図面 (/)

技術 チャープトグレーティング形成基板の作製方法および該作製方法により作製されたチャープトグレーティング形成マスク

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 登山伸人
出願日 2005年6月20日 (14年6ヶ月経過) 出願番号 2005-179237
公開日 2006年12月28日 (12年11ヶ月経過) 公開番号 2006-350201
状態 特許登録済
技術分野 回折格子、偏光要素、ホログラム光学素子 光ファイバの素線、心線 光ファイバ、光ファイバ心線 回折格子、ホログラム光学素子
主要キーワード 特定ピッチ 側面研磨 倍率計算 処理用基板 ステップ制御 パターンデータ処理 JOBデータ 耐エッチング膜
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年12月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

パターンデータ処理上、高精度なパターン倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板作製方法を提供する。

解決手段

ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、且つ、前記描画動作制御データ上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッド上に丸めを起こさない数値で作成するものである。

概要

背景

光ファイバー地球規模通信に大革新をもたらし、高品質、大容量の大洋横断電話通信を可能にしたが、従来より、この光ファイバーに沿って、コア内に周期的な屈折率分布を作り出し、光ファイバー内にブラック回折格子をつくり、回折格子の周期と長さ、屈折率変調の大きさによって、回折格子の反射率高低と、波長特性の幅を決めることにより、その回折格子を、光通信用波長多重分割器レーザセンサーに使用される狭帯域高反射ミラーファイバーアンプにおける余分なレーザー波長を採り除く波長選択フィルター等として利用できることが知られている。
しかし、石英ファイバー減衰が最小となり、長距離通信ステムに適している波長が1.55μmであることより、この波長でファイバー回折格子を使用するためには、格子間隔を約500nmとする必要があり、このような細かい構造をコアの中に作ること自体が、当初は難しいとされており、光ファイバーのコア内にブラック回折格子をつくるのに、側面研磨フオトレジストプロセスホログラフィー露光反応性イオンビームエッチング等からなる何段階もの複雑な工程が採られていた。
この為、作製時間は長く、歩留りも低かった。

しかし、最近、紫外光ファイバー照射し、直接コア内に屈折率に変化をもたらし回折格子を作る方法が知られるようになり、この紫外線を照射する方法は複雑なプロセスを必要としないため、周辺技術の進歩とともに次第に実施されるようになってきた。
この紫外光を用いる方法の場合、上記のように格子間隔は約500nmと細かい為、2本の光束を干渉させる干渉方法、(エキシマレーザからのシングルパルス集光して回折格子面を1枚づつ作る)1点ごとの書き込みによる方法、グレーティングをもつ位相シフトマスクを使って照射する方法等が採られている。

2光束を干渉させる干渉方法には、横方向のビームの品質、即ち空間コヒーレンスに問題があり、1点ごとの書き込みによる方法には、サブミクロンの大きさの緻密なステップ制御が必要で、且つ、光を小さく絞り込み、多くの面を書き込むことが要求され、作業性にも問題があった。

このため、上記問題に対応できる方法として、位相シフトマスク(以下単に位相マスクとも言う)を用いる照射方法が注目されるようになってきたが、この方法は、図5(a)に示すように、石英基板の1面に凹溝を所定のピッチで、所定の深さに設けた位相シフトマスク21を用い、KrFエキシマレーザ(248nm)23を照射して直接光ファイバー22のコア22Aに屈折率の変化をもたらし、グレーティング(格子)を作製するものである。
尚、図5(a)(ロ)は、コア22Aにおける干渉縞パターン24を分かり易く拡大して示した図であり、図5(b)(イ)、図5(b)(ロ)はそれぞれ位相シフトマスクの断面、上面の全部ないし一部を示したものである。
D、Pはそれぞれ、凹溝26の深さ、ピッチを示している。
この凹溝26の深さは、露光光であるエキシマレーザ光(ビーム)の位相πラジアンだけ変調するように選択されており、0次光(ビーム)25Aは位相シフトマスク21により2%以下に抑えられ、位相シフトマスク21から出る主な光(ビーム)は、回折光の35%以上を含むプラス1次の回折光25Bとマイナス1次の回折光25Cに発散される。 この為、このプラス1次の回折光25Bないしマイナス1次の回折光25Cで所定のピッチでの照射を行い、このピッチでの屈折率変化をファイバー内にもたらすものである

