JPS6180822A - ブレ−ズド回折格子の作成方法 - Google Patents
ブレ−ズド回折格子の作成方法Info
- Publication number
- JPS6180822A JPS6180822A JP59202309A JP20230984A JPS6180822A JP S6180822 A JPS6180822 A JP S6180822A JP 59202309 A JP59202309 A JP 59202309A JP 20230984 A JP20230984 A JP 20230984A JP S6180822 A JPS6180822 A JP S6180822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- substrate
- diffraction grating
- mask material
- blazed diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (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、光源用のブレーズド回折格子の作成方法に関
するものである。
するものである。
（従来技術〕
従来、回折格子は５ｌｏ２いわゆるガラス板やＳｉ基板
等にエツチング法（Ａ、 Ｆｒａｎｋ ｅｔ ａｌａ
Ｐｈ１ｌ。
等にエツチング法（Ａ、 Ｆｒａｎｋ ｅｔ ａｌａ
Ｐｈ１ｌ。
Ｔｒａｎｓ、 Ｒｏｙ、Ｓｏｃ、２７７（１９７５）５
０３−）や、特に機械研摩法により作成されていた。
０３−）や、特に機械研摩法により作成されていた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、エツチング法によるときには、マスク材との選
択比の関係で加工性のよい５ｔＯ２いわゆるガラス板を
用いたものが作成しやすく、８１基板に作成することは
困難であった。しかし、光源のエネルギーが高くなると
、熱が５ｔｏ２ではにげにくぐ、熱伝導のよい８１基板
の方がはるかに有利となる。
択比の関係で加工性のよい５ｔＯ２いわゆるガラス板を
用いたものが作成しやすく、８１基板に作成することは
困難であった。しかし、光源のエネルギーが高くなると
、熱が５ｔｏ２ではにげにくぐ、熱伝導のよい８１基板
の方がはるかに有利となる。
一方、機械研摩法では直感してわかるように、いわゆる
ヤスリのようなものでキズをつけることとなりその面の
仕上がりや、加工精度に重大な欠点を有し迷光も多い。
ヤスリのようなものでキズをつけることとなりその面の
仕上がりや、加工精度に重大な欠点を有し迷光も多い。
本発明は、このような従来の欠点を除去して、８１基板
上に高成度のブレーズド回折格子を作成する方法を提供
することを目的とする。
上に高成度のブレーズド回折格子を作成する方法を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、（１００）Ｓｔ単結晶基板上にマスク材によ
りライン・アンド・スペースを作成し、ドライエツチン
グ方法により垂直な断面を有する工→チングを行ない、
そのまま、Ｓｔの異方性エツチング液によって、エツチ
ングを行ないブレーズド回折格子を作成することを特徴
とするプレー【ド回折格子の作成方法である。
りライン・アンド・スペースを作成し、ドライエツチン
グ方法により垂直な断面を有する工→チングを行ない、
そのまま、Ｓｔの異方性エツチング液によって、エツチ
ングを行ないブレーズド回折格子を作成することを特徴
とするプレー【ド回折格子の作成方法である。
（作 用）
本発明は、上述の構成を取ることにより、従来技術の開
門点を解決した。まず（１００）Ｓｉ基板上に、マスク
材となる８１０ｍを成＊シ、レノストを用いたリソグラ
フィー技術によりライン・アンド・スに一スを形成する
。その後、レノストをマスクトシて、ドライエツチング
方法によりＳＩＯ，をエツチングする。このときのエツ
チング条件は、フッソ系ガスや塩素系ガスでよい。又、
イオンミリング法や、平行平板エツチング装置でも問題
はない。次にここに形成された５ｉＯ１をマスク材とし
て、やはりドライエツチング方法によりＳ量をエツチン
グする。これは、垂直な断面を有するエツチング条件で
よい。また、同−装置内でガスだけかえて、レノストマ
スクを除去せずにエツチングしても問題はない。次に、
５ｉ０２のライン・アンド・スペースをもつ（１００）
Ｓｉ基板に異方性エツチング液によりエッチングを行な
う。エツチング液は、（１００）面に対してエツチング
速度が早い、ヒドラゾンや、ＫＯＩ（等を用いることが
