JPS627001A - Production of diffraction grating - Google Patents
Production of diffraction gratingInfo
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- JPS627001A JPS627001A JP14582585A JP14582585A JPS627001A JP S627001 A JPS627001 A JP S627001A JP 14582585 A JP14582585 A JP 14582585A JP 14582585 A JP14582585 A JP 14582585A JP S627001 A JPS627001 A JP S627001A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、2光束干渉露光を用いて周期的な凹凸から成
る回折格子を製造する方法に係わり、特に、隣接する二
つの領域において回折格子の凹凸の位相が反転する構造
を有する回折格子の製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a method of manufacturing a diffraction grating consisting of periodic irregularities using two-beam interference exposure. The present invention relates to a method for manufacturing a diffraction grating having a structure in which the phase of concave and convex portions is inverted.
(従来技術とその問題点)
周期的な凹凸から成る回折格子は、所望の波長の光のみ
を反射あるいは通過させるため、光通信の分野において
はフィルりとしであるいは分布帰還形半導体レーザ(以
下、rDFBレーザ」と略す)の内部等に用いられてい
る。(Prior art and its problems) Diffraction gratings consisting of periodic concavities and convexities reflect or pass only light of a desired wavelength, so in the field of optical communication, they are used as filter or distributed feedback semiconductor lasers (hereinafter referred to as It is used inside the rDFB laser (abbreviated as “rDFB laser”).
その中で、発光領域またはその近傍に回折格子を有する
DFBレーザは、単一軸モードの光を発することから、
光通信の光源として脚光を浴び、従来から種々の提案が
ある。特に最近では、回折格子の中央部付近で凹凸の位
相を反転した方がさらに安定な単一モード動作を行うも
のとして注目されている。Among them, the DFB laser, which has a diffraction grating in or near the light emitting region, emits light in a single axis mode.
It has been in the spotlight as a light source for optical communications, and various proposals have been made to date. Particularly recently, inverting the phase of the unevenness near the center of the diffraction grating has attracted attention as a way to achieve more stable single mode operation.
このようなりFBレーザの発振波長は回折格子の凹凸の
周期へで決定され、さらに安定な動作は回折格子の製作
精度に依存する。従って、回折格子の製作精度がDFB
レーザの特性を左右することになる。As described above, the oscillation wavelength of the FB laser is determined by the period of the unevenness of the diffraction grating, and stable operation also depends on the manufacturing precision of the diffraction grating. Therefore, the fabrication accuracy of the diffraction grating is DFB
This will affect the characteristics of the laser.
凹凸の位相が反転した構造を有する回折格子の従来の製
造方法を述べる前に、まず凹凸の位相が反転しない構造
の回折格子の製造方法について説明する。Before describing a conventional method for manufacturing a diffraction grating having a structure in which the phase of the concave and convex portions is inverted, a method for manufacturing a diffraction grating having a structure in which the phase of the concave and convex portions is not inverted will be described first.
第1図は従来の2光束干渉露光法による一様な回折格子
の製造の原理図である。波長λ。なる例えばHe −C
dレーザ光3をハーフミラ−4で2つに分波し、各々の
分波光3はミラー5で反射させ、その分波光3の合成波
を図示のように基板1の上に例えばポジタイプのフォト
レジスト膜2を塗布した結晶表面に照射したときに生じ
る干渉パターンにより露光し、現像とエツチングを行え
ば回折格子を形成することができる。ここで、凹凸の周
期Δはレーザ光3の入射角をαとすれば、で求められる
。FIG. 1 is a diagram showing the principle of manufacturing a uniform diffraction grating by a conventional two-beam interference exposure method. Wavelength λ. For example, He-C
d Laser light 3 is split into two by a half mirror 4, each split light 3 is reflected by a mirror 5, and the combined wave of the split light 3 is placed on a substrate 1 using, for example, a positive type photoresist as shown in the figure. A diffraction grating can be formed by exposing the crystal surface coated with the film 2 to an interference pattern generated when the crystal surface is irradiated, and performing development and etching. Here, the period Δ of the unevenness can be obtained by the following equation, where α is the incident angle of the laser beam 3.
