JPH08334610A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
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- JPH08334610A JPH08334610A JP16292495A JP16292495A JPH08334610A JP H08334610 A JPH08334610 A JP H08334610A JP 16292495 A JP16292495 A JP 16292495A JP 16292495 A JP16292495 A JP 16292495A JP H08334610 A JPH08334610 A JP H08334610A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＦＢ半導体レーザのための回折格子を低コ
ストで且つ高精度に作製する。 【構成】 基板１１上にＥＢ用レジストを塗布し、これ
を電子線で照射してＥＢ用レジスト１２から成る回折格
子パターンを形成する。このパターン１２の全体を薄い
ＳiＮx膜１３で被覆した後にＵＶ硬化レジン１４を塗布
することで、ＵＶ硬化レジン１４上に、ＥＢ用レジスト
１２の回折格子パターンを転写する。高精度で安定な形
状の回折格子パターンを有するホトマスクが得られる。
また、高価な切削工具を使用しないので、回折格子が安
価に形成できる。他の方法として、基板上に順次ＳiＯ2
膜及びアモルファスＳi層を形成し、ＳiＯ2膜をエッチ
停止層としてアモルファスＳi層をエッチングすること
で、回折格子パターンのエッチング深さを正確に制御す
ると共にエッチ面の劣化を防止する。
ストで且つ高精度に作製する。 【構成】 基板１１上にＥＢ用レジストを塗布し、これ
を電子線で照射してＥＢ用レジスト１２から成る回折格
子パターンを形成する。このパターン１２の全体を薄い
ＳiＮx膜１３で被覆した後にＵＶ硬化レジン１４を塗布
することで、ＵＶ硬化レジン１４上に、ＥＢ用レジスト
１２の回折格子パターンを転写する。高精度で安定な形
状の回折格子パターンを有するホトマスクが得られる。
また、高価な切削工具を使用しないので、回折格子が安
価に形成できる。他の方法として、基板上に順次ＳiＯ2
膜及びアモルファスＳi層を形成し、ＳiＯ2膜をエッチ
停止層としてアモルファスＳi層をエッチングすること
で、回折格子パターンのエッチング深さを正確に制御す
ると共にエッチ面の劣化を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回折格子の製造方法に
関し、更に詳しくは、半導体レーザ等における回折格子
の製造方法又は半導体レーザ等の回折格子の作製に好適
に用いられるホトマスクの製造方法に関する。
関し、更に詳しくは、半導体レーザ等における回折格子
の製造方法又は半導体レーザ等の回折格子の作製に好適
に用いられるホトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速、大容量の光通信用の光源として、
分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布ブラッグ反射器（Ｄ
ＢＲ）レーザの開発が進められている。これらの半導体
レーザでは、半導体活性層の近傍の基板上に回折格子を
配設してレーザ共振を得ている。従来、このような回折
格子パターンを得る方法として、例えば、図３（ａ）〜
（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｅ）に示す２つの方法が知ら
れている。
分布帰還型（ＤＦＢ）レーザや分布ブラッグ反射器（Ｄ
ＢＲ）レーザの開発が進められている。これらの半導体
レーザでは、半導体活性層の近傍の基板上に回折格子を
配設してレーザ共振を得ている。従来、このような回折
格子パターンを得る方法として、例えば、図３（ａ）〜
（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｅ）に示す２つの方法が知ら
れている。
【０００３】図３に示した方法は、鋸歯状の回折格子パ
ターンを得る例を示している。まず、精密加工用切削器
３６を使用して、基板３１上に堆積させたＡl膜３２を
切削し、例えば１mmあたり４２００本の溝を含む回折格
子の原型パターンをＡl膜３２に形成する（図３
（ａ））。このＡl膜３２上に紫外線硬化型レジン（Ｕ
Ｖ硬化レジン）３３を塗布し、更にその上にクォーツ基
板３４を搭載して紫外線を照射することで、ＵＶ硬化レ
ジン３３を硬化させる（同図（ｂ））。これにより、Ａ
l膜３２上の原型パターンがＵＶ硬化レジン３３に転写
され、ガラス基板３４上に搭載された回折格子パターン
のレプリカが得られる（同図（ｃ））。引き続き、ＵＶ
硬化レジンの表面の所定位置にＣr膜３５を堆積して、
回折格子を形成するためのホトマスクを得る。
ターンを得る例を示している。まず、精密加工用切削器