できる。すると、ドライエ、チングでエツチングしたＳ
ｉ側壁にも面方位があられれる。すなわち、側壁にも（
１１１）面ドライエ、チングされた面にも（１１１）面
があられれる。この側壁に現われた（１１１）面は、１
つとなりのライン・アンド・スペースの側壁に現われた
（１１１）面トつながり、マスク材である５１０２は、
剥れ落ち、あとには（１１１）面の側壁をもつ回折格子
が残る。
門点を解決した。まず（１００）Ｓｉ基板上に、マスク
材となる８１０ｍを成＊シ、レノストを用いたリソグラ
フィー技術によりライン・アンド・スに一スを形成する
。その後、レノストをマスクトシて、ドライエツチング
方法によりＳＩＯ，をエツチングする。このときのエツ
チング条件は、フッソ系ガスや塩素系ガスでよい。又、
イオンミリング法や、平行平板エツチング装置でも問題
はない。次にここに形成された５ｉＯ１をマスク材とし
て、やはりドライエツチング方法によりＳ量をエツチン
グする。これは、垂直な断面を有するエツチング条件で
よい。また、同−装置内でガスだけかえて、レノストマ
スクを除去せずにエツチングしても問題はない。次に、
５ｉ０２のライン・アンド・スペースをもつ（１００）
Ｓｉ基板に異方性エツチング液によりエッチングを行な
う。エツチング液は、（１００）面に対してエツチング
速度が早い、ヒドラゾンや、ＫＯＩ（等を用いることが
できる。すると、ドライエ、チングでエツチングしたＳ
ｉ側壁にも面方位があられれる。すなわち、側壁にも（
１１１）面ドライエ、チングされた面にも（１１１）面
があられれる。この側壁に現われた（１１１）面は、１
つとなりのライン・アンド・スペースの側壁に現われた
（１１１）面トつながり、マスク材である５１０２は、
剥れ落ち、あとには（１１１）面の側壁をもつ回折格子
が残る。
（実施例）
以下に本発明の実施例を示す。まず第１図（ａ）に示す
ように（１００）Ｓｉ基板１１に５ＩＯ−ａによりマス
ク１２を形成する。このマスク材は、５ｔｏｔである必
要性はなく、ただ、５ｉＯ１が用いやす論と考えられる
。
ように（１００）Ｓｉ基板１１に５ＩＯ−ａによりマス
ク１２を形成する。このマスク材は、５ｔｏｔである必
要性はなく、ただ、５ｉＯ１が用いやす論と考えられる
。
このマスク材によるライン・アンド・スペースは、レノ
ストを用いたリソグラフィー技術を使用した。
ストを用いたリソグラフィー技術を使用した。
本発明の効果には、このマスク材によるライン・アンド
・ス４−ス形成方法は依存しない。次に第１図（ｂ）に
示すごとく、ドライエ、チングにより １（１００
）Ｓｉ基板１１に垂直な断面を有するエツチング溝１３
を作成する。本実施例では、ｃｃｔ、 Ｆ’ ＋ ｏ、
なるエツチングがスを用いたが、ｓｔｏｗがマスク１２
となり、（１００）Ｓｉ基板１１が被エツチング物とな
る条件であればよい。次に第１図（ｃ）に示すごとくヒ
ドラノンにより異方性エツチングを行なうと、側壁にも
（１１１）面が現われ、そのうち、両方のライン・アン
ド・スペースの側壁の（１１１）面同士がっなが９マス
ク材である５ｉＯ２１２は剥れて除去され、あとに第１
図（ｄ）に示すごとくグレーズド回折格子が形成される
。本実施例ではヒドラジンを用いたが、ＫＯＨ等ノ（１
１１）面が（１００）Ｓｉ基板上に現われるエツチング
液であればよ−。
・ス４−ス形成方法は依存しない。次に第１図（ｂ）に
示すごとく、ドライエ、チングにより １（１００
）Ｓｉ基板１１に垂直な断面を有するエツチング溝１３
を作成する。本実施例では、ｃｃｔ、 Ｆ’ ＋ ｏ、
なるエツチングがスを用いたが、ｓｔｏｗがマスク１２
となり、（１００）Ｓｉ基板１１が被エツチング物とな
る条件であればよい。次に第１図（ｃ）に示すごとくヒ
ドラノンにより異方性エツチングを行なうと、側壁にも
（１１１）面が現われ、そのうち、両方のライン・アン
ド・スペースの側壁の（１１１）面同士がっなが９マス
ク材である５ｉＯ２１２は剥れて除去され、あとに第１
図（ｄ）に示すごとくグレーズド回折格子が形成される
。本実施例ではヒドラジンを用いたが、ＫＯＨ等ノ（１
１１）面が（１００）Ｓｉ基板上に現われるエツチング
液であればよ−。
次にエツチングの深さ、ライン・アンド・ス（−スのピ
ッチとグレーズ波長の関係について第２図を用いて説明
する。ドライエ、チングの際の深さをり、 ５ｌｏｚ
によるマスク１２の巾をａ、エツチング面の巾をｂとす
ると、（１００）面に対し、（１１１）面は５４．７４
°傾いているために、第２図に示した角度の面がそれぞ
れ現われる。ヒドラジンによるエツチングで両方のライ
ン・アンド・スペース力つながるための条件として次式