一方、レーザの中央で回折格子の位相が反転した構造を
存する回折格子を製造する方法として、コンピュータ制
御を用いた電子ビーム走査露光がある。この方法は、回
折格子の溝に相当する部分に順次電子ビームを走査して
照射することにより露光するものであるが、回折格子の
周期へが大きい場合には適用できるが、凹凸の周期へが
結晶中の光の波長λの半分である1次の回折格子のよう
に周期へが小さい場合(約2000人)には、解像度の
限界に達し、製造が実質上困難となってしまう。On the other hand, as a method for manufacturing a diffraction grating having a structure in which the phase of the diffraction grating is inverted at the center of the laser, there is electron beam scanning exposure using computer control. This method exposes the portions corresponding to the grooves of the diffraction grating by sequentially scanning and irradiating them with an electron beam, but it can be applied when the period of the diffraction grating is large, but when the period of the unevenness is When the period is small (approximately 2,000 people), such as a first-order diffraction grating, which is half the wavelength λ of light in the crystal, the resolution reaches its limit and manufacturing becomes substantially difficult.
また、電子ビーム露光法は個別順次走査であるから、回
折格子パターンの全面を走査し終るまでにかなりの時間
を必要とし、これを大量生産工程に適用することは困難
である。Furthermore, since the electron beam exposure method involves individual sequential scanning, it takes a considerable amount of time to scan the entire surface of the diffraction grating pattern, making it difficult to apply this method to mass production processes.
次に、2光束干渉露光を用いて凹凸の位相が隣接領域で
互いに反転する構造を有する回折格子を製造する場合の
問題点について説明する。Next, problems when manufacturing a diffraction grating having a structure in which the phases of concavities and convexities are reversed in adjacent regions using two-beam interference exposure will be described.
(1) 第2図は前述した2光束干渉露光により位相
が反転、すなわち180°位相シフトした構造を有する
回折格子を製造した場合の模式図であり、AとBの領域
をメタルマスクを用いて別々に露光する方法である。同
図は領域Aに周期的な凹凸を製造する場合を示しており
、この時領域Bは厚さt(約50μm)のメタルマスク
6により覆われている。(1) Figure 2 is a schematic diagram of the case where a diffraction grating with a phase inversion, that is, a 180° phase shift, is manufactured by the two-beam interference exposure described above, and regions A and B are formed using a metal mask. This is a separate exposure method. The figure shows a case where periodic irregularities are manufactured in region A, and at this time region B is covered with a metal mask 6 having a thickness t (about 50 μm).
なお通常フォトレジスト膜2上に隙間d(約数μm)を
設けている。干渉パターンが最も領域Bに近いところを
示しているが、同図から明らかなようにレーザ光3はメ
タルマスク6の厚さの影響により照射されない部分、す
なわち凹凸が全く製造されない領域Cができる。同様に
領域Aにメタルマスク6を施して領域Bに2光束干渉露
光を行っても、凹凸が製造されない領域Cができ、全体
としては領域Cの2倍に亘って凹凸が形成されない。Note that a gap d (about several μm) is usually provided on the photoresist film 2. The interference pattern is shown closest to region B, but as is clear from the figure, a region C is created where the laser beam 3 is not irradiated due to the influence of the thickness of the metal mask 6, that is, a region C where no unevenness is formed. Similarly, even if a metal mask 6 is applied to region A and two-beam interference exposure is performed to region B, a region C is formed in which no unevenness is formed, and as a whole, no unevenness is formed over twice as much as area C.
例えば、回折格子の凹凸の周期Aを2400人とし、H
e −Cdレーザの波長λ。を3250人とすれば、入
射角αは
となり、マスクの厚さtを50μ−とし隙間をdとすれ
ば、周期的な凹凸が製造されない領域CはC=(t+d
)tanα−t Htanα= 47 (/Jn)とな
る。For example, if the period A of the unevenness of the diffraction grating is 2400, H
e - Wavelength λ of the Cd laser. If there are 3,250 people, then the incident angle α is as follows.If the mask thickness t is 50μ- and the gap is d, then the area C where periodic unevenness is not produced is C=(t+d
) tanα−t Htanα= 47 (/Jn).
従って、2回の2光束干渉露光により、凹凸が形成され
ない領域Cの2倍の領域は94〔μm〕となり、発光領
域の全体長が通常数百〔μI〕程度であることから、D
FBレーザの動作電流が大きくなり、また単一波長動作
も不安定となる。この解決策として、メタルマスク6の
厚さtを薄クシたり、メタルマスク6の内側端の上面エ
ツジに傾斜を設ければ若干改善ができるが、やはり凹凸
が形成されない領域Cができる。Therefore, by two times of two-beam interference exposure, the area twice the area C where no unevenness is formed is 94 [μm], and since the total length of the light emitting area is usually about several hundred [μI], D
The operating current of the FB laser increases, and single wavelength operation also becomes unstable. As a solution to this problem, a slight improvement can be made by reducing the thickness t of the metal mask 6 or by providing a slope on the upper surface edge of the inner end of the metal mask 6, but this still results in a region C where no unevenness is formed.
