JPH0829604A - 領域を限定した回折格子パターンの作製方法 - Google Patents
領域を限定した回折格子パターンの作製方法Info
- Publication number
- JPH0829604A JPH0829604A JP18176994A JP18176994A JPH0829604A JP H0829604 A JPH0829604 A JP H0829604A JP 18176994 A JP18176994 A JP 18176994A JP 18176994 A JP18176994 A JP 18176994A JP H0829604 A JPH0829604 A JP H0829604A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- substrate
- phase plate
- interference
- exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単で量産性に優れた、領域を限定した回折格
子の作製方法を提供することである。 【構成】光路中に平板状の位相板４を挿入して二光束干
渉露光法で基板１上のフォトレジスト２に回折格子パタ
ーンを作製する領域を限定した回折格子の作製方法であ
る。２回の干渉露光を行い、第１回目と第２回目では異
なる位相板を用いる。２回の干渉露光におけるフォトレ
ジスト４上の干渉縞が、部分的に同相の部分と逆相の部
分を形成する。同相の部分が、回折格子パターンができ
る領域である。
子の作製方法を提供することである。 【構成】光路中に平板状の位相板４を挿入して二光束干
渉露光法で基板１上のフォトレジスト２に回折格子パタ
ーンを作製する領域を限定した回折格子の作製方法であ
る。２回の干渉露光を行い、第１回目と第２回目では異
なる位相板を用いる。２回の干渉露光におけるフォトレ
ジスト４上の干渉縞が、部分的に同相の部分と逆相の部
分を形成する。同相の部分が、回折格子パターンができ
る領域である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録、光情報処理、
光計測、光通信などの分野において用いられる光素子の
製造に必要な回折格子の作製技術に関するものである。
特に、限定された領域にのみ所定の周期をもった回折格
子を作製する技術に関するものである。
光計測、光通信などの分野において用いられる光素子の
製造に必要な回折格子の作製技術に関するものである。
特に、限定された領域にのみ所定の周期をもった回折格
子を作製する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回折格子は半導体レーザや光フィルタな
どの光素子に用いられている。これら光素子の製造にお
いては、光素子の形態に応じて、限定された領域にのみ
所定の周期をもった回折格子を作製する必要がある。
どの光素子に用いられている。これら光素子の製造にお
いては、光素子の形態に応じて、限定された領域にのみ
所定の周期をもった回折格子を作製する必要がある。
【０００３】従来、限定された領域に回折格子を作製す
る方法としては以下の様な方法があった。 （ア）電子ビーム直接描画 これは、基板上に電子ビーム用フォトレジストを塗布し
た後、そこに電子ビームにより回折格子パターンを直接
描画して、現像し、得られた回折格子パターンをマスク
として基板をエッチングする方法である。この方法の特
徴は、電子ビームで直接描画するため任意の場所に任意
のパターンを配置することが可能な点にある。
る方法としては以下の様な方法があった。 （ア）電子ビーム直接描画 これは、基板上に電子ビーム用フォトレジストを塗布し
た後、そこに電子ビームにより回折格子パターンを直接
描画して、現像し、得られた回折格子パターンをマスク
として基板をエッチングする方法である。この方法の特
徴は、電子ビームで直接描画するため任意の場所に任意
のパターンを配置することが可能な点にある。
【０００４】（イ）Ｘ線リソグラフィ これはまずＸ線マスクを作製する。Ｘ線マスクの作製方
法の一例として電子ビーム法があり、これは、適当なマ
スク支持体にＸ線マスク材料の薄膜を形成する。この上
に電子ビーム用フォトレジストを塗布した後、電子ビー
ムにより回折格子パターンを直接描画して、現像し、得
られた回折格子パターンをマスクとしてＸ線マスク材料
薄膜をエッチングし、Ｘ線マスクを作製する。
法の一例として電子ビーム法があり、これは、適当なマ
スク支持体にＸ線マスク材料の薄膜を形成する。この上
に電子ビーム用フォトレジストを塗布した後、電子ビー
ムにより回折格子パターンを直接描画して、現像し、得
られた回折格子パターンをマスクとしてＸ線マスク材料
薄膜をエッチングし、Ｘ線マスクを作製する。
【０００５】次に、実際に回折格子を作製する。回折格
子を作製する基板にＸ線リソグラフィ用フォトレジスト
を塗布する。ここに、先に作製したＸ線マスクを用い、
シンクロトロン放射光によって露光し、現像して回折格
子パターンを得る。この回折格子パターンをマスクとし
