JP2629671B2 - Holographic exposure method - Google Patents

Holographic exposure method

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JP2629671B2
JP2629671B2 JP59212047A JP21204784A JP2629671B2 JP 2629671 B2 JP2629671 B2 JP 2629671B2 JP 59212047 A JP59212047 A JP 59212047A JP 21204784 A JP21204784 A JP 21204784A JP 2629671 B2 JP2629671 B2 JP 2629671B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体デバイス、或はオプトエレクトロニ
ックデバイス等の作製技術分野において、特に微細パタ
ーンの形成方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fine pattern, particularly in the field of manufacturing a semiconductor device or an optoelectronic device.

従来例の構成とその問題点 近年エレクトロニクスや通信技術の発展に伴なう、情
報化社会の著しい進展と共に、ますます高度な半導体技
術や光通信技術が要求されている。
Configuration of Conventional Example and Problems Thereof With recent remarkable progress of the information society accompanying the development of electronics and communication technology, more advanced semiconductor technology and optical communication technology are required.

従って超LSIの開発も盛んであり、また、半導体レー
ザや光導波路等を一体化した光ICの発展も期待されてい
る。
Therefore, the development of super LSIs is also active, and the development of optical ICs integrating a semiconductor laser, an optical waveguide, and the like is also expected.

この様な状況の中で、微細加工技術の重要性はますま
す高くなり、現在ではサブミクロン領域での加工技術も
確立されつつあり、その量産性が問題となる様になって
きている。
Under these circumstances, the importance of microfabrication technology has become more and more important. At present, processing technology in the submicron region is being established, and its mass productivity has become a problem.

特に半導体レーザにおいても、光の誘導放出が生ずる
光活性層の近傍に、そのバルク内での発振波長と同程度
の空間周期(0.2〜0.5μm)を有する回折格子を形成す
る技術が不可欠となり、ホログラフィック露光法を用い
た回折格子の形成がなされている。
Especially in semiconductor lasers, it is indispensable to form a diffraction grating near the photoactive layer where stimulated emission of light occurs, having a spatial period (0.2 to 0.5 μm) similar to the oscillation wavelength in the bulk. A diffraction grating is formed using a holographic exposure method.

そこで従来のホログラフィック露光法の概略を第1図
に示す。1はHe−Cdレーザ発振器であり、これより発し
た紫外光(約3250Å)2はビームエクスパンダ3でビー
ム径が広げられた後、ビームスプリッタ4によりビーム
5,6に分割される。このビーム5,6は反射鏡7及び8によ
り、試料9に一定の角度で照射される様に構成されてい
る。
FIG. 1 schematically shows a conventional holographic exposure method. Reference numeral 1 denotes a He-Cd laser oscillator. Ultraviolet light (about 3250 °) emitted from the beam oscillator 2 is expanded in beam diameter by a beam expander 3 and then beam splitter 4
Divided into 5,6. The beams 5 and 6 are configured to irradiate a sample 9 at a fixed angle by reflecting mirrors 7 and 8.

ところが、回折格子を形成するための従来のホログラ
フィック露光法はHe−Cdレーザ等の紫外線の光を発する
レーザをビームスプリッタ4で分割し、更に分割された
光をもう一度重ね合わせ、そこに形成される干渉像を利
用する事により露光を行うものであり、物理的大きなス
ペースが必要となる事は勿論大型の防振台が必要となり
また目に見えない紫外のレーザ光の光路や光軸合わせを
行わねばならず、装置の設定が非常に困難であった。ま
た、試料の設定角度に対してピッチがその余弦に比例し
て変化するので試料設定が困難であり、更に同一基板上
に異なる周期や異なる方向の回折格子を形成しようとす
る場合、一度露光を行った後、再び試料の配置角を微妙
に変化させてもう一度露光するか或はレーザ光線の光路
や光軸合わせの再設定を行うか、又は別に設定された光
学系に試料を移設するという工程を繰り返さなければな
らず、量産化は非常に困難なものであった。
However, in the conventional holographic exposure method for forming a diffraction grating, a laser that emits ultraviolet light such as a He-Cd laser is split by a beam splitter 4, and the split light is superimposed again and formed there. Exposure is performed by using an interference image, which requires a large physical space as well as a large anti-vibration table, and also adjusts the optical path and optical axis of invisible ultraviolet laser light. This had to be done and setting up the device was very difficult. In addition, it is difficult to set the sample because the pitch changes in proportion to the cosine with respect to the set angle of the sample.Furthermore, when trying to form diffraction gratings with different periods and different directions on the same substrate, it is necessary to perform exposure once After that, a step of slightly changing the arrangement angle of the sample again and exposing again, resetting the optical path and optical axis alignment of the laser beam, or transferring the sample to another optical system set separately Has to be repeated, and mass production has been extremely difficult.

