JPS62164001A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
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- JPS62164001A JPS62164001A JP683886A JP683886A JPS62164001A JP S62164001 A JPS62164001 A JP S62164001A JP 683886 A JP683886 A JP 683886A JP 683886 A JP683886 A JP 683886A JP S62164001 A JPS62164001 A JP S62164001A
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- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (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゛１
本発明は回折格子の製造方法に関し、特に分布帰還型半
導体レーザに用いるλ，／”４シフト型の回折格子の製
造方法に関する、 （従来の技術〕 周期横道をレーザ反射機構として利用する分布帰還型半
導体レーザ（以下Ｄｒ’Ｂｌ，−ザと略す）は、素子内
に設けた回折格子の周期で定まるブラ・ソゲ波長近傍で
単一軸モード発振し、高速直接変調時にも単一モード動
作を維持するため、単一モード光ファイバの大容量長波
長光伝送システＪ、の光源として有望視されている，Ｄ
ＦＢレーザは、素子内部に形成した回折格子による反射
率の波長依存性によって選択的に一本の縦モートを発振
さ。
導体レーザに用いるλ，／”４シフト型の回折格子の製
造方法に関する、 （従来の技術〕 周期横道をレーザ反射機構として利用する分布帰還型半
導体レーザ（以下Ｄｒ’Ｂｌ，−ザと略す）は、素子内
に設けた回折格子の周期で定まるブラ・ソゲ波長近傍で
単一軸モード発振し、高速直接変調時にも単一モード動
作を維持するため、単一モード光ファイバの大容量長波
長光伝送システＪ、の光源として有望視されている，Ｄ
ＦＢレーザは、素子内部に形成した回折格子による反射
率の波長依存性によって選択的に一本の縦モートを発振
さ。
せようとするものであるが、− ｆｆ＆にＤＦＥｉレー
ザでは以下に述べる理由からブラッグ波長で発振せず、
ブラ・フグ波長を挟む２本の縦モードが発振しやすくな
る。このため、通常のＤＦＢレーザでは高い歩留りは期
待できない。
ザでは以下に述べる理由からブラッグ波長で発振せず、
ブラ・フグ波長を挟む２本の縦モードが発振しやすくな
る。このため、通常のＤＦＢレーザでは高い歩留りは期
待できない。
以下、この理由について簡単に説明する６第４図は従来
のＩ）ＦＢレーザの作用を示す説明図である。
のＩ）ＦＢレーザの作用を示す説明図である。
いま第４図に示すように、ＤＦＢレーザ２０をＸ−Ｏの
面で継ぎ合わされた左右２つの部分からなるブラ・・ｌ
り反射器２ （’） Ｒ、２０ｂと考え、Ｘ−０から＋
Ｚ方向に１云搬する波を入射波Ａとする。
面で継ぎ合わされた左右２つの部分からなるブラ・・ｌ
り反射器２ （’） Ｒ、２０ｂと考え、Ｘ−０から＋
Ｚ方向に１云搬する波を入射波Ａとする。
この入射波への一部は、導波路中に形成された回折格子
によって反射され、反射波Ａ′を生じる。。
によって反射され、反射波Ａ′を生じる。。
このとき１回折格子によって反射された反射波Ａ゛は、
Ｘ−Ｏで入射波Ａより９０度進んだ位相で左側のブラ・
・ｌグ反射器２０ｂに入射する６同様に反射波Ａ′は左
側のブラ・ソゲ反射器２０ｂによりその一部が反射され
、反射波Ａ”を生じる。このときＸ＝０での反射波Ａ′
と反射波Ａ″の位相差は９０度である。ゆえに、十Ｚ方
向に伝搬する入射波ｌ〜と反射波Ａ ″の位相差は、１
８０度異なることになり、ブラ・ソゲ反射条件では、両
者の位相は打消し合って効率のよい反射が得られず、こ
のような構造のＤＦＢＩ、−ザ２０では、ブラ・・ｌグ
波長を挟む２本のｌｉｘモードが発振しやすくなる。
Ｘ−Ｏで入射波Ａより９０度進んだ位相で左側のブラ・
