JPH0435726B2 - - Google Patents
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- JPH0435726B2 JPH0435726B2 JP13054478A JP13054478A JPH0435726B2 JP H0435726 B2 JPH0435726 B2 JP H0435726B2 JP 13054478 A JP13054478 A JP 13054478A JP 13054478 A JP13054478 A JP 13054478A JP H0435726 B2 JPH0435726 B2 JP H0435726B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、SiO2やガラス等の透明な無機材料
表面にホログラフイツクな露光法を用いて、微細
（〜1μm以下）な周期の回折格子を作製する製造
方法に関する。
表面にホログラフイツクな露光法を用いて、微細
（〜1μm以下）な周期の回折格子を作製する製造
方法に関する。
従来の作製法の例を簡単に説明すると、以下の
とおりである。まず第１図に示すように、半導体
基板１上に形成した酸化膜２の表面にホトレジス
ト３を塗布する。次に二本のレーザビームを用い
たホログラフイツクな干渉露光法いわゆる干渉縞
を用いて、ホトレジスト３を周期的に露光し、現
像処理を行つて、ホトレジストの格子状マスクを
作製する。次に、イオン加工や、プラズマ加工、
化学エツチング等を行つて、酸化膜表面を加工
し、最後にホトレジストマスクを除去して、酸化
膜表面に回折格子を作製する。
とおりである。まず第１図に示すように、半導体
基板１上に形成した酸化膜２の表面にホトレジス
ト３を塗布する。次に二本のレーザビームを用い
たホログラフイツクな干渉露光法いわゆる干渉縞
を用いて、ホトレジスト３を周期的に露光し、現
像処理を行つて、ホトレジストの格子状マスクを
作製する。次に、イオン加工や、プラズマ加工、
化学エツチング等を行つて、酸化膜表面を加工
し、最後にホトレジストマスクを除去して、酸化
膜表面に回折格子を作製する。
この際、露光用レーザ光は、各層の境界で反射
されるが、特に半導体基板１と酸化膜２との界面
４での反射が強いために、入射光と反射光との干
渉によつて、酸化膜２およびホトレジスト３の厚
さ方向に上記干渉縞の光強度分布が生ずる。この
干渉縞の光強度分布は、界面４がほぼ節となり、
ピツチはλ／2nicosφ、その節と腹との強度比は １−２｜ρ｜／１＋｜ρ｜2／１＋２｜ρ｜／１＋｜ρ
｜2 となる。ここで、λは露光用レーザの波長、niは
酸化膜、ホトレジストの屈折率、φは界面４にお
けるレーザ光の入射角、ρは界面４での反射率で
ある。例えばSi表面に形成したSiO2で、露光用
レーザの波長λ＝4416Å、入射角φ＝60℃の場
合、｜ρ｜0.53、ピツチは約2940Å、強度比は
0.097となる。すなわち、干渉縞の節付近は、光
強度が１割以下となり、露光不足になり易い。こ
の回折格子の製造過程において被加工面となるホ
トレジスト層３と酸化膜２の境界面５における露
光状態が極めて重要となる。そしてこの干渉縞の
ため、ホトレジスト層３内の光強度は厚さ方向に
変化するが、その状態は、酸化膜２の厚さに大き
く依存し、酸化膜の厚さが面内でバラついている
と、上記境界面５における露光状態に著るしいム
ラが発生することになる。このことは、従来法に
おいて回折格子の品質を低下させる大きな問題で
あつた。
されるが、特に半導体基板１と酸化膜２との界面
４での反射が強いために、入射光と反射光との干
渉によつて、酸化膜２およびホトレジスト３の厚
さ方向に上記干渉縞の光強度分布が生ずる。この
干渉縞の光強度分布は、界面４がほぼ節となり、
ピツチはλ／2nicosφ、その節と腹との強度比は １−２｜ρ｜／１＋｜ρ｜2／１＋２｜ρ｜／１＋｜ρ
｜2 となる。ここで、λは露光用レーザの波長、niは
酸化膜、ホトレジストの屈折率、φは界面４にお
けるレーザ光の入射角、ρは界面４での反射率で
ある。例えばSi表面に形成したSiO2で、露光用
レーザの波長λ＝4416Å、入射角φ＝60℃の場
合、｜ρ｜0.53、ピツチは約2940Å、強度比は
0.097となる。すなわち、干渉縞の節付近は、光
強度が１割以下となり、露光不足になり易い。こ
の回折格子の製造過程において被加工面となるホ
トレジスト層３と酸化膜２の境界面５における露
光状態が極めて重要となる。そしてこの干渉縞の
ため、ホトレジスト層３内の光強度は厚さ方向に
変化するが、その状態は、酸化膜２の厚さに大き
く依存し、酸化膜の厚さが面内でバラついている
と、上記境界面５における露光状態に著るしいム
ラが発生することになる。このことは、従来法に
おいて回折格子の品質を低下させる大きな問題で
あつた。
本発明は、従来のこのような問題を解決するた
めのものである。ホトレジストの露光状態が、酸
化膜の厚さに著るしく影響されることを防ぐため
に、以下の方法を用いる。