３６を使用して、基板３１上に堆積させたＡl膜３２を
切削し、例えば１mmあたり４２００本の溝を含む回折格
子の原型パターンをＡl膜３２に形成する（図３
（ａ））。このＡl膜３２上に紫外線硬化型レジン（Ｕ
Ｖ硬化レジン）３３を塗布し、更にその上にクォーツ基
板３４を搭載して紫外線を照射することで、ＵＶ硬化レ
ジン３３を硬化させる（同図（ｂ））。これにより、Ａ
l膜３２上の原型パターンがＵＶ硬化レジン３３に転写
され、ガラス基板３４上に搭載された回折格子パターン
のレプリカが得られる（同図（ｃ））。引き続き、ＵＶ
硬化レジンの表面の所定位置にＣr膜３５を堆積して、
回折格子を形成するためのホトマスクを得る。
【０００４】図３（ｄ）に示すように、上記で得られた
ホトマスクに対して所定角度で、例えば波長λが３６５
μmの光３７を照射すると、透過光３８と回折光３９と
を同時に得ることができ、回折格子の下側約５〜１０μ
mの位置に、２光束干渉露光法と同様な干渉縞が現れ
る。これを利用して、例えば０．２μm程度のピッチの
回折格子パターンを露光法で形成することが出来る。
ホトマスクに対して所定角度で、例えば波長λが３６５
μmの光３７を照射すると、透過光３８と回折光３９と
を同時に得ることができ、回折格子の下側約５〜１０μ
mの位置に、２光束干渉露光法と同様な干渉縞が現れ
る。これを利用して、例えば０．２μm程度のピッチの
回折格子パターンを露光法で形成することが出来る。
【０００５】また、図４に示した方法は、断面が矩形状
の回折格子パターンを得る例を示している。クォーツ基
板４１上にＣr膜４２を堆積し、回折格子パターンを形
成する所定位置に窓を形成する。次いで、熱硬化レジン
層４３、ゲルマニウム層４４、及び、ＥＢ（電子ビー
ム）用レジスト層４５を含む多層レジスト構造を形成す
る（同図（ａ））。次いで、回折格子パターンを有する
マスクを使用したＥＢ露光及び湿式現像によりＥＢ用レ
ジスト層４５に回折格子パターンを形成する（同図
（ｂ））。引き続き、ＣＦ3Ｂr及びＯ2雰囲気下で、Ｅ
Ｂ用レジスト層４５をマスクとして、ゲルマニウム層４
４及び熱硬化性レジン層４３をＲＩＥ法によりエッチン
グし（同図（ｃ））、これにより、ＥＢ用レジスト層４
５の回折格子パターンを下層のレジスト層に転写する。
更に、ＣＨＦ3雰囲気下で、Ｃrパターン４２及び熱硬化
性レジン層４３をマスクとするＲＩＥを行なって、クォ
ーツ基板４１をエッチングする（同図（ｄ））。これに
より、クォーツ基板４１に回折格子パターンが形成され
る（同図（ｅ））、以下、このクォーツ基板４１をホト
マスクとして、先の例と同様に、半導体レーザのための
回折格子を形成する。
の回折格子パターンを得る例を示している。クォーツ基
板４１上にＣr膜４２を堆積し、回折格子パターンを形
成する所定位置に窓を形成する。次いで、熱硬化レジン
層４３、ゲルマニウム層４４、及び、ＥＢ（電子ビー
ム）用レジスト層４５を含む多層レジスト構造を形成す
る（同図（ａ））。次いで、回折格子パターンを有する
マスクを使用したＥＢ露光及び湿式現像によりＥＢ用レ
ジスト層４５に回折格子パターンを形成する（同図
（ｂ））。引き続き、ＣＦ3Ｂr及びＯ2雰囲気下で、Ｅ
Ｂ用レジスト層４５をマスクとして、ゲルマニウム層４
４及び熱硬化性レジン層４３をＲＩＥ法によりエッチン
グし（同図（ｃ））、これにより、ＥＢ用レジスト層４
５の回折格子パターンを下層のレジスト層に転写する。
更に、ＣＨＦ3雰囲気下で、Ｃrパターン４２及び熱硬化
性レジン層４３をマスクとするＲＩＥを行なって、クォ
ーツ基板４１をエッチングする（同図（ｄ））。これに
より、クォーツ基板４１に回折格子パターンが形成され
る（同図（ｅ））、以下、このクォーツ基板４１をホト
マスクとして、先の例と同様に、半導体レーザのための
回折格子を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３の方法によると、
Ａl膜を切削するために極めて高価な精密加工用切削器
が必要であり、この切削器の費用のために、回折格子パ
ターンを形成するための費用が増大する。
Ａl膜を切削するために極めて高価な精密加工用切削器
が必要であり、この切削器の費用のために、回折格子パ
ターンを形成するための費用が増大する。
【０００７】図４の方法では、ＲＩＥ法で直接にクォー
ツ基板に回折格子パターンを形成している。しかし、こ
のようなドライエッチング法で正確なパターンを形成す
ることは、現実的には極めて困難という事情がある。特
に、ドライエッチング法によるエッチングでは、クォー
ツ基板の表面が荒れ、クォーツ基板の光透過率が低下す
る。更に、エッチング深さの制御は、一般に、エッチン
グ時間の制御で行なわれるが、この制御方法により高い
精度でエッチング深さを得るのは困難という問題もあ
る。加えて、高価なクォーツ基板を直接にエッチングす
る構成であるから、前記事情等のために所定の精度内で
形成できなかったクォーツ基板は廃棄せざるを得ず、得
