JPH03284703A - Optical glass member for generating prescribed phase difference and production thereof - Google Patents

Optical glass member for generating prescribed phase difference and production thereof

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JPH03284703A
JPH03284703A JP2086971A JP8697190A JPH03284703A JP H03284703 A JPH03284703 A JP H03284703A JP 2086971 A JP2086971 A JP 2086971A JP 8697190 A JP8697190 A JP 8697190A JP H03284703 A JPH03284703 A JP H03284703A
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Abstract

PURPOSE:To obtain a phase mask having a good shape with good reproducibility by using electron beam vapor deposition which requires heating of an optical glass substrate and dissolving an Al film by utilizing the cracks of SiO2 films generated by a difference in the coeffts. of thermal expansion between Al and SiO2 at the time of the cooling thereof. CONSTITUTION:Al film patterns 7 are formed in the upper part of 1st regions 14 and 2nd regions 15 are higher than the 1st regions 14 and are formed with the 2nd SiO2 films 13 in the upper part thereof. The Al film patterns are formed on the surface of the 1st region 14 of the polished optical glass substrate 6 by a stage for lifting off the resist patterns formed by mask exposing. While the substrate 6 is kept heated by the electron beam vapor deposition, the 1st and 2nd SiO2 films 12, 13 are respectively formed in the upper parts of the patterns 7 and the substrate 6. The substrate 6 is then cooled down to room temp. to generate the cracks in the SiO2 films 12 on the patterns 7. The substrate 6 is then immersed in an acid or alkaline soln. to dissolve away the Al film patterns 7 together with the SiO2 films 12 remaining without partly being stripped. The etching stage is omitted in this way and since the mask exposing is once, the excellent pattern accuracy is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、透過する光にパターン状の位相差を生じさせ
るための段差を有する光学ガラス部材及びその製造方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical glass member having steps for producing a patterned phase difference in transmitted light, and a method for manufacturing the same.

本発明の光学部材の代表的な例を述べれば、分布帰還型
半導体レーザ(以下、DFBレーザという。)に内蔵さ
れる、λ/4シフト形の回折格子(λは光の波長)を作
製するための位相マスクである。本発明は、このような
精密な位相マスクに代表される光学ガラス部材であって
、所定の厚さをもつ二酸化シリコン(以下、SiO□膜
という。
To describe a typical example of the optical member of the present invention, a λ/4 shift type diffraction grating (λ is the wavelength of light) built into a distributed feedback semiconductor laser (hereinafter referred to as a DFB laser) is manufactured. This is a phase mask for The present invention relates to an optical glass member typified by such a precise phase mask, which is a silicon dioxide (hereinafter referred to as SiO□ film) having a predetermined thickness.

)でなるパターンを有した光学ガラス部材及びその製造
方法に関する。
) and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、長距離大容量光伝送システムの光源として、連続
動作、高速変調動作を問わず、常に安定した単一縦モー
ドで発振するDFBレーザの研究が活発に行われている
。DFBレーザは、レーザ素子内部に回折格子を内蔵し
、この回折格子の周期で決まるブラッグ波長近傍で発振
する。回折格子のブラッグ波長λ。は、λ。=2nΔ/
mで与えらる。ここに、nはレーザ素子中の等価屈折駄
Δは回折格子の周期、mは回折格子の次数である。
In recent years, active research has been conducted on DFB lasers, which always oscillate in a stable single longitudinal mode, regardless of continuous operation or high-speed modulation operation, as light sources for long-distance, large-capacity optical transmission systems. A DFB laser has a diffraction grating built into the laser element, and oscillates near the Bragg wavelength determined by the period of the diffraction grating. Bragg wavelength λ of the diffraction grating. is λ. =2nΔ/
It is given by m. Here, n is the equivalent refractive index in the laser element, Δ is the period of the diffraction grating, and m is the order of the diffraction grating.

しかしながら、均一な回折格子を内蔵したDFBレーザ
は、ブラッグ波長λ。では発振せず、ブラッグ波長λ0
に対称に左右2つのモードで発振し易く、安定な単一モ
ード発振が得にくい。
However, a DFB laser with a built-in uniform diffraction grating has a Bragg wavelength λ. , there is no oscillation, and the Bragg wavelength λ0
It is easy to oscillate in two modes, left and right symmetrically, and it is difficult to obtain stable single mode oscillation.

