JPH11212246A - 回折格子形成用位相マスク - Google Patents
回折格子形成用位相マスクInfo
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- JPH11212246A JPH11212246A JP1036598A JP1036598A JPH11212246A JP H11212246 A JPH11212246 A JP H11212246A JP 1036598 A JP1036598 A JP 1036598A JP 1036598 A JP1036598 A JP 1036598A JP H11212246 A JPH11212246 A JP H11212246A
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- Japan
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- phase mask
- diffraction grating
- forming
- pattern
- optical fiber
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 位相マスクの表面に異物や光ファイバーから
昇華された樹脂等が付着しても形成される回折格子に欠
陥が生じ難い回折格子形成用位相マスク。 【解決手段】 透明基板の１面に格子状の凹溝２６と凸
条２７の繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパ
ターンによる回折光相互の干渉縞により回折格子を形成
する位相マスク２１において、凹溝２６と凸条２７の繰
り返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保
護層３０が設けられてなる回折格子形成用位相マスク。
昇華された樹脂等が付着しても形成される回折格子に欠
陥が生じ難い回折格子形成用位相マスク。 【解決手段】 透明基板の１面に格子状の凹溝２６と凸
条２７の繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパ
ターンによる回折光相互の干渉縞により回折格子を形成
する位相マスク２１において、凹溝２６と凸条２７の繰
り返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保
護層３０が設けられてなる回折格子形成用位相マスク。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子形成用位
相マスクに関し、特に、光通信等に用いられる光ファイ
バー内に紫外線レーザ光を用いて回折格子を作成するた
めの位相シフトマスクに関するものである。
相マスクに関し、特に、光通信等に用いられる光ファイ
バー内に紫外線レーザ光を用いて回折格子を作成するた
めの位相シフトマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーは地球規模の通信に大革新
をもたらし、高品質、大容量の大洋横断電話通信を可能
にしたが、従来より、この光ファイバーに沿ってコア内
に周期的に屈折率分布を作り出し、光ファイバー内にブ
ラック回折格子を作り、その回折格子の周期と長さ、屈
折率変調の大きさによって回折格子の反射率の高低と波
長特性の幅を決めることにより、その回折格子を光通信
用の波長多重分割器、レーザやセンサーに使用される狭
帯域の高反射ミラー、ファイバーアンプにおける余分な
レーザ波長を取り除く波長選択フィルター等として利用
できることが知られている。
をもたらし、高品質、大容量の大洋横断電話通信を可能
にしたが、従来より、この光ファイバーに沿ってコア内
に周期的に屈折率分布を作り出し、光ファイバー内にブ
ラック回折格子を作り、その回折格子の周期と長さ、屈
折率変調の大きさによって回折格子の反射率の高低と波
長特性の幅を決めることにより、その回折格子を光通信
用の波長多重分割器、レーザやセンサーに使用される狭
帯域の高反射ミラー、ファイバーアンプにおける余分な
レーザ波長を取り除く波長選択フィルター等として利用
できることが知られている。
【０００３】しかし、石英光ファイバーの減衰が最小と
なり、長距離通信システムに適している波長は１．５５
μｍであることにより、この波長で光ファイバー回折格
子を使用するためには、格子間隔を約５００ｎｍとする
必要があり、このような細かい構造をコアの中に作るこ
と自体が当初は難しいとされており、光ファイバーのコ
ア内にブラック回折格子を作るのに、側面研磨、フォト
レジストプロセス、ホログラフィー露光、反応性イオン
ビームエッチング等からなる何段階もの複雑な工程がと
られていた。このため、作製時間が長く、歩留まりも低
かった。
なり、長距離通信システムに適している波長は１．５５
μｍであることにより、この波長で光ファイバー回折格
子を使用するためには、格子間隔を約５００ｎｍとする
必要があり、このような細かい構造をコアの中に作るこ
と自体が当初は難しいとされており、光ファイバーのコ
ア内にブラック回折格子を作るのに、側面研磨、フォト
レジストプロセス、ホログラフィー露光、反応性イオン
ビームエッチング等からなる何段階もの複雑な工程がと