(2)最初に領域Aを露光し、次に領域Bを露光する時
に凹凸の位相を180度反転させるため、基板1を凹凸
の周期への半分だ・け(約1000人)正確に移動しな
ければならない。しかし、約1000人(0,1μm)
だけ正確に基板1を移動させることは極めて難しく、再
現性の面からも非常に困難である。(2) In order to invert the phase of the unevenness by 180 degrees when first exposing area A and then exposing area B, the substrate 1 must be accurately moved by half the period of the unevenness (approximately 1000 people). There must be. However, about 1000 people (0.1 μm)
It is extremely difficult to move the substrate 1 accurately, and it is also extremely difficult in terms of reproducibility.
以上のように、周期的な凹凸の位相が反転する構造を有
する回折格子を従来の2光束干渉露光で製造するのは困
難であり、電子ビーム露光法でも量産性の面で問題があ
った。As described above, it is difficult to manufacture a diffraction grating having a structure in which the phase of periodic asperities is inverted using conventional two-beam interference exposure, and even electron beam exposure has problems in terms of mass production.
(発明の目的と特徴)
本発明は、上述した従来の欠点を解消するためになされ
たもので、電子ビーム露光に比べて簡便でかつ量産性に
優れた2光束干渉露光を用いて、周期的な凹凸の位相が
反転する構造の回折格子を実現することのできる回折格
子の製造方法を提供することを目的とする。(Objective and Features of the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and uses two-beam interference exposure, which is simpler and easier to mass-produce than electron beam exposure, to periodically An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a diffraction grating that can realize a diffraction grating having a structure in which the phases of the concave and convex portions are inverted.
本発明の特徴は第1及び第3の材料として金属を用いる
とともに、第2の材料として1種類だけのフォトレジス
トを用い、かつリフトオフを利用することにより精度よ
く位相が反転した回折格子を作製することにある。The feature of the present invention is to use metal as the first and third materials, use only one type of photoresist as the second material, and use lift-off to create a diffraction grating with a highly accurate phase inversion. There is a particular thing.
本発明のもうひとつの特徴は第1及び第3の材料として
誘電体を用いるとともに、第2の材料として1種類だけ
のフォトレジストを用い、かつリフトオフを利用するこ
とにより精度よく位相が反転した回折格子を製作するこ
とにある。Another feature of the present invention is that dielectrics are used as the first and third materials, only one type of photoresist is used as the second material, and the diffraction pattern is precisely phase-inverted by using lift-off. The purpose is to create a grid.
(発明の構成及び作用) 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。(Structure and operation of the invention) The present invention will be described in detail below using the drawings.
(実施例1)
第3図は本発明による第1の実施例であり、凹凸の位相
が反転する構造を有する回折格子の製造工程を概略的に
示したものである。(Example 1) FIG. 3 is a first example according to the present invention, which schematically shows the manufacturing process of a diffraction grating having a structure in which the phase of concavities and convexities is inverted.
本実施例では、第1の材料として金(金属)、第2の材
料として解像度の優れたフォトレジスト、第3の材料と
して第1の材料とは異なる金属である銀を用いた場合に
ついて説明する。In this example, a case will be explained in which gold (metal) is used as the first material, a photoresist with excellent resolution is used as the second material, and silver, which is a metal different from the first material, is used as the third material. .
(1)第1の工程
(a) 基板1の全表面に第1の材料である金膜12
の薄膜を蒸着などにより付着させた後、通常のフォトリ
ソグラフ法とエツチングとにより、金膜12を領域Aに
のみ残す。これは本願の特徴のひとつであり、エツチン
グ等を行っても規則正しい凹凸ができ、かつ処理の容易
な金属を一方の領域に設けたものである6
(bl ft1l域Aおよび領域Bの全面に、第2の
材料として解像度の優れたフォトレジスト膜、例えばマ
イクロポジットフォトレジスト膜13(以下「P膜13
」と称す)を塗布し、一様な2光束干渉露光を行う。す
なわち、本発明では解像度の優れたフォトレジスト膜1
種類を用いるだけである。なお、図中黒い部分が露光さ
れている。(1) First step (a) Gold film 12, which is the first material, is formed on the entire surface of the substrate 1.