発明の目的 本発明は前記の従来のホログラフィック露光法の欠点
を克服するものであり、非常に簡単な構成でホログラフ
ィック露光が行え、しかも、一回の露光で同一基板上に
複数の回折格子が形成される事を可能とするものであ
り、また本発明は、数μmの比較的大きな周期でサブミ
クロンのパターンを一回の露光で容易に形成する事等を
も可能とするものである。
The object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks of the conventional holographic exposure method, to perform holographic exposure with a very simple structure, and to perform a plurality of diffraction gratings on the same substrate in one exposure. The present invention also makes it possible to easily form a submicron pattern with a relatively large period of several μm by a single exposure. .

発明の構成 本発明は、一定のビーム径を有するレーザ光線を特定
の媒体を通して被露光媒体に干渉パターンを照射すると
いう極めて簡単な構成である。
Configuration of the Invention The present invention is an extremely simple configuration in which a laser beam having a constant beam diameter is irradiated onto a medium to be exposed through a specific medium to an interference pattern.

実施例の説明 第2図に本発明のホログラフィック露光法の構成の概
略を示す。10はHe−Cd等の紫外線のレーザ光源であり、
発生したレーザビーム11は、ビームエクスパンダ12によ
りビーム径が広げられ、レーザビームを屈折させ、光透
過性を有する媒体13に入射される、14は半導体基板等の
被露光媒体でありこの表面に、媒体13により生じた光の
干渉像が形成され、微細パターンの露光が行われるとい
う原理である。第1図に示した従来のホログラフィック
露光法に比較して、簡単な構成となっている事が判る。
2. Description of the Embodiment FIG. 2 schematically shows the configuration of the holographic exposure method of the present invention. 10 is an ultraviolet laser light source such as He-Cd,
The generated laser beam 11 is expanded in beam diameter by a beam expander 12, refracts the laser beam, and is incident on a medium 13 having optical transparency. Reference numeral 14 denotes a medium to be exposed such as a semiconductor substrate, The principle is that an interference image of the light generated by the medium 13 is formed and the exposure of the fine pattern is performed. It can be seen that the configuration is simpler than the conventional holographic exposure method shown in FIG.

実施例1 第2図の媒体13が第3図に示す様なプリズム形の媒
体、即ち、被露光媒体14の密接又は近接する第1平面15
に対して一定の角度θ及びθ(ただし0<θ1
<90゜)を有する第2平面、16及び第3平面17を有する
媒体を使用し、ビームが平面15に対して垂直方向から媒
体に入射した場合の実施例について示す。
First Embodiment A medium 13 shown in FIG. 2 is a prism-shaped medium as shown in FIG. 3, that is, a first plane 15 which is close to or close to a medium 14 to be exposed.
At constant angles θ 1 and θ 2 (where 0 <θ 1 , θ 2
An example is shown in which a medium having a second plane 16 having a <90 °), 16 and a third plane 17 is used and the beam is incident on the medium from a direction perpendicular to the plane 15.

例えば平面16に入射されるレーザ光11′は、その平面
16の垂直方向に対して角度αの方向18に屈折される。
ただし、αとθは次の様な関係を有している。
For example, the laser beam 11 'incident on the plane 16 is
It is refracted in a direction 18 at an angle α 1 with respect to the 16 vertical directions.
However, α and θ have the following relationship.

sinθ=n sinα ここでnは媒体の屈折率である。sin θ 1 = n sin α 1 where n is the refractive index of the medium.

