JP2002162514A - 回折格子の形成方法 - Google Patents
回折格子の形成方法Info
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- JP2002162514A JP2002162514A JP2000357586A JP2000357586A JP2002162514A JP 2002162514 A JP2002162514 A JP 2002162514A JP 2000357586 A JP2000357586 A JP 2000357586A JP 2000357586 A JP2000357586 A JP 2000357586A JP 2002162514 A JP2002162514 A JP 2002162514A
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- light
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- layer
- absorbing layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光光に対して透明な基板上に高品質回折格
子を形成する。 【解決手段】 石英基板１の露光光が照射される側の面
上に水溶性のレジストからなる光吸収層２を形成し、そ
の上にフォトレジスト層３を形成する。干渉露光法によ
りフォトレジスト層３に回折格子パターンを形成する。
回折格子パターンが形成されたフォトレジスト層３をマ
スクにして、水処理にて光吸収層２をパターニングす
る。フォトレジスト層３と光吸収層２をマスクにして石
英基板１をエッチングして回折格子を形成する。その
後、光吸収層２およびフォトレジスト層３を除去する。
子を形成する。 【解決手段】 石英基板１の露光光が照射される側の面
上に水溶性のレジストからなる光吸収層２を形成し、そ
の上にフォトレジスト層３を形成する。干渉露光法によ
りフォトレジスト層３に回折格子パターンを形成する。
回折格子パターンが形成されたフォトレジスト層３をマ
スクにして、水処理にて光吸収層２をパターニングす
る。フォトレジスト層３と光吸収層２をマスクにして石
英基板１をエッチングして回折格子を形成する。その
後、光吸収層２およびフォトレジスト層３を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子の形成方
法、特に、露光光に対して透明な基板上に回折格子を形
成する方法に関するものである。
法、特に、露光光に対して透明な基板上に回折格子を形
成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットの急速な普及によ
り通信容量の増大が望まれている。そこで既存の光ファ
イバを利用して通信容量を増やすために、現在様々な光
素子が開発されている。例えば、光の波長を固定するた
め、あるいはフィルタとして、素子中に回折格子を組み
込むことがある。このような機能を有する回折格子は周
期が１μｍ以下の非常に微細なパターンで形成されてお
り、通常半導体基板上にフォトレジストを塗布してレー
ザによるニ光束干渉露光により、干渉縞をフォトレジス
トに転写して形成する。
り通信容量の増大が望まれている。そこで既存の光ファ
イバを利用して通信容量を増やすために、現在様々な光
素子が開発されている。例えば、光の波長を固定するた
め、あるいはフィルタとして、素子中に回折格子を組み
込むことがある。このような機能を有する回折格子は周
期が１μｍ以下の非常に微細なパターンで形成されてお
り、通常半導体基板上にフォトレジストを塗布してレー
ザによるニ光束干渉露光により、干渉縞をフォトレジス
トに転写して形成する。
【０００３】ところが、このフォトレジストが感光のた
めに吸収する光はほんの一部（１０％以下）であり、大
部分の光はフォトレジストを透過しているのが現状であ
る。回折格子を形成する基板にＳｉやＧａＡｓを用いた
場合には基板とフォトレジストの界面で反射がおきるた
めに回折格子のパターン形成には問題はない。しかし、
基板に半導体ではなく石英やガラス等の基板を用いた場
合、例えばＨｅ−Ｃｄレーザを露光光に用いると、従来
の方法では、露光光源となるレーザ光がこれらの基板を
通過して基板裏面で反射したり、基板を保持しているホ
ルダーの上面で反射して、再び基板上のフォトレジスト
を露光してしまい、回折格子の品質を大きく低下させる
という問題がある。
めに吸収する光はほんの一部（１０％以下）であり、大
部分の光はフォトレジストを透過しているのが現状であ
る。回折格子を形成する基板にＳｉやＧａＡｓを用いた
場合には基板とフォトレジストの界面で反射がおきるた
めに回折格子のパターン形成には問題はない。しかし、
基板に半導体ではなく石英やガラス等の基板を用いた場
合、例えばＨｅ−Ｃｄレーザを露光光に用いると、従来
の方法では、露光光源となるレーザ光がこれらの基板を
通過して基板裏面で反射したり、基板を保持しているホ
ルダーの上面で反射して、再び基板上のフォトレジスト
を露光してしまい、回折格子の品質を大きく低下させる
という問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ために、特公平4-35726号において、基板とフォトレジ