て基板をエッチングする。この方法の特徴は、電子ビー
ム直接描画法に比べて量産性に優れている点である。
子を作製する基板にＸ線リソグラフィ用フォトレジスト
を塗布する。ここに、先に作製したＸ線マスクを用い、
シンクロトロン放射光によって露光し、現像して回折格
子パターンを得る。この回折格子パターンをマスクとし
て基板をエッチングする。この方法の特徴は、電子ビー
ム直接描画法に比べて量産性に優れている点である。
【０００６】（ウ）マスク露光（二光束干渉露光１） 図４に示す二光束干渉露光は、回折格子の作製において
一般的に広く用いられている方法である。二光束干渉露
光とは、波長の短いコヒーレントなレーザ光１０３（通
常ＡｒレーザやＨｅ−Ｃｄレーザが光源５として用いら
れる）をビームエクスパンダ１０７で広げてビームスプ
リッタ１０６で二つの光束に分け、ミラー８、９を用い
て基板１０１上で再び二光束を合成し、その干渉による
周期的干渉縞パターンを基板１０１上のフォトレジスト
１０２に露光するものである。
一般的に広く用いられている方法である。二光束干渉露
光とは、波長の短いコヒーレントなレーザ光１０３（通
常ＡｒレーザやＨｅ−Ｃｄレーザが光源５として用いら
れる）をビームエクスパンダ１０７で広げてビームスプ
リッタ１０６で二つの光束に分け、ミラー８、９を用い
て基板１０１上で再び二光束を合成し、その干渉による
周期的干渉縞パターンを基板１０１上のフォトレジスト
１０２に露光するものである。
【０００７】これを現像して得られた回折格子パターン
をマスクとして、基板１０１をエッチングする。又、マ
スク露光方法は、図５に示すように、前記二光束干渉露
光の際、基板１１１と二光束レーザ光１１３との間に適
当なマスク１１９を設けて、基板１１１上のフォトレジ
スト１１２の露光領域を制限する方法である。
をマスクとして、基板１０１をエッチングする。又、マ
スク露光方法は、図５に示すように、前記二光束干渉露
光の際、基板１１１と二光束レーザ光１１３との間に適
当なマスク１１９を設けて、基板１１１上のフォトレジ
スト１１２の露光領域を制限する方法である。
【０００８】（エ）耐エッチング材料による基板カバー
（二光束干渉露光２） 特開昭５９−８４２０５に記載されているこの方法は、
まず最初に基板全面を、基板エッチング時に耐エッチン
グ性のある薄膜で覆う。この薄膜の材料としては誘電体
や金属を用いる。次に、基板表面の回折格子を形成する
領域のみ、該薄膜をリフトオフもしくはエッチングによ
り取り除く。
（二光束干渉露光２） 特開昭５９−８４２０５に記載されているこの方法は、
まず最初に基板全面を、基板エッチング時に耐エッチン
グ性のある薄膜で覆う。この薄膜の材料としては誘電体
や金属を用いる。次に、基板表面の回折格子を形成する
領域のみ、該薄膜をリフトオフもしくはエッチングによ
り取り除く。
【０００９】この上に二光束干渉露光用のフォトレジス
トを塗布し、全面二光束干渉露光し、現像して回折格子
パターンを得る。前記薄膜とこの回折格子パターンの両
者をマスクとして基板をエッチングして、領域を限定し
た回折格子を得る。
トを塗布し、全面二光束干渉露光し、現像して回折格子
パターンを得る。前記薄膜とこの回折格子パターンの両
者をマスクとして基板をエッチングして、領域を限定し
た回折格子を得る。
【００１０】（オ）材料の異なる２種類のフォトレジス
トを用いる方法（二光束干渉露光３） 特公平５−２４４８１に記載されているごとく、まず、
基板にノボラック系のポジレジストを塗布し、二光束干
渉露光を行い現像する事で、基板全面に回折格子パター
ンを得る。次に、前記レジスト回折格子パターン上に環
化ゴム系のネガレジストを塗布し、マスク露光して現像
する事で、回折格子を作製したい領域のみの窓開けを行
う。
トを用いる方法（二光束干渉露光３） 特公平５−２４４８１に記載されているごとく、まず、
基板にノボラック系のポジレジストを塗布し、二光束干
渉露光を行い現像する事で、基板全面に回折格子パター
ンを得る。次に、前記レジスト回折格子パターン上に環
化ゴム系のネガレジストを塗布し、マスク露光して現像
する事で、回折格子を作製したい領域のみの窓開けを行
う。
【００１１】前記環化ゴム系ネガレジストの現像工程に
おいてノボラック系ポジレジストのパターンへの影響が
小さいので、レジスト回折格子パターン上にネガレジス
トによる領域限定のパターンができる。これらのパター
ンをマスクにして基板をエッチングすることにより、領
域を限定した回折格子を得る。
おいてノボラック系ポジレジストのパターンへの影響が
小さいので、レジスト回折格子パターン上にネガレジス
トによる領域限定のパターンができる。これらのパター
ンをマスクにして基板をエッチングすることにより、領
域を限定した回折格子を得る。
【００１２】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
れらの方法には以下に示す様な欠点があった。 （ア）電子ビーム直接描画 回折格子パターンの描画に非常に時間がかかるため、量
産性に劣る。