尚、特開平9−80738号公報(特許文献1)には、格子状の溝を所定のピッチ、形状に作製することができる、光ファイバー加工用位相シフトフォトマスクの製造方法が記載されている。
特開平9−80738号公報

このように、従来、光通信システムにおいては、一般に、伝送媒体として、高純度シリカ光ファイバーが用いられ、典型的に光信号をある波長範囲を用いて伝送するように設計されているため、そのシステムにおいては、より長い波長成分は、より短い波長成分より若干長い伝搬時間の遅延を受ける。
ただし、この分散は、今までは、光信号の情報をそれほど劣化させることはなかった。 これは、初期のシステムにおいては、単一のチャネルを分散の小さい波長領域から選んで使用されていたためである。

ところが、光ファイバーを使った高速伝送技術である波長分割多重WDM)システムに見られるように、今日では、より多数の情報を運ぶために、多数のチャネルをより広い波長領域に渡って用いることが必要となっており、これに伴って群速度分散をより精密に補償することが要求されるようになってきた。
例えばWDMシステムに関しては、WDMシステム内に提供されるチャネルの数の増加に伴って分散の補償がますます重要な課題となっている。

これに伴い、光ファイバー中に形成されるブラッグ回折格子として、格子のピッチが格子状に直交する方向に(格子の繰り返し方向)の位置に応じて線形或いは非線形に増加或いは減少しているグレーティング(以下、チャープ化グレーティング、あるいはチャープトグレーティングとも言う)が要求されることになってきた。
このようなグレーティングは、例えば反射帯域を広げた高反射ミラー、遅延時間を調整する手段等として用いられる。

このように、光ファイバー中に形成されるブラッグ回折格子として、チャープトグレーティングが要求されるようになり、光ファイバー中にブラッグ回折格子を形成するための、グレーティングをもつ位相シフトマスクの作製においても、チャープトグレーティングをもつ位相シフトマスクの作製が求められるようになってきた。
位相シフトマスクに、チャープトグレーティングをパターニングする方法としては、2光束干渉による方法もあるが、電子線描画装置電子線露光装置とも言う)を用いた描画露光方法が簡単な方法として実施されている。
本発明者は上記のようなチャープ化グレーティングに対する要求が高まったことに対応して、透明基板の1面に格子状の凹溝と凸条繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンによる回折光を光ファイバーに照射して異なる次数の回折光相互の干渉縞により光ファイバー中に回折格子を作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法において、電子線描画装置を用いた描画露光方法で、ピッチが異なる複数の線条パターン並列させて描画し、これより前記格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンを作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法を、特開平11−72631号公報(特許文献2)において示している。
特開平11−72631号公報 また、特開2003−75620号公報(特許文献3)には、上記のような光ファイバー加工用位相マスクを、電子線描画装置を用いた描画露光方法で品質良く作製する製造方法が開示されている。 この方法は、凹溝と凸条の繰り返しパターンのデータを繰り返しピッチを変調しながら複数配列し、一括化してなる描画用パターンデータを用いるもので、描画時のつなぎの発生に対応するものである。
特開平2003−75620号公報

上記の電子線描画装置を用いた描画露光方法は、ラスター型の露光装置を用いた描画露光により、グレーティングを表現する基本の特定ピッチのパターンを、パターンデータ処理上で倍率を変化させて、配置させるものである。
しかし、チャープトグレーテインングを有する光ファイバー加工用位相マスクを作製のために、このように、パターンデータ処理上で基本特定ピッチのパターンを連続的に倍率を変化させて配置させる場合、パターンの倍率を表現するためには、μm単位で小数点下6桁以下の桁の精度が必要とされており、パターンデータ処理上でこのような高精度な倍率を持たない、通常の描画露光装置では、精度的に、チャープトグレーティング形成のためのパターニングはできないとされていた。

概要

パターンデータ処理上、高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板作製方法を提供する。各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、且つ、前記描画動作制御データ上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッド上に丸めを起こさない数値で作成するものである。