同様に平面17に入射される光線11″は平面17の垂直方
向に対して sinθ=n sinα の関係を満足するαの方向18′に屈折される。18及び
18′に進光する光はそれぞれもう一度平面15の近傍にお
いて重なり合うが、場所に応じて二つの光線の位相差が
異なるために、干渉が生じ、平面15の近傍において、一
定の空間周期Wを有する格子像が形成される。第4図に
光強度の空間分布の一例を示す。空間周期は例えば光強
度が極大になる点から次の極大点までのきょりである。
Similarly beam 11 which is incident on the plane 17 ".18 and is refracted into sinθ 2 = n sinα α 2 in a direction 18 that satisfies the relation of 2 'relative to the vertical plane 17
The light traveling to 18 'overlaps again in the vicinity of the plane 15 again, but because the phase difference between the two rays differs depending on the place, interference occurs, and the light has a constant spatial period W in the vicinity of the plane 15. A lattice image is formed. FIG. 4 shows an example of the spatial distribution of light intensity. The spatial period is, for example, from the point at which the light intensity reaches a maximum to the next maximum point.

そして一例として、θ=θ=θとしたときのθと
空間周期Wとの関係を第5図に示す。第5図において、
パラメータは、媒体の屈折率であり、n=1.2,1.4,1.6,
1.7,1.8,2.0と変化させてある。
As an example, FIG. 5 shows the relationship between θ and the spatial period W when θ = θ 1 = θ 2 . In FIG.
The parameter is the refractive index of the medium, n = 1.2,1.4,1.6,
1.7, 1.8, and 2.0 have been changed.

横軸はθ(゜)であり、縦軸はレーザビームの波長λ
に対する空間周期の比(W/λ)を示している。第5図よ
りθが大きくなるに従って格子状パターンの空間周期が
短かくなり、また、同じθに対しても、媒体の屈折率が
大きい方が空間周期が短くなる事が判る。
The horizontal axis is θ (゜), and the vertical axis is the wavelength λ of the laser beam.
The ratio (W / λ) of the spatial period with respect to is shown. It can be seen from FIG. 5 that the spatial period of the lattice pattern becomes shorter as θ becomes larger, and that the spatial period becomes shorter as the refractive index of the medium becomes larger for the same θ.

従って、レーザービーム11′,11″としてHe−Cdレー
ザーの3250Åの波涛を用い、媒体13として石英ガラス
(n〜1.48)を用いると、θ=74.0゜に設定すればW=
0.1993μmの回折格子が得られ、また、θ=44.0゜に設
定すればW=0.3985μmの回折格子が得られる。上の回
折格子は媒体14であるたとえば半導体基板に形成される
InGaAsP/InP系の分布帰還形半導体レーザ(DFB−LD)の
それぞれ1次及び2次のグレーティングとして働く事に
なる。
Therefore, if a wave of 3250 ° of a He—Cd laser is used as the laser beams 11 ′ and 11 ″ and quartz glass (n to 1.48) is used as the medium 13, W = 74.0 ° and W =
A diffraction grating of 0.993 μm is obtained, and a diffraction grating of W = 0.3985 μm is obtained by setting θ = 44.0 °. The upper diffraction grating is formed on a medium 14, for example a semiconductor substrate
The InGaAsP / InP distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) functions as a primary and secondary grating, respectively.

一方、媒体13として加工形成の容易なアクリル系のプ
ラスチック材料(n〜1.58)を用いると、上の回折格子
を得るためのθはそれぞれ66.6゜,及び37.7゜となる。
On the other hand, when an acrylic plastic material (n to 1.58) which is easy to process and form is used as the medium 13, θ for obtaining the above diffraction grating is 66.6 ° and 37.7 °, respectively.

次に,レーザビームの媒質への入射角度が傾いた場合
のその傾き角度と、回折格子のピッチの関係を第6図に
示す。媒質の屈折率は1.60と仮定されている。この結果
によると、レーザビームの入射角度が20〜30゜傾いたと
しても、回折格子の周期は、ほとんど変化しない事が判
る。この事は大量生産を行う場合、露光時のアライメン
トの精度が厳しく要求されない事を意味しており、本発
明が大量生産に非常に適している事を物語っている。
Next, FIG. 6 shows the relationship between the angle of inclination of the laser beam when it is incident on the medium and the pitch of the diffraction grating. The refractive index of the medium is assumed to be 1.60. According to this result, even if the incident angle of the laser beam is inclined by 20 to 30 °, the period of the diffraction grating hardly changes. This means that alignment precision at the time of exposure is not strictly required in mass production, and this indicates that the present invention is very suitable for mass production.

