JP2605674B2 - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- moving distance
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微細パターン形成方法に
関し、特に電子ビーム（電子線；ＥＢ：Electron Beam
）露光法を用いて分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed F
eed-Back ）レーザの回折格子等の微細パターンを形成
する微細パターン形成方法に関する。
関し、特に電子ビーム（電子線；ＥＢ：Electron Beam
）露光法を用いて分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed F
eed-Back ）レーザの回折格子等の微細パターンを形成
する微細パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子ビーム露光法により分布帰還
型レーザ等の回折格子を形成する場合には、図１５に示
すように１回の電子ビーム走査により１本の直線パター
ンを形成し、これを繰り返すことにより回折格子の形成
を行っている。そのため形成できるパターンの中心は電
子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離により形成
される格子点上に限られ、従って、形成できる回折格子
のピッチ（周期）も電子ビーム最小移動距離の整数倍に
限られるため、作製する分布帰還型レーザの発振波長も
制限されていた。
型レーザ等の回折格子を形成する場合には、図１５に示
すように１回の電子ビーム走査により１本の直線パター
ンを形成し、これを繰り返すことにより回折格子の形成
を行っている。そのため形成できるパターンの中心は電
子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離により形成
される格子点上に限られ、従って、形成できる回折格子
のピッチ（周期）も電子ビーム最小移動距離の整数倍に
限られるため、作製する分布帰還型レーザの発振波長も
制限されていた。
【０００３】将来の光通信システムにおいて重要視され
ている波長多重伝送（ＷＤＭ：Wavelength Division Mu
ltiplexing）方式では、その光源に絶対波長精度±１ｎ
ｍが求められており、これを実現するためには、０．１
ｎｍ（１Å）程度のグレーティングピッチ精密制御が必
要になる。
ている波長多重伝送（ＷＤＭ：Wavelength Division Mu
ltiplexing）方式では、その光源に絶対波長精度±１ｎ
ｍが求められており、これを実現するためには、０．１
ｎｍ（１Å）程度のグレーティングピッチ精密制御が必
要になる。
【０００４】一方、電子ビーム露光法による回折格子ピ
ッチの精密制御方法としては、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離を装置のディジタル／アナログコ
ンバータの精密制御により小さくすることは非常に複雑
で困難なため、たとえば、「Suehiro et al. Journal o
f Quantum Electronics vol.29 No.6 pp.2081 (1993)」
に示される、電子ビーム露光装置の露光フィールド（電
子ビーム露光装置が露光ステージを移動させず、電子ビ
ーム偏向によりパターンを形成する領域）の大きさを調
整する方法が知られている。この方法では、たとえばピ
ッチが１０１ｎｍのグレーティングを形成するときに、
ピッチが１００ｎｍのデータを作製し、電子ビーム偏向
器の偏向振幅補正時に露光フィールドを１％大きくし、
露光ステージ移動量を１％大きくすることにより１０１
ｎｍのピッチを形成している。
ッチの精密制御方法としては、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離を装置のディジタル／アナログコ
ンバータの精密制御により小さくすることは非常に複雑
で困難なため、たとえば、「Suehiro et al. Journal o
f Quantum Electronics vol.29 No.6 pp.2081 (1993)」
に示される、電子ビーム露光装置の露光フィールド（電
子ビーム露光装置が露光ステージを移動させず、電子ビ
