JPH02188702A - 回折格子の形成方法 - Google Patents
回折格子の形成方法Info
- Publication number
- JPH02188702A JPH02188702A JP918789A JP918789A JPH02188702A JP H02188702 A JPH02188702 A JP H02188702A JP 918789 A JP918789 A JP 918789A JP 918789 A JP918789 A JP 918789A JP H02188702 A JPH02188702 A JP H02188702A
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- JP
- Japan
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- layer
- etching
- photoresist
- etching mask
- diffraction grating
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は回折格子の作成方法に関し、特に回折格子を作
成するためのエツチングマスクの作成方法に関する。
成するためのエツチングマスクの作成方法に関する。
(従来の技術)
回折格子は、光ICに於て、フィルター、光結合器、分
布帰還形レーザ、分布ブラッグ反射鏡レーザ等の種々の
光回路素子に用いられている。
布帰還形レーザ、分布ブラッグ反射鏡レーザ等の種々の
光回路素子に用いられている。
光集積回路に用いられている回折格子は周期が約0.1
μ鋤〜1.0μ■で主にホログラフィックな方法で作ら
れている。
μ鋤〜1.0μ■で主にホログラフィックな方法で作ら
れている。
ホログラフィック露光法の原理は1光源から出た可干渉
な光束を均一な平行ビームにし、ビームスプリッタによ
って振幅強度の等しい2つのビームに分割し、分割した
ビームを交差角2θでフォトレジスト表面に入射させる
。2つのビームはフォトレジスト表面で干渉縞を生成し
、干渉縞の光強度分布に応じてフォトレジストを感光す
る。
な光束を均一な平行ビームにし、ビームスプリッタによ
って振幅強度の等しい2つのビームに分割し、分割した
ビームを交差角2θでフォトレジスト表面に入射させる
。2つのビームはフォトレジスト表面で干渉縞を生成し
、干渉縞の光強度分布に応じてフォトレジストを感光す
る。
次にフォトレジストを現像する事により、エツチングマ
スクを形成する。
スクを形成する。
近年、サブミクロンパターンのエツチング加重がドライ
プロセス主流であり、この加工プロセスにレジストパタ
ーンが耐えなければならない。
プロセス主流であり、この加工プロセスにレジストパタ
ーンが耐えなければならない。
その中でも、パターン形状を忠実に実現できるのは、ス
パッタエッチ、イオンビームエッチ、イオンミリング等
の異方性エツチングである。この方法で得られるパター
ン形状は、マスク材と試料のエツチング選択比で決まり
、3倍以上では方形波に近い形状を持つ回折格子が得ら
れるが、エツチング速度の差が小さいと、レジストも同
時にエツチングされ、正弦波状のエツチング形状となる
。このため十分なレジスト厚と垂直な断面形状を持つレ
ジストが必要となる。
パッタエッチ、イオンビームエッチ、イオンミリング等
の異方性エツチングである。この方法で得られるパター
ン形状は、マスク材と試料のエツチング選択比で決まり
、3倍以上では方形波に近い形状を持つ回折格子が得ら
れるが、エツチング速度の差が小さいと、レジストも同
時にエツチングされ、正弦波状のエツチング形状となる
。このため十分なレジスト厚と垂直な断面形状を持つレ
ジストが必要となる。
従来のエツチングマスク作成方法を図面を用いて説明す
る。
る。
第1の方法は、第3図に示すように基板1のトにフォト
レジストを塗布′し、プリベークの後、フォトレジスト
層2を得る(第3図a)。次にHe−Cdレーザ(λ−
325nm)を使った2光束干渉法によって露光しく第
3図b)、現像を行い所望のレジストパターン3を形成
する(第3図C)。さらにレジストパターン3をマスク
にドライエツチングを行い基板1をエツチングしく第3
図d)最後にレジストを除去して回折格子4を形成する
(第3図e)。
レジストを塗布′し、プリベークの後、フォトレジスト
層2を得る(第3図a)。次にHe−Cdレーザ(λ−
325nm)を使った2光束干渉法によって露光しく第
3図b)、現像を行い所望のレジストパターン3を形成
する(第3図C)。さらにレジストパターン3をマスク
にドライエツチングを行い基板1をエツチングしく第3
図d)最後にレジストを除去して回折格子4を形成する
(第3図e)。
第2の方法は、第2図に示すように基板5のFに第2の
エツチングマスク層6(有機物又は金属)を塗布または
蒸着によって形成する(第2図a)。次にフォトレジス
トを塗布し、ブリベータの後、フォトレジスト層7を得
