JP2730893B2 - 回折格子製造方法 - Google Patents

回折格子製造方法

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JP2730893B2 JP62158280A JP15828087A JP2730893B2 JP 2730893 B2 JP2730893 B2 JP 2730893B2 JP 62158280 A JP62158280 A JP 62158280A JP 15828087 A JP15828087 A JP 15828087A JP 2730893 B2 JP2730893 B2 JP 2730893B2
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雄次 阿部
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、分布帰還型(DFB)半導体レーザ等に用
いられる回折格子の製造方法に関し、特に4分の1波長
シフト等の位相が中間部において逆になった回折格子を
製造する方法に関するものである。 〔従来の技術〕 第10図は例えば電子通信学会技術研究報告OQE85−11
に示された従来の回折格子製造方法の工程を示す図であ
り、図において、1は基板、2は回折格子形状のレジス
トである。(a)は二光束干渉露光法により感光性レジ
ストを回折格子形状にパタニングした状態を示し、
(b)はレジスト2をマスクに基板1を回折格子形状に
エッチングした状態を示す。 次に従来の製造工程を第10図について説明する。まず
基板1に感光性レジストを塗布し、次に二光束干渉露光
により感光性レジストに干渉縞を露光し現像を行なうこ
とにより、(a)に示すように基板1上に回折格子の形
状にパタニングされたレジスト2を形成する。次にこの
レジスト2をマスクとして基板1をエッチングし、
(b)に示すように回折格子形状を形成する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このような従来の回折格子製造方法では、4分の1波
長シフト等、位相シフトを持った回折格子を作製するた
めにはポジ・ネガレジスト併用型干渉露光法,位相シフ
ト膜を用いた非対称干渉露光法等を利用する必要があ
り、工程が複雑になる,干渉露光条件が厳しくなる等の
問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、通常の干渉露光法を用いて逆位相の回折格
子を製造することのできる回折格子製造方法を得ること
を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る回折格子製造方法は、基板の上に樹脂
で形成した回折格子層上に被覆層をこの回折格子に損傷
を与えない方法で作製し、この被覆層のうち上記樹脂で
形成された回折格子上の上記被覆層のエッチング速度が
上記基板上の上記被覆層のエッチング速度よりも速いこ
とを利用して上記樹脂で形成された回折格子上の上記被
覆層のみをエッチングにより取り除いた後、樹脂を除去
し、樹脂で形成した回折格子とは逆位相の被覆層で形成
される回折格子を作製し、この後、この被覆層をマスク
に基板をエッチングするようにしたものである。 〔作用〕 この発明における被覆層は、干渉露光によりパタニン
グされた樹脂が存在する部分では除去され、樹脂が無い
部分に残存付着することにより、基板に樹脂をマスクに
エッチングする場合とは逆の形状を形成し、通常の干渉
露光法による逆位相を持った回折格子の作製を可能とす
る。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図において、1は基板、2はレジスト、3は被覆層と
なるSiNx層であり、例えば電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマ化学気相成長法(ECR−CVD法)により形成されるも
のである。 次にその工程を説明する。基板1に感光性レジストを
塗布し、次に干渉露光により感光性レジストに干渉縞を
露光し現像を行なうことにより、基板1上に回折格子の
形状にパタニングされたレジスト2を形成する工程は従
来の干渉露光法と同様であり、この状態を第1図(a)
に示す。 次に、この上に第1図(b)に示すように、被覆層と
して電子サイクロトロン共鳴プラズマ化学気相成長法
(ECR−CVD法)によりSiNx層3を約1000Å形成する。こ
の時、ECR−CVD法では低温でSiNx層3を形成でき、レジ
スト2に損傷を与えることなく被覆層の形成が可能であ
る。 次に、緩衝フッ酸によってエッチングを行なう。例え
ば、6対1でフッ化アンモニウムとフッ酸を混合した緩
衝フッ酸を用い約1分間エッチングすると、エッチング