ストとの間に金属薄膜を挿入して金属薄膜上での光強度
分布を等しくすることが提案されている。この方法では
金属薄膜を蒸着あるいはスパッタ等による薄膜形成過程
とその薄膜のエッチング工程とが必要であり、工程数が
増えてコストが上昇するという問題がある。
ために、特公平4-35726号において、基板とフォトレジ
ストとの間に金属薄膜を挿入して金属薄膜上での光強度
分布を等しくすることが提案されている。この方法では
金属薄膜を蒸着あるいはスパッタ等による薄膜形成過程
とその薄膜のエッチング工程とが必要であり、工程数が
増えてコストが上昇するという問題がある。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みて、露光光に対し
て透明な基板に回折格子を形成する回折格子の形成方法
において、平易なプロセスで高品質な回折格子を形成す
る方法を提供することを目的とするものである。
て透明な基板に回折格子を形成する回折格子の形成方法
において、平易なプロセスで高品質な回折格子を形成す
る方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の回折格子の形成
方法は、露光光に対して透明な基板の該露光光が照射さ
れる側の面上に、露光光を吸収する非金属からなる光吸
収層を形成する工程と、光吸収層の上にフォトレジスト
層を形成する工程と、露光光を用いてフォトレジスト層
に回折格子パターンを形成するリソグラフィ工程と、回
折格子パターンが形成されたフォトレジスト層をマスク
にして、光吸収層をエッチングする工程と、少なくとも
回折格子パターンが形成された光吸収層をマスクにし
て、基板をエッチングして基板に回折格子を形成する工
程とを有することを特徴とするものである。
方法は、露光光に対して透明な基板の該露光光が照射さ
れる側の面上に、露光光を吸収する非金属からなる光吸
収層を形成する工程と、光吸収層の上にフォトレジスト
層を形成する工程と、露光光を用いてフォトレジスト層
に回折格子パターンを形成するリソグラフィ工程と、回
折格子パターンが形成されたフォトレジスト層をマスク
にして、光吸収層をエッチングする工程と、少なくとも
回折格子パターンが形成された光吸収層をマスクにし
て、基板をエッチングして基板に回折格子を形成する工
程とを有することを特徴とするものである。
【０００７】また、回折格子パターンが形成されたフォ
トレジスト層をマスクにして、光吸収層と基板をこの順
に、同一エッチャントによって連続してエッチングして
もよい。
トレジスト層をマスクにして、光吸収層と基板をこの順
に、同一エッチャントによって連続してエッチングして
もよい。
【０００８】また、光吸収層は黒色であることが望まし
い。
い。
【０００９】上記「リソグラフィ工程」とは、一般的に
使用される狭義のリソグラフィ工程であり、レジストパ
ターンを形成する工程を示す。
使用される狭義のリソグラフィ工程であり、レジストパ
ターンを形成する工程を示す。
【００１０】
【発明の効果】本発明の回折格子の形成方法によれば、
基板の露光光が照射される側の面上に非金属からなる光
吸収層を形成し、その上にフォトレジスト層を形成する
ことにより、フォトレジストに吸収されなかった露光光
が光吸収層に吸収されるので、露光光が基板中へ透過さ
れることがなく、基板の裏面あるいはホルダー上面で反
射して基板表面に戻りフォトレジストが再露光されるこ
とが無くなる。これにより露光光に対し透明な基板を用
いても高品質な回折格子を形成することができる。特
に、高機能かつ高精細な光素子に用いられる、周期が１
μｍ以下の微細な回折格子を作製する場合、非常に有効
である。従って、このように作製された回折格子を有す
る光素子の特性を向上させることができる。
基板の露光光が照射される側の面上に非金属からなる光
吸収層を形成し、その上にフォトレジスト層を形成する
ことにより、フォトレジストに吸収されなかった露光光
が光吸収層に吸収されるので、露光光が基板中へ透過さ
れることがなく、基板の裏面あるいはホルダー上面で反
射して基板表面に戻りフォトレジストが再露光されるこ
とが無くなる。これにより露光光に対し透明な基板を用
いても高品質な回折格子を形成することができる。特
に、高機能かつ高精細な光素子に用いられる、周期が１
μｍ以下の微細な回折格子を作製する場合、非常に有効
である。従って、このように作製された回折格子を有す
る光素子の特性を向上させることができる。
【００１１】また、回折格子パターンが形成されたフォ
トレジスト層をマスクにして、光吸収層と基板をこの順
に同一エッチャントによって連続してエッチングするこ
とにより、工程を簡略化することができる。
トレジスト層をマスクにして、光吸収層と基板をこの順
に同一エッチャントによって連続してエッチングするこ
とにより、工程を簡略化することができる。
【００１２】また、本発明は光吸収層を設けるだけであ
り、光吸収層の材料は光吸収するものであれば何でもよ
く、既存のエッチング等のプロセスにより光吸収層をパ
ターニングでき、基板に回折格子を作製することができ
る。よって、コストの上昇を抑えることができる。
り、光吸収層の材料は光吸収するものであれば何でもよ
く、既存のエッチング等のプロセスにより光吸収層をパ
ターニングでき、基板に回折格子を作製することができ