After depositing the thin film 12 by vapor deposition or the like, the gold film 12 is left only in the region A by ordinary photolithography and etching. This is one of the features of the present application, in which a metal that can form regular irregularities even when etched or the like and is easy to process is provided in one region. As the second material, a photoresist film with excellent resolution, for example, a microposit photoresist film 13 (hereinafter referred to as "P film 13") is used.
”) and uniform two-beam interference exposure is performed. That is, in the present invention, the photoresist film 1 with excellent resolution is
Just use the type. Note that the black portions in the figure are exposed.
(C) 次に現像を行って露光された部分を取り除き
、P膜13の回折格子を形成する。(C) Next, development is performed to remove the exposed portion to form a diffraction grating of the P film 13.
(2)第2の工程
(dl P膜13をマスクとして領域Aの金膜12の
薄膜をKI : hのエツチング液によりエツチングす
る。(2) Second step (dl Using the P film 13 as a mask, the thin film of the gold film 12 in area A is etched with an etching solution of KI:h.
(el 次に第3の材料として銀膜14を蒸着させる
。(el) Next, a silver film 14 is deposited as a third material.
この際、P膜13の形状がやや逆台形となるように露光
、現像を行うことにより、P膜13の側面には銀膜14
が付着せず、図のように基板lとP膜13にそれぞれ銀
膜14及び銀膜14aを付着させることができる。At this time, by performing exposure and development so that the shape of the P film 13 becomes a slightly inverted trapezoid, a silver film 14 is formed on the side surface of the P film 13.
The silver film 14 and the silver film 14a can be attached to the substrate l and the P film 13, respectively, as shown in the figure.
(3) 第3の工程
(r) gi域Bに通常のフォトリソグラフ法により
保護用のフォトレジスト膜15(以下「F膜15」と称
す)を形成すると共に、領域AのP膜13及びP膜13
の上に付着している銀膜14aをリフトオフにより同時
に除去する。なお、領域Aの銀膜14aが残っても次の
工程(蜀で除去されるため、ここではリフトオフを用い
なくてもよい。(3) Third step (r) A protective photoresist film 15 (hereinafter referred to as "F film 15") is formed in the gi region B by a normal photolithography method, and the P film 13 in the region A and the Membrane 13
The silver film 14a attached thereon is simultaneously removed by lift-off. Note that even if the silver film 14a in region A remains, it will be removed in the next step (shu), so lift-off may not be used here.
(幻 領域Aの基板lに付着している銀膜14を稀硝酸
によりエツチングし除去する。この際、稀硝酸は金膜1
2を侵さないため、領域Aでは金膜12による回折格子
が形成される。(The silver film 14 adhering to the substrate 1 in the phantom area A is etched and removed using dilute nitric acid. At this time, the dilute nitric acid
2, a diffraction grating is formed by the gold film 12 in region A.
(h) アセトンもしくは全面露光したのち現像等を
行って、領域BのF膜15及びP膜13を除去する。(h) The F film 15 and the P film 13 in region B are removed by performing development or the like after exposing the entire surface to acetone or light.
なお、この工程ではりフトオフを用いてP膜13の上に
付着している銀膜14aも同時に除去し、その結果、領
域Bでは銀膜14の回折格子が形成される。Incidentally, in this step, the silver film 14a attached to the P film 13 is also removed at the same time using a scraper, and as a result, a diffraction grating of the silver film 14 is formed in the region B.
以上の工程により、領域Aでは金膜12の回折格子が、
領域Bでは銀膜14の回折格子がそれぞれ形成され、か
つ周期的な凹凸の位相が互いに反転している。Through the above steps, in region A, the diffraction grating of the gold film 12 becomes
In region B, a diffraction grating of the silver film 14 is formed, and the phases of the periodic irregularities are reversed.
(4) 第4の工程
(1) 領域A及び領域Bの金属をそれぞれマスクと
して基板1に化学エツチングを行い、それぞれの金属を
除去することにより基板1の中央で凹凸の位相が反転し
た回折格子を得ることができる。(4) Fourth step (1) Substrate 1 is chemically etched using the metals of region A and region B as masks, and each metal is removed, thereby creating a diffraction grating in which the phase of the unevenness is reversed at the center of substrate 1. can be obtained.
以上のように、本発明は第1の材料及び第3の材料とし
て金12及び銀14、第2の材料として解像度の優れた
P膜13を用いて、リフトオフ等を行うことにより、簡
便でかつ量産性に優れた位相反転を有する回折格子を作
製することができる。As described above, the present invention uses gold 12 and silver 14 as the first and third materials, and the P film 13 with excellent resolution as the second material, and performs lift-off etc. in a simple and convenient manner. A diffraction grating with phase inversion that is highly mass-producible can be manufactured.