そこで、DFBレーザに内蔵される回折格子の周期を1
次として(m=1)、λ。/(4n)だけずらすことに
より、ブラッグ波長λ。と縦モードとを一致させるもの
が試作されている。この回折格子をλ/4シフト形回折
格子、またこのλ/4シフト形回折格子を内蔵したDF
Bレーザをλ/4シフト型DFBレーザと呼んでいる。
Therefore, the period of the diffraction grating built into the DFB laser is set to 1.
As (m=1), λ. /(4n), the Bragg wavelength λ. A prototype is being produced that matches the vertical mode. This diffraction grating can be used as a λ/4 shift type diffraction grating, or as a DF that incorporates this λ/4 shift type diffraction grating.
The B laser is called a λ/4 shift type DFB laser.

1次の回折格子の場合、周期をλ。/(4n)だけずら
すことは、λ/2だけずらすことに当たり、位相シフト
部において、回折格子の凹凸を反転させればよい。
For a first-order diffraction grating, the period is λ. Shifting by /(4n) corresponds to shifting by λ/2, and the unevenness of the diffraction grating may be reversed in the phase shift section.

従来のこのようなλ/4シフト形回折格子の形成方法は
、レーザによる干渉露光時にポジ、ネガ両タイプのレジ
ストの逆感光性を利用したもの(Utaka 、 Ak
iba 、 5akai 、 Matsushima 
 IEEEJ、(luantum  Electron
ics  vol、口E−22、pp、1042〜10
51 (1986))や、レジストを塗布した光学ガラ
ス基板に位相マスクを密着させ、マスクの段差部におい
て光の位相差により位相のずれた干渉縞を発生させる方
法(0崎、隻田、山腰、石川、中島電子通信学会技術研
究報告 0QE85−60、pp、 57〜64 (1
985))などが知られている。
The conventional method for forming such a λ/4-shifted diffraction grating utilizes the reverse photosensitivity of both positive and negative type resists during laser interference exposure (Utaka, Ak.
iba, 5akai, Matsushima
IEEEJ, (luantum Electron
ics vol, mouth E-22, pp, 1042-10
51 (1986)), and a method in which a phase mask is brought into close contact with an optical glass substrate coated with a resist, and interference fringes with a phase shift are generated due to the phase difference of light at the stepped portions of the mask (Ozaki, Funota, Yamakoshi, Ishikawa, Nakajima Institute of Electronics and Communication Engineers Technical Research Report 0QE85-60, pp. 57-64 (1
985)) are known.

ここで位相マスクによる方法の原理を第2図に示す干渉
露光時の原理を示す断面概念図を用いて説明する。以下
の説明において、レジストといえば、光学ガラス基板等
に塗布される物質そのもののことを示し、レジストパタ
ーンといえば、露光の結果により生成されたパターンを
いう。また、アルミ膜(正確にはアルミニウム膜)とい
えば、その物質を示し、アルミ膜パターンといえば、レ
ジストパターンを用いたリフトオフ法で生成されたもの
をいう。
Here, the principle of the method using a phase mask will be explained using a cross-sectional conceptual diagram showing the principle during interference exposure shown in FIG. In the following description, resist refers to the substance itself applied to an optical glass substrate or the like, and resist pattern refers to a pattern generated as a result of exposure. Furthermore, an aluminum film (more precisely, an aluminum film) refers to the material, and an aluminum film pattern refers to one produced by a lift-off method using a resist pattern.