られていた。このため、作製時間が長く、歩留まりも低
かった。
【０００４】しかし、最近、紫外線を光ファイバーに照
射し、直接コア内に屈折率の変化をもたらし回折格子を
作る方法が知られるようになり、この紫外線を照射する
方法は複雑なプロセスを必要としないため、周辺技術の
進歩と共に次第に実施されるようになってきた。
射し、直接コア内に屈折率の変化をもたらし回折格子を
作る方法が知られるようになり、この紫外線を照射する
方法は複雑なプロセスを必要としないため、周辺技術の
進歩と共に次第に実施されるようになってきた。
【０００５】この紫外光を用いる方法の場合、上記のよ
うに格子間隔が約５００ｎｍと細かいため、２本の光束
を干渉させる干渉方法、（エキシマレーザからのシング
ルパルスを集光して回折格子面を１枚ずつ作る）１点毎
の書き込みによる方法、グレーティングを持つ位相マス
クを使って照射する方法等がとられている。
うに格子間隔が約５００ｎｍと細かいため、２本の光束
を干渉させる干渉方法、（エキシマレーザからのシング
ルパルスを集光して回折格子面を１枚ずつ作る）１点毎
の書き込みによる方法、グレーティングを持つ位相マス
クを使って照射する方法等がとられている。
【０００６】上記の２光束を干渉させる干渉方法には、
横方向のビームの品質、すなわち空間コヒーレンスに問
題があり、１点毎の書き込みによる方法には、サブミク
ロンの大きさの緻密なステップ制御が必要で、かつ光を
小さく取り込み多くの面を書き込むことが要求され、作
業性にも問題があった。
横方向のビームの品質、すなわち空間コヒーレンスに問
題があり、１点毎の書き込みによる方法には、サブミク
ロンの大きさの緻密なステップ制御が必要で、かつ光を
小さく取り込み多くの面を書き込むことが要求され、作
業性にも問題があった。
【０００７】このため、上記問題に対応できる方法とし
て、位相マスクを用いる照射方法が注目されるようにな
ってきたが、この方法は図４（ａ）に示すように、石英
基板の１面に凹溝を所定のピッチで所定の深さに設けた
位相シフトマスク２１を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ
光（波長：２４８ｎｍ）２３をそのマスク２１照射し、
光ファイバー２２のコア２２Ａに直接屈折率の変化をも
たらし、グレーティング（格子）を作製するものであ
る。なお、図４（ａ）には、コア２２Ａにおける干渉縞
パターン２４を分かりやすく拡大して示してある。図４
（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ位相マスク２１の断面
図、それに対応する上面図の一部を示したものである。
位相マスク２１は、その１面に繰り返しピッチＰで深さ
Ｄの凹溝２６を設け、凹溝２６間に略同じ幅の凸条２７
を設けてなるバイナリー位相型回折格子状の構造を有す
るものである。
て、位相マスクを用いる照射方法が注目されるようにな
ってきたが、この方法は図４（ａ）に示すように、石英
基板の１面に凹溝を所定のピッチで所定の深さに設けた
位相シフトマスク２１を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ
光（波長：２４８ｎｍ）２３をそのマスク２１照射し、
光ファイバー２２のコア２２Ａに直接屈折率の変化をも
たらし、グレーティング（格子）を作製するものであ
る。なお、図４（ａ）には、コア２２Ａにおける干渉縞
パターン２４を分かりやすく拡大して示してある。図４
（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ位相マスク２１の断面
図、それに対応する上面図の一部を示したものである。
位相マスク２１は、その１面に繰り返しピッチＰで深さ
Ｄの凹溝２６を設け、凹溝２６間に略同じ幅の凸条２７
を設けてなるバイナリー位相型回折格子状の構造を有す
るものである。
【０００８】位相マスク２１の凹溝２６の深さ（凸条２
７と凹溝２６との高さの差）Ｄは、露光光であるエキシ
マレーザ光（ビーム）２３の位相をπラジアンだけ変調
するように選択されており、０次光（ビーム）２５Ａは
位相シフトマスク２１により５％以下に抑えられ、マス
ク２１から出る主な光（ビーム）は、回折光の３５％以
上を含むプラス１次の回折光２５Ｂとマイナス１次の回
折光２５Ｃに分割される。このため、このプラス１次の
回折光２５Ｂとマイナス１次の回折光２５Ｃによる所定
ピッチの干渉縞の照射を行い、このピッチでの屈折率変
化を光ファイバー２２内にもたらすものである。
７と凹溝２６との高さの差）Ｄは、露光光であるエキシ
マレーザ光（ビーム）２３の位相をπラジアンだけ変調
するように選択されており、０次光（ビーム）２５Ａは
位相シフトマスク２１により５％以下に抑えられ、マス
ク２１から出る主な光（ビーム）は、回折光の３５％以
上を含むプラス１次の回折光２５Ｂとマイナス１次の回
折光２５Ｃに分割される。このため、このプラス１次の
回折光２５Ｂとマイナス１次の回折光２５Ｃによる所定
ピッチの干渉縞の照射を行い、このピッチでの屈折率変
化を光ファイバー２２内にもたらすものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような位相マスク
２１を用いてプラス１次光２５Ｂとマイナス１次光２５
