JPS6218562A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JPS6218562A JPS6218562A JP60158745A JP15874585A JPS6218562A JP S6218562 A JPS6218562 A JP S6218562A JP 60158745 A JP60158745 A JP 60158745A JP 15874585 A JP15874585 A JP 15874585A JP S6218562 A JPS6218562 A JP S6218562A
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- JP
- Japan
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- photoresist
- reflectance
- thickness
- exposure
- light
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-
- 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
- G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
- G03F7/001—Phase modulating patterns, e.g. refractive index patterns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】
〔概要〕
基板上にフォトレジストを塗布し、その上にマスクを通
して露光する場合に、マスクとフォトレジスト間の多重
反射による露光むらを防止するために、フォトレジスト
の膜厚を、露光用光の波長、偏光、入射角に対し反射率
の最も低い値に選定する。
して露光する場合に、マスクとフォトレジスト間の多重
反射による露光むらを防止するために、フォトレジスト
の膜厚を、露光用光の波長、偏光、入射角に対し反射率
の最も低い値に選定する。
本発明は、例えばＤＦＢレーザの回折格子等を作製する
場合のように、マスクを通してフォトレジスト上に露光
を行なう場合の、マスクとフォトレジスト間の反射防止
方法に関する。
場合のように、マスクを通してフォトレジスト上に露光
を行なう場合の、マスクとフォトレジスト間の反射防止
方法に関する。
第６図に示すようにＤＦＢレーザは、ＩｎＰなどの半導
体チップ７上に回折格子８を形成し、その上側に活性層
９、電極１０が形成された構造になっている。このレー
ザの正負の電極間に通電すると、回折格子８および活性
層９の部分でレーザ発振を起こし、レーザ光を放出する
。
体チップ７上に回折格子８を形成し、その上側に活性層
９、電極１０が形成された構造になっている。このレー
ザの正負の電極間に通電すると、回折格子８および活性
層９の部分でレーザ発振を起こし、レーザ光を放出する
。
ところが単に回折格子を形成しただけでは、回折格子に
おける位相関係がずれるため、ＤＦＢレーザの縦モード
が２つ発生するという不都合がある。これを解消するに
は、第７図のように、回折格子８のピッチをレーザ発振
の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係を
予めずらしておくことが知られている。
おける位相関係がずれるため、ＤＦＢレーザの縦モード
が２つ発生するという不都合がある。これを解消するに
は、第７図のように、回折格子８のピッチをレーザ発振
の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係を
予めずらしておくことが知られている。
このように位相差を持った回折格子の作製方法として、
本発明の出願人は、先に特願昭６０−５７４５５号とし
て、第８図のような露光方法を提案した。
本発明の出願人は、先に特願昭６０−５７４５５号とし
て、第８図のような露光方法を提案した。
第８図の（イ）は基本構成を示す断面図、（ロ）は回折
格子の要部拡大図である。４は回折格子を形成する基板
であり、その上にガラスなどの透明体マスク３が載置さ
れる。このマスク３は、発振中心部Ｃ上で、凸部１と凹
部２間の段差１１がつき、その両側の光路長が異なる。
格子の要部拡大図である。４は回折格子を形成する基板
であり、その上にガラスなどの透明体マスク３が載置さ
れる。このマスク３は、発振中心部Ｃ上で、凸部１と凹
部２間の段差１１がつき、その両側の光路長が異なる。
あるいは発振中心部Ｃ上を境にして、左右の屈折率が異
なる構成としてもよい。
なる構成としてもよい。
この基板４の面にフォトレジスト１３を塗布した状態で
、前記マスク３を介して、２つの光束５と６が照射され
る。その際光束５と６が角度２θの角度をなして入射し
、基板４上のフォトレジスト１３で、２つの光束の干渉
が行なわれる。基板４がＩｎＰから成り、活性層をＩｎ
ＧａＡｓ Ｐとする長波長レーザでは、活性層の実効屈
折率ｎ ＝３．２８３ 、ブランク波長λ。＝１．３１
