JPS63109402A - 光学位相操作板の作製方法 - Google Patents
光学位相操作板の作製方法Info
- Publication number
- JPS63109402A JPS63109402A JP25607286A JP25607286A JPS63109402A JP S63109402 A JPS63109402 A JP S63109402A JP 25607286 A JP25607286 A JP 25607286A JP 25607286 A JP25607286 A JP 25607286A JP S63109402 A JPS63109402 A JP S63109402A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- optical phase
- film
- phase operating
- stacked
- Prior art date
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- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (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】
く技術分野〉
本発明は光学位相を空間的に精密に制御するための光学
位相操作板の作製方法に関する。
位相操作板の作製方法に関する。
〈従来技術〉
空間的に位相をシフトさせる位相シフター（位相操作板
）は光学部品として非常Ｋｇ要であシ、光集積回路を構
成する上で必要となるものである。
）は光学部品として非常Ｋｇ要であシ、光集積回路を構
成する上で必要となるものである。
従来このような位相シフターとしては、一般に第２図に
示すような形状のものが用いられている。
示すような形状のものが用いられている。
この位相シフターは以下のように作製される。ここでは
光学位相を空間的に１８０’反転させる場合について説
明する。まずガラス基板（２０１）上に所望のパターン
を通常のホトリングラフィ技術を用いて形成する。ここ
ではストライプ：Ｗ′＝５μｍおきに位相を反転させる
ためのパターンを考える。次にフッ酸とフッ化アンモニ
ウムと水を混合したエツチング液を用いてエツチングを
実施する。このときエツチングの深さ：ｄ′については を満たすように制御設定する。その後レジストを有機洗
浄により除去し、位相シフターとする。
光学位相を空間的に１８０’反転させる場合について説
明する。まずガラス基板（２０１）上に所望のパターン
を通常のホトリングラフィ技術を用いて形成する。ここ
ではストライプ：Ｗ′＝５μｍおきに位相を反転させる
ためのパターンを考える。次にフッ酸とフッ化アンモニ
ウムと水を混合したエツチング液を用いてエツチングを
実施する。このときエツチングの深さ：ｄ′については を満たすように制御設定する。その後レジストを有機洗
浄により除去し、位相シフターとする。
〈発明が解決しようとする問題点〉
以上のような従来の位相シフターにおいて位相シフト量
の制御はエツチングの深さ：ｄ′に依存しておシ、シフ
ト量のばらつきはｄ′のばらつきに対応する。しかし、
エツチングでの面内均一性や再現性を高めるのは非常に
難しく、高度かつ煩雑な工程が必要となる。他の従来素
子としてガラス基板にイオン交換を用いて屈折率を変化
させる方法が採用された素子があるが上述のエツチング
の場合と同様にイオン交換の深さの制御が困難である。
の制御はエツチングの深さ：ｄ′に依存しておシ、シフ
ト量のばらつきはｄ′のばらつきに対応する。しかし、
エツチングでの面内均一性や再現性を高めるのは非常に
難しく、高度かつ煩雑な工程が必要となる。他の従来素
子としてガラス基板にイオン交換を用いて屈折率を変化
させる方法が採用された素子があるが上述のエツチング
の場合と同様にイオン交換の深さの制御が困難である。
〈発明の目的〉
本発明は、上述の問題点を解決し比較的容易に面内均一
性及び再現性の良い光学位相操作板を得ることのできる
作製方法を提供することを目的と２層以上の積層体を基
板上に堆積した後エツチング速度の大なる表面側の層を
エツチング加工することにより、位相操作量をエツチン
グ深さではなく層厚で制御した位相操作部を形成するこ
とを特徴とする。
性及び再現性の良い光学位相操作板を得ることのできる
作製方法を提供することを目的と２層以上の積層体を基
板上に堆積した後エツチング速度の大なる表面側の層を
エツチング加工することにより、位相操作量をエツチン
グ深さではなく層厚で制御した位相操作部を形成するこ
とを特徴とする。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例の説明に供する位相シフター
の構造図である。以下、本素子の作製方法について説明
する。厚さ１００〜２００μｍ程度のガラス基板（１）
上に高周波スパッタ蒸着法を用い１板温度２５０℃にお
いてＳｉＯ□膜（２）を堆積させる。このＳｉＯ２膜（
２）の厚さＳｉ２はエツチング剤に対してガラス基板（
１）を保護するに十分であれば良い。ここではｄ ２
＝ １５０ ＯＡ トＬ ７？。
の構造図である。以下、本素子の作製方法について説明
する。厚さ１００〜２００μｍ程度のガラス基板（１）
上に高周波スパッタ蒸着法を用い１板温度２５０℃にお
いてＳｉＯ□膜（２）を堆積させる。このＳｉＯ２膜（
２）の厚さＳｉ２はエツチング剤に対してガラス基板（
１）を保護するに十分であれば良い。ここではｄ ２
＝ １５０ ＯＡ トＬ ７？。
次に、このＳｉＯ２膜（２）上にプラズマＣＶＤ法を用
いてＳ ｉ３Ｎ４膜（３）を堆積させる。この５１３Ｎ
４膜（３）の厚さＳｉ３は を満たすように堆積時間及び堆積条件を制御する。
いてＳ ｉ３Ｎ４膜（３）を堆積させる。この５１３Ｎ
４膜（３）の厚さＳｉ３は を満たすように堆積時間及び堆積条件を制御する。
その後、ホトリソグラフィ技術とエツチング技術を用い
て５ｉａＮ４膜（３）を幅：Ｗ、ピッチ二Ｐのストライ
プ状に加工する。このとき、エツチング剤としてはフッ
酸：フッ化アンモニウム液＝ １ ： ４０の溶液を用
い、室温でエツチングする。このエツチング剤に対する
スパッタ蒸着さｆＬｆｃｓｉｏ□膜（２）のエツチング
レート： ＲＥ（Ｓ ｉ ０２）とプラズマＣＶＤ法に
よシ堆積されたＳｉ３Ｎ４膜（３）のエツチングレート
： ＲＥ（Ｓｉ３ Ｎ４ ）の間にはＲＥ（ＳｉａＮ４