Ｃの干渉により光ファイバー２２内に回折格子を作る場
合、位相マスク２１の表面に異物が付着していると、光
ファイバー２２に露光される回折格子に欠陥が生じ、回
折格子の特性スペクトル中にノイズが発生してしまう。
２１を用いてプラス１次光２５Ｂとマイナス１次光２５
Ｃの干渉により光ファイバー２２内に回折格子を作る場
合、位相マスク２１の表面に異物が付着していると、光
ファイバー２２に露光される回折格子に欠陥が生じ、回
折格子の特性スペクトル中にノイズが発生してしまう。
【００１０】また、図４（ａ）のような配置で紫外線２
５Ｂ，２５Ｃを光ファイバー２２に照射すると、光ファ
イバー２２を被覆している樹脂が紫外線２５Ｂ，２５Ｃ
により昇華し、位相マスク２１中の溝２６を埋めてしま
い、同様に光ファイバー２２に露光される回折格子に欠
陥が生じる問題があった。
５Ｂ，２５Ｃを光ファイバー２２に照射すると、光ファ
イバー２２を被覆している樹脂が紫外線２５Ｂ，２５Ｃ
により昇華し、位相マスク２１中の溝２６を埋めてしま
い、同様に光ファイバー２２に露光される回折格子に欠
陥が生じる問題があった。
【００１１】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、位相マスクの表
面に異物や光ファイバーから昇華された樹脂等が付着し
ても形成される回折格子に欠陥が生じ難い回折格子形成
用位相マスクを提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、位相マスクの表
面に異物や光ファイバーから昇華された樹脂等が付着し
ても形成される回折格子に欠陥が生じ難い回折格子形成
用位相マスクを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の回折格子形成用位相マスクは、透明基板の１面に格
子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンが設けられ、その
繰り返しパターンによる回折光相互の干渉縞により回折
格子を形成する位相マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り
返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保護
層が設けられてなることを特徴とするものである。
明の回折格子形成用位相マスクは、透明基板の１面に格
子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンが設けられ、その
繰り返しパターンによる回折光相互の干渉縞により回折
格子を形成する位相マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り
返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保護
層が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１３】この場合、その保護層が板状あるいはフィ
ルム状のＳｉＯ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，Ｈｆ
Ｏ，フッ素系樹脂の何れかからなることが望ましい。
ルム状のＳｉＯ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，Ｈｆ
Ｏ，フッ素系樹脂の何れかからなることが望ましい。
【００１４】また、その保護層が厚さ０．１ｍｍ〜２ｍ
ｍの板状あるいはフィルム状のものであることが望まし
い。
ｍの板状あるいはフィルム状のものであることが望まし
い。
【００１５】上記目的を達成する本発明のもう１つの回
折格子形成用位相マスクは、透明基板の１面に格子状の
凹溝と凸条の繰り返しパターンが設けられ、その繰り返
しパターンによる回折光相互の干渉縞により回折格子を
形成する位相マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り返しパ
ターンが設けられた表面上に、前記透明基板とは異なる
屈折率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、スパ
ッタリング、スピンコート法等の膜形成法により少なく
とも前記凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露
出表面が平坦に研磨されてなることを特徴とするもので
ある。
折格子形成用位相マスクは、透明基板の１面に格子状の
凹溝と凸条の繰り返しパターンが設けられ、その繰り返
しパターンによる回折光相互の干渉縞により回折格子を
形成する位相マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り返しパ
ターンが設けられた表面上に、前記透明基板とは異なる
屈折率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、スパ
ッタリング、スピンコート法等の膜形成法により少なく
とも前記凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露
出表面が平坦に研磨されてなることを特徴とするもので
ある。
【００１６】この場合、透明基板が石英からなり、その