μｍとすると、回折格子のピッチＡは１９９５人となる
。Ｈｅ−Ｃｄレーザ光を用いて、このピッチを実現する
ためには、θ＝５４．５度となる。また２つの光束５と
６の成す中心軸Ａは、法線Ｖに対し角度φだけ傾き、非
対称の状態で照射される。φ＝５度とすると、光束５の
入射角は５９゜５度、光束６の入射角は４９．５度とな
る。
、前記マスク３を介して、２つの光束５と６が照射され
る。その際光束５と６が角度２θの角度をなして入射し
、基板４上のフォトレジスト１３で、２つの光束の干渉
が行なわれる。基板４がＩｎＰから成り、活性層をＩｎ
ＧａＡｓ Ｐとする長波長レーザでは、活性層の実効屈
折率ｎ ＝３．２８３ 、ブランク波長λ。＝１．３１
μｍとすると、回折格子のピッチＡは１９９５人となる
。Ｈｅ−Ｃｄレーザ光を用いて、このピッチを実現する
ためには、θ＝５４．５度となる。また２つの光束５と
６の成す中心軸Ａは、法線Ｖに対し角度φだけ傾き、非
対称の状態で照射される。φ＝５度とすると、光束５の
入射角は５９゜５度、光束６の入射角は４９．５度とな
る。
第８図（ロ）に示すように、マスク３の厚さは、段差部
１１°を境にして異なり、左側の厚さｔｌより右側の厚
さｔ２が小さい。そのため段差部１１の左側と右側とで
は、光路長が異なり、また２つの光束５．６が角度φだ
け傾き非対称に照射されるので、段差部１１を境にして
干渉縞の位相がずれる。その結果、２つの光束による干
渉縞をエツチングして形成される回折格子８も、段差部
１１を境にして位相がずれる。
１１°を境にして異なり、左側の厚さｔｌより右側の厚
さｔ２が小さい。そのため段差部１１の左側と右側とで
は、光路長が異なり、また２つの光束５．６が角度φだ
け傾き非対称に照射されるので、段差部１１を境にして
干渉縞の位相がずれる。その結果、２つの光束による干
渉縞をエツチングして形成される回折格子８も、段差部
１１を境にして位相がずれる。
この段差部１１を有するマスク３は、実際には第９図の
ような方法で作製される。すなわち同時に多数のＤＦＢ
レーザを製造できるように、マスク３に、レーザの寸法
ｌと同じピッチで多数の段差部１１・・・が形成されて
いる。２つの光束５．６を照射すると、それぞれの段差
部１１・・・を境にして、両側の光路長が異なり、かつ
光束５．６の入射方向を法線■に対し角度φだけ傾けて
非対称に照射することで、それぞれの段差部１１を境に
して位相のずれた干渉縞が、基板４のフォトレジスト上
に形成される。露光部をエツチングして回折格子を形成
した後に、段差部１１が中心に来るように、鎖線１２・
・・の位置で基板４が切り離される。
ような方法で作製される。すなわち同時に多数のＤＦＢ
レーザを製造できるように、マスク３に、レーザの寸法
ｌと同じピッチで多数の段差部１１・・・が形成されて
いる。２つの光束５．６を照射すると、それぞれの段差
部１１・・・を境にして、両側の光路長が異なり、かつ
光束５．６の入射方向を法線■に対し角度φだけ傾けて
非対称に照射することで、それぞれの段差部１１を境に
して位相のずれた干渉縞が、基板４のフォトレジスト上
に形成される。露光部をエツチングして回折格子を形成
した後に、段差部１１が中心に来るように、鎖線１２・
・・の位置で基板４が切り離される。
ところでこのようにマスク３を通して光束５．６でフォ
トレジスト１３側に露光を行なう場合に、マスク３とフ
ォトレジスト１３との間で反射が繰り返され、いわゆる
多重反射が行なわれる。マスク３側は、そのフォトレジ
スト１３側の面に、いわゆるＡＲコート１４によって反
射防止処理を行ない、反射率を低減できる。しかじな゛
がらフォトレジスト１３側は、露光面となるため、ＡＲ
コートを施すことは作製プロセス上望ましくなく、反射
率を抑制することが困難である。その結果、多重反射に
よって干渉縞の像が乱れ、所期の回折格子が得られない
。レーザの回折格子作製において、レーザ発振に支障の
ない程度の反射率としては、５％程度以下が望ましい。
トレジスト１３側に露光を行なう場合に、マスク３とフ
ォトレジスト１３との間で反射が繰り返され、いわゆる
多重反射が行なわれる。マスク３側は、そのフォトレジ
スト１３側の面に、いわゆるＡＲコート１４によって反
射防止処理を行ない、反射率を低減できる。しかじな゛
がらフォトレジスト１３側は、露光面となるため、ＡＲ
コートを施すことは作製プロセス上望ましくなく、反射
率を抑制することが困難である。その結果、多重反射に
よって干渉縞の像が乱れ、所期の回折格子が得られない
。レーザの回折格子作製において、レーザ発振に支障の
ない程度の反射率としては、５％程度以下が望ましい。
本発明の技術的課題は、従来の露光方法におけるこのよ
うな問題を解消し、フォトレジスト側における反射率を
５％以下に低下させ、多重反射による露光むらを解消す
ることにある。
うな問題を解消し、フォトレジスト側における反射率を
５％以下に低下させ、多重反射による露光むらを解消す
ることにある。
第１図は本発明による露光方法の基本原理を説明する特
性図である。横軸はＩｎＰ基板上のフォトレジストの厚
さを、縦軸は反射率を示す。入射光はＳ偏光で、入射角
は５４．５°である。この図に示されるようにフォトレ
ジストの膜厚によって、反射率が異なる。そこで本発明