れらの方法には以下に示す様な欠点があった。 （ア）電子ビーム直接描画 回折格子パターンの描画に非常に時間がかかるため、量
産性に劣る。
【００１３】（イ）Ｘ線リソグラフィ 基本的にマスク露光なので、一度マスクを作製してしま
えば、（ア）の電子ビーム直接描画よりは量産性に優れ
る。しかし、シンクロトロン放射光を発生する設備が大
掛かりで費用もかかる。
えば、（ア）の電子ビーム直接描画よりは量産性に優れ
る。しかし、シンクロトロン放射光を発生する設備が大
掛かりで費用もかかる。
【００１４】（ウ）マスク露光（二光束干渉露光１） マスクを通し二光束干渉露光とすると、マスクの遮光部
分と透光部分の境界部で影になったり、回折によってパ
ターンが乱れたりする。
分と透光部分の境界部で影になったり、回折によってパ
ターンが乱れたりする。
【００１５】（エ）耐エッチング材料による基板カバー
（二光束干渉露光２） 薄膜で基板全面を覆い開口部を設けた後にレジスト塗布
して二光束干渉露光すると、開口部の境界部分に段差が
あるために、回折格子パターンが乱れたりする。
（二光束干渉露光２） 薄膜で基板全面を覆い開口部を設けた後にレジスト塗布
して二光束干渉露光すると、開口部の境界部分に段差が
あるために、回折格子パターンが乱れたりする。
【００１６】（オ）材料の異なる２種類のフォトレジス
トを用いる方法（二光束干渉露光３） フォトレジストの回折格子パターン上に、フォトレジス
トで領域限定のパターニングを行うため、２種類のフォ
トレジストおよび現像液などの処理薬品の反応に注意を
払う必要がある。多くの場合に反応があり（反応が全く
無い方が稀である）、領域限定のパターニングの際にフ
ォトレジスト回折格子のパターンが変化する。したがっ
て、フォトレジストの選択に制限がある。
トを用いる方法（二光束干渉露光３） フォトレジストの回折格子パターン上に、フォトレジス
トで領域限定のパターニングを行うため、２種類のフォ
トレジストおよび現像液などの処理薬品の反応に注意を
払う必要がある。多くの場合に反応があり（反応が全く
無い方が稀である）、領域限定のパターニングの際にフ
ォトレジスト回折格子のパターンが変化する。したがっ
て、フォトレジストの選択に制限がある。
【００１７】よって、本発明の目的は、以上の従来の方
法における問題点を解決し、簡単で量産性に優れた、領
域を限定した回折格子の作製方法を提供することであ
る。
法における問題点を解決し、簡単で量産性に優れた、領
域を限定した回折格子の作製方法を提供することであ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の領域を限定した
回折格子の作製方法ないし装置では、二光束干渉露光を
用いて２回（複数回）の露光を行っており、基板上に形
成される干渉縞の位相を、光路中に誘電体など空気とは
異なる屈折率をもつ位相板を挿入することにより、２回
の露光の間でずらす。この位相板は、部分的に厚みを変
えて干渉縞の位相変化量を制御し、基板上の或る領域で
は１回目と２回目の干渉縞を同相にし、また別の領域で
は１回目と２回目の干渉縞を逆相にする。このことによ
り、１回目と２回目の干渉縞が同相の領域では干渉縞が
露光され、１回目と２回目の干渉縞が逆相の領域では平
均露光となり全面露光される。そのため、基板上には、
露光の１回目と２回目の干渉縞を同相にした領域にだ
け、回折格子が形成されることになる。このようにして
領域を限定した回折格子が安定して得られる。
回折格子の作製方法ないし装置では、二光束干渉露光を
用いて２回（複数回）の露光を行っており、基板上に形
成される干渉縞の位相を、光路中に誘電体など空気とは
異なる屈折率をもつ位相板を挿入することにより、２回
の露光の間でずらす。この位相板は、部分的に厚みを変
えて干渉縞の位相変化量を制御し、基板上の或る領域で
は１回目と２回目の干渉縞を同相にし、また別の領域で
は１回目と２回目の干渉縞を逆相にする。このことによ
り、１回目と２回目の干渉縞が同相の領域では干渉縞が
露光され、１回目と２回目の干渉縞が逆相の領域では平
均露光となり全面露光される。そのため、基板上には、
露光の１回目と２回目の干渉縞を同相にした領域にだ
け、回折格子が形成されることになる。このようにして
領域を限定した回折格子が安定して得られる。
【００１９】詳細には、平板状の位相板を挿入して二光
束干渉露光法で基板上のフォトレジストに回折格子パタ
ーンを作製する工程において、２回の干渉露光を行い、
第１回目と第２回目では異なる位相板を用い、２回の干
渉露光におけるフォトレジスト上の干渉縞が部分的に同
相の部分と逆相の部分を形成することを特徴とする。
束干渉露光法で基板上のフォトレジストに回折格子パタ
ーンを作製する工程において、２回の干渉露光を行い、
第１回目と第２回目では異なる位相板を用い、２回の干
渉露光におけるフォトレジスト上の干渉縞が部分的に同
相の部分と逆相の部分を形成することを特徴とする。
【００２０】より具体的には、前記位相板は露光干渉面
に挿入されたり、前記２光束の入射角の２等分線は基板
及び位相板に対して傾けられたり、前記位相板は干渉露
光用光束の光路内に挿入されたり、前記位相板は干渉露