ーム偏向によりパターンを形成する領域）の大きさを調
整する方法が知られている。この方法では、たとえばピ
ッチが１０１ｎｍのグレーティングを形成するときに、
ピッチが１００ｎｍのデータを作製し、電子ビーム偏向
器の偏向振幅補正時に露光フィールドを１％大きくし、
露光ステージ移動量を１％大きくすることにより１０１
ｎｍのピッチを形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム露光装置の電子ビーム偏向振幅の補正時に露
光フィールドサイズを調節し、回折格子ピッチを制御す
る方法では、電子ビーム露光装置のフィールド境界部分
での接合誤差の補正が複雑であり、接合誤差が通常の露
光方法のときに比べて大きくなるという問題点がある。
電子ビーム露光装置の電子ビーム偏向振幅の補正時に露
光フィールドサイズを調節し、回折格子ピッチを制御す
る方法では、電子ビーム露光装置のフィールド境界部分
での接合誤差の補正が複雑であり、接合誤差が通常の露
光方法のときに比べて大きくなるという問題点がある。
【０００６】そのためにこの回折格子を分布帰還型レー
ザに適用する場合には、回折格子の接合誤差に起因する
レーザの発振モード不安定性が生じるという問題があ
る。
ザに適用する場合には、回折格子の接合誤差に起因する
レーザの発振モード不安定性が生じるという問題があ
る。
【０００７】また、上述の回折格子ピッチ制御方法で
は、ウェハ内でピッチが異なる領域ごとにフィールドサ
イズを調節する必要があるためプロセスが複雑になり、
さらに、ピッチ変調グレーティング等の作製が困難にな
る。
は、ウェハ内でピッチが異なる領域ごとにフィールドサ
イズを調節する必要があるためプロセスが複雑になり、
さらに、ピッチ変調グレーティング等の作製が困難にな
る。
【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を除去し、電子ビーム露光方法を改善し、露光装置の
電子ビーム最小移動距離に形成される格子点以外の点を
中心とするパターンを形成することにより、回折格子ピ
ッチの精密制御を行った分布帰還型レーザを、簡単なプ
ロセスで、装置の露光フィールドの接合誤差補正精度を
低下させることなく作製する微細パターン形成方法を提
供することにある。
点を除去し、電子ビーム露光方法を改善し、露光装置の
電子ビーム最小移動距離に形成される格子点以外の点を
中心とするパターンを形成することにより、回折格子ピ
ッチの精密制御を行った分布帰還型レーザを、簡単なプ
ロセスで、装置の露光フィールドの接合誤差補正精度を
低下させることなく作製する微細パターン形成方法を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による微細パター
ン形成方法は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、微細点パ
ターンを形成する場合に、電子ビーム最小移動距離によ
り形成される格子点について、電子ビーム径よりも小さ
い領域内の２点以上の複数の格子点に電子ビーム照射強
度を一定あるいは変化させて露光し、この複数の電子ビ
ーム照射量の和のピーク位置を中心とするパターンを形
成することにより、格子点以外の位置を中心とする微細
点パターンを形成することを特徴としている。
ン形成方法は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、微細点パ
ターンを形成する場合に、電子ビーム最小移動距離によ
り形成される格子点について、電子ビーム径よりも小さ
い領域内の２点以上の複数の格子点に電子ビーム照射強
度を一定あるいは変化させて露光し、この複数の電子ビ
ーム照射量の和のピーク位置を中心とするパターンを形
成することにより、格子点以外の位置を中心とする微細
点パターンを形成することを特徴としている。
【００１０】また、本発明による微細パターン形成方法
は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小さく
した電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小移動
距離により形成される格子点を通過する、電子ビーム径
より小さい幅の領域内の２本以上の複数本数の平行な直
線あるいは擬似曲線（直線の組み合わせにより形成され
る曲線）を電子ビーム照射強度を一定あるいは変化させ
