DE19506880A1 - Optical grating structure inscription by electron beam lithography - Google Patents

Optical grating structure inscription by electron beam lithography

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Abstract

The application of an optical grating structure on a substrate, by electron beam lithography comprises: (a) forming initially a basic screen on the electron-sensitive varnish coating to inscribe the superimposed grating structure, the screen of equidistant points or lines, with an interval and frequency matching the periods of the grating structure and the number of grating periods; (b) inscribing the basic screen in the start position in the varnish coating by an electron beam; (c) computing displacement for a further deflection of the electron beam from the grating periods and the max. and min. Bragg periods; (d) deflecting the electron beam; and (e) inscribing the screen in the varnish coating in the deflected exposed position, by the electron beam; and (f) repeating the processes until the overlaid grating is complete.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen mittels Elektronenstrahllithographie, bei dem ein Substrat zunächst mit einer elektronenempfindlichen Lackschicht versehen wird, in diese Lackschicht dann eine Gitterstruktur mittels Elektronenstrahls eingeschrieben, diese entwickelt und in einem anschließenden Ätzprozeß die Gitterstruktur in das Substrat übertragen wird.The invention relates to a method for producing optical Superlattice structures using electron beam lithography, in which a substrate is first provided with an electron-sensitive lacquer layer in this Lacquer layer then inscribed a lattice structure using an electron beam, this developed and in a subsequent etching process the lattice structure in the substrate is transmitted.

Optische Punkt- oder Liniengitter, denen eine weitere Gitterperiode bzw. -struktur überschrieben ist, werden als Übergitter (super structure grating -SSG- oder chirped gratings) bezeichnet. Solche SSG weisen Mehrfachreflexionspeaks auf, die auf die periodische Anordnung einer Superstruktur zurückzuführen sind, und werden in DBR(Distributed Bragg Reflector)-Lasern mit einem großen Durchstimmbereich angewendet.Optical point or line gratings that have a further grating period or structure are superlattices (super structure grating -SSG- or chirped gratings). Such SSGs have multiple reflection peaks that point to the periodic arrangement of a superstructure can be traced and are described in DBR (Distributed Bragg Reflector) lasers with a large tuning range applied.

Die Realisierung von SSG für die Anwendung in DBR-Lasern erfordert lineare Punkt- /Linienabstandsänderungen, die bereits im sub-nm-Bereich liegen. Derartig geringfügige Abstandsänderungen können Elektronenstrahlbelichtungsanlagen nicht mehr adressieren, ohne zwischenzeitlich zu kalibrieren und/oder das Belichtungsfeld neu anzupassen. Dies erfordert jedoch große Kalibrierzeiten und führt aufgrund der hierfür notwendigen Tischbewegung zu inakzeptablen Positionierungenauigkeiten.The implementation of SSG for use in DBR lasers requires linear point / Line spacing changes that are already in the sub-nm range. Such slight changes in distance cannot be done by electron beam exposure systems address more without calibrating in the meantime and / or the exposure field readjust. However, this requires long calibration times and leads due to the necessary table movement for unacceptable positioning inaccuracies.

Um die Auflösungsgrenzen der Belichtungsanlagen zu unterlaufen, sind vereinfachte SSG realisiert worden. So ist in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 4, No. 4, April 1993, p. 393-395 ein "discretely chirped grating" beschrieben, bei dem eine lineare Steigung durch eine Treppenfunktion angenähert ist und die Breite der Stufen der minimalsten Auflösung der Elektronenstrahlanlage entspricht. Bei einem "sampled grating", über das in Proceedings of InP & Related Materials Conference, pp. 33-36, 1994 berichtet wird, wiederholen sich relativ kurze Bereiche eines regelmäßigen Grundrasters im Abstand und in der Häufigkeit der sogenannten Übergitterperiode (eines Anstiegs der Periodenlänge). Weiterhin sind MPS(Multiple-Phase-Shift)-SSG bekannt, bei denen in einem regelmäßigem Grundraster in bestimmten Abständen Phasendreher angeordnet sind (IEICE Trans. Electron., vol. E76-C, No. 11, November 1993, pp. 22-28). Diese SSG-Struktur kann ganzheitlich auf einmal belichtet werden, da die Grundrasteränderung am Phasendreher größer ist als das Auflösungsvermögen der Elektronenstrahllithographie-Anlage, jedoch ist hier ein mathematischer Umweg zum Erhalt eines doch nur angenäherten Übergitters notwendig.In order to undermine the resolution limits of the exposure systems, simplified ones are used SSG has been realized. So in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 4, No. 4, April 1993, p. 393-395 describes a "discretely chirped grating" in which one linear slope is approximated by a staircase function and the width of the steps corresponds to the minimum resolution of the electron beam system. With a "sampled grating ", about that in Proceedings of InP & Related Materials Conference, pp. 33-36, 1994 is reported to repeat relatively short areas of a regular Basic grid in the distance and frequency of the so-called superlattice period (an increase in period length). Furthermore MPS (Multiple Phase Shift) -SSG known, in a regular basic grid at certain intervals Phase rotators are arranged (IEICE Trans. Electron., Vol. E76-C, No. 11, November 1993, pp. 22-28). This SSG structure can be exposed holistically at once,  because the basic grid change on the phase rotator is greater than the resolution the electron beam lithography system, however here is a mathematical detour necessary to obtain an approximate superlattice.