速度の違いによりレジスト2上のSiNx層3はすべてエッ
チングされるのに対し、基板1上のSiNx層3は約200Å
膜厚が減少するだけである。続いて、有機溶剤でレジス
ト2を除去することにより、レジスト2とは逆位相のSi
Nx層3の回折格子が形成される。この状態を第1図
(c)に示す。 最後に、このSiNx層3をマスクに基板1をエッチング
することにより、第1図(d)に示すように、レジスト
2を直接マスクにエッチングした場合とは位相が逆の回
折格子が得られる。 なお、上記実施例では被覆層としてECR−CVD法による
SiNx膜3を用いる場合を示したが、本発明はレジスト2
に損傷を与えない作製方法が可能で、レジスト2を除去
する有機溶剤に溶解しない被覆層であれば適用可能であ
る。 また、上記実施例ではSiNx層3のエッチングに緩衝フ
ッ酸を用いる場合を示したが、このエッチングはドライ
エッチングであってもよい。 また、上記実施例ではレジスト2で形成される回折格
子とは逆位相の回折格子だけを製造する工程を示した
が、レジスト形状と同位相,逆位相の2種の回折格子を
同一基板上に製造する方法の実施例を以下に示す。 第2図はこの発明の第2の実施例による回折格子製造
方法を示す工程図であり、図において、2は第1レジス
ト、4は第2レジスト、5は第3レジスト、6は4分の
1波長シフト部分である。 まず、基板1上に干渉露光により回折格子の形状の第
1レジスト2を作製し、被覆層としてECR−CVD法でSiNx
層3を形成する工程は上記実施例と同様である。次に逆
位相の回折格子を得ようとする部分(この場合は右半
分)を第2レジスト4でカバーした後、カバーしない部
分(この場合は左半分)のSiNx層3をすべて取り除く。
この状態を第2図(a)に示す。 この状態から左半分の基板1のエッチングを行ない、
干渉露光で得たレジスト2形状と同位相の回折格子を得
る。第2レジスト4を取り除いた後、上記実施例と同様
に緩衝フッ酸を用いてエッチングを行い、回折格子の形
状のSiNx層3を作製する。次にエッチングされている基
板1部分をカバーするために、第2図(b)に示すよう
に第3レジスト5を左半分に形成する。 この状態から基板1のエッチングを行い、干渉露光で
得たレジスト2形状とは逆位相の回折格子を作製し、先
に作製した同位相の回折格子との境界部に4分の1波長
シフト6を得る。この状態を第2図(c)に示す。 第3図はこの発明の第3の実施例による回折格子製造
方法を示す工程図であり、図において、1ないし6は第
2図に示すものと同様であり、7はECR−CVD法で形成し
たSiO2層、8はECR−CVD法で形成したSiNx層であり、回
折格子の形状にエッチングされた基板1を保護する働き
をする。 まず、第3図(a)に示すように、干渉露光で得られ
た干渉縞の形状を持った第1レジスト2上に、SiO27を
上記実施例と同様にECR−CVDで形成する。 次に、第3図(b)に示すように、第2レジスト4を
形成し、第2レジスト4に覆われていない部分のSiO2
7を取り除く。 この後、第1レジスト2をマスクに基板1をエッチン
グする。続いて、再度ECR−CVD法でSiNx層8を形成す
る。この状態を第3図(c)に示す。 次に、有機溶剤で第2レジスト4を除去することによ
り、通常の金属のリフトオフ法と同様に第2レジスト4
上のSiNx層8が取り除かれる。次に上記実施例と同様に
緩衝フッ酸を用いてエッチングすることにより、第1レ
ジスト2上のSiO2層7がなくなり、第3図(d)に示す
状態が得られる。この時SiNx層8はエッチング速度が遅
いため、エッチングされず基板1を覆ったままでいる。 次に、SiO2層7をマスクにして基板1をエッチングす
ることにより、レジスト2形状とは逆位相の回折格子が
作製され、先に作製した同位相の回折格子との境界部に
4分の1波長シフト6が得られる。この状態を第3図
(e)に示す。 第4図ないし第9図はこの発明の第4の実施例による
基板1のエッチングが1回の場合の回折格子製造方法を
示す工程図であり、図において、1ないし7は第3図に
示すものと同様であり、9は基板1とSiNx層3間に生じ
る空洞である。 まず、干渉露光法で干渉縞形状を作製した第1レジス
ト2上にECR−CVD法でSiNx層3を形成した上に、第2レ
ジスト4を形成する。この時第4図に示すように、基板
1の左側の内、第2レジスト4が覆われない部分を作っ
ておく。 次に、第5図に示すように、第2レジスト4に覆われ
ないSiNx層3を取り除く。 再度ECR−CVD法で、第6図に示すように、SiO2層7を
全面に形成する。この時、第2レジスト4をモノクロベ
ンゼン処理等でひさしのある形状にしておくことによ
り、SiO2層7が付着しない部分を作製できる。 次に、有機溶剤を用いて第2レジスト4を取り除く。
