JPS61190368A - 微細パタ−ンの形成方法 - Google Patents
微細パタ−ンの形成方法Info
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- JPS61190368A JPS61190368A JP60032045A JP3204585A JPS61190368A JP S61190368 A JPS61190368 A JP S61190368A JP 60032045 A JP60032045 A JP 60032045A JP 3204585 A JP3204585 A JP 3204585A JP S61190368 A JPS61190368 A JP S61190368A
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- JP
- Japan
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- medium
- light
- exposed
- plane
- planes
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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
本発明はホログラフィック露光法により微細パターンを
形成する方法に関するものであり、特に、−回の露光に
より同一基板上に位相の異なる回折格子を形成する方法
に関するものである。
形成する方法に関するものであり、特に、−回の露光に
より同一基板上に位相の異なる回折格子を形成する方法
に関するものである。
従来の技術
近年、エレクトロニクスや光エレクトロニクスの発展に
伴ない、サブミクロンオーダーの微細加工技術が重要と
なりつつある。特に、光通信分野における送信素子とし
ての半導体レーザには、単一波長発振や波長の安定性が
要求される様になり、サブミクロン周期のグレーティン
グ形状を有する基板を作製し、その上に半導体結晶成長
をさせ、レーザを構成するという技術が定着化しつつあ
る。
伴ない、サブミクロンオーダーの微細加工技術が重要と
なりつつある。特に、光通信分野における送信素子とし
ての半導体レーザには、単一波長発振や波長の安定性が
要求される様になり、サブミクロン周期のグレーティン
グ形状を有する基板を作製し、その上に半導体結晶成長
をさせ、レーザを構成するという技術が定着化しつつあ
る。
この半導体レーザは分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）
と呼ばれ、共振面を必要としないので、光集積回路にも
採用するのが容易であり、光通信用の光源として主流に
なるものと考えられる。ところが端面反射率を小さくす
る等により、共振面の存在しない様なりＦＢレーザを構
成すると、グレーティングの空間周期に対応するブラッ
ク波長付近に２つの縦モードで発振する様になり、実用
上大きな問題であった。そこで単−縦モード発振を実現
するために、位相の途中で（％＋Ｎ）・λ／２（Ｎは整
数、λはキャビティ内でのレーザの波長）ずれたグレー
ティングを使用する方法が有効である事が判明し、基板
上に位相の異なる回折格子を形成する技術の重要性が高
まってきている。
と呼ばれ、共振面を必要としないので、光集積回路にも
採用するのが容易であり、光通信用の光源として主流に
なるものと考えられる。ところが端面反射率を小さくす
る等により、共振面の存在しない様なりＦＢレーザを構
成すると、グレーティングの空間周期に対応するブラッ
ク波長付近に２つの縦モードで発振する様になり、実用
上大きな問題であった。そこで単−縦モード発振を実現
するために、位相の途中で（％＋Ｎ）・λ／２（Ｎは整
数、λはキャビティ内でのレーザの波長）ずれたグレー
ティングを使用する方法が有効である事が判明し、基板
上に位相の異なる回折格子を形成する技術の重要性が高
まってきている。
上記の様なλ／４位相の異なるグレーティングを形成す
るために、従来はネガタイプのフォトレジストとポジタ
イプのフォトレジストを基板の異なる領域に付着させ、
その後、二束干渉露光法によりホログラフィック露光を
行い、凸部と凹部を反転させる事により上記の様なグレ
ーティングを形成していた。
るために、従来はネガタイプのフォトレジストとポジタ
イプのフォトレジストを基板の異なる領域に付着させ、
その後、二束干渉露光法によりホログラフィック露光を