では、フォトレジストの膜厚を、反射率が小さい値とな
る領域で設定する。
性図である。横軸はＩｎＰ基板上のフォトレジストの厚
さを、縦軸は反射率を示す。入射光はＳ偏光で、入射角
は５４．５°である。この図に示されるようにフォトレ
ジストの膜厚によって、反射率が異なる。そこで本発明
では、フォトレジストの膜厚を、反射率が小さい値とな
る領域で設定する。
このようにフォトレジストの厚さに応じて、フォトレジ
ストにおける露光用の光の反射率が変化するので、フォ
トレジストの膜厚を、反射率の低い領域の値とすること
で、多重反射を抑制できる。
ストにおける露光用の光の反射率が変化するので、フォ
トレジストの膜厚を、反射率の低い領域の値とすること
で、多重反射を抑制できる。
フォトレジストの膜厚は、薄過ぎても厚過ぎても良くな
いので、露光される製品の種類に応じて、最適な膜厚を
選定する。
いので、露光される製品の種類に応じて、最適な膜厚を
選定する。
次に本発明による露光方法が実際上どのように具体化さ
れるかを実施例で説明する。本発明方法の実施例では、
フォトレジストを塗布したＩｎＰ基板の反射率ｒｓが５
％以下となることを前提としている。そこで、どの程度
の反射率となるかを見積もるため、まずフォトレジスト
の複素屈折率を求めた。石英上に塗布したＡ Ｚ １３
５０ Ｊフォトレジストについて、透過率、反射率を求
め、数値計算により算出した。その結果、波長３２５０
人における屈折率は、実部、虚部がそれぞれ１．７５．
０．０４５となった。次にＩｎＰの屈折率については、
一般に知られている値として実部、虚部をそれぞれ３．
０３５．１．４３２を利用した。これらのパラメーター
を用い、波長３２５０人のＳ偏光が入射角５４．５°で
基板に入射した場合の反射率を、フォトレジスト厚を変
数として理論計算した結果を第２図に示す。約４５０人
と１５００人に反射率の極小があるが、前者は薄くて問
題があるため、後者の値を用いることにした。
れるかを実施例で説明する。本発明方法の実施例では、
フォトレジストを塗布したＩｎＰ基板の反射率ｒｓが５
％以下となることを前提としている。そこで、どの程度
の反射率となるかを見積もるため、まずフォトレジスト
の複素屈折率を求めた。石英上に塗布したＡ Ｚ １３
５０ Ｊフォトレジストについて、透過率、反射率を求
め、数値計算により算出した。その結果、波長３２５０
人における屈折率は、実部、虚部がそれぞれ１．７５．
０．０４５となった。次にＩｎＰの屈折率については、
一般に知られている値として実部、虚部をそれぞれ３．
０３５．１．４３２を利用した。これらのパラメーター
を用い、波長３２５０人のＳ偏光が入射角５４．５°で
基板に入射した場合の反射率を、フォトレジスト厚を変
数として理論計算した結果を第２図に示す。約４５０人
と１５００人に反射率の極小があるが、前者は薄くて問
題があるため、後者の値を用いることにした。
フォトレジストをスピンコード（遠心力を利用した塗布
方法）する場合は、スピナの回転数によってフォトレジ
ストの厚さを制御できる。実際にフォトレジストをスピ
ンコードして、エリプソメータで測定した結果を第３図
に示す。約４０００回転／分で１５００人となることが
わかる。またスピナの回転数と反射率との間にも、第４
図のような相関関係が現われ、図示例では１５００回転
と４０００回転のところで、反射率が極小となっている
。これらの測定から、スピナの回転数を４０００回転／
回転室れば、最適なフォトレジスト厚１５００人となり
、反射率が小さくなることがわかる。
方法）する場合は、スピナの回転数によってフォトレジ
ストの厚さを制御できる。実際にフォトレジストをスピ
ンコードして、エリプソメータで測定した結果を第３図
に示す。約４０００回転／分で１５００人となることが
わかる。またスピナの回転数と反射率との間にも、第４
図のような相関関係が現われ、図示例では１５００回転
と４０００回転のところで、反射率が極小となっている
。これらの測定から、スピナの回転数を４０００回転／
回転室れば、最適なフォトレジスト厚１５００人となり
、反射率が小さくなることがわかる。
そこで、この最適の試料について、反射率の入射角依存
性を測定した。このフォトレジストを塗布したＩｎＰ基
板に、波長３２５０人のＳ偏光を照射した際の反射率を
測定した。その結果第５図に示すように、光束５．６を
非対称照射する場合の入射角４９．５°および５９．５
°における反射率ｒｓは５％以下となり、多重反射を抑
制可能な値となっている。
性を測定した。このフォトレジストを塗布したＩｎＰ基
板に、波長３２５０人のＳ偏光を照射した際の反射率を
測定した。その結果第５図に示すように、光束５．６を
非対称照射する場合の入射角４９．５°および５９．５
°における反射率ｒｓは５％以下となり、多重反射を抑
制可能な値となっている。
またフォトレジストは、光の振動電界によって露光され
るので、２光束５．６の電界が効率良く干渉可能とする
には、基板４に対してＳ偏光成分を入射するのが有効で
ある。
るので、２光束５．６の電界が効率良く干渉可能とする
には、基板４に対してＳ偏光成分を入射するのが有効で
ある。
基板４の屈折率も反射率に影響する。ＩｎＰの屈折率ｎ
