JPH01126606A - 回折格子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、光集積回路や半導体レーザの作製において
、基板上の任意の部分に回折格子を形成する方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、基板表面に回折格子を形成する方法として、基板
表面にフォトレジストを塗布した後、レーザ干渉露光法
によってフォトレジスト膜に所定のパターンを形成し、
ウェットエツチングあるいはイオンビームエツチングな
どによって回折格子パターンを基板に転写する方法が用
いられてきた。

また、電子ビームリソグラフィー法により回折格子を形
成する方法も用いられてきた。ところがレーザ干渉露光
法では回折格子の作製が比較的容易である半面、基板上
の特定領域のみに限定して回折格子をつ（ることが困難
であり、基板全体に回折格子をつくる場合だけに用いら
れている。

一方、電子ビームリソグラフィーによると、基板の任意
の位置に任意の大きさの回折格子を得ることができるが
、装置が高価で且つ生産性が悪い。

これらの方法を改良した方法として、特開昭６２−１３
９５０３には、レーザ干渉露法を用いて第２図に示すよ
うにして任意の部分に回折格子を形成する技術が開示さ
れている。

すなわち、上記の従来改良方法では、第２図（ａ）に示
すように、まず半導体基板１の表面に第１のフォトレジ
スト２を塗布し、通常のフォトリソグラフィーによって
基板１上の回折格子を形成したい領域ＩＡのフォトレジ
スト２に開口部３を設ける。この段階で基板１の表面に
残った第１のフォトレジスト２を、後に回折格子を形成
する際のマスクとして用いる。

次に同図（ｂ）に示すように基板１の上記面全体に第２
のフォトレジスト４を塗布する。第２のフォトレジスト
４は、微細パターンが形成でき且つ第１のフォトレジス
ト２と反応しないものである。次いで通常のレーザ干渉
露光法によって基板１全面の第２のフォトレジスト４を
露光・現像し、同図（Ｃ）に示すように回折格子パター
ン５を形成する。

このフォトレジストパターン５をマスクとして基板１の
所定領域ＩＡに、同図（ｄ）に示すようにエツチングに
よって回折格子６を形成する。この際、領域ＩＡ以外の
場所は第１のフォトレジスト２によって覆われており、
その部分の基板１には回折格子は形成されない。最後に
、第２のフォトレジスト４と第１のフォトレジスト２を
除去すれば、（ｅ）に示すように基板１上の特定領域Ｉ
Ａにのみ回折格子６が形成できる。

［発明の解決しようとする問題点コ 上述した従来の方法では、第３図に示すように第１フオ
トレジストＪ！！２の開口部３内で、第２フオトレジス
トＷＪ４に厚みのむらが生じる。すなわち、開口部３の
中央部分３Ａにおける第２フォトレジスト層４の厚さと
、第２レジスト層２の開口端縁の近傍部３Ｂにおける第
２レジスト層４の厚さを比較すると、後者の方が厚くな
る。フォトリソグラフィーにおいて最適露光量はレジス
トの膜厚にも依存するため、現像が開口部３の中央部分
３Ａで基板ｌの表面に達していても、第２レジスト盾２
の端縁近傍部３Ｂでは基板表面まで達しない。その結果
、基板１上に形成される回折格子は第１のレジスト層２
の開口部３よりも狭い範囲のものとなる。

またこの方法では、あらかじめ開口部３を設けておき回
折格子パターンを形成するため、回折格子パターン形成
時に生じ得る欠陥、例えばゴミの付着等によってパター
ンが形成されていない部分が開口部３内にできる可能性
もある。

［問題点を解決するための手段］ 基板面に露光用の第１のフォトレジストを塗布し、レー
ザ干渉露光法により前記基板全面にわたり上記第２レジ
ストに回折格子パターンマスクを形成した後、第２レジ
スト層に重ねて第２のフォトレジストを塗布し、通常の
フォトリソグラフィにより、第２レジスト層の所望領域
に窓を形成し、該部分を通してエツチングすることによ
り上記窓に対応する基板上領域に回折格子を形成するよ
うにした。

［作　用］ 上記方法では、レジストの回折格子パターンマスクを広
範囲に形成した後、回折格子形成領域を限定するための
エツチングマスクを形成しているので、回折格子パター
ン中で欠陥のあるところを避けることができ、その結果
、エツチングにより基板上に形成される回折格子は欠陥
がないものとなる。さらに基板上に形成される回折格子
は、開口部を設けるために用いたフォトマスクと同、し
大きさになるので、設計通りの正確な形状寸法をもった
回折格子が得られるという効果もある。