以上の例ではθ=θの場合を述べたが、θ≠θ
の場合も、それぞれの条件で一定のピッチが決定さ
れ、このピッチは、レーザー光線の照射角度の若干のず
れに対しても、ほとんど変化しないものである。
In the above example, the case where θ 1 = θ 2 has been described, but θ 1 ≠ θ
Also in the case of 2 , a constant pitch is determined under each condition, and this pitch hardly changes even with a slight deviation of the irradiation angle of the laser beam.

実施例2 第7図に第2図媒体13の形状が、複数対の平面を有し
ている場合の実施例を示す。
Embodiment 2 FIG. 7 shows an embodiment in which the shape of the medium 13 in FIG. 2 has a plurality of pairs of planes.

本実施例においては、平面19,19′,20,20′に入射す
る光が平面15上及び近傍で干渉し合い、実施例1よりも
複雑なパターンが形成される。
In the present embodiment, light incident on the planes 19, 19 ', 20, and 20' interferes on and near the plane 15 to form a more complicated pattern than in the first embodiment.

第8図に、一例としてθ=θ=60゜,θ=θ
=30゜の場合の平面15上での光の強度分布を示す。露光
条件を選ぶ事により、ピッチが空間的に変化した回折格
子を形成する事ができる。
FIG. 8 shows, as an example, θ 1 = θ 2 = 60 °, θ 3 = θ 4
5 shows the light intensity distribution on the plane 15 when = 30 °. By selecting the exposure conditions, it is possible to form a diffraction grating having a spatially changed pitch.

また第9図には、θ=θ=60゜,θ=θ=2
4.1゜の場合の干渉像の光強度分布を示す。この場合、
θ=60゜で形成される回折格子と、θ=24.1゜で形成さ
れる回折格子のピッチが1:3となっており、更にそれら
の干渉により、θ=θ=60゜の場合の3倍のピッチ
でしかも、線幅がほぼ同程度の回折格子像が得られる事
が判る。同様に回折格子のピッチの比を変化させる事に
より、同程度の線幅でしかもピッチの大きなパターンが
得られる。これは、半導体集積回路等にサブミクロンの
ゲートを形成するという場合にも極めて有用となる。
FIG. 9 shows that θ 1 = θ 2 = 60 ° and θ 3 = θ 4 = 2
The light intensity distribution of the interference image in the case of 4.1 ゜ is shown. in this case,
The pitch of the diffraction grating formed at θ = 60 ° and the pitch of the diffraction grating formed at θ = 24.1 ° are 1: 3, and due to their interference, the pitch of θ 1 = θ 2 = 60 ° It can be seen that a diffraction grating image having a pitch three times and a line width almost the same can be obtained. Similarly, by changing the pitch ratio of the diffraction grating, a pattern having a similar line width and a large pitch can be obtained. This is extremely useful also when forming a submicron gate in a semiconductor integrated circuit or the like.

ただし、2組の平面対のみで、ピッチが大きく線幅の
細いパターンを形成しようとする場合、本来露光される
べき細線の中間にある程度露光される領域が存在するた
めに、露光及び現像条件の制約が厳しくなる。第10図に
2組の平面対での干渉パターンのピッチが1:5の場合の
例を示す。従ってこれを防止するためには、更に新たな
平面対を設け、例えば第11図に示す様な媒体を用い各平
面対21−21′,22−22′,23−23′で形成される回折格子
の周期が整数比となる様に設計する事により、上記の問
題を解決する事ができる。第12図はθ=θ′=60
゜,θ=θ′=24゜,θ=θ′=8.2゜の場合
の平面15上での回折像の強度分布を示している。
However, when a pattern with a large pitch and a small line width is to be formed only by two pairs of planes, there is a region to be exposed to some extent in the middle of a fine line to be exposed, so that the exposure and development conditions are limited. The restrictions become stricter. FIG. 10 shows an example in which the pitch of the interference pattern in the two pairs of planes is 1: 5. Therefore, in order to prevent this, a new pair of planes is provided, and for example, the diffraction formed by each pair of planes 21-21 ', 22-22', 23-23 'using a medium as shown in FIG. The above problem can be solved by designing the period of the lattice to be an integer ratio. FIG. 12 shows θ 1 = θ 1 ′ = 60
It shows the intensity distribution of the diffraction image on the plane 15 when ゜, θ 2 = θ 2 ′ = 24 ° and θ 3 = θ 3 ′ = 8.2 °.