(実施例2)
第4図は本発明の第2の実施例であり、第2の材料の補
助材料(以下、「補助材」と称す)としてSiN膜等の
誘電体を用いた製造工程について示したものである。こ
の補助材を用いることにより、実施例1で述べた工程(
h)のリフトオフを容易に行なわせしめるものである。(Example 2) Figure 4 shows a second example of the present invention, and describes a manufacturing process using a dielectric such as a SiN film as an auxiliary material (hereinafter referred to as "auxiliary material") for the second material. This is what is shown. By using this auxiliary material, the process described in Example 1 (
This facilitates the lift-off of h).
なお、以下の説明で、前述の実施例と同じ作業工程につ
いては簡単に記す。In the following explanation, the same work steps as in the above embodiment will be briefly described.
(1) 第1の工程
(a) 実施例工と同様に領域Aのみ金膜12の薄膜
を残したのち、プラズマCVD法もしくはECR法によ
り基板Iの全表面に本実施例の特徴である補助材として
SiN膜16を堆積する。(1) First step (a) After leaving a thin film of the gold film 12 only in area A as in the example process, the entire surface of the substrate I is coated with an auxiliary coating, which is a feature of this example, by plasma CVD or ECR. A SiN film 16 is deposited as a material.
伽) 実施例1と同様に第2の材料であるPM13を領
域Aおよび領域Bの全面に塗布し、2光束干渉露光を行
う。佽) As in Example 1, PM13, which is the second material, is applied to the entire surface of region A and region B, and two-beam interference exposure is performed.
(C) 実施例1と同様に、P膜13の回折格子を形
成する。(C) Similarly to Example 1, a diffraction grating of the P film 13 is formed.
(2)第2の工程
(dl フン化アンモニウムによるウェットエツチン
グ、もしくはフレオンによるドライエツチングでSiN
膜16をエツチングする。(2) Second step (dl) Wet etching with ammonium fluoride or dry etching with Freon
Etch the film 16.
(e) SiN膜16をマスクとして、領域Aの金膜
12をKl : Itのエツチング液によりエツチング
する。(e) Using the SiN film 16 as a mask, the gold film 12 in region A is etched with an etching solution of Kl:It.
(f) 実施例1における(e)の工程と同様に第3
の材料である銀膜14を蒸着させる。ただし、実施例1
と異なる点はP膜13のかわりに本実施例では補助材で
あるSiN膜16の表面に蒸着させる点であり、他は全
く同様である。(f) Similar to step (e) in Example 1, the third
A silver film 14 made of the same material is vapor-deposited. However, Example 1
The difference is that in this embodiment, instead of the P film 13, it is deposited on the surface of the SiN film 16, which is an auxiliary material, and the rest is exactly the same.
(3) 第3の工程
(gl 実施例1と同様に、領域BにF膜15を形成
する。なお、実施例1ではF膜15と材料が似ているP
膜13を保護したが、本実施例では、F膜15と材料が
全く異なる補助材のSiN膜16を保護するため、後述
の[13の工程で行うリフトオフが容易となる。(3) Third step (gl) As in Example 1, F film 15 is formed in region B. In Example 1, P film 15 is similar in material to F film 15.
Although the film 13 is protected, in this example, the SiN film 16, which is an auxiliary material and is made of a completely different material from the F film 15, is protected, so that the lift-off performed in step [13] described later is facilitated.
(h) 領域Aの銀膜14及び14aを稀硝酸でエツ
チングし、更にフッ化アンモニウムなどによりSiN膜
16を除去する。この際、稀硝酸及びフッ化アンモニウ
ムは金を侵さないため、領域Aでは金M12による回折
格子が形成される。(h) The silver films 14 and 14a in region A are etched with dilute nitric acid, and the SiN film 16 is further removed with ammonium fluoride or the like. At this time, since dilute nitric acid and ammonium fluoride do not attack gold, a diffraction grating of gold M12 is formed in region A.
(1) アセトンなどにより領域BのF膜15を除去
した後、フッ化アンモニウムなどで残存するSiN膜1
6を除去する。この工程で、リフトオフによりSiN膜
1膜上6上膜14aが除去され、領域Bには銀膜14の
回折格子が形成される。従って、領域A及びBには周期
的な凹凸の位相が互いに反転した金膜12と銀膜14の
回折格子が実施例1と同様に形成される。(1) After removing the F film 15 in region B with acetone etc., remove the remaining SiN film 1 with ammonium fluoride etc.
