JPS62278508A - 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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- JPS62278508A JPS62278508A JP12312986A JP12312986A JPS62278508A JP S62278508 A JPS62278508 A JP S62278508A JP 12312986 A JP12312986 A JP 12312986A JP 12312986 A JP12312986 A JP 12312986A JP S62278508 A JPS62278508 A JP S62278508A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、回折格子の製造方法に関する。
（従来の技術）
同一半導体基板上の、特定の場所に任意の周期を有する
回折格子を形成する技術は、光集積素子を実現する上で
重要な技術である。例えば同一基板上に複数の波長で発
振する分布帰還形（以下ＤＦＥ）レーザのアレーを実現
するためには、適当な間隔をあけて、ストライプ状に、
それぞれ周期のわずかずつ異なる回折格子を形成する必
要が・ある。従来、この目的のためには、例えば英日ら
によって電子通信学会技術研究報告（○ＱＥ８４−７６
．１９８４年）に報告された次のような方法が用いられ
ていた。すなわち、半導体基板全面にフォトレジストを
塗布し、良く知られた干渉露 −光性によって回折格子
を形成する。この際、金属性のストライブマスクを用い
て基板の一部のみ露光されるようにする。続いてマスク
の位置をわずかにずらしかつ、干渉光の角度を変えて再
び露光し、基板上の他の部分に周期の異なる回折格子を
露光する。以下この手順を繰り返した後、フォトレジス
トを現象し、化学エツチングによって半導体基板に、周
期の異なるストライプ状の回折格子を形成する。
回折格子を形成する技術は、光集積素子を実現する上で
重要な技術である。例えば同一基板上に複数の波長で発
振する分布帰還形（以下ＤＦＥ）レーザのアレーを実現
するためには、適当な間隔をあけて、ストライプ状に、
それぞれ周期のわずかずつ異なる回折格子を形成する必
要が・ある。従来、この目的のためには、例えば英日ら
によって電子通信学会技術研究報告（○ＱＥ８４−７６
．１９８４年）に報告された次のような方法が用いられ
ていた。すなわち、半導体基板全面にフォトレジストを
塗布し、良く知られた干渉露 −光性によって回折格子
を形成する。この際、金属性のストライブマスクを用い
て基板の一部のみ露光されるようにする。続いてマスク
の位置をわずかにずらしかつ、干渉光の角度を変えて再
び露光し、基板上の他の部分に周期の異なる回折格子を
露光する。以下この手順を繰り返した後、フォトレジス
トを現象し、化学エツチングによって半導体基板に、周
期の異なるストライプ状の回折格子を形成する。
（発明が解決しようとする問題点）
以上に述べた回折格子の製造方法には、次のような問題
点があった。すなわち、干渉露光法によって、多段階の
露光を行う際に、金属マスクを用いているために、微細
なパターンを形成することが出来ない点である。金属マ
スクを使用する場合、フォトレジストを塗布した基板表
面にマスクを完全に合着することは、フォトレジストを
傷つける５のでできない。また金属マスク自体にも１０
０μｍ以上の厚さがある。そこで、干渉露光の際、マス
クのエツジ部での光の回折によって、基板上のパターン
の境界部分にはけが生ずる。この境界領域の幅は５０〜
１００μｍ程度であるから、１０μｍ程度の微細なパタ
ーンを形成することは不可能であった。
点があった。すなわち、干渉露光法によって、多段階の
露光を行う際に、金属マスクを用いているために、微細
なパターンを形成することが出来ない点である。金属マ
スクを使用する場合、フォトレジストを塗布した基板表
面にマスクを完全に合着することは、フォトレジストを
傷つける５のでできない。また金属マスク自体にも１０
０μｍ以上の厚さがある。そこで、干渉露光の際、マス
クのエツジ部での光の回折によって、基板上のパターン
の境界部分にはけが生ずる。この境界領域の幅は５０〜
１００μｍ程度であるから、１０μｍ程度の微細なパタ
ーンを形成することは不可能であった。
回折格子を形成する他の方法としては、電子ビーム露光
による直接描画がある。この方法は、本発明が目的とす
るような微細なパターンを形成する有力な方法であるが