Das in JEEE Photonics Technology Letters , vol. 4, No. 4, April 1993, p. 393-395 beschriebene "discretely chirped grating", das die Annäherung für ein sich kontinuierlich änderndes Gitter darstellen soll, resultiert aus der diskreten Gittermodulation, die zurückzuführen ist auf die Auflösungsgrenzen der Elektronenstrahllithographie. Dieses discretely chirped grating wird mittels Elektronenstrahls in die Wellenleiterschicht eingeschrieben und anschließend in einem Naßätzprozeß übertragen. Der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, ist sowohl dieser Veröffentlichung als auch IEICE Trans. Electron., vol. E76-C, No. 11, November 1993, pp. 1683-1690 und OPTOELECTROMCS-Devices and Technologies, vol. 9, No. 2, pp. 177-192, June, 1994 zu entnehmen. Die dem Stand der Technik nach bekannten und hier beschriebenen Formen eines SSG sind zwar alle in ihrer Form den konkreten Herstellungsbedingungen angepaßt, aber eine beliebige Änderung der Punkte oder Linien der das Übergitter bildenden Grundgitter zueinander ist bisher nicht möglich. Außerdem sind - wie bereits erwähnt - bisher große Kalibrierzeiten notwendig und die bei den Vielfachpositionierungen entstehenden Ungenauigkeiten sehr groß.The in JEEE Photonics Technology Letters, vol. 4, No. 4, April 1993, p. 393-395 Described "discretely chirped grating", which is the approximation for one Continuously changing grid should result from the discrete Grid modulation, which is due to the resolution limits of the Electron beam lithography. This discretely chirped grating is done using Electron beam inscribed in the waveguide layer and then in one Transfer wet etching process. The prior art on which the invention is based is both this publication and IEICE Trans. Electron., vol. E76-C, No. 11, November 1993, pp. 1683-1690 and OPTOELECTROMCS devices and Technologies, vol. 9, No. 2, pp. 177-192, June, 1994. The stand the technology according to known and described forms of an SSG are all adapted in form to the specific manufacturing conditions, but any Change the points or lines of the basic grids forming the superlattice to each other is not yet possible. In addition, as already mentioned, they have been large so far Calibration times necessary and those arising from multiple positioning Very inaccuracies.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, das die Herstellung optischer Übergitterstrukturen ermöglicht, die aus periodisch oder aperiodisch sich wiederholenden Punkt- oder Liniengittern gebildet sind, wobei die Abstandsänderungen der Punkte oder Linien im sub-nm-Bereich liegen und zueinander kontinuierlich oder diskontinuierlich variierbar sind. Außerdem soll die Auflösung der Elektronenbelichtungsanlage keine erkennbare Begrenzung für die zu realisierenden Abstände darstellen.Therefore, it is an object of the invention to provide a method of the type mentioned specify that enables the production of optical superlattice structures that from periodically or aperiodically repeating grid of points or lines are, the distance changes of the points or lines are in the sub-nm range and can be varied continuously or discontinuously with respect to one another. In addition, the Resolution of the electron exposure system no discernible limitation for the represent realizing distances.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für das Einschreiben der Übergitterstruktur in die Lackschicht zunächst ein Grundraster erstellt wird, das aus regelmäßig angeordneten Punkten oder Linien besteht, die in der Distanz und Häufigkeit durch die Periode der einzuschreibenden Übergitterstruktur und die Anzahl der Übergitterperioden bestimmt werden. Das erstellte Grundraster wird dann in der Ausgangsposition in die Lackschicht mittels Elektronenstrahls eingeschrieben. Danach wird ein Versatz für eine folgende Auslenkung des Elektronenstrahls aus der Übergitterperiode und der maximalen und minimalen Bragg-Periode errechnet. Daran anschließend wird der Elektronenstrahl ausgelenkt und das erstellte Grundraster in einer durch die Auslenkung bestimmten Belichtungsposition in die Lackschicht mittels Elektronenstrahls eingeschrieben. Die Verfahrensschritte Errechnen des Versatzes der Auslenkung, Auslenkung des Elektronenstrahls und Einschreiben des unveränderten Grundrasters werden bis zur vollständigen Abbildung des Übergitters wiederholt.The object is achieved in that for the registration of Superlattice structure in the lacquer layer is first created a basic grid that from there are regularly arranged points or lines that are in the distance and Frequency by the period of the superlattice structure to be inscribed and the number of the superlattice periods can be determined. The created basic grid is then in the Starting position inscribed in the lacquer layer using an electron beam. After that is an offset for a subsequent deflection of the electron beam from the Superlattice period and the maximum and minimum Bragg period calculated. That  then the electron beam is deflected and the basic grid created in an exposure position determined by the deflection into the lacquer layer by means of Inscribed electron beam. The procedural steps of calculating the offset of the Deflection, deflection of the electron beam and registration of the unchanged Basic grids are repeated until the superlattice is completely depicted.