第7図,第11図の場合は、求める回折パターンの形成
される領域が小さくなるという欠点があるが、これは第
13図及び第14図に示す様な媒体を形成する事により、容
易に解決できるものである。また、第15図に示す様な媒
体を用いる事により、平面対24−24′,25−25′,26−2
6′でそれぞれ形成される回折格子が平面15の異なる領
域に形成される様に設定する事により、同一基板上に異
なる周期又は方向の複数の回折格子を一度の露光で形成
する事ができる。これらの媒体の形状は複雑ではある
が、アクリル系或はポリカーボネート系のプラスチック
を用いる事により容易にしかも安価に実現することがで
きる。
In the case of FIGS. 7 and 11, there is a disadvantage that the area where the desired diffraction pattern is formed is small.
This can be easily solved by forming a medium as shown in FIGS. 13 and 14. Further, by using a medium as shown in FIG. 15, a plane pair 24-24 ', 25-25', 26-2
By setting the diffraction gratings formed at 6 'to be formed in different regions of the plane 15, a plurality of diffraction gratings having different periods or directions can be formed on the same substrate by one exposure. Although the shape of these media is complicated, they can be easily and inexpensively realized by using acrylic or polycarbonate plastic.

次に第1媒体13の形状が複数の曲面を有する場合の実
施例を示す。
Next, an embodiment in the case where the shape of the first medium 13 has a plurality of curved surfaces will be described.

実施例3 第16図は平面15に対し、鋭角をなして27及び27′の曲
面が相対して存在し、その角度が28の方向に対して連続
的に変化(増加)している場合の一例を示している。こ
の場合、平面15に形成される回折パターンは、第16図に
示される様に、そのピッチが28の方向に変化(減少)す
る。
Embodiment 3 FIG. 16 shows a case where curved surfaces 27 and 27 'are present at an acute angle with respect to the plane 15 and the angle continuously changes (increases) in the direction of 28. An example is shown. In this case, the pitch of the diffraction pattern formed on the plane 15 changes (decreases) in the direction of 28 as shown in FIG.

実施例4 実施例3に対して更に対をなす曲面を設けた場合の例
を第18図に示す。実施例3の場合と同様の原理により、
第19図の様な間隔が変化する細線が形成される。
Embodiment 4 FIG. 18 shows an example in which a pair of curved surfaces is further provided in Embodiment 3. According to the same principle as in the third embodiment,
As shown in FIG. 19, a thin line whose interval changes is formed.

この様な媒体13による露光方法を用いれば、一定間隔
から徐々に広がる細線のパターンも容易に形成され、光
集積回路の中に、方向性結合器等の変調素子を容易に形
成する事ができる。
By using such an exposure method using the medium 13, a fine line pattern gradually spreading from a certain interval can be easily formed, and a modulation element such as a directional coupler can be easily formed in the optical integrated circuit. .

実施例5 実施例1〜5では、複数の平面又は曲面の場合を示し
たが必ずしも複数の平面又は曲面である必要はなく、平
面と曲面が両方含まれる場合も全く同様の効果が得られ
る事は自明である。更に、曲面及び平面部が部分的に含
まれる様な一つの曲面を有する様な形状であっても何ら
さしつかえはない。また第1媒体として第20部に示す様
な円錐系の媒体を用いた場合は同心円状の干渉パターン
が形成され、光集積回路にフレネルレンズ等を形成する
事も容易となる。
Fifth Embodiment In the first to fifth embodiments, the case of a plurality of planes or curved surfaces has been described. However, it is not always necessary to have a plurality of planes or curved surfaces, and the same effect can be obtained when both a plane and a curved surface are included. Is self-evident. Further, there is no problem even if the shape has one curved surface in which the curved surface and the flat portion are partially included. When a conical medium as shown in Part 20 is used as the first medium, a concentric interference pattern is formed, and it becomes easy to form a Fresnel lens or the like on the optical integrated circuit.