行い、凸部と凹部を反転させる事により上記の様なグレ
ーティングを形成していた。
ところが、この様な方法では、上記の如く異なる領域に
ポジタイプのレジストとネガタイプのレジストを付着さ
せるために、ホログラフィック露光を行う以前に、少な
くとも、２回のレジスト塗布工程と、露光及び現像工程
が必要であり、しかもネガレジスト領域とポジレジスト
領域の位置合わせを精度良く行う必要があった。またレ
ジストの厚さの制御も重要な問題であった。しかも、こ
の様な方式で形成されるグレーティングは、その空間周
期が発振波長とほぼ等しい。いわゆる１次のグレーティ
ングの作製にしか利用できず、２次のグレーティングへ
の応用や、任意に位相を変化させる事は不可能であった
。
ポジタイプのレジストとネガタイプのレジストを付着さ
せるために、ホログラフィック露光を行う以前に、少な
くとも、２回のレジスト塗布工程と、露光及び現像工程
が必要であり、しかもネガレジスト領域とポジレジスト
領域の位置合わせを精度良く行う必要があった。またレ
ジストの厚さの制御も重要な問題であった。しかも、こ
の様な方式で形成されるグレーティングは、その空間周
期が発振波長とほぼ等しい。いわゆる１次のグレーティ
ングの作製にしか利用できず、２次のグレーティングへ
の応用や、任意に位相を変化させる事は不可能であった
。
発明が解決しようとする問題点
本発明は上記の様な問題１点を解決し、−回の露光で、
位相の任意に異なる複数のグレーティングを形成するも
のである。
位相の任意に異なる複数のグレーティングを形成するも
のである。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、二光束干渉法によるホログラフィック露光方
法を用い、二光束のうちの少なくとも−光束を、表面の
一部に凹部又は凸部或は屈折率の異なる領域が形成され
た光透過性の媒体を通過させるものであり、被露光媒体
上に、二光束が干渉しあって形成される空間周期的な強
度分布を用いて露光を行う事を特徴とする微細パターン
の形成方法を用いる事により前記の問題を解決するもの
である。
法を用い、二光束のうちの少なくとも−光束を、表面の
一部に凹部又は凸部或は屈折率の異なる領域が形成され
た光透過性の媒体を通過させるものであり、被露光媒体
上に、二光束が干渉しあって形成される空間周期的な強
度分布を用いて露光を行う事を特徴とする微細パターン
の形成方法を用いる事により前記の問題を解決するもの
である。
また、本発明は、第１の平面に対し、一定の角度を有し
て設置された第２及び第３の少なくとも２つの平面を有
する光透過性の媒体で、かつ第２及び第３の平面のうち
の少なくとも一方の表面の一部に、凹部又は凸部或は屈
折率の異なる領域が形成された第１の媒体に、上記第２
．第３の平面から同時に一定径以上の光束のレーザ光線
が入射され、該第１及び第２の平面で屈折して該第１の
媒体を透過する光が、前記ｖｇ１平面の近傍に設けられ
た第２の媒体の表面で干渉し合い形成される空間周期的
な光強度分布を用いて、露光を行う事を特徴とするホロ
グラフィック露光方法による微細パターンの形成方法に
より、更に容易に前記の問題を解決するものである。
て設置された第２及び第３の少なくとも２つの平面を有
する光透過性の媒体で、かつ第２及び第３の平面のうち
の少なくとも一方の表面の一部に、凹部又は凸部或は屈
折率の異なる領域が形成された第１の媒体に、上記第２
．第３の平面から同時に一定径以上の光束のレーザ光線
が入射され、該第１及び第２の平面で屈折して該第１の
媒体を透過する光が、前記ｖｇ１平面の近傍に設けられ
た第２の媒体の表面で干渉し合い形成される空間周期的
な光強度分布を用いて、露光を行う事を特徴とするホロ
グラフィック露光方法による微細パターンの形成方法に
より、更に容易に前記の問題を解決するものである。
作用
本発明は、上述のように二光束のうちの一方のΩ
光学長を前記凹部、凸部或は屈折率の異なる領域で変化
させ、その結果、光の干渉し合う位置を空間的に変化さ
せるものである。
させ、その結果、光の干渉し合う位置を空間的に変化さ
せるものである。
本発明によれば、凹部又は凸部或は屈折率の異なる領域
を透過して露光される被露光面上の領域と前記領域を透
過せずに露光される被露光面上の領域における光強度分
布の空間周期構造の位相が互いに士（％十Ｎ）・、Ｍ２
（Ｎ ；整数）異なりこの基板上に結晶成長がなされ
てＤＦＢレーザが構成される （ここにλは該レーザの
キャビティ内での発振波長である）。