て露光することにより、格子点以外の位置を中心とする
直線あるいは擬似曲線パターンを形成することを特徴と
している。
は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小さく
した電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小移動
距離により形成される格子点を通過する、電子ビーム径
より小さい幅の領域内の２本以上の複数本数の平行な直
線あるいは擬似曲線（直線の組み合わせにより形成され
る曲線）を電子ビーム照射強度を一定あるいは変化させ
て露光することにより、格子点以外の位置を中心とする
直線あるいは擬似曲線パターンを形成することを特徴と
している。
【００１１】また、本発明による微細パターン形成方法
は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小さく
した電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小移動
距離ｄの整数倍に限定されないピッチで回折格子パター
ンを形成する方法において、回折格子を形成するｊ番目
の直線パターンの中心位置ＤがＤ＝Ｄ1jｄ＋Ｄ2jｄ（Ｄ
1jは正の整数、０≦Ｄ2j＜１）と表されるときに、まず
基準位置となる格子点上に１番目の直線パターンを形成
し、次にｊ番目（２≦ｊ）の直線パターンを形成するた
めに、基準位置からの距離が（Ｄ1jｄ）および（（Ｄ1j
＋１）ｄ）の格子点を通過する直線に、露光量の割合を
それぞれ（１−Ｄ2j）および（Ｄ2j）として順次露光す
ることにより、回折格子パターンを形成することを特徴
としている。
は、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小さく
した電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小移動
距離ｄの整数倍に限定されないピッチで回折格子パター
ンを形成する方法において、回折格子を形成するｊ番目
の直線パターンの中心位置ＤがＤ＝Ｄ1jｄ＋Ｄ2jｄ（Ｄ
1jは正の整数、０≦Ｄ2j＜１）と表されるときに、まず
基準位置となる格子点上に１番目の直線パターンを形成
し、次にｊ番目（２≦ｊ）の直線パターンを形成するた
めに、基準位置からの距離が（Ｄ1jｄ）および（（Ｄ1j
＋１）ｄ）の格子点を通過する直線に、露光量の割合を
それぞれ（１−Ｄ2j）および（Ｄ2j）として順次露光す
ることにより、回折格子パターンを形成することを特徴
としている。
【００１２】
【作用】本発明の微細パターン形成方法における電子ビ
ーム露光方法を用いて、電子ビーム最小移動距離により
形成される格子点以外の位置を中心とするパターンを形
成する原理について以下に示す。
ーム露光方法を用いて、電子ビーム最小移動距離により
形成される格子点以外の位置を中心とするパターンを形
成する原理について以下に示す。
【００１３】従来の露光方法では図１６（ａ）に示すよ
うな電子ビーム最小移動距離により形成される格子点の
１点に、図中の実線で示される分布の電子ビームを露光
量を最適量（たとえば１．０）として照射することによ
り、照射位置を中心とするパターンが形成される。
うな電子ビーム最小移動距離により形成される格子点の
１点に、図中の実線で示される分布の電子ビームを露光
量を最適量（たとえば１．０）として照射することによ
り、照射位置を中心とするパターンが形成される。
【００１４】一方、本発明にかかる電子ビーム露光方法
では、たとえば図１６（ｂ）に示すように格子点の１点
およびその格子点から電子ビーム最小移動距離の整数倍
の距離ｄt だけ離れた格子点に、図中実線で示される分
布の電子ビームを露光量をそれぞれ０．８および０．２
として照射することにより、その２ケ所に照射した電子
ビームの和（破線で示す）によりパターンが形成され、
その和のピーク中心ｄ1 がパターンの中心となる。図１
６（ｃ）は同様に距離ｄt だけ離れた２ケ所の格子点に
露光量を０．６および０．４とした場合、また図１６
（ｄ）は同様に距離ｄt だけ離れた２ケ所の格子点に露
光量をそれぞれ０．５と等量にした場合を示しており、
いずれも破線で示される分布の中心がパターンの中心と
なる。
では、たとえば図１６（ｂ）に示すように格子点の１点
およびその格子点から電子ビーム最小移動距離の整数倍
の距離ｄt だけ離れた格子点に、図中実線で示される分