材料層がＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，ＨｆＯ，フッ素
系樹脂の何れかからなることが望ましい。
材料層がＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，ＨｆＯ，フッ素
系樹脂の何れかからなることが望ましい。
【００１７】本発明においては、凹溝と凸条の繰り返し
パターンが設けられた表面上に光学的に透明な保護層が
設けられてなるか、あるいは、透明基板とは異なる屈折
率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ
リング、スピンコート法等の膜形成法により少なくとも
凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露出表面が
平坦に研磨されてなるので、位相マスクの表面に異物や
光ファイバーから昇華された樹脂等が付着しても、格子
状の凹溝と凸条の繰り返しパターン自体は維持されるの
で、光ファイバー等に形成される回折格子に欠陥が生じ
ることはない。また、その異物や光ファイバーから昇華
された樹脂等は拭き取り等により容易に除去できる。
パターンが設けられた表面上に光学的に透明な保護層が
設けられてなるか、あるいは、透明基板とは異なる屈折
率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ
リング、スピンコート法等の膜形成法により少なくとも
凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露出表面が
平坦に研磨されてなるので、位相マスクの表面に異物や
光ファイバーから昇華された樹脂等が付着しても、格子
状の凹溝と凸条の繰り返しパターン自体は維持されるの
で、光ファイバー等に形成される回折格子に欠陥が生じ
ることはない。また、その異物や光ファイバーから昇華
された樹脂等は拭き取り等により容易に除去できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の回折格子形成用
位相マスクをその基本構成とその製造方法に１例に基づ
いて説明する。図１は、この発明による１実施例の回折
格子形成用位相マスクの断面図（ａ）と平面図（ｂ）で
あり、位相マスク本体２１は、従来のものと同様、石英
ガラス等の紫外線に対して透明な基板の１面に所定の繰
り返しピッチと深さで交互に凹溝２６と凸条２７を設け
てなるバイナリー位相型回折格子状のものである。本発
明による位相マスクは、この凹溝２６と凸条２７が設け
られた表面、特に、凹溝２６の中に異物が入ったり、光
ファイバーを被覆している樹脂が紫外線により昇華して
その中に付着するのを防止するために、その表面を板状
あるいはフィルム状の保護層３０で覆う。この保護層３
０としては、厚さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの紫外線に対して
透明なＳｉＯ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，Ｈｆ
Ｏ，フッ素系樹脂等の何れかからなる板状体あるいはフ
ィルムを位相マスク本体２１の凹溝２６と凸条２７が設
けられた表面に貼り付けて構成するのが好ましい。
位相マスクをその基本構成とその製造方法に１例に基づ
いて説明する。図１は、この発明による１実施例の回折
格子形成用位相マスクの断面図（ａ）と平面図（ｂ）で
あり、位相マスク本体２１は、従来のものと同様、石英
ガラス等の紫外線に対して透明な基板の１面に所定の繰
り返しピッチと深さで交互に凹溝２６と凸条２７を設け
てなるバイナリー位相型回折格子状のものである。本発
明による位相マスクは、この凹溝２６と凸条２７が設け
られた表面、特に、凹溝２６の中に異物が入ったり、光
ファイバーを被覆している樹脂が紫外線により昇華して
その中に付着するのを防止するために、その表面を板状
あるいはフィルム状の保護層３０で覆う。この保護層３
０としては、厚さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの紫外線に対して
透明なＳｉＯ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，Ｈｆ
Ｏ，フッ素系樹脂等の何れかからなる板状体あるいはフ
ィルムを位相マスク本体２１の凹溝２６と凸条２７が設
けられた表面に貼り付けて構成するのが好ましい。
【００１９】このような構成であると、凹溝２６と凸条
２７が設けられた表面を光ファイバー２２（図４）側に
向けて接触あるいはわずかに離間して位相マスクを配置
し、その裏面側から紫外線レーザ光２３を照射した場合
に、光ファイバー２２の被覆からその紫外線により昇華
した樹脂等が位相マスクに付着しても、保護層３０上に
付着するのみであり、凹溝２６中には付着しないので、
格子状の凹溝２６と凸条２７の繰り返しパターン自体は
維持されるため、光ファイバー２２に形成される回折格
子に欠陥が生じることはない。また、このようにして付
着した樹脂等の異物は、保護層３０表面を拭き取るだけ
で容易に除去できる。
２７が設けられた表面を光ファイバー２２（図４）側に
向けて接触あるいはわずかに離間して位相マスクを配置