［実　施　例］ 以下本発明を図面に示した実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明による回折格子製造方法
における基本的な過程を示す。

まず、第１図（ａ）のようにｎ型ＧａＡｓ等からなる基
板１０の表面に第１フオトレジスト１１を一定厚みで塗
布し、第１図（ｂ）に示すように干渉露光により基板１
０の全面にわたり回折格子パターンマスクＩＩＡを形成
する。

例えば、フォトレジスト１１としてシブレイＭＰＦ−１
４００ポジ型レジストを厚さ約０．１μｍで塗布し、Ｈ
ｅ−Ｃｄレーザ（３２５ｎｍ）で干渉露光を行なう。充
分なポストベーク処理を行なった後、第１（Ｃ）に示す
ように、基板１０の全面にわたり上記第ルジストのパタ
ーンマスク上に重ねて第２フオトレジスト１２を塗布す
る。

この第２レジスト１２として、ノボラック系ポジ型レジ
スト例えばシブレイＭＰＦ−１４００や０ＦＰＲ系レジ
スト等が使用できる。

次いでマスクを用いた周知のフォトリソグラフィー法に
よって、第１図（ｄ）に示すように回折格子形成領域１
３の第２フオトレジスト１２を除去する。ここで第１フ
オトレジストの回折格子パターンマスクＩＩＡは、前述
したポストベーク処理が充分であるならば第２レジスト
１２の現像時に溶解することなく基板１０の表面上に残
る。

以上の第１、第２のフォトレジスト１１Ａ。

１２をマスクとして、上記領域１３にエツチング１５に
よって回折格子１４を形成する。このエツチングの際、
開口領域１３以外の部分は、第会フォトレジスト１２に
よって覆われており、その部分の基板面には回折格子は
形成されない。

最後に、第２フオトレジスト１２と第１フオトレジスト
１１を除去すれば、基板１０上の所望領域１３にのみ回
折格子が形成された素子が得られる。

以上の説明では、第１フオトレジスト１１としてシブレ
イＭＰＦ−１４００ポジレジスト、第２フオトレジスト
１２としてノボラック系ポジ型レジストを例示したが、
第ルジスト１１として回折格子パターンを形成し得る他
のポジ型レジストやネガ型レジストを用いてもよく、ま
た第２レジスト１２としては、レジスト自身、現像液、
リンス液等がポストベーク後の第ルジスト１１を溶解せ
ず、且つそのレジスト１１と反応しなければいかなるレ
ジストを用いてもよい。

また現像液やリンス液がポストベーク後の第ルジスト１
１を溶解する場合でも、その速度が遅ければ、第２レジ
スト１２のパターニングにおいて露光量を多くシ、現像
時間を短かくすることにより同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば基板上の任意の位置に
回折格子を形成することができ、しかもその大きさはマ
スクと同じものができる効果がある。したがって本発明
方法を、回折格子を有する光集積回路の作製に応用する
と集積度の向上をもたらす。またレジストの回折格子パ
ターン形成後にパターンに欠陥のない領域を指定できる
ため、例えばロングキャビティ分布反射型（ＤＢＲ）レ
ーザの製造において歩留りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を段階的に示す断面図、第２
図は従来方法を示す断面図、第３図は従来方法の問題を
示す断面図である。 １０・・・・・・基板　ｔｔ−・−第１フオトレジスト
１１Ａ・・・・・・回折格子パターンマスク１２・・・
・・・第２フオトレジスト　１３・・・・・・開口部１
４・・・・・・回折格子　１５・・・・・・エツチング
第　１　図（実施例） 第　２　図（従来方法） 第　３　図（従来方法） 手　　続　補　　正　　書　　　　　　　　　　　２昭
和６２年／１月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板面に露光用の第１のフォトレジスト層を設け、レ
   ーザ干渉露光法により基板全面にわたり前記フォトレジ
   スト層に回折格子パターンマスクを形成し、しかる後、
   前記パターンマスク上に第２のフォトレジスト層を設け
   、フォトリソグラフィにより前記第２レジスト層の所望
   領域に窓開口を形成し、該面からエッチングすることに
   より、基板の前記領域に限定して回折格子を形成するこ
   とを特徴とする回折格子の製造方法。