第1、第2のレーザ光1.2を非対称な角度で、段差d
を所定の位置に有する位相マスク3に、入射する。ここ
で01、θ2はそれぞれ第1のレーザ光l、第2のレー
ザ光20位相マスク3に対する入射角であり、また、α
は第1のレーザ光1、第2のレーザ光2のなす角の二等
分線の傾斜角度であり、干渉縞は位相マスク3に対して
αだけ傾いて入射される。この干渉縞は、位相マスク3
内で第1のレーザ光1、第2のレーザ光2の屈折により
α の傾斜角で進行し、段差dがある部分を境に光路差
の違いから位相差を住じる。そして、その結果、半導体
基板5上に塗布されたレジスト4には、干渉縞の明暗パ
ターンのずれたものが露光される。レジスト4を現像後
、形成されたレジストパターンをマスクにして半導体基
板5をエツチングすることにより、所定の位置で周期の
ずれた回折格子が形成される。このときの回折格子の周
期Δは、レーザ光の波長をλ、として、八=λ、/(s
inθ1+sinθ2)で表わされ、 周期のずれΦは、 Φ=d (tana−tancr  )となるので、段
差dを調整することにより、周期のずれを八/2とする
ことができる。
The first and second laser beams 1.2 are applied at an asymmetrical angle, with a step difference d.
is incident on the phase mask 3 having the rays at a predetermined position. Here, 01 and θ2 are the incident angles of the first laser beam l, the second laser beam 20 and the phase mask 3, respectively, and α
is the inclination angle of the bisector of the angle formed by the first laser beam 1 and the second laser beam 2, and the interference fringes are incident on the phase mask 3 at an angle of α. This interference fringe is generated by the phase mask 3
The first laser beam 1 and the second laser beam 2 are refracted within the laser beam and travel at an inclination angle of α, and a phase difference occurs due to the difference in optical path at the portion where the step d is located. As a result, the resist 4 coated on the semiconductor substrate 5 is exposed to interference fringes with shifted light and dark patterns. After developing the resist 4, the semiconductor substrate 5 is etched using the formed resist pattern as a mask, thereby forming a diffraction grating with a shifted period at a predetermined position. The period Δ of the diffraction grating at this time is 8=λ, /(s
in θ1+sin θ2), and the period deviation Φ is Φ=d (tana-tancr), so by adjusting the step d, the period deviation can be reduced to 8/2.

以下、第3図に基づいて従来の技術によるλ/4シフト
形回折格子の形成に用いられる位相マスクの製造方法(
白崎他、0QE85−60 :第4頁参照)を説明する
Hereinafter, based on FIG. 3, a method for manufacturing a phase mask used for forming a λ/4-shifted diffraction grating according to the conventional technology (
Shirasaki et al., 0QE85-60: see page 4).

(a)  まず、光学的な精度で研磨された光学ガラス
基板6上に第1のアルミ膜パターン7をレジストパター
ンのリフトオフ法により作製する。第1のアルミ膜パタ
ーン7は、回折格子の位相シフト部を周期的に配置する
ことを目的とする。
(a) First, a first aluminum film pattern 7 is formed on an optical glass substrate 6 polished with optical precision by a resist pattern lift-off method. The purpose of the first aluminum film pattern 7 is to periodically arrange the phase shift portions of the diffraction grating.

(b)  次に、その上にスパッタにより低温下で、全
体の領域に、目的とする位相マスク3の段差dと同じ厚
さでSiO□膜8を形成する。
(b) Next, a SiO□ film 8 is formed thereon by sputtering at a low temperature over the entire region to a thickness equal to the target step d of the phase mask 3.

(C)  レジスト4をS i Oを膜8の上面全体に
塗布し、光学ガラス基板6の裏側から露光する。
(C) A resist 4 is applied to the entire upper surface of the film 8, and the optical glass substrate 6 is exposed to light from the back side.

((至) この時、第1のアルミ膜パターン7がマスク
の役目をし、現像することにより、第1のアルミ膜パタ
ーン7のある部分のみにレジストパターン9が形成され
る。
((To) At this time, the first aluminum film pattern 7 serves as a mask, and by developing, the resist pattern 9 is formed only in a portion of the first aluminum film pattern 7.

(e)  さらに、レジストパターン9が形成されてい
る領域の上部及びレジストパターン9が形成されていな
い領域の上部にアルミ膜10を蒸着する。
(e) Furthermore, an aluminum film 10 is vapor-deposited over the region where the resist pattern 9 is formed and over the region where the resist pattern 9 is not formed.

げ) レジストパターン9のリフトオフ法により第1の
アルミ膜パターン7とはS i Oを膜8を挟んで互い
違いの位置に、第2のアルミ膜パターン11を形成する
(g) By a lift-off method of the resist pattern 9, a second aluminum film pattern 11 is formed at alternate positions from the first aluminum film pattern 7 with the SiO film 8 in between.

(g)  次に、ドライエツチング(例えば、反応性イ
オンエツチング)により、第1のアルミ膜パターン7の
上部のSiO□膜8を、第2のアルミ膜パターン11を
マスクとし第1のアルミ膜パターン7の部分までエツチ
ングする。この際、第1のアルミ膜パターン7により光
学ガラス基板6の表面力(第2のアルミ膜パターン11
によりSiO2膜8の表面がそれぞれ保護される。
(g) Next, by dry etching (for example, reactive ion etching), the SiO□ film 8 on the top of the first aluminum film pattern 7 is etched into the first aluminum film pattern using the second aluminum film pattern 11 as a mask. Etch up to part 7. At this time, the surface force of the optical glass substrate 6 (second aluminum film pattern 11
Thus, the surface of the SiO2 film 8 is protected.