光用光束の光路に対して傾けられたり、第２回目の干渉
露光で用いる前記位相板は、部分的に段差を与えた形状
であったり、２回の干渉露光で用いる前記位相板は、表
面に反射防止膜が形成されていたりする。
に挿入されたり、前記２光束の入射角の２等分線は基板
及び位相板に対して傾けられたり、前記位相板は干渉露
光用光束の光路内に挿入されたり、前記位相板は干渉露
光用光束の光路に対して傾けられたり、第２回目の干渉
露光で用いる前記位相板は、部分的に段差を与えた形状
であったり、２回の干渉露光で用いる前記位相板は、表
面に反射防止膜が形成されていたりする。
【００２１】
【実施例】本発明の特徴を最も良く表す一実施例を説明
する。図１は本実施例で使用した二光束干渉露光装置の
平面図である。
する。図１は本実施例で使用した二光束干渉露光装置の
平面図である。
【００２２】図１において、１は基板、２はフォトレジ
スト、３は基板ホルダー、４は位相板、５はＨｅ−Ｃｄ
レーザ装置、６、７、８および９はミラー、１０はビー
ムスプリッタ、１１はビームエキスパンダ、１２はレン
ズ、１３の線は光束の光路を示す。
スト、３は基板ホルダー、４は位相板、５はＨｅ−Ｃｄ
レーザ装置、６、７、８および９はミラー、１０はビー
ムスプリッタ、１１はビームエキスパンダ、１２はレン
ズ、１３の線は光束の光路を示す。
【００２３】図１において、Ｈｅ−Ｃｄレーザ装置５か
ら出射した紫外レーザ光１３（波長３２５．０ｎｍ）
は、ミラー６および７で反射され、ビームエキスパンダ
１１でビーム径が広げられてレンズ１２で平行光束に直
された後、ビームスプリッタ１０で２光束に分割され
る。２光束は更にミラー８および９でそれぞれ反射さ
れ、基板１面で干渉し、干渉縞が基板１上のフォトレジ
スト２に露光される。
ら出射した紫外レーザ光１３（波長３２５．０ｎｍ）
は、ミラー６および７で反射され、ビームエキスパンダ
１１でビーム径が広げられてレンズ１２で平行光束に直
された後、ビームスプリッタ１０で２光束に分割され
る。２光束は更にミラー８および９でそれぞれ反射さ
れ、基板１面で干渉し、干渉縞が基板１上のフォトレジ
スト２に露光される。
【００２４】基板１上のフォトレジスト２の上には位相
板４が密着して置かれている。後に詳しく述べるが、都
合２回の干渉露光が行われ、それぞれの露光の際に用い
られる位相板は仕様が異なる。また、２光束の入射角の
２等分線が基板１面に対して垂直にならないように基板
ホルダー３を傾斜させている。即ち、基板ホルダー３は
この様な調整が可能な構造を有する。また、位相板４の
ホルダーもその様な構造になっている。基板１への２光
束の入射角度はミラー８および９の位置によって決定さ
れる。
板４が密着して置かれている。後に詳しく述べるが、都
合２回の干渉露光が行われ、それぞれの露光の際に用い
られる位相板は仕様が異なる。また、２光束の入射角の
２等分線が基板１面に対して垂直にならないように基板
ホルダー３を傾斜させている。即ち、基板ホルダー３は
この様な調整が可能な構造を有する。また、位相板４の
ホルダーもその様な構造になっている。基板１への２光
束の入射角度はミラー８および９の位置によって決定さ
れる。
【００２５】次に、２回の露光で、領域を限定した回折
格子作製を行う方法を説明する。図２は基板１近傍のみ
を拡大している。図２（ａ）は１回目の干渉露光の様
子、図２（ｂ）は２回目の干渉露光の様子を示してい
る。また、図２（ｃ）は１回目、２回目および１回目と
２回目の光強度の分布を示している。図２（ａ）と
（ｂ）の構成は位相板の仕様のみが異なり、他は同一で
ある。図２において、１は基板、２はフォトレジスト、
４および４′は夫々仕様が異なる位相板である。
格子作製を行う方法を説明する。図２は基板１近傍のみ
を拡大している。図２（ａ）は１回目の干渉露光の様
子、図２（ｂ）は２回目の干渉露光の様子を示してい
る。また、図２（ｃ）は１回目、２回目および１回目と
２回目の光強度の分布を示している。図２（ａ）と
（ｂ）の構成は位相板の仕様のみが異なり、他は同一で
ある。図２において、１は基板、２はフォトレジスト、
４および４′は夫々仕様が異なる位相板である。
【００２６】まず１回目の露光を説明する。図２（ａ）
で露光した際は、位相板４は基板１全面にわたり均一な
厚みｄを有し、基板１全体に均一な明暗の位相をもつ干
渉縞が露光される。次に２回目の露光を説明する。図２
（ｂ）で露光した際は、位相板４′は中央部が厚く、周
辺部ではやや薄くなっている。中央部の厚みは図２
（ａ）と同じｄになっており、周辺部はｄよりΔｄだけ
薄いｄ′になっている。
で露光した際は、位相板４は基板１全面にわたり均一な
厚みｄを有し、基板１全体に均一な明暗の位相をもつ干
渉縞が露光される。次に２回目の露光を説明する。図２
（ｂ）で露光した際は、位相板４′は中央部が厚く、周
辺部ではやや薄くなっている。中央部の厚みは図２
（ａ）と同じｄになっており、周辺部はｄよりΔｄだけ
薄いｄ′になっている。
【００２７】基板１位置や光源５をそのままに２回目の
露光を行うと、位相板４′の厚みが１回目の露光と同じ