る(第2図b)。
エツチングマスク層6(有機物又は金属)を塗布または
蒸着によって形成する(第2図a)。次にフォトレジス
トを塗布し、ブリベータの後、フォトレジスト層7を得
る(第2図b)。
次に)Ie−Cdレーザ(λ−325nm)を使った2
光束干渉法によって露光しく第2図c)、続いて現像を
行い所望のレジストパターン8を形成する(第2図d)
。さらにレジストパターン8をマスクとしてウェットエ
ツチングを行い、第2のエツチングマスク層6をエツチ
ングする(第2図e)。こうして多層のエツチングマス
クが形成され、レジストパターン8と第2のエツチング
マスク層6をマスクとしてドライエツチングを行い基板
5をエツチングしく第2図f)、最後にレジストを除去
して回折格子9を形成する(第2図g)。
光束干渉法によって露光しく第2図c)、続いて現像を
行い所望のレジストパターン8を形成する(第2図d)
。さらにレジストパターン8をマスクとしてウェットエ
ツチングを行い、第2のエツチングマスク層6をエツチ
ングする(第2図e)。こうして多層のエツチングマス
クが形成され、レジストパターン8と第2のエツチング
マスク層6をマスクとしてドライエツチングを行い基板
5をエツチングしく第2図f)、最後にレジストを除去
して回折格子9を形成する(第2図g)。
(発明が解決しようとしている課題)
以上述べた回折格子のエツチングマスク作成方法には次
のような問題があった。すなわち、第1の方法では、パ
ターンの均一性とレジスト断面形状にかかわる単層レジ
ストの層厚はパターン線幅よりも厚くできず、レジスト
の断面形状は正弦波状であったり、S字状であったりす
るため、このレジストをマスクにしてエツチングしたパ
ターンの断面形状はテーパーを持つことになる。また、
パターン線幅が例えば0.2μmだとすると、レジスト
層厚も0.2μ−と限定されるため、ドライエツチング
ではフォトレジストマスクのエツチングも進行するため
深い溝を形成することができず、ドライエツチングによ
る高蹟度のパターン転写に望ましい厚い方形波状のパタ
ーン形成は不可能であった。
のような問題があった。すなわち、第1の方法では、パ
ターンの均一性とレジスト断面形状にかかわる単層レジ
ストの層厚はパターン線幅よりも厚くできず、レジスト
の断面形状は正弦波状であったり、S字状であったりす
るため、このレジストをマスクにしてエツチングしたパ
ターンの断面形状はテーパーを持つことになる。また、
パターン線幅が例えば0.2μmだとすると、レジスト
層厚も0.2μ−と限定されるため、ドライエツチング
ではフォトレジストマスクのエツチングも進行するため
深い溝を形成することができず、ドライエツチングによ
る高蹟度のパターン転写に望ましい厚い方形波状のパタ
ーン形成は不可能であった。
第2の方法では第1のエツチングマスク層の厚みと形状
は改善されるが、第2のエツチング層6のパターン形成
に於てフォトレジスト層7のパターン形成の後このレジ
ストパターン8をマスクとして第2のエツチングマスク
層のパターンを形成する際に専用のエツチング工程が必
要となり、このためパターン形成工程が増え寸法積度が
落ち良好な回折格子が作成できない事があり、特に微細
な周期0.1μmx1.oμmの回折格子の作成では歩
留りが悪く大きな問題となっていた。
は改善されるが、第2のエツチング層6のパターン形成
に於てフォトレジスト層7のパターン形成の後このレジ
ストパターン8をマスクとして第2のエツチングマスク
層のパターンを形成する際に専用のエツチング工程が必
要となり、このためパターン形成工程が増え寸法積度が
落ち良好な回折格子が作成できない事があり、特に微細
な周期0.1μmx1.oμmの回折格子の作成では歩
留りが悪く大きな問題となっていた。
その他の回折格子作成方法としては、電子ビーム露光法
による直接描画や集束イオンビームによるマスクレス加
工などがある。これらは、荷電ビームであるためビーム
径を0.1μω以下に集束する事が可能であり、パター
ンを微細なパターンを高蹟度に直接描画することができ
・るが、反面、近接効果や、後方散乱のため、0.3μ
−以下の周期をもつ回折格子を厚いレジストおよび厚い
基板の上に描画する事は困難である。さらにパターンの
微細化に伴ってスルーブツト、歩留りが低下するという
問題がある。
による直接描画や集束イオンビームによるマスクレス加
工などがある。これらは、荷電ビームであるためビーム
径を0.1μω以下に集束する事が可能であり、パター
ンを微細なパターンを高蹟度に直接描画することができ
・るが、反面、近接効果や、後方散乱のため、0.3μ
−以下の周期をもつ回折格子を厚いレジストおよび厚い
基板の上に描画する事は困難である。さらにパターンの
微細化に伴ってスルーブツト、歩留りが低下するという
問題がある。
本発明はト記従来技術の問題を解決するために成された
ものであり、その目的は微細な周期を持つ回折格子を作
成するためのエツチングマスクの作成方法を提供するこ
とである。
ものであり、その目的は微細な周期を持つ回折格子を作