Remove 6. In this step, the upper film 14a on the SiN film 1 is removed by lift-off, and a diffraction grating of the silver film 14 is formed in region B. Therefore, in regions A and B, diffraction gratings of the gold film 12 and the silver film 14 in which the phases of periodic irregularities are reversed are formed in the same manner as in the first embodiment.
(4)第4の工程
0) 実施例1と同様にして、基板1に凹凸の位相が
反転した回折格子が得られる。(4) Fourth step 0) In the same manner as in Example 1, a diffraction grating in which the phase of the concave and convex portions is reversed is obtained on the substrate 1.
以上のように、本発明のこの実施例によりリフトオフ法
を利用すれば、一種類のフォトレジストを用いるだけで
、従来の一様な2光束干渉露光及びエツチング等により
凹凸の位相が反転した構造を有する回折格子が製造でき
るゆ尚、第1の材料及び第3の材料として、金及び銀を
用いた例について述べたが、エツチングを選択的に行う
ことができる他の金属であってもよい。また、第1の材
料及び第3の材料として誘電体を用いてもよい。As described above, by using the lift-off method according to this embodiment of the present invention, a structure in which the phase of the concaves and convexes is reversed by conventional uniform two-beam interference exposure and etching can be created by using only one type of photoresist. Although gold and silver are used as the first and third materials, other metals that can be selectively etched may be used. Further, a dielectric material may be used as the first material and the third material.
さらに、実施例では基板上に直接金もしくは銀を付着さ
せたが密着性を向上させるためにその間にクロムなどの
極薄い金属膜を介在させ、必要に応じてクロムをエツチ
ングする工程を追加してもよい。Furthermore, in the example, gold or silver was directly deposited on the substrate, but in order to improve adhesion, an extremely thin metal film such as chromium was interposed between them, and a step of etching the chromium was added as necessary. Good too.
(実施例3)
第5図は本発明による他の実施例であり、第1の材料及
び第3の材料として誘電体、第2の材料としてフォトレ
ジストを用いた製造工程の概略図である。(Example 3) FIG. 5 is another example according to the present invention, and is a schematic diagram of a manufacturing process using a dielectric as the first material and the third material, and a photoresist as the second material.
(1) 第1の工程
(a) 基板lの上に第1の材料として誘電体例えば
Sing膜17をECR法などにより堆積した後、実施
例1における(b)の工程と同様に第2の材料であるP
膜18を塗布し、一様な2光束干渉露光をおこなう。(1) First step (a) After depositing a dielectric material such as a Sing film 17 as a first material on the substrate l by ECR method or the like, a second step is performed in the same manner as in step (b) in Example 1. The material P
A film 18 is applied and uniform two-beam interference exposure is performed.
山) 前述の実施例と同様に、領域A及びBの全面にP
膜1日の回折格子を形成する。) As in the previous example, P was applied to the entire surface of areas A and B.
Form a diffraction grating for one day.
(C) フレオンによるドライエツチングなどにより
SiO□膜17全17チングした後、P膜18を除去す
る。従って、領域A及びBの全面に第1の材料であるS
iO□1)1)7の回折格子が形成される。(C) After dry etching with Freon or the like, the entire SiO□ film 17 is etched, and then the P film 18 is removed. Therefore, the first material S is applied to the entire surface of areas A and B.
A diffraction grating of iO□1)1)7 is formed.
(2)第2の工程
(dl Ski域Bに、前実施例と同様に第2の材料
系であるF膜19を形成する。(なお、ここではF膜1
9の代りにP膜18を用いても良い)(e) 次に、
第3の材料である誘電体例えばSiN膜20を領域A及
びBの全面に堆積させる。この際、原料プラズマの指向
性のよいECR法を用いることにより、領域AのSiO
□膜17全1719の側壁にSiN膜20の付着を極力
少なくすることができると共に、後述するフッ酸系によ
るエツチング速度の小さい5ixNaの組成に近いSi
N膜20を形成することができる。(2) Second step (dl In the Ski area B, the F film 19, which is the second material system, is formed as in the previous example.
(e) Next, P film 18 may be used instead of 9.
A third material, dielectric, for example, a SiN film 20 is deposited over the entire surface of regions A and B. At this time, by using the ECR method with good directivity of raw material plasma, the SiO
□It is possible to minimize the adhesion of the SiN film 20 to the side walls of the entire film 17 1719, and to use Si with a composition similar to 5ixNa, which has a low etching rate with hydrofluoric acid, which will be described later.