が得られる。
ッチとグレーズ波長の関係について第２図を用いて説明
する。ドライエ、チングの際の深さをり、 ５ｌｏｚ
によるマスク１２の巾をａ、エツチング面の巾をｂとす
ると、（１００）面に対し、（１１１）面は５４．７４
°傾いているために、第２図に示した角度の面がそれぞ
れ現われる。ヒドラジンによるエツチングで両方のライ
ン・アンド・スペース力つながるための条件として次式
が得られる。
ａ ＝ ０９４１ ・・・（１）すなわち、
ドライエツチングする深さｔ（１’）０．９４倍が５ｉ
０２のマスク１２の巾がａであればよいことになる。一
方、１次のブレーズ波長λｂは、ピッチすなわち、この
際にはａ ＋ｂ、およびブレーズ角５４．７４゜入射角
αとすると、次式で表わされる。
ドライエツチングする深さｔ（１’）０．９４倍が５ｉ
０２のマスク１２の巾がａであればよいことになる。一
方、１次のブレーズ波長λｂは、ピッチすなわち、この
際にはａ ＋ｂ、およびブレーズ角５４．７４゜入射角
αとすると、次式で表わされる。
丸＝ ２ （ａ＋ｂ ）ｇｉｎ（５４，７４つｘｃｍ（
θ−５４．７４°） −（２）入射角αヲ７５°とし
、（１）式の条件と組み合わせると、次式が得られる。
θ−５４．７４°） −（２）入射角αヲ７５°とし
、（１）式の条件と組み合わせると、次式が得られる。
λｂ＝１．５４（ａ＋ｂ） ・・・
（３）すなわち、本発明を上述の考えに適用すると、実
施例の場合にはａ＝０．５μｍ５ｂ＝０．５μｍ１てあ
ったため、λｌ、＝１．５４μｍになる。又、ドライエ
ツチング深さｔは、０．５３μｍとなる。その後のヒド
ラジンによるエツチング深さは、１分間に１５０００Ｘ
である。しかし、（１１１）面が出て、（１００）面が
消滅してしまい、エツチングは、それ以上進行しないの
で、５ｉ０２１２によるマスク１２が十分剥れ落ちるま
でヒドラノンエッチングを行なえばよい。
（３）すなわち、本発明を上述の考えに適用すると、実
施例の場合にはａ＝０．５μｍ５ｂ＝０．５μｍ１てあ
ったため、λｌ、＝１．５４μｍになる。又、ドライエ
ツチング深さｔは、０．５３μｍとなる。その後のヒド
ラジンによるエツチング深さは、１分間に１５０００Ｘ
である。しかし、（１１１）面が出て、（１００）面が
消滅してしまい、エツチングは、それ以上進行しないの
で、５ｉ０２１２によるマスク１２が十分剥れ落ちるま
でヒドラノンエッチングを行なえばよい。
（発明の効果）
本発明の方法で作成したブレーズド回折格子は、ライン
・アンド・スペースの巾と、ドライエツチング深さとを
変化させるだけで任意のグレーズ波長を簡単に得ること
ができ、また、従来技術では、困難とされていたＳｔ基
板上に容易に作成でき、出力の大きな光源に対し、熱放
散がきわめてすぐれているため有効な効力を発揮する。
・アンド・スペースの巾と、ドライエツチング深さとを
変化させるだけで任意のグレーズ波長を簡単に得ること
ができ、また、従来技術では、困難とされていたＳｔ基
板上に容易に作成でき、出力の大きな光源に対し、熱放
散がきわめてすぐれているため有効な効力を発揮する。
又、ドライエ、チングでグレーズド波長を決定でき、寸
法精度もよくしかも、最後は、（１００）Ｓｉ基板を異
方性工、チンダ液で工、チングするため、回折面のきわ
めて平坦度がよく、従って、迷光のすくない回折格子を
作成できる効果を有するものである。
法精度もよくしかも、最後は、（１００）Ｓｉ基板を異
方性工、チンダ液で工、チングするため、回折面のきわ
めて平坦度がよく、従って、迷光のすくない回折格子を
作成できる効果を有するものである。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例を工程順に示
す図、第２図は、本発明の原理および条件を示す図であ
る。 １１・・・（１００）Ｓｉ 基板、１．２・・・マスク
、１３・・・工、チング溝。 特 許 出 願人 日本電気株式会社 −第１図 第１図 （ｄ）
す図、第２図は、本発明の原理および条件を示す図であ
る。 １１・・・（１００）Ｓｉ 基板、１．２・・・マスク
、１３・・・工、チング溝。 特 許 出 願人 日本電気株式会社 −第１図 第１図 （ｄ）
Claims (1)
- （１）（１００）Ｓｉ基板上にマスク材のライン・アン
ド・スペースを作成し、ドライエッチング方法により垂
直エッチングを行なった後、Ｓｉの異方性エッチング液
によりブレーズド回折格子を作成することを特徴とする