(ハ) 最後に、第1のアルミ膜パターン7、第2のア
ルミ膜パターン11をそれぞれ除去して位相マスク3が
完成する。
(c) Finally, the first aluminum film pattern 7 and the second aluminum film pattern 11 are removed to complete the phase mask 3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

位相マスクの製造方法として、第4頁に記載の0崎らの
方法で代表される従来の技術では、光学ガラス基板上の
S i Oz膜による段差を、ドライエツチングを用い
て形成するため、それに付随して下記のような課題があ
った。
As a method for manufacturing a phase mask, in the conventional technique represented by the method by Ozaki et al. described on page 4, a step formed by a SiOz film on an optical glass substrate is formed using dry etching. There were also the following issues associated with this project.

1)第2のアルミ膜パターン11は、レジスト4のリフ
トオフ法により形成されるが、それに用いるレジストパ
ターン9は、第1のアルミ膜パターン7をマスクとした
光学ガラス基板6裏側からの露光及び現像により形成さ
れる。
1) The second aluminum film pattern 11 is formed by a lift-off method of the resist 4, and the resist pattern 9 used therein is formed by exposure and development from the back side of the optical glass substrate 6 using the first aluminum film pattern 7 as a mask. formed by.

しかし、第1のアルミ膜パターン7とレジストパターン
9との間にはSiO2膜8が形成されているために、こ
のSiO2膜の厚さがレジストパターン9のパターン精
度を大きく左右する。
However, since the SiO2 film 8 is formed between the first aluminum film pattern 7 and the resist pattern 9, the thickness of this SiO2 film greatly influences the pattern accuracy of the resist pattern 9.

つまり、SiO□膜8の厚さ、すなわち第2図で示す段
差dは、傾斜角度αを5°とした場合、2〜3μm以上
必要となり、その結果、マスクとなる第1のアルミ膜パ
ターン7とレジストパターン9との間隔は2〜3μm以
上あることになり、レジストパターン9のパターン精度
が悪くなる。
That is, the thickness of the SiO□ film 8, that is, the step d shown in FIG. 2, needs to be 2 to 3 μm or more when the inclination angle α is 5°. The distance between the resist pattern 9 and the resist pattern 9 is 2 to 3 μm or more, and the pattern accuracy of the resist pattern 9 deteriorates.

よって、この方式で露光及び現像されたレジストパター
ン9のリフトオフ法によって形成される第2のアルミ膜
パターン11の精度も悪くなる。
Therefore, the precision of the second aluminum film pattern 11 formed by the lift-off method of the resist pattern 9 exposed and developed using this method also deteriorates.

2)ドライエツチングを用いてSiO□膜8のパターン
を形成するために、第2のアルミ膜パターン11のエツ
ジ部分の下で進行するSiO□膜8のサイドエツチング
を最小限に抑えなければならない。 そのためには、精
密なガス流量の制御及び条件出しが必要になる。サイド
エツチングの進行によるSiO2膜8の段差形状の劣化
は、位相シフト型回折格子のシフト部の遷移領域(形成
不良部分)を広げてしまう。
2) Since the pattern of the SiO□ film 8 is formed using dry etching, side etching of the SiO□ film 8 that proceeds under the edge portion of the second aluminum film pattern 11 must be minimized. For this purpose, precise gas flow rate control and condition setting are required. Deterioration of the stepped shape of the SiO2 film 8 due to the progress of side etching expands the transition region (defectively formed portion) of the shifted portion of the phase shift type diffraction grating.

3)低温下においてスパッタにより形成したSi0を膜
8の上下に第1、第2のアルミ膜パターン7.11があ
るために、ドライエツチング時に5iOt膜8内へのア
ルミの混入の可能性がある。アルミが混入した場合、5
ift膜8のレーザ光に対する屈折率や透過率が変化す
る。従って、このS i O,膜8のパターンを有した
位相マスク3を用いて干渉露光を行った場合、所定の位
相差が得られないばかりか、レジスト4への露光量が不
足するので、レジストパターン9のパターン切れが悪く
なり、良好な形状の回折格子が形成されない。
3) Since there are first and second aluminum film patterns 7.11 above and below the Si0 film 8 formed by sputtering at low temperatures, there is a possibility that aluminum may be mixed into the 5iOt film 8 during dry etching. . If aluminum is mixed in, 5
The refractive index and transmittance of the ift film 8 to the laser beam change. Therefore, when interference exposure is performed using the phase mask 3 having the pattern of the S i O film 8, not only the predetermined phase difference cannot be obtained, but also the amount of exposure to the resist 4 is insufficient. The pattern 9 becomes poorly cut, and a well-shaped diffraction grating is not formed.