An N film 20 can be formed.
(3) 第3の工程
(f) フッ酸系エツチング液により、領域Aの5i
(h膜17の回折格子を除去する。この工程で、リフト
オフにより5i01膜17の上のSiN膜20が同時に
除去される。この際、Si3N、の組成に近いSiN膜
20により、SiO□膜17全17チング速度が10倍
程度大きいため、選択的にSiO□膜17全17格子が
除去される。(3) Third step (f) 5i of area A is etched using hydrofluoric acid etching solution.
(The diffraction grating of the h film 17 is removed. In this step, the SiN film 20 on the 5i01 film 17 is removed at the same time by lift-off. At this time, the SiO□ film 17 is Since the rate of all 17 lattices is about 10 times higher, all 17 lattices of the SiO□ film 17 are selectively removed.
(幻 アセトンもしくは全面露光した後現像するなどし
て領域BのF膜19と同時にリフトオフによりF膜19
の上のSiN膜20も除去される。従って、領域Aには
第3の材料による回折格子、領域Bには第1の材料によ
る回折格子が形成され、かつ周期的な凹凸の位相が互い
に反転している。(Illusion) The F film 19 is lifted off at the same time as the F film 19 in area B by acetone or by developing after exposing the entire surface.
The SiN film 20 above is also removed. Therefore, a diffraction grating made of the third material is formed in region A, and a diffraction grating made of the first material is formed in region B, and the phases of the periodic irregularities are inverted with each other.
なお、この実施例では領域Aのリフトオフに続いて領域
Bのリフトオフを行えるため、作業効率が極めてよくな
る。In addition, in this embodiment, since lift-off of area B can be performed subsequent to lift-off of area A, work efficiency is extremely improved.
(4)第4の工程
(h) 領域AではSiN膜20、領域Bでは5i0
2膜をそれぞれマスクとして化学エツチングすることに
より、中央で凹凸の位相が反転した回折格子を基板1に
得ることができる。(4) Fourth step (h) SiN film 20 in area A, 5i0 in area B
By chemically etching the two films using each as a mask, it is possible to obtain a diffraction grating on the substrate 1 in which the phases of the concave and convex portions are reversed at the center.
以上の説明では、第1の材料及び第3の材料として、誘
電体を用いるものとしたが、第1の材料を誘電体とし、
第3の材料に金や銀等の金属を用いてもよい。In the above explanation, dielectrics were used as the first material and the third material, but if the first material is a dielectric,
A metal such as gold or silver may be used as the third material.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明では1回の2光
束干渉露光しか用いないため、基板1の移動が不要とな
り、かつ2光束干渉露光時においてメタルマスク6など
を用いる必要がないことにより凹凸が形成されない部分
(領域C)もなくなるため、精密な位相反転を有した回
折格子を製造できる。また、解像度の優れたフォトレジ
ストを1種類用いるだけでよいため、精度の良い周期的
な凹凸を製造できる。従って、安定でかつ特性の良いD
FBレーザ等に応用ができ、その効果は極めて大である
。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, since the present invention uses only one two-beam interference exposure, there is no need to move the substrate 1, and a metal mask 6 or the like is used during the two-beam interference exposure. Since there is no portion (region C) in which unevenness is not formed because it is not necessary, a diffraction grating with precise phase inversion can be manufactured. Furthermore, since it is sufficient to use only one type of photoresist with excellent resolution, it is possible to manufacture periodic irregularities with high precision. Therefore, D is stable and has good characteristics.
It can be applied to FB lasers, etc., and its effects are extremely large.
第1図は従来の2光束干渉露光法の原理説明用配置図、
第2図は従来の2光束干渉露光により部分的に凹凸の位
相が反転する回折格子製造例を説明するための断面図、
第3図は本発明による回折格子の製造工程説明用断面図
、第4図と第5図は本発明による他の実施例の製造工程
説明用断面図である。
1・・・基板、2・・・ポジタイプのフォトレジスト膜
、3・・・He −Cdレーザ光、 4・・・ハーフミ
ラ−15・・・ミラー、 6・・・メタルマスク、1
2・・・金膜(第1の材料)、 13.18・・・マイ
クロポジットフォトレジスト(第2の材料)、14、1
4a・・・銀膜(第3の材料)、 15.19・・・保
護用フォトレジスト、 16・・・SiN膜(第2の材
料)、 17・・・5ift膜、 20・・・SiN膜
。Figure 1 is a layout diagram for explaining the principle of conventional two-beam interference exposure method.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of manufacturing a diffraction grating in which the phase of unevenness is partially reversed by conventional two-beam interference exposure;
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a diffraction grating according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of other embodiments of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Positive photoresist film, 3...He-Cd laser beam, 4...Half mirror-15...Mirror, 6...Metal mask, 1
2... Gold film (first material), 13.18... Microposit photoresist (second material), 14, 1
4a... Silver film (third material), 15.19... Protective photoresist, 16... SiN film (second material), 17... 5ift film, 20... SiN film .