られるホトマスクを特に高価なものにする。
ツ基板に回折格子パターンを形成している。しかし、こ
のようなドライエッチング法で正確なパターンを形成す
ることは、現実的には極めて困難という事情がある。特
に、ドライエッチング法によるエッチングでは、クォー
ツ基板の表面が荒れ、クォーツ基板の光透過率が低下す
る。更に、エッチング深さの制御は、一般に、エッチン
グ時間の制御で行なわれるが、この制御方法により高い
精度でエッチング深さを得るのは困難という問題もあ
る。加えて、高価なクォーツ基板を直接にエッチングす
る構成であるから、前記事情等のために所定の精度内で
形成できなかったクォーツ基板は廃棄せざるを得ず、得
られるホトマスクを特に高価なものにする。
【０００８】上記に鑑み、本発明は、特別に高価な切削
工具を必要とせず、また、高価なクォーツ基板を無駄に
することなく所定のパターン形状を精度高く形成でき
る、ＤＦＢレーザ等の回折格子又はそのために利用され
るホトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
工具を必要とせず、また、高価なクォーツ基板を無駄に
することなく所定のパターン形状を精度高く形成でき
る、ＤＦＢレーザ等の回折格子又はそのために利用され
るホトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の回折格子の製造方法は、第１の視点におい
て、基板上に所定の回折格子パターンを有するレジスト
パターンを形成する工程と、該レジストパターンの全体
を覆って保護膜を被覆する工程と、前記保護膜の表面形
状を硬化性レジン表面に転写する工程とを含むことを特
徴とする。
め、本発明の回折格子の製造方法は、第１の視点におい
て、基板上に所定の回折格子パターンを有するレジスト
パターンを形成する工程と、該レジストパターンの全体
を覆って保護膜を被覆する工程と、前記保護膜の表面形
状を硬化性レジン表面に転写する工程とを含むことを特
徴とする。
【００１０】また、本発明の回折格子の製造方法は、第
２の視点において、誘電体膜又は半導体膜から成る所定
厚みの薄膜を基板上に形成する工程と、該薄膜上に所定
の回折格子パターンを有するレジストパターンを形成す
る工程と、該レジストパターンをマスクとして前記薄膜
をエッチングする工程と、該エッチング工程後の薄膜の
形状を硬化性レジン表面に転写する工程とを含むことを
特徴とする。
２の視点において、誘電体膜又は半導体膜から成る所定
厚みの薄膜を基板上に形成する工程と、該薄膜上に所定
の回折格子パターンを有するレジストパターンを形成す
る工程と、該レジストパターンをマスクとして前記薄膜
をエッチングする工程と、該エッチング工程後の薄膜の
形状を硬化性レジン表面に転写する工程とを含むことを
特徴とする。
【００１１】本発明の回折格子の製造方法は、半導体レ
ーザの回折格子の製造にそのまま利用することも出来る
が、好適には、半導体レーザの回折格子の作製のための
ホトマスクの製造に利用される。
ーザの回折格子の製造にそのまま利用することも出来る
が、好適には、半導体レーザの回折格子の作製のための
ホトマスクの製造に利用される。
【００１２】ここで、本発明におけるレジストパターン
の形成にあたっては、好適には、電子ビーム照射による
パターニングが利用され、レジスト材料としては、電子
ビームで選択性高くエッチング出来るＥＢ用レジストが
採用される。しかし、特にこれに限定されるものではな
い。また、保護膜の材料としては、特に限定はないが、
硬化性レジンとの剥離が特に容易な材料を選定すること
が好ましい。かかる保護膜としては、例えば、ＳiＯ2等
の誘電体、Ａu等の金属或いは有機系材料が選択され
る。また、硬化性レジンとしては、光硬化性レジン或い
は熱硬化性レジン等が好適に採用される。
の形成にあたっては、好適には、電子ビーム照射による
パターニングが利用され、レジスト材料としては、電子
ビームで選択性高くエッチング出来るＥＢ用レジストが
採用される。しかし、特にこれに限定されるものではな
い。また、保護膜の材料としては、特に限定はないが、
硬化性レジンとの剥離が特に容易な材料を選定すること
が好ましい。かかる保護膜としては、例えば、ＳiＯ2等
の誘電体、Ａu等の金属或いは有機系材料が選択され
る。また、硬化性レジンとしては、光硬化性レジン或い
は熱硬化性レジン等が好適に採用される。
【００１３】硬化性レジンは、好ましくは補強板、特に
好ましくは光透過性材料から成る補強板、例えば、クォ
ーツ基板上に搭載する。光透過性材料からなる補強板を
採用すると、そのまま半導体レーザ等の製作のためのホ
トマスクとして利用できる。
好ましくは光透過性材料から成る補強板、例えば、クォ
ーツ基板上に搭載する。光透過性材料からなる補強板を
採用すると、そのまま半導体レーザ等の製作のためのホ
トマスクとして利用できる。
【００１４】上記薄膜の形成に先立って、薄膜のエッチ
ング工程においてエッチストップ層となる膜を、基板と
