JP2761899B2 - 回折格子露光装置 - Google Patents
回折格子露光装置Info
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- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
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- G03H2001/0482—Interference based printer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回折格子の作製用装置に関する。とくに、分
布帰還型半導体レーザに応用される回折格子の製造に用
いられる回折格子露光装置に関する。
布帰還型半導体レーザに応用される回折格子の製造に用
いられる回折格子露光装置に関する。
長距離大容量光通信用光源として、単一波長で安定な
発信が可能な分布帰還型（Distributed Feedback:以下D
FBと記す）、あるいは分布反射型（Distributed Bragg
Reflector:以下DBRと記す）の半導体レーザが重要であ
る。
発信が可能な分布帰還型（Distributed Feedback:以下D
FBと記す）、あるいは分布反射型（Distributed Bragg
Reflector:以下DBRと記す）の半導体レーザが重要であ
る。
DFBレーザ、あるいはDBRレーザでは回折格子が必要で
あり、そのための回折格子の製造方法として二光束干渉
露光法が知られている。
あり、そのための回折格子の製造方法として二光束干渉
露光法が知られている。
例えば、Applied Optics Vol.17、No.8 p.1165（197
8）のGeneration of periodic surface corrugationsあ
るいはFourth International Conference on Integrate
d Optics and Optical Fiber Communication p.160（19
83）のMonolithically Integrated GAInAsP/InP Distri
buted Feedback Lasersに報告されている。
8）のGeneration of periodic surface corrugationsあ
るいはFourth International Conference on Integrate
d Optics and Optical Fiber Communication p.160（19
83）のMonolithically Integrated GAInAsP/InP Distri
buted Feedback Lasersに報告されている。
第２図はこの文献に報告されている二光束干渉露光装
置の例である。He−Cdレーザ１から出射されたレーザ光
２はハーフミラー３によって４、５のレーザ光に分割さ
れ、それぞれ６、７のビームエキスパンダーで平行光束
に拡大された後８、９のミラーで反射してから回折格子
を得ようとする物体10の表面を照射する。即ち、物体10
の表面に感光材であるホトレジストを塗布しておけば、
平行光束11、12によって前記ホトレジストが干渉露光さ
れる結果、ホトレジストの現像、現像後のホトレストを
マスクとした前記表面のエッチングによって、物体10に
回折格子が形成される。ミラー８、９をそれぞれ載せて
いる回転台13、14を回転することにより、平行光束11、
12の物体10への入射角が変更でき、回折格子の周期は前
記入射角によって決定される。物体10を載せている回転
台15によって前記入射角を等しくし、直進台16によって
前記平行光束の交差位置に前記物体の表面を移動する。
置の例である。He−Cdレーザ１から出射されたレーザ光
２はハーフミラー３によって４、５のレーザ光に分割さ
れ、それぞれ６、７のビームエキスパンダーで平行光束
に拡大された後８、９のミラーで反射してから回折格子
を得ようとする物体10の表面を照射する。即ち、物体10
の表面に感光材であるホトレジストを塗布しておけば、
平行光束11、12によって前記ホトレジストが干渉露光さ
れる結果、ホトレジストの現像、現像後のホトレストを
マスクとした前記表面のエッチングによって、物体10に
回折格子が形成される。ミラー８、９をそれぞれ載せて
いる回転台13、14を回転することにより、平行光束11、
12の物体10への入射角が変更でき、回折格子の周期は前
記入射角によって決定される。物体10を載せている回転
台15によって前記入射角を等しくし、直進台16によって
前記平行光束の交差位置に前記物体の表面を移動する。
しかしながら、第２図の従来の技術では二光束の像が
反転像で物体の表面上に重ね合わされるため、レーザ光
の面内強度分布が均一でない場合や、同一波面内で可干
渉性が悪い場合に均一な回折格子が形成されにくい。ま
た、回転台が３台あって、可動部分が多いため周囲の振
動の影響を受け易いという欠点があった。
反転像で物体の表面上に重ね合わされるため、レーザ光
の面内強度分布が均一でない場合や、同一波面内で可干
渉性が悪い場合に均一な回折格子が形成されにくい。ま