Claims (4)
該第1の領域と該第1の領域以外の第2の領域を含む基
板全面に第2の材料による回折格子を2光束干渉露光法
により形成する第1の工程と、前記第2の材料による回
折格子をマスクとして第1の材料の薄膜を食刻した後少
なくとも露出された基板上に第3の材料の薄膜を付着さ
せる第2の工程と、前記第2の領域をフォトレジストに
より保護することにより前記第1の領域の第3の材料を
食刻した後前記第2の領域における該保護用フォトレジ
スト及び前記第2の材料を除去する第3の工程と、前記
第1の領域の第1の材料の回折格子と、第2の領域の第
3の材料の回折格子をマスクとして該基板上に第1の領
域と前記第2の領域で凹凸の位相が互いに反転した回折
格子を形成する第4の工程とを含む回折格子の製造方法
。(1) A thin film of a first material is formed in a first region on a substrate, and a diffraction grating made of the second material is formed on the entire surface of the substrate including the first region and a second region other than the first region. A first step of forming by a two-beam interference exposure method, and etching a thin film of the first material using the diffraction grating made of the second material as a mask, and then forming a thin film of a third material on at least the exposed substrate. a second step of depositing the protective photoresist and the third material in the second region after etching the third material in the first region by protecting the second region with a photoresist; a third step of removing the first material of the first region on the substrate using the diffraction grating of the first material in the first region and the diffraction grating of the third material in the second region as masks; and a fourth step of forming a diffraction grating in which the phases of the concave and convex portions are inverted with respect to each other in the second region.
たは誘電体を用い、前記第2の材料としてフォトレジス
トを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の回折格子の製造方法。(2) Manufacturing the diffraction grating according to claim 1, wherein a metal or a dielectric is used as the first material and the third material, and a photoresist is used as the second material. Method.
束干渉露光法により形成する第1の工程と、前記基板上
の第2の領域のみを第2の材料により前記回折格子を被
覆した後、全面に第3の材料を付着させる第2の工程と
、前記基板上の第1の領域の第1の材料の回折格子及び
前記第2の領域上の第2の材料を除去することにより該
第2の領域では前記第1の材料の回折格子を形成し前記
第1の領域では第3の材料の回折格子を形成する第3の
工程と、該第1の材料の回折格子と該第3の材料の回折
格子をマスクとして該基板上に前記第1の領域と前記第
2の領域で凹凸の位相が互いに反転した回折格子を形成
する第4の工程とを含む回折格子の製造方法。(3) a first step of forming a diffraction grating made of a first material on the entire surface of the substrate by two-beam interference exposure; and covering the diffraction grating only in a second region on the substrate with a second material; After that, a second step of depositing a third material on the entire surface, and removing the diffraction grating of the first material in the first region on the substrate and the second material on the second region. a third step of forming a diffraction grating of the first material in the second region and a diffraction grating of a third material in the first region; a fourth step of forming a diffraction grating on the substrate, using a diffraction grating made of a third material as a mask, in which the phases of projections and recesses are reversed in the first region and the second region; .
材料としてフォトレジストを用いるとともに前記第3の
材料として誘電体又は金属を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載の回折格子の製造方法。(4) A dielectric is used as the first material, a photoresist is used as the second material, and a dielectric or a metal is used as the third material. A method for manufacturing a diffraction grating.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14582585A JPS627001A (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Production of diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14582585A JPS627001A (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Production of diffraction grating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS627001A true JPS627001A (en) | 1987-01-14 |
Family
ID=15393992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14582585A Pending JPS627001A (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Production of diffraction grating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS627001A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS642008A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | Formation of diffraction grating |
DE3927174A1 (en) * | 1988-08-17 | 1990-02-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | HARDENED TRANSPARENT GLASS CERAMICS WITH LOW EXPANSION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
EP0513755A2 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | A method for producing a diffraction grating |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14582585A patent/JPS627001A/en active Pending
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