・ｌグ反射器２０ｂに入射する６同様に反射波Ａ′は左
側のブラ・ソゲ反射器２０ｂによりその一部が反射され
、反射波Ａ”を生じる。このときＸ＝０での反射波Ａ′
と反射波Ａ″の位相差は９０度である。ゆえに、十Ｚ方
向に伝搬する入射波ｌ〜と反射波Ａ ″の位相差は、１
８０度異なることになり、ブラ・ソゲ反射条件では、両
者の位相は打消し合って効率のよい反射が得られず、こ
のような構造のＤＦＢＩ、−ザ２０では、ブラ・・ｌグ
波長を挟む２本のｌｉｘモードが発振しやすくなる。
そこで、回折格子の位相を半導体レーザ波長の位相でπ
／４だけずらすことにより、入射波Ａと反射波Ａ ”の
位相を一致させ、ブラ・ツク反射条件で単一軸モード発
振するλ／４シフＩ〜型ＤＦＢレーザが提案されている
。事実、１９８４年１１月２２日発行のエレクトロニク
スレターズ誌、第２０巻４号、１００８〜１０１０頁に
はλ７・′４シフト型ＤＦＢレーザの試作例が報告され
ており、ブラッグ波長に一致した単一軸モード発振が歩
留りよく得られている。
／４だけずらすことにより、入射波Ａと反射波Ａ ”の
位相を一致させ、ブラ・ツク反射条件で単一軸モード発
振するλ／４シフＩ〜型ＤＦＢレーザが提案されている
。事実、１９８４年１１月２２日発行のエレクトロニク
スレターズ誌、第２０巻４号、１００８〜１０１０頁に
はλ７・′４シフト型ＤＦＢレーザの試作例が報告され
ており、ブラッグ波長に一致した単一軸モード発振が歩
留りよく得られている。
この論文では、基板上にポジおよびネガタイプのフォト
レジストを隣接して形成し、２光束干渉露光法により焼
付を行った後、凹凸周期が一部反転したフォトレジスト
をマスクとして半導体基板を現像する工程により、λ／
′４シフト型回折格子を形成している。ここで、１次回
折格子の璃期Δと半導体レーザ内部での波長λ、には、
ノ＼＝λｙ／２の関係があるため、回折格子の凹凸を反
転することによりπ／４シフト型回折格子が得られる。
レジストを隣接して形成し、２光束干渉露光法により焼
付を行った後、凹凸周期が一部反転したフォトレジスト
をマスクとして半導体基板を現像する工程により、λ／
′４シフト型回折格子を形成している。ここで、１次回
折格子の璃期Δと半導体レーザ内部での波長λ、には、
ノ＼＝λｙ／２の関係があるため、回折格子の凹凸を反
転することによりπ／４シフト型回折格子が得られる。
〔発明が解決しようとする問題点１
上述した従来のλ／′４シフト型の回折格子の製造方法
は、ポジおよびネガの二種類のレジストを用いるが、両
者のレジスト最適露光時間が異なるため、左右の回折格
子の形状が著しく異なってしまうという欠点がある。
は、ポジおよびネガの二種類のレジストを用いるが、両
者のレジスト最適露光時間が異なるため、左右の回折格
子の形状が著しく異なってしまうという欠点がある。
本発明の目的は、左右均一な形状の回折格子を有するλ
／４シフト型め回折格子の製造方法を提供することにあ
る。
／４シフト型め回折格子の製造方法を提供することにあ
る。
本発明の回折格子の製造方法は、半導体基板にフォトレ
ジスト を第１および第２のビームに分けＩＴｉｒ記第１のビー
ムを一定周期の凹凸面を有する第１の反射鏡に入射して
得た第１の反射ビームと面記第２のビームを平面状の第
２の反射鏡に入射して得た第２の反射ビームとを重ね合
わせることにより得られる干渉パターンを前記フォトレ
ジストに照射して干渉露光する工程と、前記フォトレジ
ストを現像する工程と、前記フオ）・レジス１へを工・
・ｌチングマスクとして前記半導体基板を現像する工程
とを備えている。
ジスト を第１および第２のビームに分けＩＴｉｒ記第１のビー
ムを一定周期の凹凸面を有する第１の反射鏡に入射して
得た第１の反射ビームと面記第２のビームを平面状の第
２の反射鏡に入射して得た第２の反射ビームとを重ね合
わせることにより得られる干渉パターンを前記フォトレ
ジストに照射して干渉露光する工程と、前記フォトレジ
ストを現像する工程と、前記フオ）・レジス１へを工・
・ｌチングマスクとして前記半導体基板を現像する工程
とを備えている。
次に、本発明の原理について図面を参照して説明する。
第１図（ａ＞は本発明の一実施例における２光束干渉露
光光学系の構成図、同図＜ｂ＞および（ｃ）は本実施例