た、回転台が３台あって、可動部分が多いため周囲の振
動の影響を受け易いという欠点があった。
本発明の目的は、物体の表面上で二光束が同像で重ね
合わされる様にし、かつ、可動部分の少ない安定な回折
格子露光装置を提供することにある。
合わされる様にし、かつ、可動部分の少ない安定な回折
格子露光装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の回折格子露光装置
においては、二つの光束が同像で重なり合って回折格子
を形成する様に、光路の途中にミラーを配置した。
においては、二つの光束が同像で重なり合って回折格子
を形成する様に、光路の途中にミラーを配置した。
また、光学系を構成する一つのミラーと、物体の感光
材面とを所定の角度関係をもたせて、回転台の上に載せ
て、所定の角度を維持しながら、光束に対して角度を変
えられる様にし、回折格子の周期を調整できる様にし
た。
材面とを所定の角度関係をもたせて、回転台の上に載せ
て、所定の角度を維持しながら、光束に対して角度を変
えられる様にし、回折格子の周期を調整できる様にし
た。
さらに、光学系の中に、一方の光路長を調整する手段
を置いた。
を置いた。
具体的には、「コヒーレントな光源（17）と、該光源
からの出射光束を二つの光束に分けるビームスプリッタ
（21）と、該ビームスプリッタの前段または後段で前記
光源からの出射光束を進行方向と直角方向に拡げるビー
ムエキスパンダ（19）と、二つの光路に分けられ、かつ
拡げられた二つの光束を感光面（26）上に集めて回折格
子を得る光学系とからなる回折格子露光装置において、 前記光学系は、前記感光面と所定の角度を呈して支持
するように搭載した第１のミラー（29）を有し、該第１
ミラーで反射して該感光面に照射する第１の反射光束
（28）と、直接感光面に照射する第２の反射光束（25）
とを入射させ、前記感光面に照射される光束の入射角度
を調整するための回転台（32）と、 前記ビームスプリッタで分けられた一方の光束を反射
し前記感光面を照射する一方の反射光束とする第２のミ
ラー（27）と、 前記第２のミラーと前記回転台との光路、または前記
ビームスプリッタで分けられた他方の光束を反射し前記
感光面に照射する他方の反射光束とする光路のいずれか
の光路に挿入される第３のミラー（24）と、 前記第２のミラーを搭載し前記ビームスプリッタで分
けられた前記いずれか一つの光路の長さを調整する手段
（31）とを備え、 前記感光面に照射する二つの光束が互いに同像で重な
るように、前記ビームスプリッタ、第１のミラー、第２
のミラー、および第３のミラーを配置した。
からの出射光束を二つの光束に分けるビームスプリッタ
（21）と、該ビームスプリッタの前段または後段で前記
光源からの出射光束を進行方向と直角方向に拡げるビー
ムエキスパンダ（19）と、二つの光路に分けられ、かつ
拡げられた二つの光束を感光面（26）上に集めて回折格
子を得る光学系とからなる回折格子露光装置において、 前記光学系は、前記感光面と所定の角度を呈して支持
するように搭載した第１のミラー（29）を有し、該第１
ミラーで反射して該感光面に照射する第１の反射光束
（28）と、直接感光面に照射する第２の反射光束（25）
とを入射させ、前記感光面に照射される光束の入射角度
を調整するための回転台（32）と、 前記ビームスプリッタで分けられた一方の光束を反射
し前記感光面を照射する一方の反射光束とする第２のミ
ラー（27）と、 前記第２のミラーと前記回転台との光路、または前記
ビームスプリッタで分けられた他方の光束を反射し前記
感光面に照射する他方の反射光束とする光路のいずれか
の光路に挿入される第３のミラー（24）と、 前記第２のミラーを搭載し前記ビームスプリッタで分
けられた前記いずれか一つの光路の長さを調整する手段
（31）とを備え、 前記感光面に照射する二つの光束が互いに同像で重な
るように、前記ビームスプリッタ、第１のミラー、第２
のミラー、および第３のミラーを配置した。
上述した手段によれば、二つの光束が同像で重なり合
うことにより干渉性が向上し、ミラーと物体の感光材面
とを同一の回転台に載せることにより回転機構が一つで
良くなり、回転台の回転に対応した光路長の調整により
二つの光束の光路長をほぼ等しく出来る。
うことにより干渉性が向上し、ミラーと物体の感光材面
とを同一の回転台に載せることにより回転機構が一つで
良くなり、回転台の回転に対応した光路長の調整により
二つの光束の光路長をほぼ等しく出来る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
コヒーレントな光源として使用するHe−Cdレーザ17か
ら出射されたレーザ光18は、ビームエキスパンダー19で
平行光束20に拡大された後、ビームスプリッタとして使
用するハーフミラー21に45゜に入射し、光束22、23に分
割される。光束22は第３のミラーであるミラー24（以
下、単に「ミラー24」という。）に17.5゜で入射し、第
１の反射光束である反射光束25（以下、単に「反射光束
25」という。）が物体26の表面（感光面）を入射角50゜
で照射する。光束23は第２のミラーであるミラー27（以
下、単に「ミラー27」という。）に22.5゜で入射し、第