る。よって、コストの上昇を抑えることができる。
【００１３】また、基板が透明な石英あるいはガラスか
らなる場合、本発明は前記の問題を解決することができ
るので、特に非常に有効である。
らなる場合、本発明は前記の問題を解決することができ
るので、特に非常に有効である。
【００１４】また、黒色であることにより、黒色は光を
吸収しやすいのでフォトレジスト層で吸収されなかった
露光光を効率良く吸収することができる。
吸収しやすいのでフォトレジスト層で吸収されなかった
露光光を効率良く吸収することができる。
【００１５】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１６】本発明の一実施の形態による回折格子の形
成方法について説明する。その回折格子の形成過程の断
面図を図１に示す。
成方法について説明する。その回折格子の形成過程の断
面図を図１に示す。
【００１７】図１（ａ）に示すように、石英基板１の露
光光が照射される側の面上に光吸収層２として黒色色料
を含む水溶性のレジストを塗布し、ベークする。次に光
吸収層２の上にフォトレジスト層３を塗布し、ベークす
る。その後、波長４１７ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ光４に
て干渉露光を行う。
光光が照射される側の面上に光吸収層２として黒色色料
を含む水溶性のレジストを塗布し、ベークする。次に光
吸収層２の上にフォトレジスト層３を塗布し、ベークす
る。その後、波長４１７ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ光４に
て干渉露光を行う。
【００１８】次に、図１（ｂ）に示すように、現像して
フォトレジスト層３に周期が３６０ｎｍである回折格子
パターンを形成する。
フォトレジスト層３に周期が３６０ｎｍである回折格子
パターンを形成する。
【００１９】次に、図１（ｃ）に示すように、フォトレ
ジスト層３をマスクにして光吸収層２を水処理にてエッ
チングして光吸収層に回折格子パターンを形成する。
ジスト層３をマスクにして光吸収層２を水処理にてエッ
チングして光吸収層に回折格子パターンを形成する。
【００２０】次に、図１（ｄ）に示すように、光吸収層
２とフォトレジスト層３をマスクにして石英基板１をウ
ェットエッチングする。
２とフォトレジスト層３をマスクにして石英基板１をウ
ェットエッチングする。
【００２１】次に、図１（ｅ）に示すように、剥離液に
よって光吸収層２およびフォトレジスト３を同時に除去
して回折格子を形成する。
よって光吸収層２およびフォトレジスト３を同時に除去
して回折格子を形成する。
【００２２】光吸収層２として、墨あるいはカーボン粉
末を混入させたゼラチンを用いることもできる。また、
フォトレジスト層３として有機系のレジストを用いても
よい。例えば、フォトレジスト層２に東京応化社製のＯ
ＭＲ−８５を用いた場合、光吸収層３にはヘキスト社製
のＡＺ−１３５０を用いる等、フォトレジスト層と光吸
収層とは互いに材料系が異なるものを使用することが望
ましい。
末を混入させたゼラチンを用いることもできる。また、
フォトレジスト層３として有機系のレジストを用いても
よい。例えば、フォトレジスト層２に東京応化社製のＯ
ＭＲ−８５を用いた場合、光吸収層３にはヘキスト社製
のＡＺ−１３５０を用いる等、フォトレジスト層と光吸
収層とは互いに材料系が異なるものを使用することが望
ましい。
【００２３】また、光吸収層２として墨を塗布して、フ
ォトレジスト層３に有機系のレジストを使用してもよ
い。
ォトレジスト層３に有機系のレジストを使用してもよ
い。
【００２４】上記のように、フォトレジスト層と光吸収
層は互いにエッチング方法に対して選択性のある材料を
用いることが望ましく、適宜エッチング方法を使い分け
ることが好ましい。
層は互いにエッチング方法に対して選択性のある材料を
用いることが望ましく、適宜エッチング方法を使い分け
ることが好ましい。
【００２５】また、光吸収層に用いるレジストに黒色色
料としてカーボン粉末を混入させてもよい。黒色の色料
を用いるのは、黒色が光を最も吸収しやすいためであ
り、黒色色料としては、例えば、墨およびカーボン粉末
等が挙げられる。
料としてカーボン粉末を混入させてもよい。黒色の色料
を用いるのは、黒色が光を最も吸収しやすいためであ
り、黒色色料としては、例えば、墨およびカーボン粉末
等が挙げられる。
【００２６】本実施の形態では、光吸収層の材料として
レジストを用いているが、無機材料からなるものでもよ
く、露光光を吸収する機能を有するものであれば何でも
よい。
レジストを用いているが、無機材料からなるものでもよ
く、露光光を吸収する機能を有するものであれば何でも
よい。
【００２７】また、本実施の形態では、石英基板を用い
ているが、露光光に透明であるガラス等、他の基板を用
いることも可能であり、本発明によりこれらの基板に高
品質な回折格子を形成することができる。
ているが、露光光に透明であるガラス等、他の基板を用
いることも可能であり、本発明によりこれらの基板に高
品質な回折格子を形成することができる。
【００２８】また、本実施の形態では、光吸収層と基板
のエッチング方法が異なるため、光吸収層のパターニン
グと石英基板のエッチングを別々に行ったが、同一エッ
チャントでエッチングが可能であれば、回折格子をパタ