は３．０３５であるが、・ｎが２．５〜３．５の範囲で
あれば、反射率を有効に抑制できる。
は３．０３５であるが、・ｎが２．５〜３．５の範囲で
あれば、反射率を有効に抑制できる。
第１図は本発明による露光方法の基本原理を説明する特
性図、第２図は本発明方法の実施例における反射率特性
図、第３図はスピナの回転数とフォトレジスト膜厚の関
係を示す特性図、第４図はスピナ回転数とフォトレジス
トの反射率との関係を示す特性図、第５図は露光用光の
入射角とフォトレジストの反射率との関係を示す特性図
である。 第６図はＤＦＢレーザの断面図、第７図はＤＦＢレーザ
の位相差回折格子を示す断面図、第８図は位相差回折格
子の形成方法を示す断面図、第９図は同時に多数の位相
差回折格子を形成する方法を示す断面図である。 図において、４は基板、５．６は光束、８は回折格子、
１３はフォトレジスト、１４はＡＩ？コートをそれぞれ
示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 →レジ゛スト４ （λ） 第１図 →レジスト厚（スン 第２図 スヒ゛すｆ）ｂ８Ａ皺数とフォトレジスト部も厚のルむ
係第３図 →スピナ１飯数（ｌ〃介） スじすぼ陳−友と六トレジストの反身述トとの１！Ａ係
第４図 →入射１？Ｉ（崖） 駐躬光のき１１角と７ｒトレジストの屑清や弊ヒの関徹
第５図 ｔ）ＦＢシー）ト°二座牟６ｄ 第６図 位相差を６７丸面市盲各乎を示す肉賀針回第７図
性図、第２図は本発明方法の実施例における反射率特性
図、第３図はスピナの回転数とフォトレジスト膜厚の関
係を示す特性図、第４図はスピナ回転数とフォトレジス
トの反射率との関係を示す特性図、第５図は露光用光の
入射角とフォトレジストの反射率との関係を示す特性図
である。 第６図はＤＦＢレーザの断面図、第７図はＤＦＢレーザ
の位相差回折格子を示す断面図、第８図は位相差回折格
子の形成方法を示す断面図、第９図は同時に多数の位相
差回折格子を形成する方法を示す断面図である。 図において、４は基板、５．６は光束、８は回折格子、
１３はフォトレジスト、１４はＡＩ？コートをそれぞれ
示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 →レジ゛スト４ （λ） 第１図 →レジスト厚（スン 第２図 スヒ゛すｆ）ｂ８Ａ皺数とフォトレジスト部も厚のルむ
係第３図 →スピナ１飯数（ｌ〃介） スじすぼ陳−友と六トレジストの反身述トとの１！Ａ係
第４図 →入射１？Ｉ（崖） 駐躬光のき１１角と７ｒトレジストの屑清や弊ヒの関徹
第５図 ｔ）ＦＢシー）ト°二座牟６ｄ 第６図 位相差を６７丸面市盲各乎を示す肉賀針回第７図
Claims (4)
- （１）、基板上にフォトレジストを塗布し、その上にマ
スクを通して露光する場合に、フォトレジストの厚さを
、露光用光源の波長、偏光、入射角に対する低反射率の
条件となるように設定することを特徴とする露光方法。 - （２）、基板として、屈折率が２．５〜３．５の半導体
を使用することを特徴とする特許請求の範囲（１）項記
載の露光方法。 - （３）、入射光をＳ偏光とし、入射角を３０°〜７０°
の範囲とすることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項または第（２）項記載の露光方法。 - （４）、露光用レーザ光の波長を紫外光とし、フォトレ
ジストの膜厚を、反射率が２つ目の極小となる領域に設
定することを特徴とする特許請求の範囲第（１）頂また
は第（３）項記載の露光方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158745A JPH0685081B2 (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 露光方法 |
| CA504383A CA1270934C (en) | 1985-03-20 | 1986-03-18 | SPATIAL PHASE MODULATED MASKS AND METHODS FOR MAKING THESE MASKS AND PHASE DIFFRACTION GRATINGS |
| US06/841,801 US4806442A (en) | 1985-03-20 | 1986-03-20 | Spatial phase modulating masks and production processes thereof, and processes for the formation of phase-shifted diffraction gratings |
| DE8686400592T DE3687845T2 (de) | 1985-03-20 | 1986-03-20 | Raeumliche phasenmodulationsmasken, verfahren zu deren herstellung und verfahren zur bildung von phasenverschobenen beugungsgittern. |