Die Anzahl der zu wiederholenden Verfahrensschritte Errechnen des Versatzes, Auslenken und Einschreiben wird durch die Übergitterperiode und maximale und minimale Bragg-Periodenlänge der sich in der einzuschreibenden Übergitterstruktur wiederholenden Punkt- oder Liniengitter bestimmt.The number of process steps to be repeated, calculating the offset, Deflect and registered is due to the superlattice period and maximum and Minimum Bragg period length of the superlattice structure to be inscribed repeating grid of points or lines.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Einzelpunkte bzw. Einzellinien eines Grundgitters im Abstand der Übergitterperiode belichtet. Die minimalen Versätze, bestehend aus vorhergehender Periode und neu berechnetem "chirp" (Periodenänderung), bewirken, daß lediglich der Elektronenstrahl elektronisch über eine Strahlauslenkung in eine neue Position bewegt wird. Der Tisch und damit das Substrat bleibt innerhalb des Einflußbereichs der zusätzlich beaufschlagten Kompensation der Strahlauslenkung unbeweglich. Eine Änderung der Auflösung ist nicht notwendig, da das gleiche Grundraster mehrfach mit jeweils einem elektronisch eingeprägten Versatz belichtet wird.With the method according to the invention, individual points or individual lines of a Basic grid exposed at intervals of the superlattice period. The minimal offsets, consisting of previous period and recalculated "chirp" (Period change), cause that only the electron beam electronically a beam deflection is moved to a new position. The table and with that Substrate remains within the sphere of influence of those additionally acted upon Beam deflection compensation immobile. There is a change in resolution not necessary, since the same basic grid is used electronically several times imprinted offset is exposed.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet erstmals die Herstellung von reinen super structure gratings, d. h. es sind direkt - ohne Umweg über die Herstellung angenäherter Strukturen - beliebige Verläufe von Abstandsänderungen der Punkte oder Linien, die mathematisch beschreibbar sind, realisierbar.The method according to the invention allows the production of pure super for the first time structure gratings, d. H. they are approximate - without going through the manufacturing process Structures - any course of changes in distance of the points or lines that are mathematically describable, realizable.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, alle von der Struktur des Punkt- oder Liniengitters abhängigen Versätze für die Bestimmung der jeweils folgenden Belichtungsposition bereits vor dem ersten Einschreiben des Grundrasters in die Lackschicht in einer Vorschrift bestimmt und in einem Belichtungssatz abgelegt werden. Damit können nacheinander wiederholt die Verfahrensschritte Auslenken des Elektronenstrahls um die bereits errechneten Versätze und Einschreiben abgearbeitet werden. Die Kalibrier-und Einrichtungszeit, die zurückzuführen ist auf die langsame Kontrollsoftware der Belichtungsanlage, wird dadurch wesentlich reduziert, und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Belichtungszeiten von regulären SSG möglich, die vergleichbar mit denen konventioneller DBR-Gitter gleicher Größe sind. In one embodiment, all of the structure of the point or Line grid dependent offsets for the determination of the following respectively Exposure position before the first registration of the basic grid in the Lacquer layer determined in a regulation and stored in an exposure set will. This allows the process steps to be deflected repeatedly Electron beam processed around the already calculated offsets and registered will. The calibration and setup time, which is due to the slow Control software of the exposure system is significantly reduced, and with exposure times of regular SSG are possible in the method according to the invention, which are comparable to those of conventional DBR gratings of the same size.  