布の電子ビームを露光量をそれぞれ０．８および０．２
として照射することにより、その２ケ所に照射した電子
ビームの和（破線で示す）によりパターンが形成され、
その和のピーク中心ｄ1 がパターンの中心となる。図１
６（ｃ）は同様に距離ｄt だけ離れた２ケ所の格子点に
露光量を０．６および０．４とした場合、また図１６
（ｄ）は同様に距離ｄt だけ離れた２ケ所の格子点に露
光量をそれぞれ０．５と等量にした場合を示しており、
いずれも破線で示される分布の中心がパターンの中心と
なる。
【００１５】図１７は、上述の基準位置および距離ｄt
離れた格子点に露光量をそれぞれＩ0 およびＩ1 （＝
１．０−Ｉ0 ）として電子ビームを照射しパターンを形
成したときの、電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム
分布の和のピーク位置との関係を電子ビームのガウシア
ン分布の近似式から求めた図である。電子ビーム径に対
して電子ビームを照射した２ケ所の距離ｄt が十分に小
さいときには図に示すようにほぼ直線で表される。
離れた格子点に露光量をそれぞれＩ0 およびＩ1 （＝
１．０−Ｉ0 ）として電子ビームを照射しパターンを形
成したときの、電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム
分布の和のピーク位置との関係を電子ビームのガウシア
ン分布の近似式から求めた図である。電子ビーム径に対
して電子ビームを照射した２ケ所の距離ｄt が十分に小
さいときには図に示すようにほぼ直線で表される。
【００１６】従って図１６（ｂ）〜（ｄ）に示すような
露光を行うことにより、電子ビーム露光装置の電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外に中心を有
し、その中心位置を精密制御したパターンが形成される
ことになる。
露光を行うことにより、電子ビーム露光装置の電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外に中心を有
し、その中心位置を精密制御したパターンが形成される
ことになる。
【００１７】本発明ではこの効果を利用し、さらに格子
点以外を通過する直線パターンを形成することによりピ
ッチを精密制御した回折格子パターンを形成している。
点以外を通過する直線パターンを形成することによりピ
ッチを精密制御した回折格子パターンを形成している。
【００１８】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１９】図１は、本発明の請求項１に記載された発
明の第１の実施例であって、電子ビーム最小移動距離を
電子ビーム径より小さくした電子ビーム露光装置を用い
て、電子ビーム最小移動距離により形成される格子点以
外の位置を中心とするパターンを形成する方法を示した
図である。
明の第１の実施例であって、電子ビーム最小移動距離を
電子ビーム径より小さくした電子ビーム露光装置を用い
て、電子ビーム最小移動距離により形成される格子点以
外の位置を中心とするパターンを形成する方法を示した
図である。
【００２０】図１（ａ）は電子ビーム露光により、１点
に電子ビーム照射を行いパターンを形成するために必要
な露光量Ｉ0 が１．０であるときに、露光装置ステージ
上の○（白丸）で示した点（ｘ0 ，ｙ0 ）に露光量を
０．８、また電子ビーム最小移動距離ｄだけ離れた○で
示した点（ｘ0 ，ｙ1 ）に露光量を０．２として電子ビ
ームを照射した場合を示している。このようにして露光
したパターンの中心位置は●（黒丸）で示した点ａ（ｘ
0 ，ｙ0 ＋ｄ／５）であり、格子点以外の点を中心とす
るパターンが形成される。
に電子ビーム照射を行いパターンを形成するために必要
な露光量Ｉ0 が１．０であるときに、露光装置ステージ
上の○（白丸）で示した点（ｘ0 ，ｙ0 ）に露光量を
０．８、また電子ビーム最小移動距離ｄだけ離れた○で
示した点（ｘ0 ，ｙ1 ）に露光量を０．２として電子ビ
ームを照射した場合を示している。このようにして露光
したパターンの中心位置は●（黒丸）で示した点ａ（ｘ
0 ，ｙ0 ＋ｄ／５）であり、格子点以外の点を中心とす
るパターンが形成される。
【００２１】このように、電子ビーム最小移動距離ｄが
電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を用いて、
電子ビーム径よりも小さい領域内のＮ個の格子点（ｍ1