発明の効果 以上の実施例においても説明した様に、本発明は極め
て多彩な形状の微細パターンを一回の露光で実現し得る
ものであり、しかも、量産性にも優れた方法であるとい
える。
Effects of the Invention As described in the above embodiments, the present invention can realize a fine pattern of extremely various shapes in one exposure, and can be said to be a method excellent in mass productivity. .

本発明は超LSIの製造や、高性能かつ多機能な半導体
レーザーの製造,或は光集積回路等の実用に極めて有用
な方法である。
The present invention is a very useful method for manufacturing an VLSI, a high-performance and multifunctional semiconductor laser, or a practical application such as an optical integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は従来のホログラフィック露光法の概略図、第2
図は本発明のホログラフィック露光法の構成の概略図、
第3図は本発明のホログラフィック露光に使用したプリ
ズム形の媒体と被露光媒体の断面図、第4図は第3図の
媒体を使用した時、露光面に形成される光パターンの光
強度分布を示す図、第5図は第3図に於けるθ(=θ
=θ)と形成されるホログラフィックパターンのピッ
チの関係を示す図、第6図は第3図の媒体を使用した
時、レーザービームの媒質への入射角度が傾いた場合の
その傾き角度と回折格子のピッチの関係を示す図、第7
図は第2図の13の媒体の形状が二対の平面を有している
場合の実施例を示す図、第8図は第7図の実施例で、θ
=θ=60゜,θ=θ=30゜の場合平面15に形成
される干渉パターンの光強度分布を示す図、第9図は第
7図の実施例で、θ=θ=60度,θ=θ=24.1
゜の場合の干渉像の光強度分布を示す図、第10図は第7
図の実施例で2組の平面対での干渉パターンのピッチの
比が1.5の場合の干渉像の光強度分布を示す図、第11図
は第2図の13の媒体の形状が三対の平面を有している場
合の実施例を示す図、第12図は第11図に於て、θ=θ
′=60゜,θ=θ′=24゜,θ=θ′=8.2
゜の場合の平面15上での回折像の強度分布を示す図、第
13図(a),(b)は第7図の実施例と同様の効果を有
する他の実施例の一例を示す媒体の斜視図、断面図、第
14図(a),(b)は第10図の実施例と同様の効果を有
する他の実施例の一例の媒体の斜視図,断面図、第15図
は同一基板上に一回の露光で複数の回折格子を実現する
ための媒体の実施例の一例を示す図、第16図はピッチが
連続的に変化する回折格子を実現するための媒体の一例
を示す図、第17図はピッチが連続的に変化する回折格子
の説明図、第18図は2対の曲面を有する媒体の一例の説
明図、第19図は第18図を用いた時に形成されるホログラ
フィックパターンの一例を示す図、第20図は円錐形状の
媒体とそれにより生ずるホログラフィックパターンを示
す図である。 10……レーザー光源、14……被露光媒体、13……第1媒
体、15,16,17,19,19′,20,20′,22,22′,23,23′,24,2
4′,25,25′,26,26′……平面、27,27′……曲面。
FIG. 1 is a schematic view of a conventional holographic exposure method, and FIG.
The figure is a schematic diagram of the configuration of the holographic exposure method of the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a prism-shaped medium and a medium to be exposed used in the holographic exposure of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the light intensity of a light pattern formed on an exposed surface when the medium of FIG. FIG. 5 shows the distribution, and FIG. 5 shows θ (= θ 1) in FIG.
= Θ 2 ) and the pitch of the holographic pattern to be formed. FIG. 6 shows the inclination angle and the inclination angle of the laser beam incident on the medium when the medium of FIG. 3 is used. FIG. 7 is a diagram showing a relationship between pitches of a diffraction grating, and FIG.
FIG. 8 shows an embodiment in which the shape of the medium 13 in FIG. 2 has two pairs of planes, and FIG. 8 shows the embodiment of FIG.
FIG. 9 shows the light intensity distribution of the interference pattern formed on the plane 15 when 1 = θ 2 = 60 ° and θ 3 = θ 4 = 30 °. FIG. 9 shows the embodiment of FIG. 7, where θ 1 = θ. 2 = 60 degrees, θ 3 = θ 4 = 24.1
FIG. 10 shows the light intensity distribution of the interference image in the case of ゜, and FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a light intensity distribution of an interference image when the pitch ratio of the interference patterns in the two pairs of planes is 1.5 in the embodiment of FIG. 11; It illustrates an embodiment in which a flat, FIG. 12 at a Figure 11, theta 1 = theta
1 ′ = 60 °, θ 2 = θ 2 ′ = 24 °, θ 3 = θ 3 ′ = 8.2
The figure showing the intensity distribution of the diffraction image on the plane 15 in the case of ゜,