| EP86400592A EP0195724B1 (en) | 1985-03-20 | 1986-03-20 | Spatial phase modulating masks and production processes thereof, and processes for the formation of phase-shifted diffraction gratings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158745A JPH0685081B2 (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218562A true JPS6218562A (ja) | 1987-01-27 |
| JPH0685081B2 JPH0685081B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=15678408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158745A Expired - Lifetime JPH0685081B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-07-17 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685081B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339359A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Seiko Epson Corp | 微細構造体の製造方法、電子機器 |
| US9507248B2 (en) | 2011-11-29 | 2016-11-29 | Gigaphoton Inc. | Two-beam interference apparatus and two-beam interference exposure system |
| CN111781220A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-16 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种多功能同步辐射干涉曝光实验平台及实验方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5390762A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-09 | Fujitsu Ltd | Thin film pattern making method using projection and exposure apparatus |
| JPS603620A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 微細パタ−ンの形成方法 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP60158745A patent/JPH0685081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5390762A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-09 | Fujitsu Ltd | Thin film pattern making method using projection and exposure apparatus |
| JPS603620A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 微細パタ−ンの形成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339359A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Seiko Epson Corp | 微細構造体の製造方法、電子機器 |
| US9507248B2 (en) | 2011-11-29 | 2016-11-29 | Gigaphoton Inc. | Two-beam interference apparatus and two-beam interference exposure system |
| CN111781220A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-16 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种多功能同步辐射干涉曝光实验平台及实验方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685081B2 (ja) | 1994-10-26 |
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