し、その裏面側から紫外線レーザ光２３を照射した場合
に、光ファイバー２２の被覆からその紫外線により昇華
した樹脂等が位相マスクに付着しても、保護層３０上に
付着するのみであり、凹溝２６中には付着しないので、
格子状の凹溝２６と凸条２７の繰り返しパターン自体は
維持されるため、光ファイバー２２に形成される回折格
子に欠陥が生じることはない。また、このようにして付
着した樹脂等の異物は、保護層３０表面を拭き取るだけ
で容易に除去できる。
【００２０】本発明のもう１つの実施例の回折格子形成
用位相マスクの断面図を図２に示す。この位相マスク
は、従来のものと同様に、石英ガラス等の紫外線に対し
て透明な基板の１面に所定の繰り返しピッチと深さで交
互に凹溝２６と凸条２７を設けてなるバイナリー位相型
回折格子状の位相マスク本体２１の凹溝２６と凸条２７
が設けられた表面に、図２（ａ）に示すように、その透
明基板とは異なる屈折率の紫外線に透明なＣａＦ2 ，Ｍ
ｇＦ2 ，ＺｒＯ，ＨｆＯ，フッ素系樹脂等の材料層３１
を、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング、スピンコート法等
の膜形成法により、少なくとも凹溝２６を充填するよう
に成膜する。
用位相マスクの断面図を図２に示す。この位相マスク
は、従来のものと同様に、石英ガラス等の紫外線に対し
て透明な基板の１面に所定の繰り返しピッチと深さで交
互に凹溝２６と凸条２７を設けてなるバイナリー位相型
回折格子状の位相マスク本体２１の凹溝２６と凸条２７
が設けられた表面に、図２（ａ）に示すように、その透
明基板とは異なる屈折率の紫外線に透明なＣａＦ2 ，Ｍ
ｇＦ2 ，ＺｒＯ，ＨｆＯ，フッ素系樹脂等の材料層３１
を、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング、スピンコート法等
の膜形成法により、少なくとも凹溝２６を充填するよう
に成膜する。
【００２１】その後、図２（ｂ）に示すように、その材
料層３１の露出表面をＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法等の研磨法
により平坦に研磨することにより、凹溝２６がこの透明
基板と異なる屈折率の材料３１により充填され、表面が
平面の位相マスクが得られる（凸条２７上に材料層３１
の一部が残るように研磨してもよいし、凸条２７の一部
が研磨により低くなるように研磨してもよい。）。
料層３１の露出表面をＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法等の研磨法
により平坦に研磨することにより、凹溝２６がこの透明
基板と異なる屈折率の材料３１により充填され、表面が
平面の位相マスクが得られる（凸条２７上に材料層３１
の一部が残るように研磨してもよいし、凸条２７の一部
が研磨により低くなるように研磨してもよい。）。
【００２２】このようにして得られた位相マスクも、図
１のものの場合と同様に、光ファイバー２２の被覆から
その紫外線により昇華した樹脂等が位相マスクに付着し
ても、平坦な表面上に付着するのみであり、凹溝２６中
には付着しないので、格子状の凹溝２６と凸条２７の繰
り返しパターン自体は維持されるため、光ファイバー２
２に形成される回折格子に欠陥が生じることはない。ま
た、このようにして付着した樹脂等の異物は、平坦な表
面を拭き取るだけで容易に除去できる。
１のものの場合と同様に、光ファイバー２２の被覆から
その紫外線により昇華した樹脂等が位相マスクに付着し
ても、平坦な表面上に付着するのみであり、凹溝２６中
には付着しないので、格子状の凹溝２６と凸条２７の繰
り返しパターン自体は維持されるため、光ファイバー２
２に形成される回折格子に欠陥が生じることはない。ま
た、このようにして付着した樹脂等の異物は、平坦な表
面を拭き取るだけで容易に除去できる。
【００２３】図３は位相マスク本体２１の製造工程の１
例を示した断面図である。図３中、１０は位相マスクの
ブランク、１１は石英基板、１２はクロム薄膜、１２Ａ
はクロム薄膜パターン、１２Ｂはクロム薄膜開口部、１
３は電子線レジスト、１３Ａはレジストパターン、１３
Ｂはレジスト開口部、１４は電子線（ビーム）、２１は
位相マスク、２６は凹溝、２７は凸条である。
例を示した断面図である。図３中、１０は位相マスクの
ブランク、１１は石英基板、１２はクロム薄膜、１２Ａ
はクロム薄膜パターン、１２Ｂはクロム薄膜開口部、１
３は電子線レジスト、１３Ａはレジストパターン、１３
Ｂはレジスト開口部、１４は電子線（ビーム）、２１は
位相マスク、２６は凹溝、２７は凸条である。
【００２４】まず、図３（ａ）に示すように、石英基板
１１上に１５０Å厚のクロム薄膜１２をスパッタにて成
膜したブランクス１０を用意した。クロム薄膜１２は、
後工程の電子線レジスト１３に電子線１４を照射する際
のチャージアップ防止に役立ち、石英基板に凹溝２６を
作製する際のマスクとなるものであるが、クロム薄膜エ
ッチングにおける解像性の点でもその厚さの制御は重要
で、１００〜２００Å厚が適当である。
１１上に１５０Å厚のクロム薄膜１２をスパッタにて成
膜したブランクス１０を用意した。クロム薄膜１２は、
後工程の電子線レジスト１３に電子線１４を照射する際
のチャージアップ防止に役立ち、石英基板に凹溝２６を