目的

上記のように、近年、特に、光ファイバー加工用位相マスクのチャープトグレーティングのパターンを形成する方法として、ラスター型の露光装置を用いた描画露光方法が採られるようになってきたが、これらの描画方法においては、パターンデータ処理上で基本特定ピッチのパターンを連続的に倍率を変化させて配置させ、これを用いて描画露光を行うが、パターンの倍率を表現するためには、μm単位で小数点下6桁以下の桁の精度がパターンデータ処理上で必要とされ、このような高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置では、チャープトグレーティング形成用の描画露光はできないとされ、この対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、パターンデータ処理上、高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板の作製方法を提供しようとするものである。
同時に、そのようなチャープトグレーティング形成基板の作製方法により作製されたチャープトグレーティング形成マスクを提供しようとするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

透明基板の一面に直線状の凹溝を繰り返して格子状に設けて、凹溝と凸条繰り返しパターンを形成し、且つ、凹溝の幅と凸条の幅の比を一定に保つようにして、該繰り返しパターンのピッチを僅かずつ変化させ、これをチャープトグレーティングとして配設している、チャープトグレーティング形成基板作製方法であって、前記凹溝を形成するためのパターニングを、前記透明基板の一面側にレジストを配設し、該レジストを描画装置による描画露光にて、前記凹溝の形成領域に対応するレジストの領域を選択的に描画露光し、該レジスト膜現像処理して行うもので、前記描画装置は可変成形型露光装置で、描画装置の描画動作を制御するための描画動作制御データ上において、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、且つ、前記描画動作制御データ上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッドに丸めた数値で作成するものであることを特徴とするチャープトグレーティング形成基板の作製方法。

請求項2

請求項1に記載のチャープトグレーティング形成基板の作製方法であって、前記描画装置は、EB描画装置であることを特徴とするチャープトグレーティング形成基板の作製方法。

請求項3

請求項1ないし2のいずれか1項に記載のチャープトグレーティング形成基板の作製方法であって、前記チャープトグレーティングを作製した透明基板は、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用位相マスクであることを特徴とするチャープトグレーティング形成基板の作製方法。

請求項4

透明基板の一面に直線状の凹溝を繰り返して格子状に設けて、凹溝と凸条の繰り返しパターンを形成し、且つ、凹溝の幅と凸条の幅の比を一定に保つようにして、該繰り返しパターンのピッチを僅かずつ変化させ、これをチャープトグレーティングとして配設している、チャープトグレーティング形成基板であって、請求項1ないし2のいずれか1項に記載のチャープトグレーティング形成基板の作製方法により作製されたものであることを特徴とするチャープトグレーティング形成マスク

請求項5

請求項4に記載のチャープトグレーティング形成マスクであって、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクであることを特徴とするチャープトグレーティング形成マスク。

技術分野

0001

本発明は、透明基板の一面に凹溝パターンを繰り返し設けて、これをグレーティングとして配設し、該グレーティングのピッチを僅かずつ変化させているチャープトグレーティング作製方法に関する。

背景技術

0002

光ファイバー地球規模通信に大革新をもたらし、高品質、大容量の大洋横断電話通信を可能にしたが、従来より、この光ファイバーに沿って、コア内に周期的な屈折率分布を作り出し、光ファイバー内にブラック回折格子をつくり、回折格子の周期と長さ、屈折率変調の大きさによって、回折格子の反射率高低と、波長特性の幅を決めることにより、その回折格子を、光通信用波長多重分割器レーザセンサーに使用される狭帯域高反射ミラーファイバーアンプにおける余分なレーザー波長を採り除く波長選択フィルター等として利用できることが知られている。
しかし、石英ファイバー減衰が最小となり、長距離通信ステムに適している波長が1.55μmであることより、この波長でファイバー回折格子を使用するためには、格子間隔を約500nmとする必要があり、このような細かい構造をコアの中に作ること自体が、当初は難しいとされており、光ファイバーのコア内にブラック回折格子をつくるのに、側面研磨フオトレジストプロセスホログラフィー露光反応性イオンビームエッチング等からなる何段階もの複雑な工程が採られていた。
この為、作製時間は長く、歩留りも低かった。