ｄ，ｎ1 ｄ）、（ｍ2 ｄ，ｎ2 ｄ）、…、（ｍN ｄ，ｎ
N ｄ）（ただし、ｍi 、ｎiは整数）を強度Ｐ1 Ｉ0 、
Ｐ2 Ｉ0 、…、ＰN Ｉ0 （ただし、Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋…＋Ｐ
N ＝１．０）で露光することにより、数１に示す座標位
置を中心とするパターンが形成される。
電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を用いて、
電子ビーム径よりも小さい領域内のＮ個の格子点（ｍ1
ｄ，ｎ1 ｄ）、（ｍ2 ｄ，ｎ2 ｄ）、…、（ｍN ｄ，ｎ
N ｄ）（ただし、ｍi 、ｎiは整数）を強度Ｐ1 Ｉ0 、
Ｐ2 Ｉ0 、…、ＰN Ｉ0 （ただし、Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋…＋Ｐ
N ＝１．０）で露光することにより、数１に示す座標位
置を中心とするパターンが形成される。
【００２２】
【数１】 図１（ｂ）〜（ｄ）はいずれも上述の露光方法によって
パターンを形成したときの例であり、図１（ａ）と同じ
座標を中心とするパターンが形成されている。
パターンを形成したときの例であり、図１（ａ）と同じ
座標を中心とするパターンが形成されている。
【００２３】また、図２は、同じ方法により、○で示し
た各点にそれぞれ図２に示した露光量で露光することに
より、●で示した点ｂ（ｘ0 ＋ｄ／２，ｙ0 ＋ｄ／５）
にパターンを形成した場合を示しており、図２（ａ）〜
（ｃ）のいずれもすべて同じ座標を中心とするパターン
が形成される。
た各点にそれぞれ図２に示した露光量で露光することに
より、●で示した点ｂ（ｘ0 ＋ｄ／２，ｙ0 ＋ｄ／５）
にパターンを形成した場合を示しており、図２（ａ）〜
（ｃ）のいずれもすべて同じ座標を中心とするパターン
が形成される。
【００２４】図３は、本発明の請求項１に記載された発
明の第２の実施例であって、電子ビーム最小移動距離が
電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を用いて、
電子ビーム最小移動距離により形成される格子点以外の
位置を中心とするパターンを形成する際の露光量の補正
方法を示した図である。
明の第２の実施例であって、電子ビーム最小移動距離が
電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を用いて、
電子ビーム最小移動距離により形成される格子点以外の
位置を中心とするパターンを形成する際の露光量の補正
方法を示した図である。
【００２５】図３（ａ）は電子ビーム最小移動距離ｄ1
が電子ビーム径に比べ十分に小さい場合であり、近似式
から求めた２本の実線で示される電子ビームの分布の和
（破線で示す）は図３（ｄ）に示される１点への電子ビ
ーム照射によりパターンを形成する場合とほぼ同じ分布
を示している。さらにこの場合のピーク位置は、第１の
実施例に示した計算方法により求めた値と同じ結果が得
られるために、露光量の補正をしなくても１点への電子
ビーム照射によりパターンを形成するときと同じパター
ンの形成が可能である。
が電子ビーム径に比べ十分に小さい場合であり、近似式
から求めた２本の実線で示される電子ビームの分布の和
（破線で示す）は図３（ｄ）に示される１点への電子ビ
ーム照射によりパターンを形成する場合とほぼ同じ分布
を示している。さらにこの場合のピーク位置は、第１の
実施例に示した計算方法により求めた値と同じ結果が得
られるために、露光量の補正をしなくても１点への電子
ビーム照射によりパターンを形成するときと同じパター
ンの形成が可能である。
【００２６】図３（ｂ）あるいは（ｃ）に示すように、
電子ビーム最小移動距離ｄ2 あるいはｄ3 が電子ビーム
径に比べて十分に小さくない場合には、図中の破線で示
す電子ビームの分布の和は図３（ｄ）と異なる分布を示
すようになる。
電子ビーム最小移動距離ｄ2 あるいはｄ3 が電子ビーム
径に比べて十分に小さくない場合には、図中の破線で示
す電子ビームの分布の和は図３（ｄ）と異なる分布を示
すようになる。
【００２７】図４は電子ビーム最小移動距離が電子ビー
ム径に比べて十分に小さくない場合に、距離ｄt だけ離
れた２ケ所の格子点に照射量をＩ0 およびＩ1 （＝１．
０−Ｉ0 ）とした電子ビームを照射しパターンを形成し