） ２６０ ＲＥ（Ｓ １０２）・・・・（３）なる関
係がある。従ってエツチング時間を最適化することによ
シ、Ｓｉ３Ｎ＊膜（３）を元金に除去しかつＳｉＯ２膜
（２）をほとんど除去しないように制御することは比較
的容易になし得る。このようにして作製された位相シフ
ターの位相シフト量はフ。
て５ｉａＮ４膜（３）を幅：Ｗ、ピッチ二Ｐのストライ
プ状に加工する。このとき、エツチング剤としてはフッ
酸：フッ化アンモニウム液＝ １ ： ４０の溶液を用
い、室温でエツチングする。このエツチング剤に対する
スパッタ蒸着さｆＬｆｃｓｉｏ□膜（２）のエツチング
レート： ＲＥ（Ｓ ｉ ０２）とプラズマＣＶＤ法に
よシ堆積されたＳｉ３Ｎ４膜（３）のエツチングレート
： ＲＥ（Ｓｉ３ Ｎ４ ）の間にはＲＥ（ＳｉａＮ４
） ２６０ ＲＥ（Ｓ １０２）・・・・（３）なる関
係がある。従ってエツチング時間を最適化することによ
シ、Ｓｉ３Ｎ＊膜（３）を元金に除去しかつＳｉＯ２膜
（２）をほとんど除去しないように制御することは比較
的容易になし得る。このようにして作製された位相シフ
ターの位相シフト量はフ。
ラズマＣＶＤ法により堆積させたＳ ｉ３Ｎ４ 膜（３
）の厚さＳｉ３にのみ依存し前述の（２）式を満たす場
合は１８０°だけ位相を反転させることができる。従来
の第２図におけるエツチング深さ：ｄ′の均一性に比べ
てプラズマＣＶＤ法による堆積膜厚：ｄ３の均一性の方
が優ｎておシ、基板を回転させることによりｄ３の誤差
を±２〜３％に抑えることは可能である。またｄ３の再
現性に関してもプラズマＣＶＤ法での堆積膜をエツチン
グ加工前に光学的（非破壊）に測定することによシ検知
することができるため、最適膜厚になるまで堆積又は全
面エツチングを施すことで制御することができ歩留り良
く良品を得ることができる。
）の厚さＳｉ３にのみ依存し前述の（２）式を満たす場
合は１８０°だけ位相を反転させることができる。従来
の第２図におけるエツチング深さ：ｄ′の均一性に比べ
てプラズマＣＶＤ法による堆積膜厚：ｄ３の均一性の方
が優ｎておシ、基板を回転させることによりｄ３の誤差
を±２〜３％に抑えることは可能である。またｄ３の再
現性に関してもプラズマＣＶＤ法での堆積膜をエツチン
グ加工前に光学的（非破壊）に測定することによシ検知
することができるため、最適膜厚になるまで堆積又は全
面エツチングを施すことで制御することができ歩留り良
く良品を得ることができる。
上述のように作製された位相シフターは半導体レーザア
レイ素子の１８００位相モード発振光を００位相モード
に変換することができ、高出力レーザを得るために重要
な要素となる。また、位相シフターに限らずホログラム
などのような光波と位相操作部との相互作用長を波長オ
ーダで制御しなければならない光学位相操作板の作製に
おいても本発明を適用することにより歩留りを向上させ
ることができる。
レイ素子の１８００位相モード発振光を００位相モード
に変換することができ、高出力レーザを得るために重要
な要素となる。また、位相シフターに限らずホログラム
などのような光波と位相操作部との相互作用長を波長オ
ーダで制御しなければならない光学位相操作板の作製に
おいても本発明を適用することにより歩留りを向上させ
ることができる。
本発明は上述の実施例に限らず以下に挙げた場合にも適
用可能であシ同様の効果が期待できる。
用可能であシ同様の効果が期待できる。
（１）光学位相操作板を構成する材料がＳｉＯ２やＳｉ
３Ｎ４以外にＡ １ｚＯｓ ９Ｍｇ２０ｓ、ＺｒＯ２゜
”ａ２０ｓ ｒ Ｍｇ Ｆ ２ 、Ｔ ｒ ０２などで
ある場合、（２） 膜の作製方法がＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法など他の方
法を用いた場合、 （３） エツチング剤がフッ酸系と異なる湿式のエツ
チング剤又はＣＦ、がヌやＣ１２ガスなどのような乾式
のエツチング剤を用いた場合、（４）膜の組成が化学的
平衡状態からずれた場合（例えばＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ、
などがＳｉＯｘ：０（Ｘ（２やＳ １３ＮＹ ： ０＜
ｙ＜４になった場合）
３Ｎ４以外にＡ １ｚＯｓ ９Ｍｇ２０ｓ、ＺｒＯ２゜
”ａ２０ｓ ｒ Ｍｇ Ｆ ２ 、Ｔ ｒ ０２などで
ある場合、（２） 膜の作製方法がＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法など他の方
法を用いた場合、 （３） エツチング剤がフッ酸系と異なる湿式のエツ
チング剤又はＣＦ、がヌやＣ１２ガスなどのような乾式
のエツチング剤を用いた場合、（４）膜の組成が化学的
平衡状態からずれた場合（例えばＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ、
などがＳｉＯｘ：０（Ｘ（２やＳ １３ＮＹ ： ０＜
ｙ＜４になった場合）
第１図は本発明の１実施例の説明に供する位相シフター
の構造図である。 第２図は従来の位相シフターの構成を示す構成図である
。 １・・・ガラス基板 ２・・・ＳｉＯ２膜 ３・・
・Ｓｉ３Ｎ４膜 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第２図
の構造図である。 第２図は従来の位相シフターの構成を示す構成図である
。 １・・・ガラス基板 ２・・・ＳｉＯ２膜 ３・・
・Ｓｉ３Ｎ４膜 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上にエッチング速度の異なる複数の層を重畳し
て堆積した後、エッチングによりエッチング速度の大な
る表面側の層のみエッチング加工して光学位相操作部を
形成することを特徴とする光学位相操作板の作製方法。 ２、エッチング速度の大なる層を光学位相操作量に対応
した厚さに堆積させる特許請求の範囲第１項記載の光学
位相操作板の作製方法。 ３、互いのエッチング速度が約１対１０である複数の層
を重畳した特許請求の範囲第１項記載の光学位相操作板
の作製方法。 ４、複数の層をＳｉＯ＿２層とＳｉ＿３Ｎ＿４層で構成
した特許請求の範囲第１項記載の光学位相操作板の作製
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25607286A JPS63109402A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学位相操作板の作製方法 |