に使用する二種類の反射鏡の拡大断面図、第２図は本実
施例による本発明の詳細な説明する図である。
光光学系の構成図、同図＜ｂ＞および（ｃ）は本実施例
に使用する二種類の反射鏡の拡大断面図、第２図は本実
施例による本発明の詳細な説明する図である。
レーザ１から出た光は、ハーフミラ−２によりレーザ光
８Ａおよび８Ｂに分けられる。レーザ光８Ａはエキスパ
ンダー３およびハーフミラ−４を通過後、反射鏡５に垂
直に入射する。この部分の詳細な様子を第２図に示す。
８Ａおよび８Ｂに分けられる。レーザ光８Ａはエキスパ
ンダー３およびハーフミラ−４を通過後、反射鏡５に垂
直に入射する。この部分の詳細な様子を第２図に示す。
反射Ｓａ５は第２図に示すような一定周期の凹凸（この
周期は数百μｍの単位であるため、マスクを用いた通常
の露光法などにより形成できる）を有する反射鏡になっ
ている９いま、この反射鏡５に入ｑ＝を波９か垂直に入
射すると、凹部と凸部間で反射時の行路差が生じるため
、両片の部分で反射した反射波１０に位相差が生じる、
その位相差δは、反射ｊｔ ５の凹凸の厚さをｄとする
と、δ＝４πｄ、・′λＬの関係にあるゆここでλＬは
レーザ１の波長である。λ、、’ ４シフト型回折格子
を作製するには、反射光の位相差をｎπ（ｎ＝奇数）と
すればよいから、ｎ＝１のときには（」＝λｌ、・′・
１となる。ゆえに、波長λ。
周期は数百μｍの単位であるため、マスクを用いた通常
の露光法などにより形成できる）を有する反射鏡になっ
ている９いま、この反射鏡５に入ｑ＝を波９か垂直に入
射すると、凹部と凸部間で反射時の行路差が生じるため
、両片の部分で反射した反射波１０に位相差が生じる、
その位相差δは、反射ｊｔ ５の凹凸の厚さをｄとする
と、δ＝４πｄ、・′λＬの関係にあるゆここでλＬは
レーザ１の波長である。λ、、’ ４シフト型回折格子
を作製するには、反射光の位相差をｎπ（ｎ＝奇数）と
すればよいから、ｎ＝１のときには（」＝λｌ、・′・
１となる。ゆえに、波長λ。
−Ｂ ２５ ｎｍの１１ｅ−Ｃｄ１．−ザを用いるとき
には、ｄは＋１１．２５□、とすればよい２ 上述した反射鏡５で反射した反射波１０は、ハーフミラ
−４を経て基板７／＼と進む。一方、第１図（２Ｌ）に
おいて右側の光学系へと進行するレーザ光８Ｂは、左側
の光学系とほぼ同じ光学系を通過して基板７へと進む。
には、ｄは＋１１．２５□、とすればよい２ 上述した反射鏡５で反射した反射波１０は、ハーフミラ
−４を経て基板７／＼と進む。一方、第１図（２Ｌ）に
おいて右側の光学系へと進行するレーザ光８Ｂは、左側
の光学系とほぼ同じ光学系を通過して基板７へと進む。
ただし、反射鏡６は普通の平面反射鏡であり、左側の光
学系と同じレーザ強度を基板７の前で得るためのらので
ある。減衰器などにより光量調整する場合は不用である
。
学系と同じレーザ強度を基板７の前で得るためのらので
ある。減衰器などにより光量調整する場合は不用である
。
このように位相整形した反射波１０と平面波１１とを任
意の入射角θで基板７上に重ね合せると、凹凸の一部反
転した干渉パターンが得られ、この干渉パターンにより
λ７／′４シフト型回折格子の作製が可能となる 〔実施例〕 次に、本発明の一実施例によるλ１．′４シフ１へ型の
回折格子のＸｒＡ？ｉ方法について説明する。第３図（
ａ）〜（（１）は本実施例の回折格子グ、 ｇｑ ｎ方
法の工程分示す図である、 まず、１．Ｐ基板７１」ニに一種類のフォＩ−Ｌ−ジス
１へ１２（例えばＯＤ Ｌｉ Ｒ１２０＞を塗布する（
第３図（ａ））、次に、本実施ｐＨの２光束干ｉ″１メ
露光先学系（第１図）により干渉露光を行なう（第３図
（ｂ））、この時、発振波長１．（、ｔＬｍ帯のＤＩ７
Ｂレーザの１次の回折格子を、波長３２５ ｎｌｕの
１１、−Ｃｄレーザ光を用いて作製するためには、光の
入射角θは約５４度である。また最適露光時間は、＋１
ｅ−Ｃ，ｌｔ、−ザの光強度密度ｒ４ 、ｎＷ 、／’
（ｙ（２に対して約３０秒である。このような条件で
露光した後フォＩ・レジスト１２を専用現１象液で現作
しく第３図（ｃ））、これをマスクにしてＩｎＰ基板７
１を１１１１、 ＋１１２１）２＋１１２０（１０：
１１．１：Ｉ旧））の混り液で工”／チングし、フォト