、現状では、ＤＦＢレーザに必要とされる２ ００ ｎ
ｍ程度の周期を有する回折格子の形成は困碓であり、ま
た、生産性の点からも干渉露光法に劣っている。
による直接描画がある。この方法は、本発明が目的とす
るような微細なパターンを形成する有力な方法であるが
、現状では、ＤＦＢレーザに必要とされる２ ００ ｎ
ｍ程度の周期を有する回折格子の形成は困碓であり、ま
た、生産性の点からも干渉露光法に劣っている。
本発明の目的は、以上に述べた問題点を改善臥同−基板
上の特定の領域に、任意の大きさと周期を有する微細な
回折格子パターンを高い生産性で製造する回折格子の製
造方法を提供することにある。
上の特定の領域に、任意の大きさと周期を有する微細な
回折格子パターンを高い生産性で製造する回折格子の製
造方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
鹸述の問題点を解決し上記目的を達成するために本発明
が提供する手段は、基板上の特定の領域に、任意の周期
を有する回折格子を製造する方法であって、フォトレジ
ストとしてネガレジストを用い、前記基板上の前記領域
を除いた部分をフォトマスクを用いて露光し、かつ、干
渉露光法によって前記基板全面を露光する２段階の露光
を行った後、エツチングにより紡記領域にのみ回折格子
を製造する方法である。
が提供する手段は、基板上の特定の領域に、任意の周期
を有する回折格子を製造する方法であって、フォトレジ
ストとしてネガレジストを用い、前記基板上の前記領域
を除いた部分をフォトマスクを用いて露光し、かつ、干
渉露光法によって前記基板全面を露光する２段階の露光
を行った後、エツチングにより紡記領域にのみ回折格子
を製造する方法である。
（作用）
第１図を用いて、本発明による回折格子の製造方法にお
ける基本的な過程を、半導体基板上の特定の領域に回折
格子を形成する場合を例にとって説明する。第１図の（
ａ）から（、）は回折格子を形成する手順を示している
。まず半導体基板１０の全面にネガレジスト２０を塗布
し、通常のフォトマスクを用いた露光法によって回折格
子を形成したい領域５０を除いた基板１０の全語を露光
する。図ではネガレジストの露光された部分をハツチン
グで示している。当然、光の当っていない領域５０の部
分のネガレジストは塗布した状態のままである（第１図
（ａ））。次に基板全面を三光束干渉露光法によって露
光する（第１図（ｂ））。
ける基本的な過程を、半導体基板上の特定の領域に回折
格子を形成する場合を例にとって説明する。第１図の（
ａ）から（、）は回折格子を形成する手順を示している
。まず半導体基板１０の全面にネガレジスト２０を塗布
し、通常のフォトマスクを用いた露光法によって回折格
子を形成したい領域５０を除いた基板１０の全語を露光
する。図ではネガレジストの露光された部分をハツチン
グで示している。当然、光の当っていない領域５０の部
分のネガレジストは塗布した状態のままである（第１図
（ａ））。次に基板全面を三光束干渉露光法によって露
光する（第１図（ｂ））。
なお、この２段階の露光については、どちらの工程を先
に行っても同等である。次に、ネガレジスト２０の現象
を行う。ネガレジスト２０は光に当った場所が残るから
、領域５０にのみ周期的な回折格子パターンが形成され
、それ以外の部分はネガレジスト２０で覆われたパター
ンが形成できる（第Ｌｅ（ｃ））。次にこのネガレジス
トパターンをマスクとして基板１０のエツチングを行え
ば、領域５０にのみ回折格子５５を形成することができ
る（第１図（ｄ））。最後にネガレジスト２０を除去す
る（第１図（ｅ））。
に行っても同等である。次に、ネガレジスト２０の現象
を行う。ネガレジスト２０は光に当った場所が残るから
、領域５０にのみ周期的な回折格子パターンが形成され
、それ以外の部分はネガレジスト２０で覆われたパター
ンが形成できる（第Ｌｅ（ｃ））。次にこのネガレジス
トパターンをマスクとして基板１０のエツチングを行え
ば、領域５０にのみ回折格子５５を形成することができ
る（第１図（ｄ））。最後にネガレジスト２０を除去す
る（第１図（ｅ））。
７この方法の特徴は次の点にある。すなわち、フォトリ
ソグラフィ一工程が１度だけであるから（ただし露光は
２段階）工程が単純化されること、および回折格子５５
を形成したい領域５０を特定するための工程が通常のフ
ォトマスクを用いた露光工程であるから領域５０の大き
さと場所を精度よく決定でき、かつ微細な領域に回折格
子を形成できることである。したがって従来例で述べた