作製する際のマスクとなるものであるが、クロム薄膜エ
ッチングにおける解像性の点でもその厚さの制御は重要
で、１００〜２００Å厚が適当である。
【００２５】次いで、図３（ｂ）に示すように、電子線
レジスト１３としては、電子線レジストＲＥ５１００Ｐ
（日立化成（株）製）を用い、厚さ４００ｎｍに塗布
し、乾燥した。
レジスト１３としては、電子線レジストＲＥ５１００Ｐ
（日立化成（株）製）を用い、厚さ４００ｎｍに塗布
し、乾燥した。
【００２６】この後、図３（ｃ）に示すように、電子線
レジスト１３を電子線描画装置ＭＥＢＥＳIII （ＥＴＥ
Ｃ社製）にて露光量１．２μＣ／ｃｍ2 で、凹溝２６に
対応する部分を電子ビーム１４により露光した。
レジスト１３を電子線描画装置ＭＥＢＥＳIII （ＥＴＥ
Ｃ社製）にて露光量１．２μＣ／ｃｍ2 で、凹溝２６に
対応する部分を電子ビーム１４により露光した。
【００２７】露光後、９０℃で５分間ベーク（ＰＥＢ：
Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｉｎｇ）した後、
２．３８％濃度のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド）で電子線レジスト１３を現像し、
図３（ｄ）に示すような所望のレジストパターン１３Ａ
を形成した。なお、露光後のベーク（ＰＥＢ）は電子ビ
ーム１４が照射された部分を選択的に感度アップするた
めのものである。
Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｉｎｇ）した後、
２．３８％濃度のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド）で電子線レジスト１３を現像し、
図３（ｄ）に示すような所望のレジストパターン１３Ａ
を形成した。なお、露光後のベーク（ＰＥＢ）は電子ビ
ーム１４が照射された部分を選択的に感度アップするた
めのものである。
【００２８】次いで、レジストパターン１３Ａをマスク
として、ＣＨ2 Ｃｌ2 ガスを用いてドライエッチングし
て、図３（ｅ）に示すようなクロム薄膜パターン１２Ａ
を形成した。
として、ＣＨ2 Ｃｌ2 ガスを用いてドライエッチングし
て、図３（ｅ）に示すようなクロム薄膜パターン１２Ａ
を形成した。
【００２９】次いで、図３（ｆ）に示すように、クロム
薄膜パターン１２ＡをマスクとしてＣＦ4 ガスを用いて
石英基板１１を深さ２４０ｎｍだけエッチングした。深
さの制御はエッチング時間を制御することにより行わ
れ、深さ２００〜４００ｎｍの範囲で制御してエッチン
グが可能である。
薄膜パターン１２ＡをマスクとしてＣＦ4 ガスを用いて
石英基板１１を深さ２４０ｎｍだけエッチングした。深
さの制御はエッチング時間を制御することにより行わ
れ、深さ２００〜４００ｎｍの範囲で制御してエッチン
グが可能である。
【００３０】この後、図３（ｇ）に示すように、７０℃
の硫酸にてレジストパターン１３Ａを剥離し、次いで、
図３（ｈ）に示すように、硝酸第二セリウムアンモニウ
ム溶液によりクロム薄膜パターン１２Ａをエッチングし
て除去し、洗浄処理を経て、深さ２４０ｎｍ、ピッチ
１．０７０μｍのライン（凸条２７）＆スペース（凹溝
２６）の位相マスク本体２１を完成した。
の硫酸にてレジストパターン１３Ａを剥離し、次いで、
図３（ｈ）に示すように、硝酸第二セリウムアンモニウ
ム溶液によりクロム薄膜パターン１２Ａをエッチングし
て除去し、洗浄処理を経て、深さ２４０ｎｍ、ピッチ
１．０７０μｍのライン（凸条２７）＆スペース（凹溝
２６）の位相マスク本体２１を完成した。
【００３１】続いて、厚さ０．５ｍｍの合成石英板を作
成された位相マスク本体２１のライン＆スペース・パタ
ーンを覆うように貼り合わせることにより、図１に示す
ような本発明の位相マスクを得ることができた。
成された位相マスク本体２１のライン＆スペース・パタ
ーンを覆うように貼り合わせることにより、図１に示す
ような本発明の位相マスクを得ることができた。
【００３２】以上、本発明の回折格子形成用位相マスク
を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実
施例に限定されず種々の変形が可能である。
を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実
施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回折格子形成用位相マスクによると、凹溝と凸条の繰
り返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保
護層が設けられてなるか、あるいは、透明基板とは異な
る屈折率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、ス
パッタリング、スピンコート法等の膜形成法により少な
くとも凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露出
表面が平坦に研磨されてなるので、位相マスクの表面に
異物や光ファイバーから昇華された樹脂等が付着して
も、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターン自体は維持
