KR960001164B1 - 반사형 이진위상격자의 제조방법과 반사형 이진위상격자를 이용한 점배열 발생방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반사형 이진위상격자의 제조방법과 반사형 이진위상격자를 이용한 점배열 발생방법

제1도의 (a) 내지 (i)는 종래의 투과형 이진위상격자를 제조하는 공정 순서도.

제2도는 제1도에 의해 형성된 투과형 격자로부터 점배열을 발생하는 광학장치 구성도.

제3도의 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 반사형 이진위상격자를 제조하는 공정 순서도.

제4도는 본 발명에 의해 제조된 반사형 격자로부터 점배열을 발생하는 광학장치 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수정기판(Quartz Substrate) 2 : 크롬(Cr)박막

3 : 감광막 4 : 무반사막

5 : 평행광 6 : 투과형 이진위상격자

7 : 렌즈 8 : 실리콘 기판

9 : 산화실리콘층 10 : 고반사막

11 : 편광기 12 : 편광빔 분리기

13 : λ/4 위상지연기 14 : 반사형 이진위상격자

본 발명은 반사형 이진위상격자를 제조하는 방법과, 반사형 이진위상격자를 이용하여 광교환기, 광컴퓨터등에서 요구되는 점배열(點排列)을 얻는 방법에 관한 것이다.

제1도는 종래의 기술에 의해 (0,π)의 위상변이를 갖는 투과형 이진위상격자를 제조하는 방법을 나타낸 것으로, 도면을 참조하면서 종래 기술을 설명하면 다음과 같다.

제1도의 (a)에 도시된 바와 같은 수정기판(1)상에 크롬박막(2)을 형성한다 (제1도의 (b)참조).

이어, 크롬박막(2)상에 감광막(3)을 도포하고 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광막(3)의 특정영역을 노광시킨다(제1도의 (c)참조).

상기 감광막(3)중 노광된 영역을 현상액으로 제거(제1도의 (d)참조)한 후 드러나는 크롬박막(2)과 수정기판(1)을 순차로 식각한다(제1도의 (e),(f)참조).

이때, 수정기판(1)의 식각깊이는 격자를 투과하는 미세패턴간에, π의 위상차가 발생되도록 식각시간을 조절하여 λ/2△n(여기서, λ는 입사광의 파장이고, △n은 수정과 공기간의 굴절율 차)가 되도록 한다.

이어, 웨이퍼 상에 남아 있는 감광막(3)을 제거(stripping)한 후 크롬박막(2)을 식각한다(제1도의 (g),(h)참조).

끝으로, 이진위상격자의 투과율을 증대시키기 위 해 수정기판 상에 무반사막(4)을 도포한다.

이상에서 설명한 바와같이 종래 기술에 의한 방법은 다단계 식각처리 과정이 요구되므로 이진패턴의 크기를 조절하는 것이 어렵고, 식각시간에 의해 식각깊이가 결정되므로 정확하게 식각깊이를 조절하는데에 어려운 문제가 있었다.

제2도는 종래의 기술(제1도 참조)에 의해 제조된 투과형 이진위상격자로부터 광의 점배열을 얻기 위한 실험장치를 나타낸 것이다.

평행광(5)이 투과형 격자(6)를 통과하게 되면 격자의 두께차이와 굴절율 차이에 의해 평행광에는 (0,π)의 위상변이(位相邊移)가 생기게 된다.

(0,π)의 위상변이를 갖는 광은 렌즈(7)에 의해 퓨리에 변환(Fourier trans form)되어 렌즈(7)의 촛점에서 점배열이 발생된다.

그러나, 이미 앞서 설명했듯이 종래 기술에 의한 투과형 이진위상격자의 제조방법은 식각공정이 복잡하고 패턴의 크기조절이 어렵고, 식각깊이를 정확하게 조절할 수 없는 문제점을 갖고 있으므로 이를 해결할 수 있는 새로운 이진위상격자의 제조방법이 요구된다.