成するためのエツチングマスクの作成方法を提供するこ
とである。
本発明は、基板上に複数のエツチングマスク層を積層し
、ただし複数のエツチングマスク層の最−上層はフォト
レジスト層とし、このフォトレジスト層を露光したのち
現像してレジストパターンを形成し、レジストパターン
をマスクとして基板をエツチングして基板上に回折格子
を形成する回折格子の形成方法であって、該フォトレジ
スト層以外のエツチングマスク層が、フォトレジスト層
の現像液で除去可能であるか又は該フォトレジスト層の
レジストパターンか耐性をもつエツチング手段で除去可
能な組成から成る事を特徴とする回折格子の形成方法で
ある。
、ただし複数のエツチングマスク層の最−上層はフォト
レジスト層とし、このフォトレジスト層を露光したのち
現像してレジストパターンを形成し、レジストパターン
をマスクとして基板をエツチングして基板上に回折格子
を形成する回折格子の形成方法であって、該フォトレジ
スト層以外のエツチングマスク層が、フォトレジスト層
の現像液で除去可能であるか又は該フォトレジスト層の
レジストパターンか耐性をもつエツチング手段で除去可
能な組成から成る事を特徴とする回折格子の形成方法で
ある。
特に、面記複数のエツチングマスク層を上層としてのフ
ォトレジスト層および下層としてのフォトレジストの現
像液にiiJ溶なエツチングマスク層からなる2層とし
、前記露光を紫外線レーザを用いた2光束干渉によって
行い、現像液で現像することによりフォトレジスト層に
レジストパターンを形成するとともに下層のエツチング
マスク層を現像液でエツチングすることを特徴とする回
折格子の形成方法である。
ォトレジスト層および下層としてのフォトレジストの現
像液にiiJ溶なエツチングマスク層からなる2層とし
、前記露光を紫外線レーザを用いた2光束干渉によって
行い、現像液で現像することによりフォトレジスト層に
レジストパターンを形成するとともに下層のエツチング
マスク層を現像液でエツチングすることを特徴とする回
折格子の形成方法である。
すなわち、本発明の1的はエツチングマスクとして上層
にフォトレジスト層を用いた2層構成とし、上層レジス
トに紫外線レーザを用いた2光束干渉によるホログラフ
ィック露光し、現像するとともに前記レジストパターン
をマスクとし上記現像液に可溶な下層のエツチングマス
ク層を首記現像液でエツチングする事により、つまり同
時工程で現像とエツチングを行う事により達成される。
にフォトレジスト層を用いた2層構成とし、上層レジス
トに紫外線レーザを用いた2光束干渉によるホログラフ
ィック露光し、現像するとともに前記レジストパターン
をマスクとし上記現像液に可溶な下層のエツチングマス
ク層を首記現像液でエツチングする事により、つまり同
時工程で現像とエツチングを行う事により達成される。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明に基づく回折格子の作成方法を示す工程
図である。
図である。
はじめに半導体基板lOを界面活性剤により拭き洗浄し
、次に有機溶剤による超音波洗浄を2〜3回くり返した
後、N2ブローで乾燥し、 200℃、30分の熱処理
を行う。続いて、下層のエツチングマスク封目としてポ
リイミド(商品名PIX−LIIO:日立化成社製)を
所望に希釈したものを全面に塗布形成し、残留溶媒をと
ばすために80℃の乾燥を行いポリイミド層11を形成
する(第1図a)。
、次に有機溶剤による超音波洗浄を2〜3回くり返した
後、N2ブローで乾燥し、 200℃、30分の熱処理
を行う。続いて、下層のエツチングマスク封目としてポ
リイミド(商品名PIX−LIIO:日立化成社製)を
所望に希釈したものを全面に塗布形成し、残留溶媒をと
ばすために80℃の乾燥を行いポリイミド層11を形成
する(第1図a)。
厚さは2000人〜4000人ぐらいが適当である。
PIX−LIIGの代りにポリイミド系のLB層を用い
た場合、 200〜500人の層厚でサイドエッチの少
ない良好な結果が得られた。
た場合、 200〜500人の層厚でサイドエッチの少
ない良好な結果が得られた。
フォトレジスト層下層の適正層厚は該層の形成方法に強
く依存するが、一般には後工程での耐久性が十分であれ
ば薄い方が好ましい。−数的には100人〜5000人
程度である。
く依存するが、一般には後工程での耐久性が十分であれ
ば薄い方が好ましい。−数的には100人〜5000人
程度である。
さらにこの上に2光束干渉露光用のフォトレジスト層1
2(商品名マイクロボシト−1400−17ニジブレー
社製)を所望に希釈したものを全面に塗布形成し、80
℃の乾燥を行う(第1図b)。フォトレジストの厚さは
600人〜800人ぐらいが適当である。
2(商品名マイクロボシト−1400−17ニジブレー
社製)を所望に希釈したものを全面に塗布形成し、80
℃の乾燥を行う(第1図b)。フォトレジストの厚さは
600人〜800人ぐらいが適当である。
次にHe−Cdレーザ(λ−325)による2光束干渉