ｄである中央部は、１回目と干渉縞の明暗の位相が同一
になり、位相板４′の厚みがｄ′の周辺部は１回目と干
渉縞の明暗の位相が異なる。ｄ′を適当に設定し、周辺
部において１回目と２回目の明暗の位相を反転できれ
ば、周辺部では全面ほぼ均一露光となりフォトレジスト
２に回折格子パターンはできない。図２（ｃ）の一番下
の光強度分布を見れば明らかである。したがって、中央
部にのみ領域を限定して回折格子を作製することができ
る。
露光を行うと、位相板４′の厚みが１回目の露光と同じ
ｄである中央部は、１回目と干渉縞の明暗の位相が同一
になり、位相板４′の厚みがｄ′の周辺部は１回目と干
渉縞の明暗の位相が異なる。ｄ′を適当に設定し、周辺
部において１回目と２回目の明暗の位相を反転できれ
ば、周辺部では全面ほぼ均一露光となりフォトレジスト
２に回折格子パターンはできない。図２（ｃ）の一番下
の光強度分布を見れば明らかである。したがって、中央
部にのみ領域を限定して回折格子を作製することができ
る。
【００２８】次に、作製に必要な数値計算例を示す。波
長１．５５μｍの長波長半導体レーザを作製する場合、
必要な回折格子の周期Λは２４０．０ｎｍとなる。基板
面に対して光強度ピークの進路が垂直な場合、周期Λ＝
２４０．０ｎｍを得るための入射角θは、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザの波長をλHd-Cdとすると λHd-Cd＝２Λｓｉｎθ λHd-Cd＝３２５．０ｎｍなのでθ＝４２．６２°とな
る。
長１．５５μｍの長波長半導体レーザを作製する場合、
必要な回折格子の周期Λは２４０．０ｎｍとなる。基板
面に対して光強度ピークの進路が垂直な場合、周期Λ＝
２４０．０ｎｍを得るための入射角θは、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザの波長をλHd-Cdとすると λHd-Cd＝２Λｓｉｎθ λHd-Cd＝３２５．０ｎｍなのでθ＝４２．６２°とな
る。
【００２９】しかしながら、２光束の入射角の２等分線
が基板面に対して垂直な場合には、位相板の厚みが変わ
っても、基板上の干渉縞の明暗の位相は変わらないの
で、２光束の入射角の２等分線を基板（位相板も含ん
で）に対して傾ける必要がある。本装置では基板の方を
傾けている。
が基板面に対して垂直な場合には、位相板の厚みが変わ
っても、基板上の干渉縞の明暗の位相は変わらないの
で、２光束の入射角の２等分線を基板（位相板も含ん
で）に対して傾ける必要がある。本装置では基板の方を
傾けている。
【００３０】基板１をθ0だけ傾けたとする。このと
き、基板上にできる回折格子のピッチも変わるのでθも
調整する必要がある。傾斜角度をθ0とすると λHd-Cd＝２Λｃｏｓθ0ｓｉｎθ となる。Λ＝２４０．０ｎｍの場合のθ0とθの関係は
次表のとおりになる。
き、基板上にできる回折格子のピッチも変わるのでθも
調整する必要がある。傾斜角度をθ0とすると λHd-Cd＝２Λｃｏｓθ0ｓｉｎθ となる。Λ＝２４０．０ｎｍの場合のθ0とθの関係は
次表のとおりになる。
【００３１】
【表１】 次に空気中から位相板に入射したときの角度の変化を求
める。図３はこの場合の光束進路の変化を表す。図３に
おいて、Ｂは第１の光束の進行方向、Ｃは第２の光束の
進行方向、Ａは第１の光束Ｂと第２の光束Ｃの入射角の
２等分線である。また、Ｂ′は位相板に入射後の第１の
光束Ｂの進行方向、Ｃ′は位相板に入射後の第２の光束
Ｃの進行方向、Ａ′は位相板に入射後の第１の光束Ｂと
第２の光束Ｃの干渉で出来た光強度ピークの進行方向、
Ａ″は２等分線Ａの進行方向の延長である。
める。図３はこの場合の光束進路の変化を表す。図３に
おいて、Ｂは第１の光束の進行方向、Ｃは第２の光束の
進行方向、Ａは第１の光束Ｂと第２の光束Ｃの入射角の
２等分線である。また、Ｂ′は位相板に入射後の第１の
光束Ｂの進行方向、Ｃ′は位相板に入射後の第２の光束
Ｃの進行方向、Ａ′は位相板に入射後の第１の光束Ｂと
第２の光束Ｃの干渉で出来た光強度ピークの進行方向、
Ａ″は２等分線Ａの進行方向の延長である。
【００３２】位相板の屈折率をｎ′とすると、スネルの
法則により ｓｉｎθL＝ｎ′ｓｉｎθL′ ｓｉｎθR＝ｎ′ｓｉｎθR′ の関係がある。ここで θL＝θ−θ0θR＝θ＋θ0 θ0＝（θL−θR）／２ である。位相板を石英とすると、ｎ′＝１．４８であ
る。
法則により ｓｉｎθL＝ｎ′ｓｉｎθL′ ｓｉｎθR＝ｎ′ｓｉｎθR′ の関係がある。ここで θL＝θ−θ0θR＝θ＋θ0 θ0＝（θL−θR）／２ である。位相板を石英とすると、ｎ′＝１．４８であ
る。
【００３３】波長１．５５μｍにおいてΛ＝２４０．０
ｎｍ、θ0＝５°とすると θ＝４２．８２° θL ＝３７．８２° θR ＝４７．８２° θL′＝２４．４８° θR′＝３０．０５° θ0′＝２．７８° となる。露光光学系は上記のようにセットすればよい。
ｎｍ、θ0＝５°とすると θ＝４２．８２° θL ＝３７．８２° θR ＝４７．８２° θL′＝２４．４８° θR′＝３０．０５° θ0′＝２．７８° となる。露光光学系は上記のようにセットすればよい。