薄膜との間に形成する工程を更に含むことが好ましい。
この場合、薄膜のエッチング深さについて高い精度が容
易に得られる。
ング工程においてエッチストップ層となる膜を、基板と
薄膜との間に形成する工程を更に含むことが好ましい。
この場合、薄膜のエッチング深さについて高い精度が容
易に得られる。
【００１５】
【作用】本発明の第１の視点の回折格子の製造方法によ
ると、高価な切削工具を利用せず、また、ドライエッチ
ングで直接にクォーツ基板をエッチングすることもない
ので、回折格子パターンが安価に形成でき、特に、保護
膜をレジストパターン上に被覆することにより、安定で
正確なパターンが硬化性レジン上で得られる。
ると、高価な切削工具を利用せず、また、ドライエッチ
ングで直接にクォーツ基板をエッチングすることもない
ので、回折格子パターンが安価に形成でき、特に、保護
膜をレジストパターン上に被覆することにより、安定で
正確なパターンが硬化性レジン上で得られる。
【００１６】また、本発明の第２の視点の回折格子の製
造方法によると、ドライエッチングによる回折格子パタ
ーンの形成は、誘電体膜又は半導体膜から成る薄膜に対
して行なわれるため、たとえ所定の精度のパターンが得
られない場合でも、高価なクォーツ基板を直接エッチン
グするのとは異なり、高価な材料が無駄になることがな
い。更に、薄膜の下層にエッチストップ層を形成するこ
とができ、この場合、正確なエッチング深さが容易に得
られる。
造方法によると、ドライエッチングによる回折格子パタ
ーンの形成は、誘電体膜又は半導体膜から成る薄膜に対
して行なわれるため、たとえ所定の精度のパターンが得
られない場合でも、高価なクォーツ基板を直接エッチン
グするのとは異なり、高価な材料が無駄になることがな
い。更に、薄膜の下層にエッチストップ層を形成するこ
とができ、この場合、正確なエッチング深さが容易に得
られる。
【００１７】
【実施例】図面を参照して本発明を更に詳しく説明す
る。図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例の回折格
子の製造方法における工程段階を順次に示す断面図であ
る。まず、スピンコート法により、ガラス基板１１上に
所定厚み（例えば、約３５０ｎｍ）にＥＢ用レジストを
塗布し、これを通常のＥＢ露光法により、回折格子の原
型パターンを有するＥＢ用レジストパターン１２を形成
する（同図（ａ））。次いで、ＥＢ用レジストパターン
１２の全面に被覆膜として、均一な厚み（例えば、約１
０ｎｍ）のＳiＮx層１３をプラズマＣＶＤ（ＰＥ−ＣＶ
Ｄ）法により形成する（同図（ｂ））。
る。図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例の回折格
子の製造方法における工程段階を順次に示す断面図であ
る。まず、スピンコート法により、ガラス基板１１上に
所定厚み（例えば、約３５０ｎｍ）にＥＢ用レジストを
塗布し、これを通常のＥＢ露光法により、回折格子の原
型パターンを有するＥＢ用レジストパターン１２を形成
する（同図（ａ））。次いで、ＥＢ用レジストパターン
１２の全面に被覆膜として、均一な厚み（例えば、約１
０ｎｍ）のＳiＮx層１３をプラズマＣＶＤ（ＰＥ−ＣＶ
Ｄ）法により形成する（同図（ｂ））。
【００１８】次いで、ＵＶ硬化レジン１４をスピンコー
ト法により塗布し、引き続き、クォーツ基板１５を、ガ
ラス基板１１と平行になるようにＵＶ硬化レジン１４上
に搭載する。クォーツ基板１５側から紫外線１６を照射
して、ＵＶ硬化レジン１４を硬化させると共に、クォー
ツ基板１５とＵＶ硬化レジン１４とを固着させる（図１
（ｃ））。
ト法により塗布し、引き続き、クォーツ基板１５を、ガ
ラス基板１１と平行になるようにＵＶ硬化レジン１４上
に搭載する。クォーツ基板１５側から紫外線１６を照射
して、ＵＶ硬化レジン１４を硬化させると共に、クォー
ツ基板１５とＵＶ硬化レジン１４とを固着させる（図１
（ｃ））。
【００１９】ＵＶ硬化レジン１４の硬化後に、ＵＶ硬化
レジン１４とＳiＮx層１３の界面において、ＵＶ硬化レ
ジン側とガラス基板側とを分離させる。これにより、Ｓ
iＮx層１３の表面形状である回折格子パターンがＵＶ硬
化レジン１４の表面に転写され、クォーツ基板１５上に
搭載されたＵＶ硬化レジン１４から成る断面が矩形状の
マスクパターンが得られる（図１（ｄ））。ここで、例
えば、このマスクパターンにおけるピッチｐは約０．２
５〜０．３０μmであり、その凹凸は約３５０ｎｍであ
る。
レジン１４とＳiＮx層１３の界面において、ＵＶ硬化レ
ジン側とガラス基板側とを分離させる。これにより、Ｓ
iＮx層１３の表面形状である回折格子パターンがＵＶ硬
化レジン１４の表面に転写され、クォーツ基板１５上に
搭載されたＵＶ硬化レジン１４から成る断面が矩形状の
マスクパターンが得られる（図１（ｄ））。ここで、例
えば、このマスクパターンにおけるピッチｐは約０．２
５〜０．３０μmであり、その凹凸は約３５０ｎｍであ
る。
【００２０】図１（ｄ）に示すように、例えば波長λが