ブレーズド回折格子の作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202309A JPS6180822A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | ブレ−ズド回折格子の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202309A JPS6180822A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | ブレ−ズド回折格子の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180822A true JPS6180822A (ja) | 1986-04-24 |
Family
ID=16455408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59202309A Pending JPS6180822A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | ブレ−ズド回折格子の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6180822A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100780A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Fuji Electric Co Ltd | 圧力センサの製造方法 |
| US6517734B1 (en) * | 2000-07-13 | 2003-02-11 | Network Photonics, Inc. | Grating fabrication process using combined crystalline-dependent and crystalline-independent etching |
| JP2019528475A (ja) * | 2016-08-22 | 2019-10-10 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | ナノ格子方法および装置 |
| US11733456B2 (en) | 2017-01-23 | 2023-08-22 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891407A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | シリコン回折格子の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP59202309A patent/JPS6180822A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891407A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | シリコン回折格子の製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100780A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Fuji Electric Co Ltd | 圧力センサの製造方法 |
| US6517734B1 (en) * | 2000-07-13 | 2003-02-11 | Network Photonics, Inc. | Grating fabrication process using combined crystalline-dependent and crystalline-independent etching |
| JP2019528475A (ja) * | 2016-08-22 | 2019-10-10 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | ナノ格子方法および装置 |
| US11733456B2 (en) | 2017-01-23 | 2023-08-22 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| US12216311B2 (en) | 2017-01-23 | 2025-02-04 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
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