【００３４】次に位相板４′に必要な段差を求める。２
回の干渉露光間で明暗の位相が反転する、すなわち明暗
の位相がΛ／２だけ異なる条件は、（ｄ−ｄ′）（ｔａ
ｎθ0−ｔａｎθ0′）＝Δｘ−Δｘ′＝ｎΛ＋Λ／２で
ある（ｎは整数、ΔｘとΔｘ′は図３参照）。
回の干渉露光間で明暗の位相が反転する、すなわち明暗
の位相がΛ／２だけ異なる条件は、（ｄ−ｄ′）（ｔａ
ｎθ0−ｔａｎθ0′）＝Δｘ−Δｘ′＝ｎΛ＋Λ／２で
ある（ｎは整数、ΔｘとΔｘ′は図３参照）。
【００３５】波長１．５５μｍにおいてθ0＝５°、Λ
＝２４０ｎｍ、θ0′＝２．７８°、ｎ＝１では、 （ｄ−ｄ′）＝２４０／２・１／（ｔａｎθ0−ｔａｎ
θ0′）＝３０８２ｎｍ＝３．０８μｍ よって、図２（ｂ）において、位相板Δ４′に設ける段
差は３．０８μｍにすればよい。
＝２４０ｎｍ、θ0′＝２．７８°、ｎ＝１では、 （ｄ−ｄ′）＝２４０／２・１／（ｔａｎθ0−ｔａｎ
θ0′）＝３０８２ｎｍ＝３．０８μｍ よって、図２（ｂ）において、位相板Δ４′に設ける段
差は３．０８μｍにすればよい。
【００３６】位相板の作製にはいくつかの方法がある。
ここでは石英板上にレジストで一部領域を覆い、ＣＦ4
ガスを用いて反応性イオンエッチング装置でエッチング
して作製した。レジストで覆われた領域はそのままで、
レジストで覆われていなかった領域がエッチングされ、
その境界の段差が３．０８μｍになるように作製され
た。位相板表面には反射防止膜を形成しておく。反射防
止膜を設けても、その膜厚は非常に小さいので上記の議
論に対して実質的に影響はない。
ここでは石英板上にレジストで一部領域を覆い、ＣＦ4
ガスを用いて反応性イオンエッチング装置でエッチング
して作製した。レジストで覆われた領域はそのままで、
レジストで覆われていなかった領域がエッチングされ、
その境界の段差が３．０８μｍになるように作製され
た。位相板表面には反射防止膜を形成しておく。反射防
止膜を設けても、その膜厚は非常に小さいので上記の議
論に対して実質的に影響はない。
【００３７】以上記述したような露光光学系および位相
板を用いて、領域を限定した回折格子を作製した。以下
に手順を示す。
板を用いて、領域を限定した回折格子を作製した。以下
に手順を示す。
【００３８】（１）シンナーで適度に希釈したフォトレ
ジスト２を基板１上に塗布して、乾燥させる。レジスト
２の塗布膜厚は５０〜１００ｎｍ程度とする。 （２）基板１を露光光学系に配置する。段差を持たない
厚さｄの第１の位相板４を基板１に密着して配置する。
露光光学系の角度などは上記の計算値にする。 （３）１回目の干渉露光を行う。 （４）基板１の位置を変えずに、第１の位相板４から段
差をもつ第２の位相板４′に交換する。第２の位相板
４′は厚さｄの領域と厚さｄ′の領域を持つ。 （５）２回目の干渉露光を行う。 （６）基板１上のフォトレジスト２を現像する。 （７）出来上がったフォトレジストパターンをマスクと
して、基板１をエッチングしてパターンを転写する。 （８）残ったフォトレジストを除去する。 以上の工程で領域を限定した回折格子が基板上に作製で
きる。
ジスト２を基板１上に塗布して、乾燥させる。レジスト
２の塗布膜厚は５０〜１００ｎｍ程度とする。 （２）基板１を露光光学系に配置する。段差を持たない
厚さｄの第１の位相板４を基板１に密着して配置する。
露光光学系の角度などは上記の計算値にする。 （３）１回目の干渉露光を行う。 （４）基板１の位置を変えずに、第１の位相板４から段
差をもつ第２の位相板４′に交換する。第２の位相板
４′は厚さｄの領域と厚さｄ′の領域を持つ。 （５）２回目の干渉露光を行う。 （６）基板１上のフォトレジスト２を現像する。 （７）出来上がったフォトレジストパターンをマスクと
して、基板１をエッチングしてパターンを転写する。 （８）残ったフォトレジストを除去する。 以上の工程で領域を限定した回折格子が基板上に作製で
きる。
【００３９】本実施例では、（２）の工程において、段
差を持たない厚さｄの位相板４を挿入して、第１回目の
露光をおこなっているのは、第２回目の露光で段差を持
つ位相板４′を挿入したとき厚さｄの部分で、容易に明
暗の位相が等位相になる様にするためである。
差を持たない厚さｄの位相板４を挿入して、第１回目の
露光をおこなっているのは、第２回目の露光で段差を持
つ位相板４′を挿入したとき厚さｄの部分で、容易に明
暗の位相が等位相になる様にするためである。
【００４０】上の（２）及び（４）の工程で位相板を基
板１に密着して配置したが、位相板は露光光束の光路中
（例えば、ミラー９と基板１の間の光路中）に配置して
もよい。この場合、位相板を上記の如く傾け基板を傾け
ずに配置してもよい。位相板を交換して２回の露光を行
うことは上記の方法と同じである。
板１に密着して配置したが、位相板は露光光束の光路中
（例えば、ミラー９と基板１の間の光路中）に配置して
もよい。この場合、位相板を上記の如く傾け基板を傾け
ずに配置してもよい。位相板を交換して２回の露光を行
うことは上記の方法と同じである。
【００４１】