めのものである。ホトレジストの露光状態が、酸
化膜の厚さに著るしく影響されることを防ぐため
に、以下の方法を用いる。
第２図に示すようにSi基板１に形成した無機材
料たとえばSiO2（酸化膜）２の表面にまず金属膜
６を形成する。次いでその上にホトレジストを塗
布し、その後、従来法と同様に、露光、現像を行
う。なお、本発明の適用出来る基板としては、ガ
ラス質材料等を直接用いることが出来るが、ここ
では、能動的デイバイスに並置して形成するに有
用なSi基板上にSiO2膜を形成した基板の例を示
す。このようにすると、露光用レーザ光は、金属
膜６とホトレジスト３との界面７で反射されるた
めに、干渉縞の節の位置が界面７に固定され、従
つて、ホトレジスト層３内の光の分布を、被加工
面となる境界面内のいずれの位置も同じ状態にす
ることができ、均一な露光が可能になる。金属膜
６にはCr，Al，Ni，Pt，Ｗ，Mo，Au，Ag等を
用いることが可能である。厚さとしては一般に
0.01〜0.5μmの範囲で選択する。後工程の加工は、
金属膜、酸化膜を順次加工する方法（化学エツ
チ、プラズマエツチ）や、同時に行う方法（イオ
ン加工）等いずれも可能で、最後に残つたホトレ
ジスト、金属膜を除去する。
料たとえばSiO2（酸化膜）２の表面にまず金属膜
６を形成する。次いでその上にホトレジストを塗
布し、その後、従来法と同様に、露光、現像を行
う。なお、本発明の適用出来る基板としては、ガ
ラス質材料等を直接用いることが出来るが、ここ
では、能動的デイバイスに並置して形成するに有
用なSi基板上にSiO2膜を形成した基板の例を示
す。このようにすると、露光用レーザ光は、金属
膜６とホトレジスト３との界面７で反射されるた
めに、干渉縞の節の位置が界面７に固定され、従
つて、ホトレジスト層３内の光の分布を、被加工
面となる境界面内のいずれの位置も同じ状態にす
ることができ、均一な露光が可能になる。金属膜
６にはCr，Al，Ni，Pt，Ｗ，Mo，Au，Ag等を
用いることが可能である。厚さとしては一般に
0.01〜0.5μmの範囲で選択する。後工程の加工は、
金属膜、酸化膜を順次加工する方法（化学エツ
チ、プラズマエツチ）や、同時に行う方法（イオ
ン加工）等いずれも可能で、最後に残つたホトレ
ジスト、金属膜を除去する。
実施例では金属膜６に厚さ200Åに真空蒸着し
たCrを用い、周知の方法でホトレジストに露光、
現像した後はイオン加工を行つた。加工条件はた
とえば加速電圧500V、電流密度100μA／cm2、加
工時間約10minである。イオン加工後、ホトレジ
スト、Cr蒸着膜の順に除去し、Si上のSiO2膜に
回折格子を形成した。
たCrを用い、周知の方法でホトレジストに露光、
現像した後はイオン加工を行つた。加工条件はた
とえば加速電圧500V、電流密度100μA／cm2、加
工時間約10minである。イオン加工後、ホトレジ
スト、Cr蒸着膜の順に除去し、Si上のSiO2膜に
回折格子を形成した。
なお、Cr膜の除去には消酸第２セリウムアン
モン水溶液を用いた。ウエーハのほぼ全面に均一
な回折格子を歩留り良く作製できるようになる。
モン水溶液を用いた。ウエーハのほぼ全面に均一
な回折格子を歩留り良く作製できるようになる。
また、この金属膜６を用いることにより、これ
を反応性プラズマ、エツチング時のマスクとを兼
用させることが出来る。このことによつて良質な
ホログラフイツク・グレーテイングをガラス質基
板の上に形成することが可能になる。
を反応性プラズマ、エツチング時のマスクとを兼
用させることが出来る。このことによつて良質な
ホログラフイツク・グレーテイングをガラス質基
板の上に形成することが可能になる。
第３図にその工程を示す。１０は、グレーテイ
ングを形成すべき無機材料たとえばガラス基板で
ある。Al，Au等の金属膜６を500〜3000Åの厚
さに真空蒸着する。フオトレジスト３（Shipley
社AZ−1350）を800〜1000Åの厚さに塗布す
る。レーザー光１４の照射及び現像処理により、
フオトレジストが、グレーテイング状になる（第
３図ｂの１５）、露光時に、レーザー光１４は、
金属蒸着膜６によつて反射されるため、ガラス基
板の底面で反射された光が、フオトレジストにゴ
ーストを生じさせることがない。
ングを形成すべき無機材料たとえばガラス基板で
ある。Al，Au等の金属膜６を500〜3000Åの厚
さに真空蒸着する。フオトレジスト３（Shipley
社AZ−1350）を800〜1000Åの厚さに塗布す
る。レーザー光１４の照射及び現像処理により、
フオトレジストが、グレーテイング状になる（第
３図ｂの１５）、露光時に、レーザー光１４は、
金属蒸着膜６によつて反射されるため、ガラス基
板の底面で反射された光が、フオトレジストにゴ
ーストを生じさせることがない。
形成されたフオトレジストのグレーテイングを
マスクとして、イオン加工（加速電圧500V、電
流密度100μA／cm2、時間5min）を行ない、金属
蒸着膜の露出している部分を除去する。第３図ｃ
の状態となる。Al，Au等はフオトレジストに比