されるので、光ファイバー等に形成される回折格子に欠
陥が生じることはない。また、その異物や光ファイバー
から昇華された樹脂等は拭き取り等により容易に除去で
きる。
の回折格子形成用位相マスクによると、凹溝と凸条の繰
り返しパターンが設けられた表面上に光学的に透明な保
護層が設けられてなるか、あるいは、透明基板とは異な
る屈折率の光学的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、ス
パッタリング、スピンコート法等の膜形成法により少な
くとも凹溝を充填するように設けられ、かつ、その露出
表面が平坦に研磨されてなるので、位相マスクの表面に
異物や光ファイバーから昇華された樹脂等が付着して
も、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターン自体は維持
されるので、光ファイバー等に形成される回折格子に欠
陥が生じることはない。また、その異物や光ファイバー
から昇華された樹脂等は拭き取り等により容易に除去で
きる。
【図１】本発明による１実施例の回折格子形成用位相マ
スクの断面図と平面図である。
スクの断面図と平面図である。
【図２】本発明による別の実施例の回折格子形成用位相
マスクの断面図である。
マスクの断面図である。
【図３】位相マスク本体の製造工程の１例を示した断面
図である。
図である。
【図４】光ファイバー加工とそれに用いられる位相マス
クを説明するための図である。
クを説明するための図である。
１０…位相マスクのブランク １１…石英基板 １２…クロム薄膜 １２Ａ…クロム薄膜パターン １２Ｂ…クロム薄膜開口部 １３…電子線レジスト １３Ａ…レジストパターン １３Ｂ…レジスト開口部 １４…電子線（ビーム） ２１…位相シフトマスク（本体） ２２…光ファイバー ２２Ａ…光ファイバーのコア ２３…ＫｒＦエキシマレーザ光 ２４…干渉縞パターン ２５Ａ…０次光（ビーム） ２５Ｂ…プラス１次回折光 ２５Ｃ…マイナス１次回折光 ２６…凹溝 ２７…凸条 ３０…保護層 ３１…透明材料層
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板の１面に格子状の凹溝と凸条の
繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンに
よる回折光相互の干渉縞により回折格子を形成する位相
マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り返しパターンが設け
られた表面上に光学的に透明な保護層が設けられてなる
ことを特徴とする回折格子形成用位相マスク。 - 【請求項２】 請求項１において、前記保護層が板状あ
るいはフィルム状のＳｉＯ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，Ｚ
ｒＯ，ＨｆＯ，フッ素系樹脂の何れかからなることを特
徴とする回折格子形成用位相マスク。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記保護層が
厚さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの板状あるいはフィルム状のも
のであることを特徴とする回折格子形成用位相マスク。 - 【請求項４】 透明基板の１面に格子状の凹溝と凸条の
繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンに
よる回折光相互の干渉縞により回折格子を形成する位相
マスクにおいて、凹溝と凸条の繰り返しパターンが設け
られた表面上に、前記透明基板とは異なる屈折率の光学
的に透明な材料層が、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング、
スピンコート法等の膜形成法により少なくとも前記凹溝
を充填するように設けられ、かつ、その露出表面が平坦
に研磨されてなることを特徴とする回折格子形成用位相
マスク。 - 【請求項５】 請求項４において、前記透明基板が石英
からなり、前記材料層がＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｒＯ，
ＨｆＯ，フッ素系樹脂の何れかからなることを特徴とす
る回折格子形成用位相マスク。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1036598A JPH11212246A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 回折格子形成用位相マスク |
| CA002283403A CA2283403C (en) | 1998-01-22 | 1999-01-20 | Diffraction grating-fabricating phase mask, and its fabrication method |
| CA2657509A CA2657509C (en) | 1998-01-22 | 1999-01-20 | Diffraction grating-fabricating phase mask, and its fabrication method |