３６５μmの光１７をホトマスクに対して所定角度で照
射すると、透過光１８と回折光１９とを同時に得ること
ができる。従って、回折格子パターンの下側約５〜１０
μmの位置に半導体基板２０を置くことで、２光束干渉
露光法と同様な干渉縞が基板２０の表面に現れる。この
干渉縞を利用して、０．２５〜０．３０μmのピッチの
微細な回折格子パターンを露光法で形成することが出来
る。
３６５μmの光１７をホトマスクに対して所定角度で照
射すると、透過光１８と回折光１９とを同時に得ること
ができる。従って、回折格子パターンの下側約５〜１０
μmの位置に半導体基板２０を置くことで、２光束干渉
露光法と同様な干渉縞が基板２０の表面に現れる。この
干渉縞を利用して、０．２５〜０．３０μmのピッチの
微細な回折格子パターンを露光法で形成することが出来
る。
【００２１】上記第１の実施例において、ＥＢ用レジス
トパターン１２は、単層のレジスト層として形成しても
よいが、多層構造のレジスト層とすることも出来る。ま
た、ＳiＮx層１３は、ＥＢ用レジスト層１２のための保
護層として作用するばかりでなく、ＵＶ硬化レジスト１
４とＳiＮx層１３とを分離する際に、その分離を容易に
する離型層としても作用する。ここで、ＳiＮx層１３に
代えて他の材料、例えば、ＳiＯ2層を使用してもよい。
更に、ガラス基板１１に代えて、他の材料を使用するこ
ともでき、特に平坦度及び耐熱性に優れた材料、例え
ば、Ｓi基板を使用することも出来る。更に、上記実施
例では、パターン形成に電子線照射（ＥＢ）及びＥＢ用
レジストを使用した例を示したが、公知の別の方法及び
材料を用いてパターンを形成してもよい。
トパターン１２は、単層のレジスト層として形成しても
よいが、多層構造のレジスト層とすることも出来る。ま
た、ＳiＮx層１３は、ＥＢ用レジスト層１２のための保
護層として作用するばかりでなく、ＵＶ硬化レジスト１
４とＳiＮx層１３とを分離する際に、その分離を容易に
する離型層としても作用する。ここで、ＳiＮx層１３に
代えて他の材料、例えば、ＳiＯ2層を使用してもよい。
更に、ガラス基板１１に代えて、他の材料を使用するこ
ともでき、特に平坦度及び耐熱性に優れた材料、例え
ば、Ｓi基板を使用することも出来る。更に、上記実施
例では、パターン形成に電子線照射（ＥＢ）及びＥＢ用
レジストを使用した例を示したが、公知の別の方法及び
材料を用いてパターンを形成してもよい。
【００２２】上記第１の実施例によれば、ドライエッチ
ング法を用いることなくホトマスクへの回折格子パター
ンの転写が可能なため、工程が簡素になると共に、高い
スループットが望める。このため、半導体レーザにおけ
る回折格子の製造コストが低減でき、生産性も向上す
る。特に、保護膜を形成した構成により、ＵＶ硬化レジ
ン上に正確なパターンが安定に形成できる。
ング法を用いることなくホトマスクへの回折格子パター
ンの転写が可能なため、工程が簡素になると共に、高い
スループットが望める。このため、半導体レーザにおけ
る回折格子の製造コストが低減でき、生産性も向上す
る。特に、保護膜を形成した構成により、ＵＶ硬化レジ
ン上に正確なパターンが安定に形成できる。
【００２３】図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実
施例の回折格子の製造方法の各工程段階毎の断面を示し
ている。まず、ガラス基板２１上に２０ｎｍ厚のＳiＯ2
膜２２、及び、３５０ｎｍ厚のアモルファスシリコン
（アモルファスＳi）層２３を何れもスパッタリング法
により堆積し、引き続き、ＳiＯ2膜２２上にＥＢ用レジ
ストをスピンコート法により塗布する。次いで、ＥＢ露
光法によりＥＢ用レジスト層を露光・現像して、所定の
回折格子パターンが転写されたレジストパターン２４を
得る（同図（ａ））。回折格子のピッチｐとしては、例
えば、０．２５〜０．３０μmが採用される。
施例の回折格子の製造方法の各工程段階毎の断面を示し
ている。まず、ガラス基板２１上に２０ｎｍ厚のＳiＯ2
膜２２、及び、３５０ｎｍ厚のアモルファスシリコン
（アモルファスＳi）層２３を何れもスパッタリング法
により堆積し、引き続き、ＳiＯ2膜２２上にＥＢ用レジ
ストをスピンコート法により塗布する。次いで、ＥＢ露
光法によりＥＢ用レジスト層を露光・現像して、所定の
回折格子パターンが転写されたレジストパターン２４を
得る（同図（ａ））。回折格子のピッチｐとしては、例
えば、０．２５〜０．３０μmが採用される。
【００２４】引き続き、ＥＢ用レジストパターン２４を
マスクとするＲＩＥドライエッチング法により、アモル
ファスＳi層２３をエッチングして、回折格子パターン
をアモルファスＳi層２３に転写する。ここで、アモル
ファスＳi層２３とＳiＯ2膜２２との間の選択性を利用
して、エッチングをＳiＯ2膜２２表面で停止させること
が出来る。これにより、アモルファスＳiの断面は矩形
状に形成される。ドライエッチングが終了したら、ＥＢ
用レジストパターン２４を除去する（図２（ｂ））。