따라서, 본 발명은 식각공정이 간단하고 패턴의 크기조절이 쉽고 격자의 두께조절을 정확하게 할 수 있는 이진위상격자의 제조방법과 본 발명에 의해 제조된 이진위상격자를 이용하여 점배열을 발생시키는 방법을 제공하는 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 본 발명에 따른 반사형 이진위상격자의 제조방법은 실리콘 기판의 표면을 산화시켜 소정 두께의 산화실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 산화실리콘층 상에 감광막을 도포하고 소정 패턴을 정의하는 단계와, 상기 패턴된 감광막을 마스크로 하여 상기 산화실리콘층의 노출된 부분을 실리콘기판이 노출되도록 식각하는 단계와, 상기 패턴된 감광막을 제거하고 실리콘기판의 노출된 부분과 산화실리콘층의 상부에 고반사막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 이진격자를 이용한 점배열 발생방법은 편광기와, 편광빔 분리기와, λ/4 위상지연기 및, 반사형 이진위상격자를 순차로 배열하고 입사되는 평행광에 수직으로 렌즈가 위치되도록 하여 편광방향에 대한 상기 편광빔 분리기의 분리특성과 상기 λ/4 위상지연기의 편광변화특성을 이용하여 상기 반사형 이진위상격자로부터 반사되는 빔을 상기 렌즈로 퓨리에 변환되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이제부터 첨부된 제3도 및 제4도를 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명하겠다.

제3도의 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 반사형 이진위상격자의 제조공정도를 나타낸 것으로, 이를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제3도의 (a)에 나타낸 바와 같은 실리콘 기판(8)을 산화(oxidation)시켜 조사되는 광의 파장의 1/4에 해당하는 두께로 산화실리콘층(9)이 형성되도록 한다(제3도의 (b)참조).

이어, 산화실리콘층(9)상에 감광막(3)을 도포하고 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광막(3)의 특정영역을 노광처리 한다(제3도의 (c)참조).

다음, 상기 감광막(3)중 노광된 영역을 현상액으로 제거(제3도의 (d)참조)한 후 드러나는 산화실리콘층(9)을 식각한다(제3도의 (e)참조).

끝으로, 웨이퍼 상에 남아 있는 감광막(3)을 제거(제3도의 (f)참조)한 후 고반사막(10)을 도포하여 반사형 이진위상격자를 완성한다.

제4도는 본 발명에 따라 제조된 반사형 이진위상격자를 이용하여 점배열을 발생시키기 위한 실험장치를 나타낸 것이다.

편광분리기(12)는 p과를 최대로 통과시키므로 편광기(11)의 방향을 p파의 방향과 평행하게 한다. 투과된 선형편광빔은 λ/4 위상지연기(13)를 통과하여 원형편광된 후, 두께 차이가 λ/4인 격자(14)에서 반사되므로 결국 λ/2 경로차가 발생하여 (0,π)의 위상변이를 갖게된다.

이 빔은 λ/4 위상지연기(13)를 다시 한번 통과하므로 지연기로 입사되기 전에 비해 편광방향이 수직으로 바뀐다.

수직으로 된 선형편광빔은 s파로서 편광분리기(12)에서 최대 반사되고, 렌즈에 의해 퓨리에 변환되어 렌즈의 촛점에서 점배열이 발생한다.

이상에서 설명한 본 발명의 반사형 이진위상격자 제작방법은 산화실리콘의 성장 특성을 이용하므로 종래의 투과형격자에서 요구되는 다단계의 식각공정을 단일공정으로 줄일 수 있으며, 격자간의 두께를 정확히 조절 가능하고 균일도가 좋아 광교환, 광컴퓨터 등에서 효율이 높은 점 배열을 발생시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 광교환기 및 광컴퓨터 등에 활용하는 이진위상격자를 제조하는 방법에 있어서, 실리콘 기판(8)의 표면을 산화시켜 소정 두께의 산화실리콘층(9)을 형성하는 단계와, 상기 산화실리콘층(9)상에 감광막(3)을 도포하고 소정 패턴을 정의하는 단계와, 상기 패턴된 감광막(3)을 마스크로 하여 상기 산화실리콘층(9)의 노출된 부분을 실리콘기판 (8)이 노출되도록 식각하는 단계와, 상기 패턴된 감광막(3)을 제거하고 실리콘기판(8)의 노출된 부분과 산화실리콘층(9)의 상부에 고반사막(10)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 이진위상격자의 제조방법.
2. 이진위상격자를 이용하여 광의 점배열을 발생시키는 방법에 있어서, 편광기(11)와, 편광빔 분리기(12)와, λ/4 위상지연기(13) 및, 반사형 이진위상격자 (14)를 순차로 배열하고 입사되는 평행광에 수직으로 렌즈(7)가 위치되도록 하여 편광방향에 대한 상기 편광빔 분리기(12)의 분리특성과 상기 λ/2 위상지연기(13)의 편광변화 특성을 이용하여 상기 반사형 이진위상격자(14)로부터 반사되는 빔을 상기 렌즈(7)로 퓨리에 변환되도록 하는 것을 특징으로 하는 반사형 이진위상격자를 이용한 점배열 발생방법.