【発明の効果】以上述べた本発明により、以下の如き効
果が奏される。 （１）位相板を用いた２回の干渉露光間で、その干渉縞
の位相を、基板上の領域によって同相にしたり逆相にす
ることにより、基板上の任意の箇所に、領域を限定して
回折格子が作製することができる。
果が奏される。 （１）位相板を用いた２回の干渉露光間で、その干渉縞
の位相を、基板上の領域によって同相にしたり逆相にす
ることにより、基板上の任意の箇所に、領域を限定して
回折格子が作製することができる。
【００４２】また、この方法を発展させることにより、 （２）同一基板上の数箇所に、任意の方位と深さと周期
の回折格子を作製することができる。これは、１つの回
折格子を作製した後に、位相板の仕様を変えて、同様な
方法で、異なる位置に別の回折格子を作製することで達
成できる。
の回折格子を作製することができる。これは、１つの回
折格子を作製した後に、位相板の仕様を変えて、同様な
方法で、異なる位置に別の回折格子を作製することで達
成できる。
【００４３】こうして、本発明の方法によれば、回折格
子領域とそれ以外の領域との境界で回折格子形状の乱れ
が比較的なく、良好な凹凸形状を維持することが可能な
ので、本発明の一連の工程を繰り返すことにより、基板
上に任意の回折格子を任意数製作できる。
子領域とそれ以外の領域との境界で回折格子形状の乱れ
が比較的なく、良好な凹凸形状を維持することが可能な
ので、本発明の一連の工程を繰り返すことにより、基板
上に任意の回折格子を任意数製作できる。
【図１】本発明の実施例で使用する二光束干渉露光装置
の平面図。
の平面図。
【図２】本発明の実施例で使用する二光束干渉露光装置
において基板近傍を拡大した図を示し、（ａ）は１回目
の干渉露光の様子を示し、（ｂ）は２回目の干渉露光の
様子を示し、（ｃ）は１回目の干渉露光の光強度分布、
２回目の干渉露光の光強度分布および１回目と２回目の
合計の干渉露光の光強度分布を示す。
において基板近傍を拡大した図を示し、（ａ）は１回目
の干渉露光の様子を示し、（ｂ）は２回目の干渉露光の
様子を示し、（ｃ）は１回目の干渉露光の光強度分布、
２回目の干渉露光の光強度分布および１回目と２回目の
合計の干渉露光の光強度分布を示す。
【図３】段差のある位相板に入射した光束の進路変化を
示す図。
示す図。
【図４】従来例を示す図。
【図５】従来例を示す図。
１ 基板 ２ フォトレジスト ３ 基板ホルダー ４、４′ 位相板 ５ Ｈｅ−Ｃｄレーザ装置 ６、７、８および９ ミラー １０ ビームスプリッタ １１ ビームエキスパンダ １２ レンズ １３ 光束の光路を示す線 Ａ 第１の光束と第２の光束の入射角の２等分線 Ｂ 第１の光束の進行方向 Ｃ 第２の光束の進行方向 Ａ′ 位相板に入射後の第１の光束と第２の光束の進
行方向の２等分線 Ｂ′ 位相板に入射後の第１の光束の進行方向 Ｃ′ 位相板に入射後の第２の光束の進行方向 Ａ″ ２等分線Ａの延長線
行方向の２等分線 Ｂ′ 位相板に入射後の第１の光束の進行方向 Ｃ′ 位相板に入射後の第２の光束の進行方向 Ａ″ ２等分線Ａの延長線
Claims (7)
- 【請求項１】 平板状の位相板を挿入して二光束干渉露
光法で基板上のフォトレジストに回折格子パターンを作
製する工程において、２回の干渉露光を行い、第１回目
と第２回目では異なる位相板を用い、２回の干渉露光に
おけるフォトレジスト上の干渉縞が部分的に同相の部分
と逆相の部分を形成することを特徴とする基板表面の領
域を限定した回折格子パターンの作製方法。 - 【請求項２】 前記位相板は露光干渉面に挿入されるこ
とを特徴とする請求項１記載の回折格子パターンの作製
方法。 - 【請求項３】 前記２光束の入射角の２等分線は基板及
び位相板に対して傾けられることを特徴とする請求項２
記載の回折格子パターンの作製方法。 - 【請求項４】 前記位相板は干渉露光用光束の光路内に
挿入されることを特徴とする請求項１記載の回折格子パ
ターンの作製方法。 - 【請求項５】 前記位相板は干渉露光用光束の光路に対
して傾けられることを特徴とする請求項４記載の回折格
子パターンの作製方法。 - 【請求項６】 第２回目の干渉露光で用いる前記位相板
は、部分的に段差を与えた形状であることを特徴とする
請求項１記載の回折格子パターンの作製方法。 - 【請求項７】 ２回の干渉露光で用いる前記位相板は、
表面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請