4)前述したように、ドライエツチングを用いるため、
エツチングしてはならない光学ガラス基板6の表面及び
Sing膜8の表面を同時に第1のアルミ膜パターン7
及び第2のアルミ膜パターン11によって保護するため
に工程が複雑になり歩留りも低い。
4) As mentioned above, since dry etching is used,
The surface of the optical glass substrate 6 and the surface of the Sing film 8, which should not be etched, are simultaneously etched with the first aluminum film pattern 7.
Furthermore, since the second aluminum film pattern 11 is used for protection, the process becomes complicated and the yield is low.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、従来の方法が、第1のアルミ膜パターン7上
に、低温下でSjO□膜8を形成できるスパッタ法を用
いるのに対して、敢えて光学ガラ大基板6の加熱を必要
とする電子ビーム蒸着を用い、蒸着終了後の冷却時に、
アルミとSiO□の熱膨張係数の違いから発生する第1
のアルミ膜パターン7の上部の5in2膜8の亀裂を利
用して、第1のアルミ膜パターン7を酸またはアルカリ
で溶解することにより、第1のアルミ膜パターン7の上
部のSiO□膜8を除去し、第1のアルミ膜パターン7
のなかった領域にSiO2膜8の反転パターンを形成す
るものである。
The present invention intentionally requires heating of the large optical glass substrate 6, whereas the conventional method uses a sputtering method that can form the SjO□ film 8 on the first aluminum film pattern 7 at a low temperature. Using electron beam evaporation, during cooling after completion of evaporation,
The first phenomenon occurs due to the difference in thermal expansion coefficient between aluminum and SiO□.
The SiO□ film 8 on the top of the first aluminum film pattern 7 is dissolved by dissolving the first aluminum film pattern 7 with acid or alkali using the crack in the 5in2 film 8 on the top of the aluminum film pattern 7. Remove the first aluminum film pattern 7
An inverted pattern of the SiO2 film 8 is formed in the area where there was no pattern.

従って本発明は、位相マスク3の製造において、極めて
簡単で、良好な形状のものを、再現性良(得る方法を提
供するものである。
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing the phase mask 3 that is extremely simple and has a good shape with good reproducibility.

〔作用〕[Effect]

本発明による位相マスクの製造方法では、マスク露光が
第1のアルミ膜パターン形成時に用いるリフトオフ用の
レジストパターンを形成する時のみであるため、パター
ン精度が優れている。また、SiO□膜のパターン形成
がSiO2膜のエツチングによるものでないため、サイ
ドエツチングの問題、エツチング時にマスクとなるアル
ミ膜パターンの形成する必要などがなく、しかもSin
In the method for manufacturing a phase mask according to the present invention, the mask exposure is performed only when forming a lift-off resist pattern used in forming the first aluminum film pattern, so that pattern accuracy is excellent. Furthermore, since the pattern formation of the SiO□ film is not based on etching of the SiO2 film, there is no problem of side etching and there is no need to form an aluminum film pattern that serves as a mask during etching.
.

膜へのアルミの混入の可能性もない。There is also no possibility of aluminum being mixed into the membrane.

以上の作用により、本発明は良質な位相マスクを、極め
て簡単に、再現性良く製造するものである。
Due to the above-described effects, the present invention allows a high-quality phase mask to be manufactured extremely easily and with good reproducibility.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を用いて本発明の詳細な説明する。上から工程順
に(i)、(ii )、(iii)、(1v)へと進む
The present invention will be explained in detail using FIG. Proceed to steps (i), (ii), (iii), and (1v) in order from the top.

ここで、第1の領域14はその上部にアルミ膜パターン
7が生成される領域である。また、第2の領域15は高
さが第1の領域14より高く、その上部に第2のSin
g膜13膜体3される領域である。
Here, the first region 14 is a region on which the aluminum film pattern 7 is formed. Further, the second region 15 is higher in height than the first region 14, and has a second sinusoid on the top thereof.
This is the area where the g film 13 and the film body 3 are formed.