２の反射光束である反射光束28（以下、単に「反射光束
28」という。）は第１のミラーであるミラー29（以下、
単に「ミラー29」という。）で反射して光束30となり、
光束30が物体26の表面を入射角50゜で照射する。
ら出射されたレーザ光18は、ビームエキスパンダー19で
平行光束20に拡大された後、ビームスプリッタとして使
用するハーフミラー21に45゜に入射し、光束22、23に分
割される。光束22は第３のミラーであるミラー24（以
下、単に「ミラー24」という。）に17.5゜で入射し、第
１の反射光束である反射光束25（以下、単に「反射光束
25」という。）が物体26の表面（感光面）を入射角50゜
で照射する。光束23は第２のミラーであるミラー27（以
下、単に「ミラー27」という。）に22.5゜で入射し、第
２の反射光束である反射光束28（以下、単に「反射光束
28」という。）は第１のミラーであるミラー29（以下、
単に「ミラー29」という。）で反射して光束30となり、
光束30が物体26の表面を入射角50゜で照射する。
即ち、物体26の表面に感光材であるホトレジストを塗
布しておけば、前記ホトレジストは光束25、30により干
渉露光される結果、前記ホトレジストの現像、現像後の
ホレジストをマスクとした前記表面のエッチングによ
り、物体26に回折格子が形成される。
布しておけば、前記ホトレジストは光束25、30により干
渉露光される結果、前記ホトレジストの現像、現像後の
ホレジストをマスクとした前記表面のエッチングによ
り、物体26に回折格子が形成される。
ここで、ハーフミラー21とミラー27は直進台31に固定
し、物体26とミラー29は回転台32に固定し、光束23、2
8、30と光束22、25の光路長は等しくなる様に設置す
る。
し、物体26とミラー29は回転台32に固定し、光束23、2
8、30と光束22、25の光路長は等しくなる様に設置す
る。
回折格子の周期Λは、物体26の表面に対する光束25、
30の入射角をそれぞれθ１、θ２とし、He−Cdレーザ17
の発振波長をλとして、次式で与えられる。
30の入射角をそれぞれθ１、θ２とし、He−Cdレーザ17
の発振波長をλとして、次式で与えられる。
Λ＝λ／（sinθ１＋sinθ２） 即ち、λ＝325nm、θ１＝θ２とすると、回転台32を
回転させて前記入射角を50゜±10゜の範囲で変化させる
ことによって、回折格子の周期は188nmから252nmまで可
能となる。一方、DFBレーザに必要とされるΛの値は、
レーザ活性層の実効屈折率をｎ、ブラッグ発振波長をλ
０とすると、一次の回折格子に対しては、 Λ＝λ0/（2n） で表わされる。例えば、InGaAsP系レーザにおいて、ｎ
＝3.3とすると、λ０＝1.3に対してΛ＝197nm、λ０＝
1.55に対してΛ＝235nmとなり、前記入射角を50゜±10
゜で変化させた場合に可能な回折格子の周期の範囲内に
含まれる。
回転させて前記入射角を50゜±10゜の範囲で変化させる
ことによって、回折格子の周期は188nmから252nmまで可
能となる。一方、DFBレーザに必要とされるΛの値は、
レーザ活性層の実効屈折率をｎ、ブラッグ発振波長をλ
０とすると、一次の回折格子に対しては、 Λ＝λ0/（2n） で表わされる。例えば、InGaAsP系レーザにおいて、ｎ
＝3.3とすると、λ０＝1.3に対してΛ＝197nm、λ０＝
1.55に対してΛ＝235nmとなり、前記入射角を50゜±10
゜で変化させた場合に可能な回折格子の周期の範囲内に
含まれる。
回転台32を回転させた時に、物体26の表面で光束25、
30の像を重ねる様に、直進台31をミラー27の反射面と垂
直方向に移動させる。これにより、光束23、28、30、の
平行移動と光路長調整を行なう。例えば、物体26の表面
の中心とミラー29の反射面の中心が回転台32の中心から
それぞれ18mmで、前記回転台の中心に対して反対方向に
位置する場合、前記回転台を±10゜回転させ、光束25、
30の像が物体26の表面で重ね合された時には、光束23、
28、30と光束22、25の光路長の差は約1mmとなる。
30の像を重ねる様に、直進台31をミラー27の反射面と垂
直方向に移動させる。これにより、光束23、28、30、の
平行移動と光路長調整を行なう。例えば、物体26の表面
の中心とミラー29の反射面の中心が回転台32の中心から
それぞれ18mmで、前記回転台の中心に対して反対方向に
位置する場合、前記回転台を±10゜回転させ、光束25、
30の像が物体26の表面で重ね合された時には、光束23、
28、30と光束22、25の光路長の差は約1mmとなる。
本発明によれば、回折格子露光装置において、一つの
ミラーと感光面とを所定の角度を呈して支持する回転台
を備えることにより、回転機構が一つになる。また、他
のミラーとビームスピリッタを所定の角度を呈して支持
する直進台を備えることにより、一方の光束の光路長を
調整できる。さらに、像を反転するミラーを備えること
により、二光束が同像で重ね合わされる。以上の効果に
より、回折格子を安定に形成出来る様になった。
ミラーと感光面とを所定の角度を呈して支持する回転台
を備えることにより、回転機構が一つになる。また、他
のミラーとビームスピリッタを所定の角度を呈して支持