13 (a) and 13 (b) are a perspective view, a sectional view, and a perspective view of a medium showing an example of another embodiment having the same effect as the embodiment of FIG.
14 (a) and 14 (b) are perspective views and sectional views of an example of a medium having another embodiment having the same effect as that of FIG. 10, and FIG. 15 shows a single exposure on the same substrate. FIG. 16 is a diagram showing an example of an embodiment of a medium for realizing a plurality of diffraction gratings, FIG. 16 is a diagram showing an example of a medium for realizing a diffraction grating whose pitch changes continuously, and FIG. Illustration of a continuously changing diffraction grating, FIG. 18 is an illustration of an example of a medium having two pairs of curved surfaces, and FIG. 19 is an illustration of an example of a holographic pattern formed by using FIG. FIG. 20 shows a conical medium and the resulting holographic pattern. 10 laser light source 14 exposure medium 13 first medium 15,16,17,19,19 ', 20,20', 22,22 ', 23,23', 24,2
4 ', 25,25', 26,26 '... plane, 27,27' ... curved surface.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも、1つの平面とこの第1の平面
の対面に設置された複数の平面もしくは曲面を有した光
透過性の第1の媒体を通して前記複数の平面もしくは曲
面から、1光束のレーザ光線を照射し、前記第1の媒体
の第1の平面に近接して設置された第2の媒体の第2の
平面に形成される前記レーザ光線の干渉パターンを利用
して前記第2の媒体表面の露光を行い、 前記第1の媒体レーザ光線の入射側に、前記第2の媒体
に密着又はその近傍に配置される前記第1の媒体の前記
第1の平面に対して鋭角をなす複数の平面を有してお
り、この複数の平面に入射するレーザ光線がそれぞれの
複数の平面に同時に照射されて前記第1の媒体を通過
し、前記第2の媒体の前記第2の平面上の一部又は全面
に形成される特定のパターンを利用して露光を行うこと
を特徴とするホログラフィック露光方法。
1. A light-transmitting first medium having at least one plane and a plurality of planes or curved surfaces provided on opposite sides of the first plane transmits one light beam from the plurality of planes or curved surfaces. Irradiating a laser beam, and utilizing the interference pattern of the laser beam formed on a second plane of a second medium placed close to a first plane of the first medium, The surface of the medium is exposed, and an acute angle is formed on the incident side of the first medium laser beam with respect to the first plane of the first medium which is disposed in close contact with or near the second medium. It has a plurality of planes, and a laser beam incident on the plurality of planes is simultaneously irradiated on each of the plurality of planes, passes through the first medium, and is on the second plane of the second medium. Utilize a specific pattern formed on part or all of A holographic exposure method, comprising:
【請求項2】複数の平面が第3、第4の平面から成り、
前記第3、第4平面の一部または全部を含む第1の媒体
に照射されるレーザ光線によって第2の平面に形成され
る干渉パターンを利用することにより回折格子を形成す
る特許請求の範囲第1項記載のホログラフィック露光方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the plurality of planes comprises third and fourth planes,
The diffraction grating is formed by utilizing an interference pattern formed on a second plane by a laser beam irradiated on a first medium including a part or all of the third and fourth planes. 2. The holographic exposure method according to claim 1.
【請求項3】複数の平面が第3、第4の平面の他に、第
5、第6等の複数対の平面を含んで照射されるレーザビ
ームによって第2の平面に形成される干渉パターンを利
用して露光することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のホログラフィック露光方法。