(i)光学的な精度で研磨された光学ガラス基板6の第
1の領域の表面に第1のアルミ膜パターン7を、マスク
露光によって形成したレジストパターンをリフトオフす
る工程を経て形成する。第1のアルミ膜パターン7の厚
さは、少なくとも後に形成される第2のSiO□膜13
膜厚3になるように形成する。
(i) A first aluminum film pattern 7 is formed on the surface of the first region of the optical glass substrate 6 which has been polished with optical precision through a step of lifting off a resist pattern formed by mask exposure. The thickness of the first aluminum film pattern 7 is at least the same as that of the second SiO□ film 13 formed later.
It is formed to have a film thickness of 3.

(ii )次に、電子ビーム蒸着により、光学ガラス基
板6を加熱しながら、第1のアルミ膜パターン7の上部
及び光学ガラス基板6の上部に、第1のS i Oを膜
12、第2のSiO□膜13膜厚3ぞれ形成する。コノ
第1のS i Oz膜12、第2(7)Si02膜13
の厚さは目的とする位相マスク30段差分の厚さ(第2
図の段差d)に設定する。
(ii) Next, while heating the optical glass substrate 6 by electron beam evaporation, the first S i O film 12 and the second A SiO□ film 13 having a thickness of 3 is formed. First SiOz film 12, second (7) Si02 film 13
The thickness of the target phase mask is the thickness of the 30 step difference (second
Set to step d) in the figure.

(j])この第1のSiO□膜12、第2のS i O
z膜13を形成後、光学ガラス基板6を室温まで冷却す
ることにより、第1のアルミ膜パターン7の上の第1の
SiO2膜12だけに亀裂を発生させる。
(j]) This first SiO□ film 12, second SiO
After forming the Z film 13, the optical glass substrate 6 is cooled to room temperature, thereby causing cracks to occur only in the first SiO2 film 12 on the first aluminum film pattern 7.

この亀裂は、アルミがSiO□より熱膨張係数が非常に
大きいために光学ガラス基板6の冷却時に、第1のアル
ミ膜パターン7が収縮する際、その上の第1のSiO2
膜12に歪が生じるために発生するものである。亀裂が
発生した第1のアルミ膜パターン7上の第1のSiO□
膜12は、温度の低下とともに剥がれてくるが、膜の全
てが剥がれるわけではなく、一部が剥がれずに残る。
This crack occurs when the first aluminum film pattern 7 contracts when the optical glass substrate 6 is cooled because aluminum has a much larger coefficient of thermal expansion than SiO□.
This occurs because the film 12 is strained. The first SiO□ on the first aluminum film pattern 7 where cracks have occurred
The film 12 peels off as the temperature decreases, but not all of the film peels off, and a portion remains without peeling off.

(iv )そこで、光学ガラス基板6を酸もしくはアル
カリに浸漬する。ここで使用できる酸を挙げれば、比較
的高濃度の塩酸、硫酸、硝酸などであり、またアルカリ
は苛性ソーダ、苛性カリウム、アンモニア等の水溶液で
ある。例えば、35%の塩酸に浸漬することにより、一
部側がれずに残った第1のS j Oz M12ととも
に、第1のアルミ膜パターン7を熔解し除去する。この
とき、光学ガラス基板6上に直接形成された第2のSi
O□膜13膜厚3学ガラス基板6との密着が強いために
剥がれることはない。従って第1のアルミ膜パターン7
を反転した第2のS i Oを膜13が光学ガラス基板
6の上に形成される。
(iv) Then, the optical glass substrate 6 is immersed in acid or alkali. Examples of acids that can be used here include relatively highly concentrated hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and alkalis include aqueous solutions of caustic soda, caustic potassium, ammonia, and the like. For example, by immersing it in 35% hydrochloric acid, the first aluminum film pattern 7 is melted and removed together with the first S j Oz M12 that remains partially without falling off. At this time, the second Si formed directly on the optical glass substrate 6
O□ film 13 film thickness: 3 It is not peeled off because of its strong adhesion to the glass substrate 6. Therefore, the first aluminum film pattern 7
A second S i O film 13 is formed on the optical glass substrate 6 .

重要なことは、第1のアルミ膜パターン7上の除去すべ
き第1のS i O2[12と光学ガラス基板6上に残
すべき第2のSiO2膜13とのパターン切れの精度は
第1のアルミ膜パターン7の厚さに依存することである
。最初の工程(i)で第1のアルミ膜パターン7の厚さ
を少なくとも所定の位相マスク3に形成される第2のS
iO□膜13膜厚3に形成した理由はここにある。
What is important is that the accuracy of pattern cutting between the first SiO2 film 12 to be removed on the first aluminum film pattern 7 and the second SiO2 film 13 to be left on the optical glass substrate 6 is It depends on the thickness of the aluminum film pattern 7. In the first step (i), the thickness of the first aluminum film pattern 7 is adjusted to at least the second S formed on the predetermined phase mask 3.
This is the reason why the iO□ film 13 was formed to have a thickness of 3.