マスクとするＲＩＥドライエッチング法により、アモル
ファスＳi層２３をエッチングして、回折格子パターン
をアモルファスＳi層２３に転写する。ここで、アモル
ファスＳi層２３とＳiＯ2膜２２との間の選択性を利用
して、エッチングをＳiＯ2膜２２表面で停止させること
が出来る。これにより、アモルファスＳiの断面は矩形
状に形成される。ドライエッチングが終了したら、ＥＢ
用レジストパターン２４を除去する（図２（ｂ））。
【００２５】以後は、第１の実施例と同様に、ＵＶ硬化
レジンを全面に塗布してＵＶ硬化レジン層２５を形成
し、その上にクォーツ基板２６を搭載する（図２
（ｃ））。クォーツ基板２６側から紫外線２７を照射し
て、ＵＶ硬化レジン層２５を硬化させ、ＵＶ硬化レジン
層２５とアモルファスＳi層２３及びＳiＯ2膜２２とを
分離する（同図（ｄ））。これにより、クォーツ基板２
６に搭載され、回折格子パターンが表面に形成されたＵ
Ｖ硬化レジン２５から成るマスクパターンが得られる。
以下、先の例と同様に、このマスクパターンを利用して
回折格子を半導体基板上に作製する。
レジンを全面に塗布してＵＶ硬化レジン層２５を形成
し、その上にクォーツ基板２６を搭載する（図２
（ｃ））。クォーツ基板２６側から紫外線２７を照射し
て、ＵＶ硬化レジン層２５を硬化させ、ＵＶ硬化レジン
層２５とアモルファスＳi層２３及びＳiＯ2膜２２とを
分離する（同図（ｄ））。これにより、クォーツ基板２
６に搭載され、回折格子パターンが表面に形成されたＵ
Ｖ硬化レジン２５から成るマスクパターンが得られる。
以下、先の例と同様に、このマスクパターンを利用して
回折格子を半導体基板上に作製する。
【００２６】上記第２の実施例では、ＳiＯ2膜２２はア
モルファスＳi層２３のエッチングの際にエッチ停止層
として機能するものであり、アモルファスＳi層２３と
の間でエッチ選択性が得られれば足りる。従って、Ｓi
Ｏ2膜２２に代えて、例えば、Ａu等の金属膜或いは有機
系材料を使用してもよい。また、ＵＶ硬化レジン２５と
アモルファスＳi層２３及びＳiＯ2膜２２との分離を容
易にするために、それらの界面に離型剤を塗布してもよ
い。或いは、これに代えて、第１の実施例と同様にアモ
ルファスＳi層２３のパターン上に離型層を形成しても
よい。
モルファスＳi層２３のエッチングの際にエッチ停止層
として機能するものであり、アモルファスＳi層２３と
の間でエッチ選択性が得られれば足りる。従って、Ｓi
Ｏ2膜２２に代えて、例えば、Ａu等の金属膜或いは有機
系材料を使用してもよい。また、ＵＶ硬化レジン２５と
アモルファスＳi層２３及びＳiＯ2膜２２との分離を容
易にするために、それらの界面に離型剤を塗布してもよ
い。或いは、これに代えて、第１の実施例と同様にアモ
ルファスＳi層２３のパターン上に離型層を形成しても
よい。
【００２７】第２の実施例では、ＳiＯ2膜２２から成る
エッチ停止層を設けたので、ＵＶレジスト層２４の回折
格子パターンをアモルファスＳi層２３に転写する際
に、エッチング深さが、エッチング時間の制御によらず
ＳiＯ2膜の位置で決定され、また、エッチング面も劣化
しないので、パターン転写が高精度に且つ高スループッ
トで行なわれる。
エッチ停止層を設けたので、ＵＶレジスト層２４の回折
格子パターンをアモルファスＳi層２３に転写する際
に、エッチング深さが、エッチング時間の制御によらず
ＳiＯ2膜の位置で決定され、また、エッチング面も劣化
しないので、パターン転写が高精度に且つ高スループッ
トで行なわれる。
【００２８】上記実施例方法で作製される回折格子パタ
ーンは、それ自体で回折格子として利用することが出来
る。更に、この回折パターンは、半導体ウエハ上にＤＦ
Ｂレーザ等のための回折格子を形成する際のマスクパタ
ーンとして特に好適に使用することが出来る。この場
合、通常の２光束干渉露光法を採用して半導体ウエハ上
に回折格子を作製する場合に比べると、大面積ウエハを
再現性よく処理することが可能となり、また、半導体基
板へのＥＢ直接描画法に比べると、スループットの大幅
な向上が可能である。
ーンは、それ自体で回折格子として利用することが出来
る。更に、この回折パターンは、半導体ウエハ上にＤＦ
Ｂレーザ等のための回折格子を形成する際のマスクパタ
ーンとして特に好適に使用することが出来る。この場
合、通常の２光束干渉露光法を採用して半導体ウエハ上
に回折格子を作製する場合に比べると、大面積ウエハを
再現性よく処理することが可能となり、また、半導体基
板へのＥＢ直接描画法に比べると、スループットの大幅
な向上が可能である。
【００２９】上記各実施例において、ＥＢ用レジスト層
１２、２４の厚みとしては、２５０〜３５０ｎｍの範囲
が好ましいが、２００〜７００ｎｍの範囲であればよ
い。また、第１の実施例においては、ＳiＮx層１３の厚
みは、５〜２００ｎｍの範囲で用いることが出来るが、
１０〜５０ｎｍの範囲が好ましい。第２の実施例のＳi
Ｏ2膜２２の厚みは、１００〜５００ｎｍの範囲とする