べ約１桁大きいエツチングレートを持つため、フ
オトレジストのグレーテイングパターンは、くず
れることなく金属膜のグレーテイング１６に転写
される。次に、この金属膜をマスクとして、反応
性プラズマエツチを行なう。反応性プラズマエツ
チは、エツチングに指向性を持つため、エツチン
グ後のガラス基板は、第３図ｄに示す如く矩形状
の断面を持つ良質なグレーテイング１７となる。
エツチング終了後、金属膜を除去し、第３図ｅに
示す如くグレーテイング１７が完成する。なお、
金属膜除去のエツチング液としてはAlの場合、
水酸化ナトリウム溶液、Auの場合ヨウ素系エツ
チング液等が良い。
マスクとして、イオン加工（加速電圧500V、電
流密度100μA／cm2、時間5min）を行ない、金属
蒸着膜の露出している部分を除去する。第３図ｃ
の状態となる。Al，Au等はフオトレジストに比
べ約１桁大きいエツチングレートを持つため、フ
オトレジストのグレーテイングパターンは、くず
れることなく金属膜のグレーテイング１６に転写
される。次に、この金属膜をマスクとして、反応
性プラズマエツチを行なう。反応性プラズマエツ
チは、エツチングに指向性を持つため、エツチン
グ後のガラス基板は、第３図ｄに示す如く矩形状
の断面を持つ良質なグレーテイング１７となる。
エツチング終了後、金属膜を除去し、第３図ｅに
示す如くグレーテイング１７が完成する。なお、
金属膜除去のエツチング液としてはAlの場合、
水酸化ナトリウム溶液、Auの場合ヨウ素系エツ
チング液等が良い。
この方法を用いて、SiO2酸化膜の上に、ガラ
ス膜（コーニング社、7059）をスパツタリング法
で付着させ、非対称光導波路を作成する。次いで
ガラスの表面に、ピツチ3000Å、深さ1500Åのグ
レーテイングを作成した。従来の方法で作成した
グレーテイングに比べ、１桁回折効率が向上し
た。
ス膜（コーニング社、7059）をスパツタリング法
で付着させ、非対称光導波路を作成する。次いで
ガラスの表面に、ピツチ3000Å、深さ1500Åのグ
レーテイングを作成した。従来の方法で作成した
グレーテイングに比べ、１桁回折効率が向上し
た。
第１図に従来の回折格子を製造法を説明するた
めの説明図、第２図は本発明の製造法を説明する
ための説明図、第３図はガラス質基板に回折格子
を製造する工程を示す図である。 １……半導体基板、２……酸化膜、３……ホト
レジスト、６……金属膜、１０……無機材料基
板。
めの説明図、第２図は本発明の製造法を説明する
ための説明図、第３図はガラス質基板に回折格子
を製造する工程を示す図である。 １……半導体基板、２……酸化膜、３……ホト
レジスト、６……金属膜、１０……無機材料基
板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光の干渉を用いたホログラフイツクな
露光により上記レーザ光に対し透明な無機材料に
ピツチ1μm以下の回折格子を形成する回折格子の
製造方法において、上記無機材料からなる被加工
物上に金属薄膜を形成する工程、この金属薄膜上
に感光膜を形成する工程、この感光膜を上記ホロ
グラフイツク露光し、この感光膜に回折格子状マ
スクを形成する工程、この回折格子状マスクを用
いて上記金属薄膜を食刻する工程、少なくともこ
の金属薄膜をマスクとして上記被加工物を食刻す
る工程を有し、かつ上記ホログラフイツク露光時
に上記感光膜内に生じる干渉縞の膜厚方向の光強
度分布の節は上記金属薄膜と上記感光膜との界面
に固定されていることを特徴とする回折格子の製
造方法。 ２ 上記被加工物の食刻工程後、上記金属薄膜を
除去する工程を有する特許請求の範囲第１項記載
の回折格子の製造方法。 ３ 上記回折格子は光導波路の構成体である特許
請求の範囲第２項記載の回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13054478A JPS5557807A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Production of diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13054478A JPS5557807A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Production of diffraction grating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5557807A JPS5557807A (en) | 1980-04-30 |