ーニングしたフォトレジスト層をマスクにして光吸収層
２と石英基板１とを同時にエッチングしてもよい。
のエッチング方法が異なるため、光吸収層のパターニン
グと石英基板のエッチングを別々に行ったが、同一エッ
チャントでエッチングが可能であれば、回折格子をパタ
ーニングしたフォトレジスト層をマスクにして光吸収層
２と石英基板１とを同時にエッチングしてもよい。
【図１】本発明の一実施の形態による回折格子の形成過
程を示す断面図
程を示す断面図
１ 石英基板 ２ 光吸収層 ３ フォトレジスト層 ４ 露光光
Claims (4)
- 【請求項１】 露光光に対して透明な基板の該露光光が
照射される側の面上に、前記露光光を吸収する非金属か
らなる光吸収層を形成する工程と、 該光吸収層の上にフォトレジスト層を形成する工程と、 前記露光光を用いて前記フォトレジスト層に回折格子パ
ターンを形成するリソグラフィ工程と、 該回折格子パターンが形成された前記フォトレジスト層
をマスクにして、前記光吸収層をエッチングする工程
と、 少なくとも前記回折格子パターンが形成された前記光吸
収層をマスクにして、前記基板をエッチングして該基板
に回折格子を形成する工程とを有することを特徴とする
回折格子の形成方法。 - 【請求項２】 前記回折格子パターンが形成された前記
フォトレジスト層をマスクにして、前記光吸収層と前記
基板をこの順に、同一エッチャントによって連続してエ
ッチングすることを特徴とする請求項１記載の回折格子
の形成方法。 - 【請求項３】 前記基板が石英あるいはガラスからなる
ことを特徴とする請求項１または２記載の回折格子の形
成方法。 - 【請求項４】 前記光吸収層が黒色であることを特徴と
する請求項１、２または３記載の回折格子の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357586A JP2002162514A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 回折格子の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357586A JP2002162514A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 回折格子の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162514A true JP2002162514A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18829621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000357586A Withdrawn JP2002162514A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 回折格子の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002162514A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006053558A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sharp Corp | フォトジストプロフィールのパターン転写によるレンズ形成 |
| WO2013109637A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-25 | Pixeloptics, Inc. | Flexible film with surface relief and use thereof in electro-active optical systems |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000357586A patent/JP2002162514A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006053558A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sharp Corp | フォトジストプロフィールのパターン転写によるレンズ形成 |
| WO2013109637A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-25 | Pixeloptics, Inc. | Flexible film with surface relief and use thereof in electro-active optical systems |
| US9199420B2 (en) | 2012-01-17 | 2015-12-01 | Mitsui Chemicals, Inc. | Flexible film with surface relief and use thereof in electro-active optical systems |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |