板２１８は基板ステージ１０９を用いてハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２下でスキャンされ、スキャンの終端では、フラットパネルディスプレイ基板２１８は直交方向にステップインされて反対方向にスキャンされ、フラットパネルディスプレイ基板２１８全体の上に位相回折格子パターンを結像する。

【0024】

［００３４］ 一実施例では、Ｇｅｎ ８基板をパターン形成するため、方法４００を実行するようにシステム１００が使用されるときには、スキャン経路１０８は約１３．３ｍｍの幅を有する。基板全体をパターン形成するためには、約３０回のスキャンが実行されなければならない。スキャニングは、複数のハーフＤｙｓｏｎ光学系１０２下で基板ステージ１０９を移動することによって行われる。レーザーゲージ１０４は、整数個のフリンジまでのステップ距離を正確に設定して維持するための基準として、レーザーゲージミラーを使用する。理想的には、ハーフＤｙｓｏｎシステム１０２の光軸とレーザー照射ビームの軸は、アッベのオフセット誤差を最小限に抑えるため、基板表面上の直線に沿って配置されなければならない。スキャン速度は最大ステージ速度によって制限されうる。最大ステージ速度は、約０．１メートル／秒（ｍ／ｓ）から約３ｍ／ｓの間で、例えば、約２ｍ／ｓになりうる。各スキャンは、約１．６６秒を要する。したがって、Ｇｅｎ ８基板全体をスキャンし、パターン形成するには、約４９．８秒を要する。

【0025】

［００３５］ 回折格子周期比率までエッチングされるライン幅は、露光量とエッチングシステムパラメータを変えることによって、約１：４の比率まで低減することができる。これは、残存する過大なアルミニウムラインに、第２の露光と回折格子周期を半分にするエッチング工程を交互に行う余地を残す。第１のパターンが露光、現像、及びエッチングされた後、第２の露光でフラットパネルディスプレイ基板２１８上に第２の同一のパターンを交互に配置するため、工程４１０から工程４４０が反復されうる。

【0026】

［００３６］ 第１の露光で生成された各アルミニウムワイヤ５６１の中央でエッチング工程が行われるように、第２の露光は結像位置の微調整と組み合されうる。これは図５Ｆ～図５Ｉに示されている。例えば、方法４００が一回完了すると、フラットパネルディスプレイ基板２１８は、１５０ｎｍのラインを２００ｎｍピッチで有しうる。第２の露光のための基板位置は、第１の位置から１００ｎｍだけオフセットされる。同一の位相回折格子マスクを用いて、工程４３０及び工程４４０が反復された後、フラットパネルディスプレイ基板２１８は、１００ｎｍの周期を有する等しいラインと離間パターンを有しうる。

【0027】

［００３７］ アルミニウム層に作られるトレンチの幅は、レジストパラメータ、露光量及びエッチングパラメータに依存する。例えば、ポジとして作用するレジストが使用される場合には、より狭いトレンチを実現するため、少ない露光量と侵襲力の弱いエッチングが使用されうる。

【0028】

［００３８］ 図６は、別の実施形態により、システム１００で使用されうるハーフＤｙｓｏｎ光学系６０２である。ハーフＤｙｓｏｎ光学系６０２は、一次ミラー６１０、正レンズ６１４、及びレチクル６１６を含む。一次ミラー６１０は弱い球面ミラーであってもよい。正レンズ６１４は、ガラスレンズであってもよい。レチクル６１６は、約１０ｍｍから約２０ｍｍまでの間の高さ、例えば、１４ｍｍの高さと、約１ｍｍから約６．３５ｍｍまでの間の厚み、例えば、２．２８６ｍｍの厚みを有しうる。レーザー照射ビーム６１１は、正レンズ６１４を通過し、レチクル６１６に鉛直に入射するコリメートされたビームを形成する。

【0029】

［００３９］ 上述の実施形態は偏光板を製造するプロセスの利用を想定しているが、本開示のプロセスはまた、計測学及び高出力レーザービームの圧縮伸長を含む、多種多様な応用が見出されている回折格子の製造にも利用されうる。更に、本書に記載の方法及びシステムは、自己整合型インプリントリソグラフィ（ＳＡＩＬ）と併せて使用されうる。ＳＡＩＬプロセスは高いスループットと高い歩留まり率を有し、コスト効率がより高い。ＳＡＩＬは、材料の堆積、マスクによるインプリンティング、及びエッチングからなる３つの工程処理フローを含む。具体的には、この方法とシステムは、ＳＡＩＬマスクの位相回折格子を形成するために使用されうる。すなわち、ＳＡＩＬは本書に記載の方法の回折格子を形成するために使用されうる。

【0030】

［００４０］ 本開示のもう１つの目的は、フィールド全体に一様な照射を提供することである。レーザー照射ビーム２１１はガウス分布形状を有する。フィールド全体に一様な露光量を提供するために、当該の点での照射ビームの強度に応じて、ラインの長さが変化する回折格子を照射するように、レーザー照射ビーム２１１のガウス分布形状が使用されうる。

【0031】

［００４１］ 図７は、回折格子の長さに沿ったレーザー照射ビーム２１１のガウス分布プロファイルを示すグラフである。曲線の一部分７７０は、隣接ビームと重ならないレーザー照射ビーム２１１の一部分を示している。端部７８０ａ及び７８０ｂは、隣接ビームと重なる曲線の一部分を示している。端部７８０ａ及び７８０ｂの露光量は、オーバーラップ領域で重なり合った露光量が一様な値になるように、１００％から０％まで直線的に漸減する。端部７８０ａ及び７８０ｂが漸減されているため、重なり誤差は小さく、急激な露光差を生ずることがなく、継ぎ目がないように見える露光量の重ね合わせが可能になる。

【0032】

［００４２］ 図８は、回折格子ラインに沿ったレーザー照射ビーム２１１のプロファイルを示すグラフである。より具体的には、図８は、当該プロファイルで最も長い回折格子ラインでのレーザー照射ビーム２１１のプロファイルを示している。

【0033】

［００４３］ 図９は、中心線からの距離に対する回折格子ラインの高さ（又は長さ）の変動を示すグラフである。露光量を制御するため、レーザー照射ビーム２１１は中心で最も強くなるため、中心に最も近い回折格子ラインはより短いか、高さが低くなり、例えば、約０．０３ｍｍになる。回折格子に沿って、フィールドのエッジ方向に移動するにつれて、回折格子ラインの長さは次第に長くなるか、高さが増し、例えば、約０．１ｍｍの長さになる。図７～図８に示したように、レーザー照射ビーム２１１の積分強度に反比例するように回折格子ラインの長さを変えると、その結果、フィールド全体にわたって同一の露光量がもたらされる。露光量とは、露光される基板上の点での時間的な積分強度である。露光時間は回折格子ラインの長さ、又は高さに比例する。

【0034】

［００４４］ 図７～図９に示したように、フィールド全体にわたって回折格子ラインの長さを変えることによって、基板上の露光量は制御されうる。より具体的には、レーザー照射ビーム２１１が全く一様でないガウス分布形状を有するという事実にも関わらず、フィールド全体にわたる回折格子ラインの長さを変えることによって、回折格子の一端から他端まで一様な露光量がもたらされる。

【0035】

［００４５］ 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図5H】

【図5I】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】