0003

しかし、最近、紫外光ファイバー照射し、直接コア内に屈折率に変化をもたらし回折格子を作る方法が知られるようになり、この紫外線を照射する方法は複雑なプロセスを必要としないため、周辺技術の進歩とともに次第に実施されるようになってきた。
この紫外光を用いる方法の場合、上記のように格子間隔は約500nmと細かい為、2本の光束を干渉させる干渉方法、(エキシマレーザからのシングルパルス集光して回折格子面を1枚づつ作る)1点ごとの書き込みによる方法、グレーティングをもつ位相シフトマスクを使って照射する方法等が採られている。

0004

2光束を干渉させる干渉方法には、横方向のビームの品質、即ち空間コヒーレンスに問題があり、1点ごとの書き込みによる方法には、サブミクロンの大きさの緻密なステップ制御が必要で、且つ、光を小さく絞り込み、多くの面を書き込むことが要求され、作業性にも問題があった。

0005

このため、上記問題に対応できる方法として、位相シフトマスク(以下単に位相マスクとも言う)を用いる照射方法が注目されるようになってきたが、この方法は、図5(a)に示すように、石英基板の1面に凹溝を所定のピッチで、所定の深さに設けた位相シフトマスク21を用い、KrFエキシマレーザ(248nm)23を照射して直接光ファイバー22のコア22Aに屈折率の変化をもたらし、グレーティング(格子)を作製するものである。
尚、図5(a)(ロ)は、コア22Aにおける干渉縞パターン24を分かり易く拡大して示した図であり、図5(b)(イ)、図5(b)(ロ)はそれぞれ位相シフトマスクの断面、上面の全部ないし一部を示したものである。
D、Pはそれぞれ、凹溝26の深さ、ピッチを示している。
この凹溝26の深さは、露光光であるエキシマレーザ光(ビーム)の位相πラジアンだけ変調するように選択されており、0次光(ビーム)25Aは位相シフトマスク21により2%以下に抑えられ、位相シフトマスク21から出る主な光(ビーム)は、回折光の35%以上を含むプラス1次の回折光25Bとマイナス1次の回折光25Cに発散される。 この為、このプラス1次の回折光25Bないしマイナス1次の回折光25Cで所定のピッチでの照射を行い、このピッチでの屈折率変化をファイバー内にもたらすものである

0006

尚、特開平9−80738号公報(特許文献1)には、格子状の溝を所定のピッチ、形状に作製することができる、光ファイバー加工用位相シフトフォトマスクの製造方法が記載されている。
特開平9−80738号公報

0007

このように、従来、光通信システムにおいては、一般に、伝送媒体として、高純度シリカ光ファイバーが用いられ、典型的に光信号をある波長範囲を用いて伝送するように設計されているため、そのシステムにおいては、より長い波長成分は、より短い波長成分より若干長い伝搬時間の遅延を受ける。
ただし、この分散は、今までは、光信号の情報をそれほど劣化させることはなかった。 これは、初期のシステムにおいては、単一のチャネルを分散の小さい波長領域から選んで使用されていたためである。

0008

ところが、光ファイバーを使った高速伝送技術である波長分割多重WDM)システムに見られるように、今日では、より多数の情報を運ぶために、多数のチャネルをより広い波長領域に渡って用いることが必要となっており、これに伴って群速度分散をより精密に補償することが要求されるようになってきた。
例えばWDMシステムに関しては、WDMシステム内に提供されるチャネルの数の増加に伴って分散の補償がますます重要な課題となっている。

0009

これに伴い、光ファイバー中に形成されるブラッグ回折格子として、格子のピッチが格子状に直交する方向に(格子の繰り返し方向)の位置に応じて線形或いは非線形に増加或いは減少しているグレーティング(以下、チャープ化グレーティング、あるいはチャープトグレーティングとも言う)が要求されることになってきた。
このようなグレーティングは、例えば反射帯域を広げた高反射ミラー、遅延時間を調整する手段等として用いられる。