| US07/113,003 US4780175A (en) | 1986-10-27 | 1987-10-26 | Method for the production of an optical phase-shifting board |
| GB8725170A GB2200765B (en) | 1986-10-27 | 1987-10-27 | A method for the production of an optical phase-shifting board |
| GB9013070A GB2232271B (en) | 1986-10-27 | 1990-06-12 | A method of fixing an optical phase-shifting board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25607286A JPS63109402A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学位相操作板の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109402A true JPS63109402A (ja) | 1988-05-14 |
Family
ID=17287505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25607286A Pending JPS63109402A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学位相操作板の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63109402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074888A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 回折格子素子、回折格子素子製造方法、及び回折格子素子の設計方法 |
| US7019904B2 (en) | 2003-02-18 | 2006-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diffraction grating element, production method of diffraction grating element, and method of designing diffraction grating element |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53143242A (en) * | 1977-05-19 | 1978-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of optical diffusing plate |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25607286A patent/JPS63109402A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53143242A (en) * | 1977-05-19 | 1978-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of optical diffusing plate |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074888A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 回折格子素子、回折格子素子製造方法、及び回折格子素子の設計方法 |
| US7019904B2 (en) | 2003-02-18 | 2006-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diffraction grating element, production method of diffraction grating element, and method of designing diffraction grating element |
| JPWO2004074888A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2006-06-01 | 住友電気工業株式会社 | 回折格子素子、回折格子素子製造方法、及び回折格子素子の設計方法 |
| US7184214B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-02-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diffraction grating element, production method of diffraction grating element, and method of designing diffraction grating element |
| CN100338486C (zh) * | 2003-02-18 | 2007-09-19 | 住友电气工业株式会社 | 衍射光栅元件及其制造方法和设计方法 |
| US7502167B2 (en) | 2003-02-18 | 2009-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diffraction grating element, production method of diffraction grating element, and method of designing diffraction grating element |
| JP2009187017A (ja) * | 2003-02-18 | 2009-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子素子 |
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