| US09/380,196 US6200711B1 (en) | 1998-01-22 | 1999-01-20 | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture |
| PCT/JP1999/000174 WO1999038040A1 (fr) | 1998-01-22 | 1999-01-20 | Masque de phase destine a la fabrication d'un reseau de diffraction et procede de fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1036598A JPH11212246A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 回折格子形成用位相マスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11212246A true JPH11212246A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11748148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1036598A Pending JPH11212246A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 回折格子形成用位相マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11212246A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029722A3 (en) * | 2002-09-27 | 2004-11-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Lithographic method for wiring a side surface of a substrate |
| JP2006010778A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 回折格子の製造方法 |
| JP2007503621A (ja) * | 2003-08-25 | 2007-02-22 | トッパン、フォウタマスクス、インク | フォトマスクおよびその光学的特性を保守する方法 |
| JP2009251372A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Hamamatsu Photonics Kk | グレーティング素子及びその製造方法 |
| CN115626607A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-20 | 慕德微纳(杭州)科技有限公司 | 一种微纳结构高度修复的方法 |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP1036598A patent/JPH11212246A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029722A3 (en) * | 2002-09-27 | 2004-11-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Lithographic method for wiring a side surface of a substrate |
| CN1327298C (zh) * | 2002-09-27 | 2007-07-18 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于对衬底侧面进行布线的光刻方法 |
| US7659038B2 (en) | 2002-09-27 | 2010-02-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lithographic method for wiring a side surface of a substrate |
| JP2007503621A (ja) * | 2003-08-25 | 2007-02-22 | トッパン、フォウタマスクス、インク | フォトマスクおよびその光学的特性を保守する方法 |
| JP2006010778A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 回折格子の製造方法 |
| JP2009251372A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Hamamatsu Photonics Kk | グレーティング素子及びその製造方法 |
| CN115626607A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-20 | 慕德微纳(杭州)科技有限公司 | 一种微纳结构高度修复的方法 |
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