を透過して露光される被露光面上の領域と前記領域を透
過せずに露光される被露光面上の領域における光強度分
布の空間周期構造の位相が互いに士（％十Ｎ）・、Ｍ２
（Ｎ ；整数）異なりこの基板上に結晶成長がなされ
てＤＦＢレーザが構成される （ここにλは該レーザの
キャビティ内での発振波長である）。
実施例
本発明方法の第１の実施例を第１図に示す。１は３２５
０人のＨｅ−Ｃｄレーザで、ビームエクスパンダ２によ
りビーム径が広げられ、ビームスプリッタ３により光束
４と５に分割される。分割された光束４．５は反射鏡、
６．７により反射され、被露光媒体８０表面に照射され
る。ところが、光束の途中に、透明なガラス板９及び１
０が設置されており、しかもガラス板１ｏの表面の一部
はエツチングにより凹部１１が形成されている。その結
果、被露光媒体８の表面では、１２に示す様な強度分布
が形成され、ガラス板１ｏの凹部１１を透過して露光さ
れる領域１３と凹部を透過せずに露光される領域１４で
、強度分布の空間周期の位相が変化している。従って被
露光媒体８の表面に、フォトレジストを塗布しておく事
により、この露光の後の現像エツチングにより、空間周
期の位相の異なる領域を有するグレーティングが形成さ
れる。
０人のＨｅ−Ｃｄレーザで、ビームエクスパンダ２によ
りビーム径が広げられ、ビームスプリッタ３により光束
４と５に分割される。分割された光束４．５は反射鏡、
６．７により反射され、被露光媒体８０表面に照射され
る。ところが、光束の途中に、透明なガラス板９及び１
０が設置されており、しかもガラス板１ｏの表面の一部
はエツチングにより凹部１１が形成されている。その結
果、被露光媒体８の表面では、１２に示す様な強度分布
が形成され、ガラス板１ｏの凹部１１を透過して露光さ
れる領域１３と凹部を透過せずに露光される領域１４で
、強度分布の空間周期の位相が変化している。従って被
露光媒体８の表面に、フォトレジストを塗布しておく事
により、この露光の後の現像エツチングにより、空間周
期の位相の異なる領域を有するグレーティングが形成さ
れる。
本発明方法の第２の実施例を第２図に示す。２１は３２
５ｏＸの発振波長のＨｅ−Ｃ（ｌレーザ光源であり、２
２はビームエクスパンダ、２３は平面２４゜２６．２６
を有する石英のプリズム形の媒体であり、屈折率は１．
４８である平面２６及び２６は、平面２４に対し４４°
の角度を有している。また平面２６の表面の一部には、
厚さ１０７５Ｘの５ｉｎ２薄膜２７が形成される。この
媒体２３の上面より径の拡大されたレーザビーム２８が
入射され、透過光により平面２４の付近に設置された被
露光媒体２９の表面が露光される。なお、媒体２９の表
面には厚さ約１０００Ｘのフォトレジストが付着されて
おり、露光後の現像により、約４ｏｏｏｆのグレーティ
ングが形成される。また、薄膜２７を透過して露光され
る領域３０と他の領域を透過して露光される領域３１で
は、光強度の空間分布の位相が５ｏｏＸだけ異なる様に
ＳｉＯ□薄膜２７の厚さは設計されている。この厚さに
より位相の制御が可能である。従って現像後は第３図に
示す様に、空間周期の位相の異なるグレーティング状の
レジストパターン３０．３１が形成される。このレジス
トパターン３０．３１を■−■半導体よりなる媒体２９
の（１００）面上に形成し、異方性ケミカルエツチング
又はイオンビームエツチングを行う事により、λ、４の
位相がずれて連結されたグレーティング３４．３５が形
成される。３３は残されたパターン３Ｑ、３１を形成す
るレジストである。
５ｏＸの発振波長のＨｅ−Ｃ（ｌレーザ光源であり、２
２はビームエクスパンダ、２３は平面２４゜２６．２６
を有する石英のプリズム形の媒体であり、屈折率は１．
４８である平面２６及び２６は、平面２４に対し４４°
の角度を有している。また平面２６の表面の一部には、
厚さ１０７５Ｘの５ｉｎ２薄膜２７が形成される。この
媒体２３の上面より径の拡大されたレーザビーム２８が
入射され、透過光により平面２４の付近に設置された被
露光媒体２９の表面が露光される。なお、媒体２９の表
面には厚さ約１０００Ｘのフォトレジストが付着されて
おり、露光後の現像により、約４ｏｏｏｆのグレーティ
ングが形成される。また、薄膜２７を透過して露光され
る領域３０と他の領域を透過して露光される領域３１で
は、光強度の空間分布の位相が５ｏｏＸだけ異なる様に
ＳｉＯ□薄膜２７の厚さは設計されている。この厚さに
より位相の制御が可能である。従って現像後は第３図に
示す様に、空間周期の位相の異なるグレーティング状の