以上の工程(i)から(iv)により、所定の段差を有
した位相マスク3が極めて簡単な工程で、再現性良く製
造できる。
Through the above steps (i) to (iv), the phase mask 3 having a predetermined step can be manufactured with extremely simple steps and with good reproducibility.

また、前記実施例では、第1のSiO2膜12、第2の
S i Oを膜13を電子ビーム蒸着を用いて形成して
いるが、例えば、アルミ膜パターンを形成した光学ガラ
ス基板にスパッタ、プラズマCVD、イオンブレーティ
ングなどを用いて加熱下で5iO7膜を形成すれば本発
明を適用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the first SiO2 film 12 and the second SiO film 13 are formed using electron beam evaporation, but for example, sputtering, The present invention can be applied by forming a 5iO7 film under heating using plasma CVD, ion blating, or the like.

また、他の実施例として、アルミ膜を微細な周期のスト
ライプパターンとすれば、その反転したSiO□膜のス
トライプパターンを形成することもできる。ここでも光
学的な精度で研磨された光学ガラス基板6の表面、すな
わちパターンの凹部及び、S i Oz膜の表面、すな
わちパターンの凸部がともに損傷を受けることがない。
Further, as another example, if the aluminum film is formed into a stripe pattern with a fine period, it is also possible to form a stripe pattern of the SiO□ film, which is the inverse of the stripe pattern. Here, both the surface of the optical glass substrate 6 polished with optical precision, that is, the concave portion of the pattern, and the surface of the SiOz film, that is, the convex portion of the pattern, are not damaged.

従って、このままで透過形回折格子を製造することも、
また金属反射膜をコーティングすることにより反射形回
折格子が簡単に製造することもできる。
Therefore, it is also possible to manufacture a transmission diffraction grating as is.
Further, a reflective diffraction grating can be easily manufactured by coating with a metal reflective film.

また、アルミ膜をストライプパターンに限らず、任意の
形状もしくは図形にすれば、その反転したS i O,
膜パターンを光学ガラス基板表面及び、S i Oz膜
表面ともに損傷を与えずに作製することができる。
Moreover, if the aluminum film is not limited to a stripe pattern but can be formed into any shape or figure, the inverted S i O,
A film pattern can be produced without damaging both the surface of the optical glass substrate and the surface of the SiOz film.

また、本発明では、アルミと5iOzといった熱膨張係
数に差のある1つの組合せを例としで説明したが、熱膨
張係数の差に着目すれば、この他に、銀(Ag)、銅(
Cu)、金(Au)、鉄(Fe)等の熱膨張係数の大き
なグループに対して窒化膜(SisN4)、シリコン(
Si)等の熱膨張係数の小さなグループの組合せで加熱
条件等を用いて調整すれば、本発明を適用することがで
きる。
In addition, in the present invention, one combination with a difference in thermal expansion coefficient, such as aluminum and 5iOz, was explained as an example, but if we focus on the difference in thermal expansion coefficient, other combinations such as silver (Ag) and copper (
Nitride film (SisN4), silicon (Cu), gold (Au), iron (Fe), etc.
The present invention can be applied by adjusting the heating conditions by combining groups with small thermal expansion coefficients such as Si).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、アルミ膜上に形
成したSiO,膜に亀裂を生せしめるようにしているの
で、従来技術では必要とされたエツチング工程を省くこ
とが可能になり、その上、マスク露光の回数も一回にす
ることができた。
As explained above, according to the present invention, cracks are created in the SiO film formed on the aluminum film, making it possible to omit the etching process that was required in the conventional technology. Moreover, the number of mask exposures can be reduced to one.

その結果、マスク露光を第1のアルミ膜パターン7を形
成するときのみにしか行わないので、パターン精度に優
れている。
As a result, since mask exposure is performed only when forming the first aluminum film pattern 7, pattern accuracy is excellent.

また、ドライエツチングをする必要がなくなったので、
サイドエツチングの発生を抑える必要がなくなった。
Also, since there is no need for dry etching,
It is no longer necessary to suppress the occurrence of side etching.

