JPH012008A - 回折格子製造方法 - 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〕 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１０１図は例えば電子通信学会技術研究報告０ＱＥ８
５−１１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）は三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、（ｂｌはレジスト２をマスクに基板１を回折格子形
状にエツ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、次に三光束干渉露光
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ｌ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０次にこの
レジスト２をマスクとして基板ｌをエツチングし、偽）
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２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、この被覆層の内樹脂で形成した
回折格子上の部分のみをエツ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ツ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
ツ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、ｌは基板、２はレジスト、３は被ｙＩＮ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ｌ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図山）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（ＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ法）によりＳｉＮｘ層３を約１０００人形成
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ツチングを行なう。

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分間エツチングすると、エツチ
ング速度の違いによりレジスト２上のＳ　ｉ　Ｎｘ層３
はすべてエツチングされるのに対し、基板１上のＳｉＮ
ｘ層３は約２００人膜厚が減少するだけである。Ｖｔ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ＳｉＮｘ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をエツチン
グすることにより、第１図（ｄｌに示すように、レジス
ト２を直接マスクにエツ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３ｉＮｘ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のエツチングに緩衝
フッ酸を用いる場合を示したが、このエツチングはドラ
イエツ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２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ル
ジスト２を作製し、被覆層としてＥＣＲ−ＣＶＤ法でＳ
ｉＮｘ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５ｉＮｘｊｉ！１３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のエツチングを行ない、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ツチングを行い、回折格子の形状
の５ｉＮｘＪｉＪ３を作製する０次にエツチングされて
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のエツチングを行い、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Ｓｉ０ｇ層、８はＥＣＲ−ＣＶＤ法で形成したＳ
ｉＮｘ層であり、回折格子の形状にエツチングされた基
板ｌ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ルジスト２上に、ＳｉＯ□７を
上記実施例と同様にＥＣＲ−ＣＶＤで形成する。

次に１．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Ｓ　ｉ
　Ｏｚ層７を取り除く。

この後、第ルジスト２をマスクに基板１をエツチングす
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（Ｃ１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ツチング
することにより、第ルジスト２上のＳｉＯ□Ｎ７がなく
なり、第３図（ｄ）に示す状態が得られる。この時５ｉ
Ｎｘ７１８はエツチング速度が遅いため、エツチングさ
れず基板１を覆ったままでいる。

次に、３１０１層７をマスクにして基板１をエツチング
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
（１１りに示す。

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のエツチングが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、■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ルジスト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５ｉＮｘｊｉ３を取り除く。

再度ＥＣＲ−ＣＶＤ法で、第６図に示すように、Ｓｉｎ
、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、Ｓ　ｉ　Ｏｔ　１１７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、５１０ｓ　ＪＩ１７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２レジスト２が溶解し、第７図に示すように、基板
ｌ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ツチ
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、Ｓ　ｉ　Ｏ，層７はＳ　ｉ　ＮＸ　ＪＷ３に比ベ
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をエツ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、この被覆層の内樹脂
で形成した回折格子上の部分のみを取り除いて、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ツチングするよ
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４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２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ＳｉＯ□層、８はＳｉＮｘ層、９は空洞。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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に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. （４）上記被覆層はＳｉＮ＿ｘまたはＳｉＯ＿２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. （５）上記樹脂で形成された回折格子上の上記ＳｉＮ＿
   ｘまたはＳｉＯ＿２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。