またこの時、SiO2層7が付着していない部分から有機溶
剤が浸透することにより、左側の部分については第1レ
ジスト2が溶解し、第7図に示すように、基板1とSiNx
層3の間に空洞9が形成される。 この後、緩衝フッ酸を用いて上記実施例と同様にエッ
チングすることにより、第8図に示す状態が得られる。
この時、SiO2層7はSiNx層3に比べエッチング速度が速
いことからすべて取り除かれる。 この状態から基板1をエッチングすることにより、第
9図に示すように、4分の1波長シフト6を持った回折
格子が得られる。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明に係る回折格子製造方法によ
れば、樹脂で形成した回折格子層上にこの回折格子に損
傷を与えない方法で被覆層を作製し、この被覆層のうち
上記樹脂で形成された回折格子上の上記被覆層のエッチ
ング速度が上記基板上の上記被覆層のエッチング速度よ
りも速いことを利用して上記樹脂で形成された回折格子
上の上記被覆層のみをエッチングにより取り除いて、樹
脂で形成した回折格子とは逆位相の被覆層で形成される
回折格子を作製し、これをマスクに基板をエッチングす
るようにしたので、通常の干渉露光法により得られたレ
ジストで形成された回折格子を用いて、簡単な工程でレ
ジスト形状とは逆位相の回折格子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の第1の実施例による回折格子製造方
法を示す工程図、第2図はこの発明の第2の実施例によ
る回折格子製造方法を示す工程図、第3図はこの発明の
第3の実施例による回折格子製造方法を示す工程図、第
4図ないし第9図はこの発明の第4の実施例による回折
格子製造方法を示す工程図、第10図は従来の回折格子製
造方法を示す工程図である。 1は基板、2は第1レジスト、3は被覆層、4は第2レ
ジスト、5は第3レジスト、6は4分の1波長シフト
部、7はSiO2層、8はSiNx層、9は空洞。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 雄次 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社中央研究所内 (72)発明者 大石 敏之 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−7001(JP,A) 特開 昭62−165392(JP,A) 特開 昭62−17702(JP,A) 信学技報、Vol.85、No.5、O QE85−11、PP.69−76

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.基板の上に樹脂で形成された回折格子層上に、該回
    折格子に損傷を与えない方法で上記樹脂を溶解する溶剤
    では溶解しない被覆層を作製する工程と、 上記被覆層のうち上記樹脂で形成された回折格子上の上
    記被覆層のエッチング速度が上記基板上の上記被覆層の
    エッチング速度よりも速いことを利用して上記樹脂で形
    成された回折格子上の上記被覆層のみをエッチングによ
    り取り除いた後、当該樹脂部分を除去し、上記樹脂で形
    成された回折格子の形状とは逆位相の、上記被覆層で形
    成される回折格子を作製する工程と、 この後、上記被覆層で形成される回折格子をマスクにし
    て上記基板をエッチングする工程とからなることを特徴
    とする回折格子製造方法。 2.上記樹脂で形成された回折格子部分を残して、上記
    被覆層によって形成された回折格子部分を作製し、それ
    ぞれを独立にエッチングマスクとして上記基板をエッチ
    ングし、位相の異なる回折格子を同一基板上に形成する
    工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の回折格子製造方法。 3.上記被覆層は電子サイクロトロン共鳴プラズマを利
    用した化学気相成長法るより作製されるものであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    回折格子製造方法。 4.上記被覆層はSiNxまたはSiO2膜からなるものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
    いずれかに記載の回折格子製造方法。 5.上記樹脂で形成された回折格子上の上記SiNxまたは
    SiO2膜を選択的に取り除く方法は緩衝フッ酸もしくはド
    ライエッチングによることを特徴とする特許請求の範囲
    第4項記載の回折格子製造方法。
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