Für das Einschreiben einer irregulären Übergitterstruktur mit sich änderndem Anstieg von einem Punkt- oder Liniengitter zum benachbarten Punkt- oder Liniengitter besteht in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Grundraster nur aus einem einzelnen Punkt oder einer einzelnen Linie und wird mit den in der Vorschrift bestimmten Versätzen wiederholt in die Lackschicht eingeschrieben. Mit dem Einschreiben nur eines einzelnen Punktes oder einer einzelnen Linie ist die Herstellung solcher irregulären Übergitter möglich, auch wenn sie sehr zeitaufwendig durch die notwendige Vielzahl der Belichtungsschritte ist, um z. B. eine Achromasie des Gitters zu erreichen.For the registration of an irregular superlattice structure with a changing slope from a point or line grid to the neighboring point or line grid In another embodiment of the invention, the basic grid consists of only one Point or a single line and is determined with those specified in the regulation Offset inscribed repeatedly in the lacquer layer. With registered mail only a single point or line is the creation of such irregular superlattice possible, even if it is very time-consuming due to the necessary Variety of exposure steps is to e.g. B. Achromatization of the grid.

Für das Einschreiben einer zweidimensionalen Übergitterstruktur können in einer anderen Ausgestaltung ein aus einem Punkt oder aus mehreren Punkten bestehendes Grundraster und die die Auslenkung des Elektronenstrahls bewirkenden Versätze zweidimensional in der Vorschrift bestimmt werden. Auch hierfür ist zwar eine höhere Belichtungszeit notwendig, jedoch ist damit eine höhere Flexibilität beim Einschreiben von Gitterstrukturen gewährleistet, die zweidimensionale Abstandsänderungen aufweisen.For the inscription of a two-dimensional superlattice structure, one can another embodiment, one consisting of one or more points Basic grid and the offsets causing the deflection of the electron beam be determined two-dimensionally in the regulation. This is also a higher one Exposure time is necessary, but this means greater flexibility when writing guaranteed by lattice structures, the two-dimensional distance changes exhibit.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die mittels Elektronenstrahls in die elektronenempfindliche Lackschicht eingeschriebene Gitterstruktur in einem Trockenätzprozeß in das Substrat übertragen wird. Der Trockenätzprozeß gewährleistet eine abbildungsgetreuere Übertragung der eingeschriebenen Struktur in das Substrat und ist in seiner Anwendung wegen der einfacheren Handhabbarkeit flexibler als das Naßätzen.It is also provided that the electron beam into the lattice structure inscribed in an electron-sensitive lacquer layer Dry etching process is transferred into the substrate. The dry etching process ensures a more faithful transfer of the registered structure in the substrate and is in its application because of the easier handling more flexible than wet etching.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen ist sehr flexibel und ermöglicht das Einschreiben von periodisch oder aperiodisch sich wiederholenden Punkt- oder Liniengittern, wobei die Abstandsänderungen der zueinander benachbarten Punkte oder Linien beliebige Verläufe aufweisen und im sub- nm-Bereich liegen können. Das Verfahren ist nicht erkennbar durch die Grenzen der Belichtungsanlage beeinflußt. Es erfordert nur eine einzige Kalibrierung vor der Belichtung, weist eine große Positioniergenauigkeit auf und ist gut reproduzierbar.The method according to the invention for producing optical superlattice structures is very flexible and allows you to enroll periodically or aperiodically yourself repeating grid of points or lines, the changes in distance of the points or lines adjacent to one another have any gradients and nm range. The process is not recognizable by the limits of the Exposure system affected. It only requires a single calibration before Exposure, has a high positioning accuracy and is easily reproducible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are shown in the drawing and are in following described in more detail.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch ein Übergitter, dessen Bragg-Periode sich linear ändert, im Frequenzraum; Fig. 1 shows schematically a superlattice whose Bragg period changes linearly, in the frequency domain;