0010

このように、光ファイバー中に形成されるブラッグ回折格子として、チャープトグレーティングが要求されるようになり、光ファイバー中にブラッグ回折格子を形成するための、グレーティングをもつ位相シフトマスクの作製においても、チャープトグレーティングをもつ位相シフトマスクの作製が求められるようになってきた。
位相シフトマスクに、チャープトグレーティングをパターニングする方法としては、2光束干渉による方法もあるが、電子線描画装置電子線露光装置とも言う)を用いた描画露光方法が簡単な方法として実施されている。
本発明者は上記のようなチャープ化グレーティングに対する要求が高まったことに対応して、透明基板の1面に格子状の凹溝と凸条繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンによる回折光を光ファイバーに照射して異なる次数の回折光相互の干渉縞により光ファイバー中に回折格子を作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法において、電子線描画装置を用いた描画露光方法で、ピッチが異なる複数の線条パターン並列させて描画し、これより前記格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンを作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法を、特開平11−72631号公報(特許文献2)において示している。
特開平11−72631号公報 また、特開2003−75620号公報(特許文献3)には、上記のような光ファイバー加工用位相マスクを、電子線描画装置を用いた描画露光方法で品質良く作製する製造方法が開示されている。 この方法は、凹溝と凸条の繰り返しパターンのデータを繰り返しピッチを変調しながら複数配列し、一括化してなる描画用パターンデータを用いるもので、描画時のつなぎの発生に対応するものである。
特開平2003−75620号公報

0011

上記の電子線描画装置を用いた描画露光方法は、ラスター型の露光装置を用いた描画露光により、グレーティングを表現する基本の特定ピッチのパターンを、パターンデータ処理上で倍率を変化させて、配置させるものである。
しかし、チャープトグレーテインングを有する光ファイバー加工用位相マスクを作製のために、このように、パターンデータ処理上で基本特定ピッチのパターンを連続的に倍率を変化させて配置させる場合、パターンの倍率を表現するためには、μm単位で小数点下6桁以下の桁の精度が必要とされており、パターンデータ処理上でこのような高精度な倍率を持たない、通常の描画露光装置では、精度的に、チャープトグレーティング形成のためのパターニングはできないとされていた。

発明が解決しようとする課題

0012

上記のように、近年、特に、光ファイバー加工用位相マスクのチャープトグレーティングのパターンを形成する方法として、ラスター型の露光装置を用いた描画露光方法が採られるようになってきたが、これらの描画方法においては、パターンデータ処理上で基本特定ピッチのパターンを連続的に倍率を変化させて配置させ、これを用いて描画露光を行うが、パターンの倍率を表現するためには、μm単位で小数点下6桁以下の桁の精度がパターンデータ処理上で必要とされ、このような高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置では、チャープトグレーティング形成用の描画露光はできないとされ、この対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、パターンデータ処理上、高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板の作製方法を提供しようとするものである。
同時に、そのようなチャープトグレーティング形成基板の作製方法により作製されたチャープトグレーティング形成マスクを提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0013

本発明のチャープトグレーティング形成基板の作製方法は、透明基板の一面に直線状の凹溝を繰り返して格子状に設けて、凹溝と凸条の繰り返しパターンを形成し、且つ、凹溝の幅と凸条の幅の比を一定に保つようにして、該繰り返しパターンのピッチを僅かずつ変化させ、これをチャープトグレーティングとして配設している、チャープトグレーティング形成基板の作製方法であって、前記凹溝を形成するためのパターニングを、前記透明基板の一面側にレジストを配設し、該レジストを描画装置による描画露光にて、前記凹溝の形成領域に対応するレジストの領域を選択的に描画露光し、該レジスト膜現像処理して行うもので、前記描画装置は可変成形型の露光装置で、描画装置の描画動作を制御するための描画動作制御データJOBデータとも言う)上において、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、且つ、前記描画動作制御データ上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッドに丸めた数値で作成するものであることを特徴とするものである。
そして、上記のチャープトグレーティングの作製方法であって、前記描画装置は、EB描画装置(電子線描画装置とも言う)であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのチャープトグレーティングの作製方法であって、前記チャープトグレーティングを作製した透明基板は、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクであることを特徴とするものである。