レジスト］２を除去することにより、λ／′４シフト型
の回折格子１３が得られる（第３図（ｄ））。
意の入射角θで基板７上に重ね合せると、凹凸の一部反
転した干渉パターンが得られ、この干渉パターンにより
λ７／′４シフト型回折格子の作製が可能となる 〔実施例〕 次に、本発明の一実施例によるλ１．′４シフ１へ型の
回折格子のＸｒＡ？ｉ方法について説明する。第３図（
ａ）〜（（１）は本実施例の回折格子グ、 ｇｑ ｎ方
法の工程分示す図である、 まず、１．Ｐ基板７１」ニに一種類のフォＩ−Ｌ−ジス
１へ１２（例えばＯＤ Ｌｉ Ｒ１２０＞を塗布する（
第３図（ａ））、次に、本実施ｐＨの２光束干ｉ″１メ
露光先学系（第１図）により干渉露光を行なう（第３図
（ｂ））、この時、発振波長１．（、ｔＬｍ帯のＤＩ７
Ｂレーザの１次の回折格子を、波長３２５ ｎｌｕの
１１、−Ｃｄレーザ光を用いて作製するためには、光の
入射角θは約５４度である。また最適露光時間は、＋１
ｅ−Ｃ，ｌｔ、−ザの光強度密度ｒ４ 、ｎＷ 、／’
（ｙ（２に対して約３０秒である。このような条件で
露光した後フォＩ・レジスト１２を専用現１象液で現作
しく第３図（ｃ））、これをマスクにしてＩｎＰ基板７
１を１１１１、 ＋１１２１）２＋１１２０（１０：
１１．１：Ｉ旧））の混り液で工”／チングし、フォト
レジスト］２を除去することにより、λ／′４シフト型
の回折格子１３が得られる（第３図（ｄ））。
本実施例によれば、一種類のフォＩ・レジストしか使用
しないため、得られる回折格子の形状はすべて等しく均
一となる。また、従来の回折格子の製造方法とほぼ同じ
工程により、簡単にλ、／′４シフト型の回折格子が作
製できる。
しないため、得られる回折格子の形状はすべて等しく均
一となる。また、従来の回折格子の製造方法とほぼ同じ
工程により、簡単にλ、／′４シフト型の回折格子が作
製できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、互いに位相差を有する二
つのビームを重ね合わせて得た干渉パターンを一種類の
フォｌ〜レジス）・上に照射露光することにより、基板
面内すべて均一形状で且つ同じ品質のλ、・′４シフト
型の回折格子を簡単に作製できる効果がある。
つのビームを重ね合わせて得た干渉パターンを一種類の
フォｌ〜レジス）・上に照射露光することにより、基板
面内すべて均一形状で且つ同じ品質のλ、・′４シフト
型の回折格子を簡単に作製できる効果がある。
第１図（ａ、 ）は本発明の一実施例における２光束干
渉露光光学系の構成図、同図（ｂ）および（Ｃ）は本実
施例に１重用する二種類の反Ｑ＝ｆ、鏡の拡大断面図、
第２図は本実施例による本発明の詳細な説明する図、第
３図（ａ）〜（ｄ）は本実施例の回折格子の製造方法の
工程を示す図、第４図は従来のＤＦＢレーザの作用を示
す説明図である。 １・・・レーザ、２．４・・・ハーフミラ−１３・・・
エキスパンダー、５．６・・・反射鏡、７・・・基板、
８Ａ。 ８Ｂ・・・レーザ光、９・・・入射波、１０・・・反射
波、１１・・・平面波、１２・・・フォトレジスト、１
３・・・回折格子、２０−Ｄ Ｆ Ｂレーザ、７１ ・
ＩｏＰ基板。 （ｉ！＞） （Ｃ）蒸２図 ｑ入１ｆｆ未 ５反＊−’ｒ鏡 第３図 （α） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） Ｘ二Ｏ ２０ＤＦＢＩ、−す゛。
渉露光光学系の構成図、同図（ｂ）および（Ｃ）は本実
施例に１重用する二種類の反Ｑ＝ｆ、鏡の拡大断面図、
第２図は本実施例による本発明の詳細な説明する図、第
３図（ａ）〜（ｄ）は本実施例の回折格子の製造方法の
工程を示す図、第４図は従来のＤＦＢレーザの作用を示
す説明図である。 １・・・レーザ、２．４・・・ハーフミラ−１３・・・
エキスパンダー、５．６・・・反射鏡、７・・・基板、
８Ａ。 ８Ｂ・・・レーザ光、９・・・入射波、１０・・・反射
波、１１・・・平面波、１２・・・フォトレジスト、１
３・・・回折格子、２０−Ｄ Ｆ Ｂレーザ、７１ ・
ＩｏＰ基板。 （ｉ！＞） （Ｃ）蒸２図 ｑ入１ｆｆ未 ５反＊−’ｒ鏡 第３図 （α） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） Ｘ二Ｏ ２０ＤＦＢＩ、−す゛。