ような金属マスクを用いる場合と比べて、境界領域を非
常に小さくできる。通常この境界領域の幅は１μ口程度
以下にすることができるから、１０μｍ程度の幅の領域
にのみ回折格子５５を形成することも可能である。
ソグラフィ一工程が１度だけであるから（ただし露光は
２段階）工程が単純化されること、および回折格子５５
を形成したい領域５０を特定するための工程が通常のフ
ォトマスクを用いた露光工程であるから領域５０の大き
さと場所を精度よく決定でき、かつ微細な領域に回折格
子を形成できることである。したがって従来例で述べた
ような金属マスクを用いる場合と比べて、境界領域を非
常に小さくできる。通常この境界領域の幅は１μ口程度
以下にすることができるから、１０μｍ程度の幅の領域
にのみ回折格子５５を形成することも可能である。
（実施例）
第２図（ａ）〜（ｄ）に本発明の一実施例による回折格
子の製造工程を示す。
子の製造工程を示す。
この実施例は、２波長ＤＦＢレーザを実現するために、
ＩｎＰ基板１１０ の上にそれぞれ異った周期を有する
回折格子のストライプ状のパターンを形成する方法であ
る。基本的には（作用）の項で述べた手順を２回繰り返
せばよい。具体的には、まず（１００）面ＩｎＰ基板１
１０全面にノボラック系ネガレジスト０ＵＤＲ１２０の
希釈液を塗布し、回折格子を形成する領域１５０以外の
部分に光が当るようなフォトマスクを用いて紫外線露光
を行う。領域１５０は＜ｏ ｔ ｔ＞方向の＠２０μｍ
のストライプとした。続いて波長３２５ ｎｍのＨａＣ
ｄレーザを用いた干渉露光法によってストライプ方向に
２４０ｎｍピッチの周期構造を持つ回折格子パターンを
露光する（第２図（ａ））。
ＩｎＰ基板１１０ の上にそれぞれ異った周期を有する
回折格子のストライプ状のパターンを形成する方法であ
る。基本的には（作用）の項で述べた手順を２回繰り返
せばよい。具体的には、まず（１００）面ＩｎＰ基板１
１０全面にノボラック系ネガレジスト０ＵＤＲ１２０の
希釈液を塗布し、回折格子を形成する領域１５０以外の
部分に光が当るようなフォトマスクを用いて紫外線露光
を行う。領域１５０は＜ｏ ｔ ｔ＞方向の＠２０μｍ
のストライプとした。続いて波長３２５ ｎｍのＨａＣ
ｄレーザを用いた干渉露光法によってストライプ方向に
２４０ｎｍピッチの周期構造を持つ回折格子パターンを
露光する（第２図（ａ））。
次に臭素系エッチャントを用いた化学エツチングによ’
）、ＩｎＰ基板１１０のストライプ領域１５０に回折格
子１５５を形成した後、ネガレジスト１２０を除去する
（第２図（ｂ））。なお第２図は＜０１０＞面から見た
断面図であるため、第１図に示したような周期構造は表
示していない。次に第２の回折格子を形成するためにこ
れまでの工程を繰り返す。すなわち、再びＩｎＰ基板１
１０全面にネガレジスト１２０を塗布した後、回折格子
１５５を形成したストライプ領域１５０と平行に、＠２
の回折格子を形成する幅２０μｍの第２のストライプ領
域１６０を、先はどと同様なフォトマスクを用いた紫外
線露光によって形成する。
）、ＩｎＰ基板１１０のストライプ領域１５０に回折格
子１５５を形成した後、ネガレジスト１２０を除去する
（第２図（ｂ））。なお第２図は＜０１０＞面から見た
断面図であるため、第１図に示したような周期構造は表
示していない。次に第２の回折格子を形成するためにこ
れまでの工程を繰り返す。すなわち、再びＩｎＰ基板１
１０全面にネガレジスト１２０を塗布した後、回折格子
１５５を形成したストライプ領域１５０と平行に、＠２
の回折格子を形成する幅２０μｍの第２のストライプ領
域１６０を、先はどと同様なフォトマスクを用いた紫外
線露光によって形成する。
領域１５０と領域１６０の間隔は３０μｍである。
続いて、やはり干渉露光法によってストライプ方向に２
４２ ｎｍピッチの周期構造を持つ回折格子パターンを
露光する（第２図（Ｃ））。最後に化学エツチングによ
り領域１６０に回折格子１６５を形成し、ネガレジスト
１２０を除去する（第２図（ｄ））。このエツチングの
際、先に形成した回折格子１５５はネガレジスト１２０
によって保護されているために変形を受けない。こうし
て周期がわずかに異なる回折格子のストライプ状くター
ンを同一基板の３０μ口という近接した領域に形成する
ことができた。
４２ ｎｍピッチの周期構造を持つ回折格子パターンを
露光する（第２図（Ｃ））。最後に化学エツチングによ
り領域１６０に回折格子１６５を形成し、ネガレジスト
１２０を除去する（第２図（ｄ））。このエツチングの
際、先に形成した回折格子１５５はネガレジスト１２０