レジストパターン３０．３１が形成される。このレジス
トパターン３０．３１を■−■半導体よりなる媒体２９
の（１００）面上に形成し、異方性ケミカルエツチング
又はイオンビームエツチングを行う事により、λ、４の
位相がずれて連結されたグレーティング３４．３５が形
成される。３３は残されたパターン３Ｑ、３１を形成す
るレジストである。
本実施例では、プリズムの１平面上にＳｉＯ□の薄膜を
形成した凸部を設けた場合を示したが、他の光透過性の
薄膜でも良くまた、エツチング等により凹部を設ける方
法、或は、イオン注入法等により鉛原子等の含まれる領
域を形成する方法にても同様の効果を得る事ができる。
形成した凸部を設けた場合を示したが、他の光透過性の
薄膜でも良くまた、エツチング等により凹部を設ける方
法、或は、イオン注入法等により鉛原子等の含まれる領
域を形成する方法にても同様の効果を得る事ができる。
次に前記のホログラフィック露光法によりＩｎＰ基板上
に形成されλ／４め位相のずれを有して連結されたグレ
ーティングを用いて構成された半導体レーザの実施例を
第４図に示す。４１は表面に上記のグレーティング３４
＃ ３５の形成されたｎ型のＩｎＰ基板、４２は光導
波層のｎ型工ｎｘＧａ１−ｘＡｓ、−ｙＰｙ（λｇ ＝
１．１μｍ）、４３は光活性層のＩｎｘ／Ｇａ １−
ｘ／人Ｓ、−ｙ／Ｐｙ／（λｇ ＝ １．３μｍ
）、４４はＰ型のＩｎＰ層、４６はＰ型のＩｎＧａＡｓ
層−１する。
に形成されλ／４め位相のずれを有して連結されたグレ
ーティングを用いて構成された半導体レーザの実施例を
第４図に示す。４１は表面に上記のグレーティング３４
＃ ３５の形成されたｎ型のＩｎＰ基板、４２は光導
波層のｎ型工ｎｘＧａ１−ｘＡｓ、−ｙＰｙ（λｇ ＝
１．１μｍ）、４３は光活性層のＩｎｘ／Ｇａ １−
ｘ／人Ｓ、−ｙ／Ｐｙ／（λｇ ＝ １．３μｍ
）、４４はＰ型のＩｎＰ層、４６はＰ型のＩｎＧａＡｓ
層−１する。
また、４６．４７は金層電極である。第６図は、本実施
例の分布帰還型の半導体レーザの発振スペクトルである
。完全なシングルモード兇振が得られている。
例の分布帰還型の半導体レーザの発振スペクトルである
。完全なシングルモード兇振が得られている。
発明の効果
本発明は、実施例を用いて説明した様に、容易゛に位相
の異なる２種類以上のグレーティングが形成でき、また
位相の制御も、前記凹凸部の段差やイオン注入量等で制
御でき、分布帰還形の半導体レーザの作製や、遠視野像
の制御の可能なフェーズロックレーザの作製等にも極め
て有用である。
の異なる２種類以上のグレーティングが形成でき、また
位相の制御も、前記凹凸部の段差やイオン注入量等で制
御でき、分布帰還形の半導体レーザの作製や、遠視野像
の制御の可能なフェーズロックレーザの作製等にも極め
て有用である。
第１図は本発明の第１の実施例における微細パターンの
形成方法について説明するための図、第２図は本発明の
第２の実施例における微細パターンの形成方法について
説明するための図、第３図は上記形成方法により形成さ
れたホログラフィックパターンの一例の断面図、第４図
は上記形成方法により作製されたグレーティングを用い
た半導体レーザの断面図、第５図は第４図に示した半導
体レーザの発振スペクトルを示す図である。 １・・・・・・レーザ、４．６・・・・・・光束、６．
７・・・・・・反射鏡、８・・・・・・被露光媒体、９
．１０・・・・・・ガラス板、１１・・・・・・凹部、
３４．３５・・・・・・グレーティング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ばか１名第
２１！ｌ 第１図 第４図 第３図 第５図 ｔｔｏ ｉｎ 慎長（μれ）
形成方法について説明するための図、第２図は本発明の
第２の実施例における微細パターンの形成方法について
説明するための図、第３図は上記形成方法により形成さ
れたホログラフィックパターンの一例の断面図、第４図
は上記形成方法により作製されたグレーティングを用い
た半導体レーザの断面図、第５図は第４図に示した半導
体レーザの発振スペクトルを示す図である。 １・・・・・・レーザ、４．６・・・・・・光束、６．
７・・・・・・反射鏡、８・・・・・・被露光媒体、９
．１０・・・・・・ガラス板、１１・・・・・・凹部、
３４．３５・・・・・・グレーティング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ばか１名第
２１！ｌ 第１図 第４図 第３図 第５図 ｔｔｏ ｉｎ 慎長（μれ）