0014

本発明のチャープトグレーティング形成マスクは、透明基板の一面に直線状の凹溝を繰り返して格子状に設けて、凹溝と凸条の繰り返しパターンを形成し、且つ、凹溝の幅と凸条の幅の比を一定に保つようにして、該繰り返しパターンのピッチを僅かずつ変化させ、これをチャープトグレーティングとして配設している、チャープトグレーティング形成基板であって、請求項1ないし2のいずれか1項に記載のチャープトグレーティング形成基板の作製方法により作製されたものであることを特徴とするものである。
そして、上記のチャープトグレーティング形成マスクであって、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクであることを特徴とするものである。

0015

(作用)
本発明のチャープトグレーティング形成基板の作製方法は、このような構成にすることにより、パターンデータ処理上、高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板の作製方法の提供を可能としている。
具体的には、凹溝を形成するためのパターニングを、透明基板の一面側にレジストを配設し、該レジストを描画装置による描画露光にて、前記凹溝の形成領域に対応するレジストの領域を選択的に描画露光し、該レジスト膜を現像処理して行うもので、前記描画装置は可変成形型の露光装置で、描画装置の描画動作を制御するための描画動作制御データ(JOBデータとも言う)上において、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、且つ、前記描画動作制御データ上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッドに丸めた数値で、即ち、描画座標系のグリッド上にのるような丸めを起こさない数値で、作成するものであることにより、これを達成している。
詳しくは、凹溝と凸条の繰り返しパターンのピッチPxが僅かづつ変化しているが、上記のようにして、描画系のグリッドにのせた数値表示で、描画動作制御データの指示により描画露光を行うため、ピッチPxの変化のバラツキ、即ち、設計データに対する誤差を、描画系のグリッドの単位で1以下とすることができる。
結果として、精度の良い、チャープトグレーティングを配設した位相シフトマスクを形成することができる。
更に具体的には、描画装置は、EB描画装置(電子線描画装置とも言う)である形態が挙げられる。
この場合、勿論、レジスト膜は電子線レジストとなる。
特に、チャープトグレーティングを作製した透明基板は、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクである場合には、有効である。

0016

本発明のチャープトグレーティング形成マスクは、このような構成にすることにより、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを配設するチャープトグレーティング形成マスクの提供を可能としている。

発明の効果

0017

本発明は、上記のように、パターンデータ処理上、高精度なパターンの倍率表現を持たない、通常の描画露光装置で、特に、光ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを行うことができる、チャープトグレーティング形成基板の作製方法の提供を可能とした。
結果、ファイバー加工用の位相マスクにおける目的とするチャープトグレーティングのパターニングを配設するチャープトグレーティング形成マスクの提供を可能とした。

発明を実施するための最良の形態

0018

本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明のチャープトグレーティング形成基板の作製方法の実施の形態の1例の処理フローを示した図で、図2はチャープトグレーティングを有する位相マスクの断面図で、図3は描画動作制御データを作製する際の、データ上の処理を説明するための図で、図4図1に示す処理フローS14、S7〜S10に対応するプロセス処理を示した処理断面図である。
図2図4中、110は透明基板、111は凹溝(凹溝パターンとも言う)、112は凸条、120はCr膜、121はCr開口、130はレジスト(レジスト膜とも言う)、131はレジスト開口、140は電子線、210は単位のパターンデータ(単に、単位のパターンとも言う)、211はライン状のパターン、220、230は単位のパターンデータに倍率をかけたパターンデータ、W0は凹溝の幅、W1は凸条の幅、H0は凹溝の深さ(凸条の高さとも言う)、Gxはx方向のグリッド、Gyはy方向のグリッドである。