Fig. 2 schematisch das gleiche wie in Fig. 1 dargestellte Übergitter in der räumlichen Ausdehnung; Fig. 2 shows schematically the same superlattice as shown in Fig. 1 in spatial extent;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der wiederholten Belichtung eines Grundrasters mit Versatz um eine jeweils geringfügig veränderte Periode; Fig. 3 is a schematic representation of the repeated exposure of a basic screen with a displacement in each case slightly modified period;

Fig. 4 und 5 die Reflexion in Abhängigkeit der Gitterperiode der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Übergitter; FIGS. 4 and 5, the reflection function of the grating period of the superlattice fabricated by the inventive method;

Fig. 6 schematisch ein irreguläres Übergitter mit Offset im Frequenzraum. Fig. 6 schematically shows an irregular superlattice with offset in the frequency domain.

In einem linear veränderten Übergitter, das aus mehreren Grundgittern besteht, ändert sich die Bragg-Periode Λ des Grundgitters von der Anfangsperiode ΛA zur Endperiode ΛB über die gesamte Periode des Übergitters ΛS. Diese Änderung wiederholt sich regelmäßig in einem regulären Übergitter, wie in Fig. 1 im Frequenzraum dargestellt.In a linearly changed superlattice consisting of several basic grids, the Bragg period Λ of the basic grid changes from the initial period Λ A to the ending period Λ B over the entire period of the superlattice Λ S. This change is repeated regularly in a regular superlattice, as shown in FIG. 1 in the frequency domain.

Fig. 2 zeigt die entsprechende räumliche Ausdehnung eines Grundgitters des in Fig. 1 dargestellten Übergitters über eine Übergitterperiode. FIG. 2 shows the corresponding spatial expansion of a basic grid of the superlattice shown in FIG. 1 over a superlattice period.

In Fig. 3 sind, ausgehend von einem Grundraster, das aus einem Streifenraster SR in der Periode des Übergitters ΛA besteht, der erste bis n-te Belichtungsschritt für ein linear sich änderndes Übergitter dargestellt. In dem Ausschnittbild ist zu erkennen, wie der Versatz von Belichtung zu Belichtung von der Anfangsperiode ΛA zur Endperiode ΛB kontinuierlich verändert und somit die Gitterstruktur über den Versatz am Strahlablenkungsfeld, dem Hauptfeld HF, eingeprägt wird. So wird z. B. aus der Anfangsperiode ΛA = 245 nm und der Endperiode ΛB = 230 nm sowie der Übergitterperiode ΛS = 61.600 nm eine Steigung und somit der jeweilige Versatz von einer Belichtungsposition zur folgenden berechnet. Das aus Linien bestehende Streifenraster SR wird zunächst belichtet, dann der Elektronenstrahl um 245 nm ausgelenkt und das Streifenraster SR in dieser Position wieder belichtet, anschließend erfolgt eine weitere Auslenkung des Elektronenstrahls, so daß das Streifenraster dann entsprechend der Steigung mit abnehmendem Abstand wiederholt belichtet wird, bis nach 61.600 nm der Abstand ca. 230 nm beträgt.In Fig. 3, starting from a basic grid consisting of a stripe grid SR in the period of the superlattice Λ A , the first to nth exposure steps for a linearly changing superlattice are shown. The cut-out image shows how the offset from exposure to exposure changes continuously from the start period Λ A to the end period Λ B and thus the lattice structure is impressed via the offset at the beam deflection field, the main field HF. So z. B. from the start period Λ A = 245 nm and the end period Λ B = 230 nm and the superlattice period Λ S = 61,600 nm a slope and thus the respective offset from one exposure position to the next is calculated. The strip grid SR consisting of lines is first exposed, then the electron beam is deflected by 245 nm and the strip grid SR is exposed again in this position, then the electron beam is deflected further, so that the strip grid is then repeatedly exposed according to the gradient with decreasing distance, until after 61,600 nm the distance is approx. 230 nm.