Claims (2)
- （１）二光束干渉法によるホログラフィック露光方法を
用い、上記二光束のうちの少なくとも一光束を、表面の
一部に凹部又は凸部或は屈折率の異なる領域が形成され
た光透過性の媒体を通過させ、被露光媒体上に、上記二
光束が干渉しあって形成される空間周期的な強度分布を
用いて露光を行う事を特徴とする微細パターンの形成方
法。 - （２）第１の平面に対し、一定の角度を有して設置され
た第２及び第３の少なくとも２つの平面を有し光透過性
の媒体で、かつ、上記第２及び第３の平面のうちの少な
くとも一方の表面の一部に凹部又は凸部或は屈折率の異
なる領域が形成された第１の媒体に、上記第２、第３の
平面から同時に一定径以上の光束のレーザ光線を入射し
、上記第１及び第２の平面で屈折して上記第１の媒体を
透過する光が、上記第１平面の近傍に設けられた第２の
媒体の表面で干渉し合い形成される空間周期的な光強度
分布を用いて、上記第２媒体表面に露光を行う事を特徴
とする微細パターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032045A JPS61190368A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032045A JPS61190368A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190368A true JPS61190368A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12347890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60032045A Pending JPS61190368A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 微細パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190368A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7443514B2 (en) | 2006-10-02 | 2008-10-28 | Asml Holding N.V. | Diffractive null corrector employing a spatial light modulator |
| US7561252B2 (en) | 2005-12-29 | 2009-07-14 | Asml Holding N.V. | Interferometric lithography system and method used to generate equal path lengths of interfering beams |
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| US7751030B2 (en) | 2005-02-01 | 2010-07-06 | Asml Holding N.V. | Interferometric lithographic projection apparatus |
| US8264667B2 (en) | 2006-05-04 | 2012-09-11 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method using interferometric and other exposure |
| US8934084B2 (en) | 2006-05-31 | 2015-01-13 | Asml Holding N.V. | System and method for printing interference patterns having a pitch in a lithography system |
| JP2016154203A (ja) * | 2014-04-25 | 2016-08-25 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60032045A patent/JPS61190368A/ja active Pending
Cited By (14)
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