によって保護されているために変形を受けない。こうし
て周期がわずかに異なる回折格子のストライプ状くター
ンを同一基板の３０μ口という近接した領域に形成する
ことができた。
このようにして製造したＩｎＰ 基板を用いて、ストラ
イプ構造のＤＦＢレーザアレーを、製作したところ、隣
り合うレーザの発振波長は、回折格子の周期２４０ ｎ
ｍ と２４２ ｎｍに対応して、それぞれ１．５５０μ
ｍと１．５８５μｍであった。このような多波長ＤＦＢ
レーザアレーは波長分割多重光通信用光源として用いる
ことができる。
イプ構造のＤＦＢレーザアレーを、製作したところ、隣
り合うレーザの発振波長は、回折格子の周期２４０ ｎ
ｍ と２４２ ｎｍに対応して、それぞれ１．５５０μ
ｍと１．５８５μｍであった。このような多波長ＤＦＢ
レーザアレーは波長分割多重光通信用光源として用いる
ことができる。
なお、上述した実施例は、２つの周期の異なる回折格子
を形成した例であるカ瓢この方法を繰り返せば、さらに
多数の周期を有する回折格子のパターンを、それぞれご
く接近させて形成することもできる。また回折格子を形
成する領域の形状も必ずしもストライプ状である必要は
ない。さらにネガレジストについても、実施例で述べた
ノボラック系の他に環化ゴム系ネガレジストなどを用い
てもよい。
を形成した例であるカ瓢この方法を繰り返せば、さらに
多数の周期を有する回折格子のパターンを、それぞれご
く接近させて形成することもできる。また回折格子を形
成する領域の形状も必ずしもストライプ状である必要は
ない。さらにネガレジストについても、実施例で述べた
ノボラック系の他に環化ゴム系ネガレジストなどを用い
てもよい。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、同一基板上の特定の領
域に任意の周期と形状を有する微細な回折格子パターン
を高い生産性で製造できる。２波長ＤＦＢレーザアレー
を試作した例では、１［２０μｍのストライプ状の回折
格子パターンを３０μｍの間隔で形成し、２つのレーザ
の間隔が３０ｔｔｍとご〈接近したレーザアレーを実現
した。このように微細な領域に回折格子を形成すること
は、高密度の光集積素子を実現する上で重要な技術であ
る。なお、この製造方法は、ＩｎＰ基板に限られたもの
ではな（、ＧａＡｓや他の半導体基板、さらにＬｉＮｂ
０．などの誘導体にも適用できることは首うまでもない
。
域に任意の周期と形状を有する微細な回折格子パターン
を高い生産性で製造できる。２波長ＤＦＢレーザアレー
を試作した例では、１［２０μｍのストライプ状の回折
格子パターンを３０μｍの間隔で形成し、２つのレーザ
の間隔が３０ｔｔｍとご〈接近したレーザアレーを実現
した。このように微細な領域に回折格子を形成すること
は、高密度の光集積素子を実現する上で重要な技術であ
る。なお、この製造方法は、ＩｎＰ基板に限られたもの
ではな（、ＧａＡｓや他の半導体基板、さらにＬｉＮｂ
０．などの誘導体にも適用できることは首うまでもない
。
第１図は、本発明の基本的な製造方法を示す図で、（ａ
）〜（ｅ）はその製造手順を示している。 第２図（ａ）〜（ｄ）は実施例の製造手順を示す図であ
る。 図中、１０は基板、２０はネガレジスト、５０゜ｔｓｏ
、１６０は回折格子を形成する領域、５５゜１５５．１
６５は回折格子、１１０はＩｎＰ基板、１２０はノボラ
ック系ネガレジストである。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 第１図（ａ） 第１図（ｄ） 第１図（ｂ） 第１図（ｅ） 第１図（ｃ） 第２図（ａ） 第２図（ｂ） 第２図（ｃ） 第２図（ｄ）
）〜（ｅ）はその製造手順を示している。 第２図（ａ）〜（ｄ）は実施例の製造手順を示す図であ
る。 図中、１０は基板、２０はネガレジスト、５０゜ｔｓｏ
、１６０は回折格子を形成する領域、５５゜１５５．１
６５は回折格子、１１０はＩｎＰ基板、１２０はノボラ
ック系ネガレジストである。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 第１図（ａ） 第１図（ｄ） 第１図（ｂ） 第１図（ｅ） 第１図（ｃ） 第２図（ａ） 第２図（ｂ） 第２図（ｃ） 第２図（ｄ）
Claims (1)
- 基板上の特定の領域に、任意の周期を有する回折格子を
製造する方法において、フォトレジストとしてネガレジ
ストを用い、前記基板上の前記領域を除いた部分をフォ
トマスクを用いて露光し、かつ、干渉露光法によって前
記基板全面を露光する２段階の露光を行った後、エッチ
ングにより前記領域にのみ回折格子を製造する回折格子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12312986A JPS62278508A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12312986A JPS62278508A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278508A true JPS62278508A (ja) | 1987-12-03 |
Family
ID=14852896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12312986A Pending JPS62278508A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62278508A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204078B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-03-20 | Nec Corporation | Method of fabricating photonic semiconductor device using selective MOVPE |
| US9513480B2 (en) | 2015-02-09 | 2016-12-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide |
| US9535253B2 (en) | 2015-02-09 | 2017-01-03 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US9827209B2 (en) * | 2015-02-09 | 2017-11-28 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US10018844B2 (en) | 2015-02-09 | 2018-07-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Wearable image display system |
| US10254942B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-04-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Adaptive sizing and positioning of application windows |
| US10317677B2 (en) | 2015-02-09 | 2019-06-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US10592080B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-03-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Assisted presentation of application windows |
| US10678412B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-06-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Dynamic joint dividers for application windows |
| US11086216B2 (en) | 2015-02-09 | 2021-08-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Generating electronic components |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12312986A patent/JPS62278508A/ja active Pending
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