Claims (1)
- 半導体基板にフォトレジストを塗布する工程とレーザビ
ームを第１および第２のビームに分け前記第１のビーム
を一定周期の凹凸面を有する第１の反射鏡に入射して得
た第１の反射ビームと前記第２のビームを平面状の第２
の反射鏡に入射して得た第２の反射ビームとを重ね合わ
せることにより得られる干渉パターンを前記フォトレジ
ストに照射して干渉露光する工程と、前記フォトレジス
トを現像する工程と、前記フォトレジストをエッチング
マスクとして前記半導体基板をエッチングする工程とを
備えることを特徴とする回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683886A JPS62164001A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683886A JPS62164001A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62164001A true JPS62164001A (ja) | 1987-07-20 |
Family
ID=11649379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP683886A Pending JPS62164001A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62164001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291110B1 (en) | 1997-06-27 | 2001-09-18 | Pixelligent Technologies Llc | Methods for transferring a two-dimensional programmable exposure pattern for photolithography |
| JP2011039094A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 回折格子作製用位相マスク |
-
1986
- 1986-01-14 JP JP683886A patent/JPS62164001A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291110B1 (en) | 1997-06-27 | 2001-09-18 | Pixelligent Technologies Llc | Methods for transferring a two-dimensional programmable exposure pattern for photolithography |
| US6480261B2 (en) | 1997-06-27 | 2002-11-12 | Pixelligent Technologies Llc | Photolithographic system for exposing a wafer using a programmable mask |
| US6600551B2 (en) | 1997-06-27 | 2003-07-29 | Pixelligent Technologies Llc | Programmable photolithographic mask system and method |
| US6888616B2 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-03 | Pixelligent Technologies Llc | Programmable photolithographic mask system and method |
| JP2011039094A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 回折格子作製用位相マスク |
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