求項１記載の回折格子パターンの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18176994A JPH0829604A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 領域を限定した回折格子パターンの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18176994A JPH0829604A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 領域を限定した回折格子パターンの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829604A true JPH0829604A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16106570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18176994A Pending JPH0829604A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 領域を限定した回折格子パターンの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009134287A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-06-18 | Seiko Epson Corp | 回折光学素子とその製造方法、及びレーザー加工方法 |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP18176994A patent/JPH0829604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009134287A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-06-18 | Seiko Epson Corp | 回折光学素子とその製造方法、及びレーザー加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5245470A (en) | Polarizing exposure apparatus using a polarizer and method for fabrication of a polarizing mask by using a polarizing exposure apparatus | |
| KR20040050884A (ko) | 노광장치와 노광방법 | |
| US5902493A (en) | Method for forming micro patterns of semiconductor devices | |
| JP4613364B2 (ja) | レジストパタン形成方法 | |
| US4329410A (en) | Production of X-ray lithograph masks | |
| US6676846B2 (en) | Device and method for fabricating diffractive gratings | |
| JPH05232684A (ja) | 位相シフト・リソグラフィマスクの作製 | |
| KR100475083B1 (ko) | 미세한 콘택홀 어레이를 위한 포토마스크, 그 제조방법 및사용방법 | |
| JPH06148861A (ja) | フォトマスク及びその製造方法 | |
| JPH0829604A (ja) | 領域を限定した回折格子パターンの作製方法 | |
| US5468576A (en) | Method for manufacturing exposure mask | |
| US6727046B1 (en) | Process for making a periodic profile | |
| JPH0821908A (ja) | 光学素子の製造方法 | |
| JP3130335B2 (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH05224398A (ja) | 透過率変調型フォトマスク、およびそれを用いる光学部品の製造方法 | |
| JP3091886B2 (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| US20030144599A1 (en) | Device and method for carrying out spatially directed detection of an electroencephalogram | |
| JPH03242648A (ja) | ホトマスクの製造方法 | |
| KR100455384B1 (ko) | 웨이브 가이드형 교번 위상 반전 마스크 및 그 제조방법 | |
| JPH0345951A (ja) | 露光用マスク、露光用マスクの製造方法およびこれを用いた露光方法 | |
| JPS6398608A (ja) | 回折格子の製造方法 | |
| JPH07198922A (ja) | 回折格子の作製方法 | |
| JPH02199401A (ja) | 回折格子の作製方法 | |
| JPS6128940A (ja) | 微細パタ−ン形成法及びその装置 | |
| JPH09190963A (ja) | マスク及びこれを用いたデバイス生産方法や露光装置 |