In der Darstellung der relativen Intensität I in Abhängigkeit von der Gitterperiode Λ sind die entstehenden Mehrfachreflexionspeaks der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Übergitter in Fig. 4 für A von 230,4 nm bis 245,0 nm und in Fig. 5 für Λ von 245,0 nm bis 275,0 nm zu erkennen. Hierbei wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst das InP-Substrat gereinigt und mit einer Photolackschicht einer Dicke von 110 nm durch Aufschleudern versehen. Vor der ersten Belichtung wurde die Belichtungsanlage und somit der Probenhalter in die Ausgangsposition gefahren, die innerhalb des Wirkungsbereichs der Strahlauslenkungskompensation nicht verändert wurde. In die Photolackschicht wird nun das erstellte Grundraster mittels Elektronenstrahls eingeschrieben, dann der Elektronenstrahl in die zweite Belichtungsposition, die durch den ebenfalls bereits bestimmten ersten Versatz definiert ist, bewegt und das Grundraster in dieser Position ebenfalls eingeschrieben. Die Auslenkung des Elektronenstrahls und die Belichtung der Photolackschicht mit dem errechneten Grundraster wird hier beispielsweise etwa weitere zweihundertfünfzigmal durchgeführt. Da die Vorschrift in die Layout-Befehle für die Strahlauslenkung eingeht, müssen Tisch und Substrat während der Belichtung nicht bewegt werden. Aus dem Vergleich der Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, daß die Anzahl der für die Anwendung in DBR-Lasern erwünschten Mehrfachreflexionspeaks mit der Vergrößerung des Bereichs der Gitterperiode zunimmt.In the representation of the relative intensity I as a function of the grating period Λ, the resulting multiple reflection peaks of the superlattices produced with the method according to the invention in FIG. 4 for A from 230.4 nm to 245.0 nm and in FIG. 5 for Λ from 245, 0 nm to 275.0 nm can be seen. Here, the InP substrate was first cleaned according to the method of the invention and provided with a photoresist layer with a thickness of 110 nm by spin coating. Before the first exposure, the exposure system and thus the sample holder were moved to the starting position, which was not changed within the effective range of the beam deflection compensation. The created basic grid is now written into the photoresist layer by means of an electron beam, then the electron beam is moved into the second exposure position, which is also defined by the first offset, and the basic grid is also written in this position. The deflection of the electron beam and the exposure of the photoresist layer with the calculated basic grid is carried out here, for example, about another two hundred and fifty times. Since the regulation is included in the layout commands for beam deflection, the table and substrate do not have to be moved during the exposure. It can be seen from the comparison of Figures 4 and 5 that the number of multiple reflection peaks desired for use in DBR lasers increases as the area of the grating period increases.