露光により、フォトレジスト層12を露光する(第1図
C)。次に、フォトレジスト層12専用の現像液(商品
名マイクロポジット 450デベロッパー:シブレー社
)で現像を行うことにより、干渉露光により生じた干渉
縞の強度分布に応じた感光度合に応じたレジストパター
ン13がはじめに形成され、さらに現像を進行させるこ
とにより、露出したポリイミド層IIがレジストパター
ン13をマスクにエツチングされ、ポリイミドとフォト
レジストの2層の回折格子パターンが形成される(第1
図d)。次にポリイミド層12をミイド化させるための
熱処理を行う。このときフォトレジストの回折格子パタ
ーンも同時に熱処理され、エツチングマスクパターンが
形成される。
露光により、フォトレジスト層12を露光する(第1図
C)。次に、フォトレジスト層12専用の現像液(商品
名マイクロポジット 450デベロッパー:シブレー社
)で現像を行うことにより、干渉露光により生じた干渉
縞の強度分布に応じた感光度合に応じたレジストパター
ン13がはじめに形成され、さらに現像を進行させるこ
とにより、露出したポリイミド層IIがレジストパター
ン13をマスクにエツチングされ、ポリイミドとフォト
レジストの2層の回折格子パターンが形成される(第1
図d)。次にポリイミド層12をミイド化させるための
熱処理を行う。このときフォトレジストの回折格子パタ
ーンも同時に熱処理され、エツチングマスクパターンが
形成される。
続いて上記2層のエツチングマスクパターンをマスクと
して半導体基板lOをドライエツチングしく第1図e)
、最後にエツチングマスク層を除去することにより、半
導体基板の回折格子パターン14を得る(第1図f)。
して半導体基板lOをドライエツチングしく第1図e)
、最後にエツチングマスク層を除去することにより、半
導体基板の回折格子パターン14を得る(第1図f)。
本発明は本実施例のみに限定されるものではなく、例え
ば干渉露光用の紫外線レーザの種類や波長は仕様に応じ
て定めれば良い。
ば干渉露光用の紫外線レーザの種類や波長は仕様に応じ
て定めれば良い。
また本実施例では半導体基板を用いたが、ガラス、光学
ガラスでもよい。また、フォトレジストにはマイクロポ
ジット−1400−17を用いたが、アルカリ現像タイ
プのフォトレジストであれば、ポジタイプでもネガタイ
プでも良い。更に下層エツチングマスク層としてポリイ
ミド層11を用いたが、これに限定されず、使用するフ
ォトレジストのアルカリ現像液でエツチング可能な材料
であれば、例えば金属層AI、 Moや酸化層ITO1
さらにはLB層のポリイミド系等でもかまわない、この
時の層厚は使用するアルカリ現像液とのエツチングレー
トに応じて定めれば良い。加えて本実施例では半導体基
板のエツチングをドライエツチングとしているが、ポリ
イミドの良好な耐酸性を利用するならば、ウェットエツ
チングを用いてもかまわない。
ガラスでもよい。また、フォトレジストにはマイクロポ
ジット−1400−17を用いたが、アルカリ現像タイ
プのフォトレジストであれば、ポジタイプでもネガタイ
プでも良い。更に下層エツチングマスク層としてポリイ
ミド層11を用いたが、これに限定されず、使用するフ
ォトレジストのアルカリ現像液でエツチング可能な材料
であれば、例えば金属層AI、 Moや酸化層ITO1
さらにはLB層のポリイミド系等でもかまわない、この
時の層厚は使用するアルカリ現像液とのエツチングレー
トに応じて定めれば良い。加えて本実施例では半導体基
板のエツチングをドライエツチングとしているが、ポリ
イミドの良好な耐酸性を利用するならば、ウェットエツ
チングを用いてもかまわない。
(発明の効果)
以−ト説明したように、本発明により、(1)工程の短
縮 (2)エツチングマスクを多層にできる(マスク厚がか
せげる) (3)パターン寸法精度の安定性が向上環の効果をもた
らされる。
縮 (2)エツチングマスクを多層にできる(マスク厚がか
せげる) (3)パターン寸法精度の安定性が向上環の効果をもた
らされる。
第1図は本発明の実施例の工程を示す断面図である。
第2図、553図は従来の回折格子形成方法の工程を示
す断面図である。 1 基板 2 フォトレジスト層 3 レジストパターン 回折格子 基板 第2のエツチングマスク層 フォトレジスト層 レジストパターン 回折格子 基板 ポリイミド層 フォトレジスト層 レジストパターン 回折格子
す断面図である。 1 基板 2 フォトレジスト層 3 レジストパターン 回折格子 基板 第2のエツチングマスク層 フォトレジスト層 レジストパターン 回折格子 基板 ポリイミド層 フォトレジスト層 レジストパターン 回折格子
Claims (2)
- (1)基板上に複数のエッチングマスク層を積層し、た
だし複数のエッチングマスク層の最上層はフォトレジス
ト層とし、このフォトレジスト層を露光したのち現像し
てレジストパターンを形成し、レジストパターンをマス
クとして基板をエッチングして基板上に回折格子を形成
する回折格子の形成方法であって、該フォトレジスト層