また、ドライエツチング時におけるS i O!膜への
アルミの混入のおそれも全くない。
Also, S i O! during dry etching. There is no fear of aluminum being mixed into the membrane.

そして、工程が減少した分だけは確実に再現性も向上し
た。
Furthermore, the reproducibility was definitely improved by the reduction in the number of steps.

パターン精度に優れ、サイドエツチングの発生のおそれ
がないこの製造方法では、段差の形状について、良好な
段差形状を得ることができ、この良好な段差形状を有し
た位相マスクは工程数が減った分だけは確実に再現性が
良くなるという効果が得られる。
With this manufacturing method, which has excellent pattern accuracy and no risk of side etching, it is possible to obtain a good step shape, and a phase mask with this good step shape can be manufactured by reducing the number of steps. However, the effect of reliably improving reproducibility can be obtained.

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

第1図は、本発明の実施例による位相マスクの製造工程
を示す断面図、第2図は、位相マスクを用いたλ/4シ
フト形回折格子の形成方法における干渉露光時の原理を
示す断面概念図、第3図は従来の技術による位相マスク
の製造工程を示す断面図である。 1・・・第1のレーザ光、2・・・第2のレーザ光、3
・・・位相マスク、4・・・レジスト、5・・・半導体
基板、 6・・・光学ガラス基板、7・・・第1のアルミ膜パタ
ーン、8・・・SiC2膜、9・・・レジストパターン
、10・・・アルミ膜、11・・・第2のアルミ膜パタ
ーン、12・・・第1のSiO□艮13・・・第2のS
iO□膜。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of a phase mask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the principle of interference exposure in a method for forming a λ/4-shifted diffraction grating using a phase mask. The conceptual diagram and FIG. 3 are cross-sectional views showing the manufacturing process of a phase mask according to a conventional technique. 1... First laser beam, 2... Second laser beam, 3
... Phase mask, 4... Resist, 5... Semiconductor substrate, 6... Optical glass substrate, 7... First aluminum film pattern, 8... SiC2 film, 9... Resist Pattern, 10... Aluminum film, 11... Second aluminum film pattern, 12... First SiO□艮13... Second S
iO□ membrane.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光学的な精度で研磨された光学ガラス基板上に第
1の領域とそれに比して高さが高い第2の領域とで成る
段差を有する光学ガラス部材の製造方法において、 (i)前記第1の領域上にアルミ膜を少なくとも前記第
1の領域と前記第2の領域との段差の厚み分だけ形成す
る段階と、 (ii)アルミ膜が形成された前記第1の領域と前記第
2の領域との各々に加熱下で、前記第1の領域と前記第
2の領域との段差の厚み分だけSiO_2膜を形成する
段階と、 (iii)光学ガラス基板を冷却することにより前記第
1の領域上のアルミ膜の上部のSiO_2膜に亀裂を生
じさせる段階と、 (iv)酸もしくはアルカリを加えて全てのアルミ膜を
除去する段階とからなる、光学ガラス基板の表面に段差
を有し、所定の位相差を生じさせる光学ガラス部材の製
造方法。
(1) In a method for manufacturing an optical glass member having a step formed on an optical glass substrate polished with optical precision and consisting of a first region and a second region having a higher height than the first region, (i) forming an aluminum film on the first region by at least the thickness of the step between the first region and the second region; (ii) forming an aluminum film on the first region and the second region; (iii) forming an SiO_2 film by the thickness of the step between the first region and the second region under heating on each of the second regions; (iii) cooling the optical glass substrate; A step is formed on the surface of the optical glass substrate, which consists of a step of creating a crack in the SiO_2 film on top of the aluminum film on the first region, and (iv) a step of removing all the aluminum film by adding acid or alkali. A method of manufacturing an optical glass member having the above-mentioned structure and producing a predetermined retardation.
(2)請求項(1)の製造方法で生成される光学ガラス
部材。
(2) An optical glass member produced by the manufacturing method according to claim (1).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281463A (en) * 2006-04-07 2007-10-25 Asml Netherlands Bv Method of monitoring polarization performance, assembly for polarization measurement, lithography apparatus and computer program product using them
JP2014068019A (en) * 2008-09-24 2014-04-17 Wi-A Corp Method of manufacturing laser reflective mask
CN115145108A (en) * 2022-09-05 2022-10-04 上海传芯半导体有限公司 EUV (extreme ultraviolet) grade substrate, EUV mask base plate, EUV mask plate and manufacturing method thereof

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