Fig. 6 zeigt eine irreguläre Übergitterstruktur, bei der der negative Anstieg der Abstandsänderungen in einem Punkt- oder Liniengitter zum jeweils benachbarten Punkt- oder Liniengitter, d. h. innerhalb der Übergitterperiode ΛS, größer wird - hier als Offset OS von 0 bis zum vierfachen Betrag von OS dargestellt. Für das Einschreiben einer solchen Gitterstruktur besteht das Grundraster nur aus einem einzelnen Punkt oder einer einzelnen Linie. Fig. 6 shows an irregular superlattice structure, in which the negative increase in the distance changes in a point or line grid to the respectively adjacent point or line grid, ie within the superlattice period Λ S , becomes larger - here as offset OS from 0 to four times the amount of OS shown. The basic grid for inscribing such a grid structure consists of only a single point or a single line.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen mittels Elektronenstrahllithographie, bei dem ein Substrat zunächst mit einer elektronenempfindlichen Lackschicht versehen wird, in diese Lackschicht dann eine Gitterstruktur mittels Elektronenstrahls eingeschrieben, entwickelt und in einem anschließenden Ätzprozeß die Gitterstruktur in das Substrat übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einschreiben der Übergitterstruktur in die Lackschicht zunächst ein Grundraster erstellt wird, das aus regelmäßig angeordneten Punkten oder Linien besteht, die in der Distanz und Häufigkeit durch die Periode der einzuschreibenden Übergitterstruktur und die Anzahl der Übergitterperioden bestimmt werden, dann das erstellte Grundraster in der Ausgangsposition in die Lackschicht mittels Elektronenstrahls eingeschrieben wird, danach ein Versatz für eine folgende Auslenkung des Elektronenstrahls aus der Übergitterperiode und der maximalen und minimalen Bragg- Periode errechnet wird, daran anschließend der Elektronenstrahl ausgelenkt wird und das erstellte Grundraster in einer durch die Auslenkung bestimmten Belichtungsposition in die Lackschicht mittels Elektronenstrahls eingeschrieben wird, daß die Verfahrensschritte Errechnen des Versatzes der Auslenkung, Auslenkung des Elektronenstrahls und Einschreiben des unveränderten Grundrasters bis zur vollständigen Abbildung des Übergitters wiederholt werden.1. A method for producing optical superlattice structures by means of electron beam lithography, in which a substrate is first provided with an electron-sensitive lacquer layer, then a lattice structure is written into this lacquer layer by means of an electron beam, developed and the lattice structure is transferred to the substrate in a subsequent etching process, characterized in that that for the inscription of the superlattice structure into the lacquer layer, a basic grid is first created, which consists of regularly arranged points or lines, the distance and frequency of which are determined by the period of the superlattice structure to be inscribed and the number of superlattice periods, then the basic grid created in the Starting position is inscribed in the lacquer layer by means of an electron beam, then an offset for a subsequent deflection of the electron beam from the superlattice period and the maximum and minimum Bragg-Perio de is calculated, then the electron beam is deflected and the basic grid created is written into the coating layer by means of an electron beam in an exposure position determined by the deflection, that the method steps of calculating the offset of the deflection, deflection of the electron beam and writing in the unchanged basic grid until complete imaging of the superlattice can be repeated. 2. Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle von der Struktur des Punkt- oder Liniengitters abhängigen Versätze für die Bestimmung der jeweils folgenden Belichtungsposition bereits vor dem ersten Einschreiben des Grundrasters in die Lackschicht in einer Vorschrift bestimmt und in einem Belichtungssatz abgelegt werden.2. A method for producing optical superlattice structures according to claim 1, characterized in that all offsets depending on the structure of the point or line grid for the Determination of the following exposure position before the first one Inscription of the basic grid in the lacquer layer determined in a regulation and in an exposure set. 3. Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einschreiben einer irregulären Übergitterstruktur mit sich änderndem Anstieg von einem Punkt- oder Liniengitter zum benachbarten Punkt- oder Liniengitter das Grundraster nur aus einem Punkt oder einer Linie besteht und dieses wiederholt mit den in der Vorschrift bestimmten Versätzen in die Lackschicht eingeschrieben wird. 3. A method for producing optical superlattice structures according to claim 1 and 2, characterized in that for inscribing an irregular superlattice structure with a changing slope from a point or line grid to the neighboring point or line grid Basic grid consists of only a point or a line and repeats this with the offsets specified in the regulation are inscribed in the lacquer layer.   4. Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einschreiben einer zweidimensionalen Übergitterstruktur ein Grundraster aus einem Punkt oder aus mehreren Punkten und die die Auslenkung des Elektronenstrahls bewirkenden Versätze zweidimensional in der Vorschrift bestimmt werden.4. Process for the production of optical superlattice structures according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that for the inscription of a two-dimensional superlattice structure one or more points and the deflection of the electron beam causing offsets can be determined two-dimensionally in the regulation. 5. Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Elektronenstrahls in die elektronenempfindliche Lackschicht eingeschriebene Gitterstruktur in einem Trockenätzprozeß in das Substrat übertragen wird.5. A method for producing optical superlattice structures according to claim 1, characterized in that the one written into the electron-sensitive lacquer layer by means of an electron beam Lattice structure is transferred into the substrate in a dry etching process.
DE1995106880 1995-02-17 1995-02-17 Optical grating structure inscription by electron beam lithography Withdrawn DE19506880A1 (en)

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