3. An interference pattern formed on a second plane by a laser beam irradiating a plurality of planes including a fifth, a sixth, etc. pairs of planes in addition to the third and fourth planes. 2. The holographic exposure method according to claim 1, wherein the holographic exposure is carried out by utilizing the following.
【請求項4】複数の平面が複数対の平面からなり各複数
対の平面での光の屈折、干渉効果により第2の平面上に
形成される複数の空間周期的な光強度パターンの各空間
周期が整数比をなしていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載のホログラフィック露光方法。
4. A plurality of spaces of a plurality of spatially periodic light intensity patterns formed on a second plane by a refraction and interference effect of light on each of the plurality of planes. 2. The holographic exposure method according to claim 1, wherein the period has an integer ratio.
【請求項5】少なくとも、1つの平面とこの第1の平面
の対面に設置された複数の平面もしくは曲面を有した光
透過性の第1の媒体を通して前記複数の平面もしくは曲
面から、1光束のレーザ光線を照射し、前記第1の媒体
の第1の平面に近接して設置された第2の媒体の第2の
表面に形成される前記レーザ光線の干渉パターンを利用
して前記第2の媒体表面の露光を行い、 前記第1の媒体の入射側に、前記第1の平面に対して鋭
角をなす複数の曲面を有しており、この複数の曲面に入
射するレーザ光線が、それぞれの曲面に同時に照射さ
れ、前記第2の平面上に形成される干渉パターンを利用
して露光を行うことを特徴とするホログラフィック露光
方法。
5. A light-transmitting first medium having at least one plane and a plurality of planes or curved surfaces provided on opposite sides of the first plane. Irradiating a laser beam, and utilizing the interference pattern of the laser beam formed on a second surface of a second medium placed in proximity to a first plane of the first medium, Exposure of the medium surface is performed. On the incident side of the first medium, a plurality of curved surfaces forming an acute angle with respect to the first plane are provided, and the laser beam incident on the plurality of curved surfaces is A holographic exposure method, wherein the exposure is performed using an interference pattern that is simultaneously irradiated on a curved surface and formed on the second plane.
【請求項6】複数の平面は、さらに細かい複数の曲面か
らなり、かつ、この細かい曲面のなす角度は、一定の方
向に対して連続的に変化していることを特徴とする特許
請求の範囲第5項記載のホログラフィック露光方法。
6. The method according to claim 1, wherein the plurality of planes are formed of a plurality of finer curved surfaces, and an angle formed by the fine curved surfaces changes continuously in a fixed direction. 6. The holographic exposure method according to claim 5.
【請求項7】複数の曲面が各曲面対を構成しており、こ
の複数の曲面にレーザビームを照射することによって形
成される空間周期分布が、整数比を有していることを特
徴とする特許請求の範囲第5項記載のホログラフィック
露光方法。
7. A plurality of curved surfaces constitute each curved surface pair, and a spatial periodic distribution formed by irradiating the plurality of curved surfaces with a laser beam has an integer ratio. A holographic exposure method according to claim 5.
【請求項8】少なくとも、1つの平面とこの第1の平面
の対面に設置された複数の平面もしくは曲面を有した光
透過性の第1の媒体を通して前記複数の平面もしくは曲
面から、1光束のレーザ光線を照射し、前記第1の媒体
の第1の平面に近接して設置された第2の媒体の第2の
表面に形成される前記レーザ光線の干渉パターンを利用
して前記第2の媒体表面の露光を行い、 前記第1の媒体の形状が、前記第1の平面に対して鋭角
をなし、かつ前記第1の平面を包囲する曲面を有する形
状であることを特徴とするホログラフィック露光方法。
8. A light-transmitting first medium having at least one plane and a plurality of planes or curved surfaces provided opposite to the first plane. Irradiating a laser beam, and utilizing the interference pattern of the laser beam formed on a second surface of a second medium placed in proximity to a first plane of the first medium, Holographically exposing a medium surface, wherein the shape of the first medium is a shape that forms an acute angle with respect to the first plane and has a curved surface surrounding the first plane. Exposure method.
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