0019

はじめに、本発明のチャープトグレーティング形成基板の作製方法の実施の形態の1例を、図1図2に基づいて説明する。
本例のチャープトグレーティング形成基板の作製方法は、石英からなる透明基板110の一面に直線状の凹溝111を繰り返して格子状に設けて、凹溝111と凸条112の繰り返しパターンを形成し、且つ、凹溝111の幅W0と凸条112の幅W1の比(W1/W0)を一定に保つようにして、該繰り返しパターンのピッチを僅かずつ変化させ、これをチャープトグレーティングとして配設している、チャープトグレーティング形成基板の作製方法であって、前記凹溝111を形成するためのパターニングを、前記透明基板の一面側にレジストを配設し、該レジストを描画装置による描画露光にて、前記凹溝パターン形成領域に対応するレジストの領域を選択的に描画露光し、該レジスト膜を現像処理して行うものである。
特に、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクとして用いられるチャープトグレーティング形成基板を作製するものである。
本例では、描画装置は可変成形型のEB描画装置(電子線描画装置とも言う)露光装置で、描画装置の描画動作を制御するための描画動作制御データ(JOBデータ)上において、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎に、その位置座標とその開口幅を指定して、描画露光するもので、ベクター型EB描画装置とも言われるものである。
そして、前記描画動作制御データ(JOBデータ)上における各ショット露光の位置座標の作成は、データ上で、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッドに丸めた数値で作成する。

0020

更に、図1にしたがい、本例の処理フローの1例を説明する。
目的とするチャープトグレーティングの設計データ(S1)に基づき、これを作製するための、単位のパターンデータ(S2)と倍率データ(S3)とを用意する。
ここでは、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行い、描画する全てのライン状の矩形領域描画用データについて、各ライン状の矩形領域を露光するショット露光毎の描画用データを、描画座標系のグリッド上に丸めを起こさない数値で作成する。(S4〜S5)
例えば、エクセル(市販の表計算ソフト)上で、このようなデータの作成を行う。
そして、作成されたデータを用いて、描画動作制御データ(JOBデータ)を作成する。(S6)
ここでは、描画系のグリッドにのせた座標位置で、描画動作制御データ(JOBデータ)は表現される。

0021

ここで、単位のパターンデータ(図3(a)の210に相当)が、例えば、図3(a)に示すように、ライン状のパターン211を3個、有するパターンデータである場合について、このようなデータ上の処理を説明しておく。
この場合、ライン幅とライン間幅との比は一定とし、ライン幅とライン間幅とは、設計データ上で倍率がかかっていない基本のデータ部と同じサイズとする。
図3(b)に示すように、設計データの仕様にしたがい、単位のパターンデータ210と、これに、それぞれ、所定の倍率をかけたパターンデータ220、230とを、配置し、各ライン状のパターン、それぞれについて、その位置座標と、幅、高さを計算する。
ここでは、描画座標系の単位のグリッドに対して、十分小さい単位で、描画用の単位のパターンデータに対して倍率計算を行う。
そして、図3(c)に示すように、各ライン状のパターン、それぞれについて、その位置座標が、描画系のグリッド上にのるように、データを丸める。
このようにして、各ライン状のパターンについて、それぞれ、その位置座標が、描画系のグリッド上にのるようにされた、データを用いて、描画動作制御データ(JOBデータ)を作成する。

0022

一方、目的とする光ファイバー加工用の位相マスクを形成するための素材である石英からなる透明基板を用意しておき(S11)、該基板の凹溝パターン形成面側に、透明基板のエッチングにおいて耐エッチング膜となるCr膜をスパッタ等により形成し(S12)、更に、該Cr膜上に電子線に感光するレジスト膜を配設し(S13)、描画露光処理に供する処理用基板を準備しておく。(S14)
次いで、処理用基板(S14)を電子線描画装置の描画用のステージ上 (図示していない)に載置した状態で、先に作成されている描画動作制御データ(JOBデータ)の指示の下、描画露光を行う。(S7)
描画動作制御データ(JOBデータ)の指示により描画露光を行う際、電子線描画装置は、描画動作制御データ(JOBデータ)の指示に対応した、描画系の座標にて、即ち、高精度で座標位置管理がされている描画系でのグリッドの座標位置で描画を行う。
全ての描画露光を終えた後、露光済の処理用基板に対し現像処理を行い(S8)、該レジストの開口から露出した、Cr膜をエッチング除去して、レジスト開口部にCr開口を形成し、更に、該Cr開口から露出した透明基板をエッチングして、所定の深さの凹部を形成し(S9)、チャープトグレーティングを配設した位相マスクを形成する。(S10)
ここでは、凹溝と凸条の繰り返しパターンのピッチPxが僅かづつ変化しているが、その変化のバラツキは、即ち、設計データに対する誤差は、上記のように、描画系のグリッドにのせた数値表示で、描画動作制御データ(JOBデータ)の指示により描画露光を行うため、描画系のグリッドの単位で1以下となる。
このようにして、精度の良い、チャープトグレーティングを配設した位相シフトマスクを形成することができる。