する直進台を備えることにより、一方の光束の光路長を
調整できる。さらに、像を反転するミラーを備えること
により、二光束が同像で重ね合わされる。以上の効果に
より、回折格子を安定に形成出来る様になった。
第１図は本発明の一実施例による回折格子露光装置の構
成図、第２図は従来の技術による回折格子露光装置の構
成図である。 １、17はHe−Cdレーザ、２、４、５、11、12、18、20、
22、23、25、28、30はレーザ光束、３、21はハーフミラ
ー、６、７、19はビームエキスパンダー、８、９、24、
27、29はミラー、10、26は物体、13、14、15、32は回転
台、16、31は直進台である。
成図、第２図は従来の技術による回折格子露光装置の構
成図である。 １、17はHe−Cdレーザ、２、４、５、11、12、18、20、
22、23、25、28、30はレーザ光束、３、21はハーフミラ
ー、６、７、19はビームエキスパンダー、８、９、24、
27、29はミラー、10、26は物体、13、14、15、32は回転
台、16、31は直進台である。
Claims (1)
- 【請求項１】コヒーレントな光源（17）と、該光源から
の出射光束を二つの光束に分けるビームスプリッタ（2
1）と、該ビームスプリッタの前段または後段で前記光
源からの出射光束を進行方向と直角方向に拡げるビーム
エキスパンダ（19）と、二つの光路に分けられ、かつ拡
げられた二つの光束を感光面（26）上に集めて回折格子
を得る光学系とからなる回折格子露光装置において、 前記光学系は、前記感光面と所定の角度を呈して支持す
るように搭載した第１のミラー（29）を有し、該第１の
ミラーで反射して該感光面に照射する第１の反射光束
（28）と、直接感光面に照射する第２の反射光束（25）
とを入射させ、前記感光面に照射される光束の入射角度
を調整するための回転台（32）と、 前記ビームスプリッタで分けられた一方の光束を反射し
前記感光面に照射する一方の反射光束とする第２のミラ
ー（27）と、 前記第２のミラーと前記回転台との光路、または前記ビ
ームスプリッタで分けられた他方の光束を反射し前記感
光面に照射する他方の反射光束とする光路のいずれかの
光路に挿入される第３のミラー（24）と、 前記第２のミラーを搭載し前記ビームスプリッタで分け
られた前記いずれか一つの光路の長さを調整する手段
（31）とを備え、 前記感光面に照射する二つの光束が互いに同像で重なる
ように、前記ビームスプリッタ、第１のミラー、第２の
ミラー、および第３のミラーを配置したことを特徴とす
る回折格子露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242899A JP2761899B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 回折格子露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242899A JP2761899B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 回折格子露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291601A JPH0291601A (ja) | 1990-03-30 |
| JP2761899B2 true JP2761899B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=17095873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63242899A Expired - Lifetime JP2761899B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 回折格子露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761899B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151799A (en) * | 1991-02-11 | 1992-09-29 | Hughes Aircraft Company | System and technique for making holographic projection screens |
| CN106444297B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-02-22 | 兰州理工大学 | 一种基于样品旋转和激光双光束干涉的微纳结构刻写装置 |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63242899A patent/JP2761899B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0291601A (ja) | 1990-03-30 |
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