以外のエッチングマスク層が、フォトレジスト層の現像
液で除去可能であるか又は該フォトレジスト層のレジス
トパターンが耐性をもつエッチング手段で除去可能な組
成から成る事を特徴とする回折格子の形成方法。 - (2)前記複数のエッチングマスク層を上層としてのフ
ォトレジスト層および下層としてのフォトレジストの現
像液に可溶なエッチングマスク層からなる2層とし、前
記露光を紫外線レーザを用いた2光束干渉によって行い
、現像液で現像することによりフォトレジスト層にレジ
ストパターンを形成するとともに下層のエッチングマス
ク層を現像液でエッチングすることを特徴とする請求項
1に記載の回折格子の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP918789A JPH02188702A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回折格子の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP918789A JPH02188702A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回折格子の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188702A true JPH02188702A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11713528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP918789A Pending JPH02188702A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回折格子の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02188702A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532246A (ja) * | 2000-05-03 | 2003-10-28 | ノボ ノルディスク アクティーゼルスカブ | 注入装置のカートリッジのコード化 |
| US8994382B2 (en) | 2006-04-12 | 2015-03-31 | Novo Nordisk A/S | Absolute position determination of movably mounted member in medication delivery device |
| US9522238B2 (en) | 2005-05-10 | 2016-12-20 | Novo Nordisk A/S | Injection device comprising an optical sensor |
| US9950117B2 (en) | 2009-02-13 | 2018-04-24 | Novo Nordisk A/S | Medical device and cartridge |
| WO2024203800A1 (ja) * | 2023-03-24 | 2024-10-03 | 日産化学株式会社 | 光学回折体製造用レジスト下層膜形成用組成物 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP918789A patent/JPH02188702A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532246A (ja) * | 2000-05-03 | 2003-10-28 | ノボ ノルディスク アクティーゼルスカブ | 注入装置のカートリッジのコード化 |
| US9522238B2 (en) | 2005-05-10 | 2016-12-20 | Novo Nordisk A/S | Injection device comprising an optical sensor |
| US8994382B2 (en) | 2006-04-12 | 2015-03-31 | Novo Nordisk A/S | Absolute position determination of movably mounted member in medication delivery device |
| US9950117B2 (en) | 2009-02-13 | 2018-04-24 | Novo Nordisk A/S | Medical device and cartridge |
| WO2024203800A1 (ja) * | 2023-03-24 | 2024-10-03 | 日産化学株式会社 | 光学回折体製造用レジスト下層膜形成用組成物 |
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