0023

このような図1に示す処理フローにて、例えば、図2に示すようなチャープトグレーティングを配設した位相マスクが作成される。
先に述べた、特開平11−72631号公報(特許文献2)、特開2003−75620号公報(特許文献3)に開示されている方法では、データ上でピッチを同じように変化させて、これを描画系の座標にて表現して描画動作制御データ(JOBデータ)とした場合における、データ上の最小単位インクリメントとも言う)による丸め誤差が、描画系の座標のグリッドの単位に比べて大きく、光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクとして品質的に無視できないものであったが、本例において作製された光ファイバーの中に回折格子を作製する光ファイバー加工用の位相マスクは、上記のように、凹溝と凸条の繰り返しパターンのピッチPxの設計データに対する誤差は、描画系のグリッドの単位で1以下となるため、品質的に対応できる。

0024

次に、処理用基板(図1のS14)の加工の実施例を、図4に基づいて、更に、具体的に説明する。
実施例は、図2に示す位相マスクを、図1に示す位相マスクの製造方法により作製したものである。
ピッチ1. 06μmの凹溝パターン(回折格子パターン)を長さ10mmに、作製したものである。
石英基板からなる透明基板110上に、クロムからなる遮光膜を1100Å厚に配設した基板(図4(a))の、遮光膜120上に、ポジ型電子ビームレジストである市販の化学増幅型レジストを厚さ400nmnmに塗布、乾燥して配設した。(図4(b))
次いで、電子線描画装置EBM3000(東機械社製)により、所定の露光量(ドーズ量とも言う)5.4μC/cm2 で、凹溝形成部を露光する露光を行なう。(図4(c)) 露光後、現像処理を行ない、凹溝形成箇所にレジストの開口131を設け、更に、レジスト130の開口131から露出したクロム膜(遮光膜120)を、CH2 Cl2ガスを用いてドライエッチングし、開口121を設けた。(図4(d))
次いで、クロム(遮光膜120)をマスクとして、レジスト130の開口131、クロム(遮光膜120)の開口121から露出した透明基板110を、CF4ガスを用いてドライエッチングし、光ファイバー作製における露光波長248nmの半波長である、深さ250nmに形成した。(図4(e))
この後、70℃の硫酸にて残存するレジスト130を剥離し、更に、硝酸第二セリウムアンモニウム溶液により遮光膜120をエッチング除去し、洗浄処理を経て、ピッチ1. 06μmの凹溝部パターンを長さ10mmに、且つ、その幅を座標位置により変えて作製した。(図4(f))
このようにして、図2に示す位相マスクを作製した。

図面の簡単な説明

0025

本発明のチャープトグレーティング形成基板の作製方法の実施の形態の1例の処理フローを示した図である。
チャープトグレーティングを有する位相マスクの断面図である。
描画動作制御データを作製する際の、データ上の処理を説明するための図である。
図1に示す処理フローS14、S7〜S10に対応するプロセス処理を示した処理断面図である。
位相マスクによる光ファイバーへの回折格子の形成と、位相マスクを説明するための図である。

符号の説明

0026

110 透明基板
111凹溝(凹溝パターンとも言う)
112凸条
120Cr膜
121 Cr開口
130レジスト(レジスト膜とも言う)
131レジスト開口
140電子線
210 単位のパターンデータ(単に、単位のパターンとも言う)
211ライン状のパターン
220、230 単位のパターンデータに倍率をかけたパターンデータ
W0 凹溝の幅
W1 凸条の幅
H0 凹溝の深さ(凸条の高さとも言う)
Gx x方向のグリッド
Gyy方向のグリッド
21位相マスク
22光ファイバー
22Aコア
22Bクラッド
23 KrFエキシマレーザ光
24干渉縞パターン
25A 0次光(ビーム)
25B プラス1次の回折光
25Cマイナス1次の回折光
26 凹溝
D (凹溝26の)深さ
P (凹溝26の)ピッチ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