ことが好ましく、更に好ましくは、２５０〜３５０ｎｍ
の範囲である。また、ＵＶ硬化レジン１４、２５の厚み
としては、第１の実施例ではＥＢ用レジスト層１２の厚
み以上、第２の実施例ではアモルファスＳi層２３の厚
み以上とする必要があり、好ましくは、０．２５〜０．
３５μmの厚みが採用される。
１２、２４の厚みとしては、２５０〜３５０ｎｍの範囲
が好ましいが、２００〜７００ｎｍの範囲であればよ
い。また、第１の実施例においては、ＳiＮx層１３の厚
みは、５〜２００ｎｍの範囲で用いることが出来るが、
１０〜５０ｎｍの範囲が好ましい。第２の実施例のＳi
Ｏ2膜２２の厚みは、１００〜５００ｎｍの範囲とする
ことが好ましく、更に好ましくは、２５０〜３５０ｎｍ
の範囲である。また、ＵＶ硬化レジン１４、２５の厚み
としては、第１の実施例ではＥＢ用レジスト層１２の厚
み以上、第２の実施例ではアモルファスＳi層２３の厚
み以上とする必要があり、好ましくは、０．２５〜０．
３５μmの厚みが採用される。
【００３０】なお、上記各実施例の構成は単に例示であ
り、本発明の回折格子の製造方法は、上記実施例の構成
から種々の修正及び変更が可能である。
り、本発明の回折格子の製造方法は、上記実施例の構成
から種々の修正及び変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
特別に高価な切削装置を使用することなく、高いスルー
プットで回折格子パターンが精度高く形成できるので、
半導体レーザ等の製造時間及びコストを低減できた顕著
な効果を奏する。
特別に高価な切削装置を使用することなく、高いスルー
プットで回折格子パターンが精度高く形成できるので、
半導体レーザ等の製造時間及びコストを低減できた顕著
な効果を奏する。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は夫々、本発明の第１の実施例
の回折格子パターンの製造方法における各工程段階毎の
断面図。
の回折格子パターンの製造方法における各工程段階毎の
断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は夫々、本発明の第２の実施例
の回折格子パターンの製造方法における各工程段階毎の
断面図。
の回折格子パターンの製造方法における各工程段階毎の
断面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は夫々、第１の従来例の回折格
子パターンの製造方法における各工程段階毎の断面図。
子パターンの製造方法における各工程段階毎の断面図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は夫々、第２の従来例の回折格
子パターンの製造方法における各工程段階毎の断面図。
子パターンの製造方法における各工程段階毎の断面図。
１１ ガラス基板 １２ ＥＢ用レジストパターン １３ ＳiＮx層 １４ ＵＶ硬化レジン １５ クォーツ基板 １６ 紫外線 １７ 入射光 １８ 透過光 １９ 回折光 ２０ 半導体基板 ２１ ガラス基板 ２２ ＳiＯ2膜 ２３ アモルファスＳi層 ２４ ＥＢ用レジストパターン ２５ ＵＶ硬化レジン ２６ クォーツ基板 ２７ 紫外線
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に所定の回折格子パターンを有す
るレジストパターンを形成する工程と、該レジストパタ
ーンの全体を覆って保護膜を被覆する工程と、前記保護
膜の表面形状を硬化性レジン表面に転写する工程とを含
むことを特徴とする回折格子の製造方法。 - 【請求項２】 前記保護膜を構成する材料が、誘電体、
金属及び有機樹脂から成る群から選択される、請求項１
に記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項３】 誘電体膜又は半導体膜から成る所定厚み
の薄膜を基板上に形成する工程と、該薄膜上に所定の回
折格子パターンを有するレジストパターンを形成する工
程と、該レジストパターンをマスクとして前記薄膜をエ
ッチングする工程と、該エッチング工程後の薄膜の形状
を硬化性レジン表面に転写する工程とを含むことを特徴
とする回折格子の製造方法。 - 【請求項４】 前記薄膜の形成に先立って、前記エッチ
ング工程のためのエッチストップ層を基板上に形成する
工程を更に含む、請求項３に記載の回折格子の製造方
法。 - 【請求項５】 前記硬化性レジンを補強板に付着させる
工程を更に含む、請求項１乃至４の一に記載の回折格子
の製造方法。 - 【請求項６】 前記補強板が光透過性材料から形成され