| JPH0435726B2 true JPH0435726B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=15036812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13054478A Granted JPS5557807A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Production of diffraction grating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5557807A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137118A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-26 | Rikagaku Kenkyusho | Production of lamellar diffraction grating |
| JPS60103307A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-07 | Pioneer Electronic Corp | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
| JPS60103308A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-07 | Pioneer Electronic Corp | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
| JP3147481B2 (ja) * | 1992-04-21 | 2001-03-19 | 松下電器産業株式会社 | ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法 |
| JP5428636B2 (ja) * | 2009-06-17 | 2014-02-26 | 住友電気工業株式会社 | 回折格子の形成方法 |
| JP5390357B2 (ja) | 2009-12-04 | 2014-01-15 | パナソニック株式会社 | 光学レンズ用プレス成形金型、ガラス製光学レンズ、及びガラス製光学レンズの製造方法 |
| CN104459854B (zh) * | 2013-09-22 | 2017-12-01 | 清华大学 | 金属光栅的制备方法 |
| US10678412B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-06-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Dynamic joint dividers for application windows |
| US10592080B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-03-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Assisted presentation of application windows |
| US10254942B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-04-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Adaptive sizing and positioning of application windows |
| US9827209B2 (en) * | 2015-02-09 | 2017-11-28 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US10317677B2 (en) | 2015-02-09 | 2019-06-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US11086216B2 (en) | 2015-02-09 | 2021-08-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Generating electronic components |
| US10018844B2 (en) | 2015-02-09 | 2018-07-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Wearable image display system |
| CN116603700B (zh) * | 2022-02-08 | 2024-11-26 | 成都拓米双都光电有限公司 | 一种支撑栅板的制备方法 |
-
1978
- 1978-10-25 JP JP13054478A patent/JPS5557807A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5557807A (en) | 1980-04-30 |
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