る、請求項５に記載の回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16292495A JPH08334610A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16292495A JPH08334610A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334610A true JPH08334610A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15763830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16292495A Pending JPH08334610A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08334610A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999038040A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Masque de phase destine a la fabrication d'un reseau de diffraction et procede de fabrication |
| WO2002071105A2 (en) * | 2000-12-05 | 2002-09-12 | The Regents Of The University Of California | Method of fabricating reflection-mode euv diffraction elements |
| US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
| FR2871291A1 (fr) * | 2004-06-02 | 2005-12-09 | Tracit Technologies | Procede de transfert de plaques |
| JP2011128259A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 回折光学素子 |
| JP2016164630A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士通株式会社 | 光デバイス及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP16292495A patent/JPH08334610A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999038040A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Masque de phase destine a la fabrication d'un reseau de diffraction et procede de fabrication |
| US6200711B1 (en) | 1998-01-22 | 2001-03-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture |
| US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
| WO2002071105A2 (en) * | 2000-12-05 | 2002-09-12 | The Regents Of The University Of California | Method of fabricating reflection-mode euv diffraction elements |
| WO2002071105A3 (en) * | 2000-12-05 | 2003-03-13 | Univ California | Method of fabricating reflection-mode euv diffraction elements |
| FR2871291A1 (fr) * | 2004-06-02 | 2005-12-09 | Tracit Technologies | Procede de transfert de plaques |
| US7807482B2 (en) | 2004-06-02 | 2010-10-05 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Method for transferring wafers |
| JP2011128259A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 回折光学素子 |
| JP2016164630A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士通株式会社 | 光デバイス及びその製造方法 |
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