たときの、電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム分布
の和のピーク位置との関係を電子ビームのガウシアン分
布の近似式から求めたものである。このような計算結果
から、電子ビーム照射量および照射位置の補正を行うこ
とにより、目的の位置を中心とするパターンが形成可能
となる。
ム径に比べて十分に小さくない場合に、距離ｄt だけ離
れた２ケ所の格子点に照射量をＩ0 およびＩ1 （＝１．
０−Ｉ0 ）とした電子ビームを照射しパターンを形成し
たときの、電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム分布
の和のピーク位置との関係を電子ビームのガウシアン分
布の近似式から求めたものである。このような計算結果
から、電子ビーム照射量および照射位置の補正を行うこ
とにより、目的の位置を中心とするパターンが形成可能
となる。
【００２８】また、上記実施例では２本の電子ビーム照
射によりパターンを形成する場合を示したが、３本以上
の電子ビーム照射を行った場合にも同様の補正を行うこ
とにより、目的の位置を中心とするパターンを形成する
ことが可能である。
射によりパターンを形成する場合を示したが、３本以上
の電子ビーム照射を行った場合にも同様の補正を行うこ
とにより、目的の位置を中心とするパターンを形成する
ことが可能である。
【００２９】図５および図６は、本発明の請求項２に記
載された発明の実施例であって、電子ビーム最小移動距
離を電子ビーム径より小さくした電子ビーム露光装置を
用いて、電子ビーム最小移動距離により形成される格子
点以外の位置を中心とする直線パターンを形成する方法
を示した図である。
載された発明の実施例であって、電子ビーム最小移動距
離を電子ビーム径より小さくした電子ビーム露光装置を
用いて、電子ビーム最小移動距離により形成される格子
点以外の位置を中心とする直線パターンを形成する方法
を示した図である。
【００３０】図５（ａ）は、格子点上に直線パターンを
形成するときの各格子点に照射する電子ビームの最適露
光量Ｉ0 が１．０である場合に、○で示したｙ＝ｙ0 の
各格子点を露光量が０．８となるように露光し、電子ビ
ーム最小移動距離ｄで隣り合うｙ＝ｙ1 の各格子点を露
光量が０．２となるように露光した場合を示している。
このような露光により形成される直線パターンは、中心
位置が太実線で示した直線Ｌ（ｙ＝ｙ0 ＋ｄ／５の直
線）であり、格子点以外に中心を有する直線パターンが
得られる。また、図５（ｂ）は○で示したｙ＝ｙ0 およ
びｙ＝ｙ1 の格子点を１つおきに露光量を０．４および
１．６として露光した場合であり、図５（ｃ）は同様に
格子点を４つおきに露光した場合を示しているが、いず
れの場合も図５（ａ）と同じ位置を中心とするパターン
が形成される。また、図５（ｄ）に示すように３本以上
の直線パターンを露光した場合にも同じ位置を中心とす
るパターンが形成できる。
形成するときの各格子点に照射する電子ビームの最適露
光量Ｉ0 が１．０である場合に、○で示したｙ＝ｙ0 の
各格子点を露光量が０．８となるように露光し、電子ビ
ーム最小移動距離ｄで隣り合うｙ＝ｙ1 の各格子点を露
光量が０．２となるように露光した場合を示している。
このような露光により形成される直線パターンは、中心
位置が太実線で示した直線Ｌ（ｙ＝ｙ0 ＋ｄ／５の直
線）であり、格子点以外に中心を有する直線パターンが
得られる。また、図５（ｂ）は○で示したｙ＝ｙ0 およ
びｙ＝ｙ1 の格子点を１つおきに露光量を０．４および
１．６として露光した場合であり、図５（ｃ）は同様に
格子点を４つおきに露光した場合を示しているが、いず
れの場合も図５（ａ）と同じ位置を中心とするパターン
が形成される。また、図５（ｄ）に示すように３本以上
の直線パターンを露光した場合にも同じ位置を中心とす
るパターンが形成できる。
【００３１】図６（ａ）は○で示した各格子点を露光量
が１．０となるように露光した場合を示している。直線
パターンを形成する場合には１点を露光する場合に比べ
近接効果の影響が大きくなることも作用するために、形
成されるパターンは中心位置が太実線で示した直線Ｌ
（ｙ＝ｙ0 ＋ｄ／５の直線）であり、図５と同じパター
ンが形成される。同様に図６（ｂ）〜（ｄ）についても
図６（ａ）と同じ位置を中心とする直線パターンが形成
される。
が１．０となるように露光した場合を示している。直線
パターンを形成する場合には１点を露光する場合に比べ
近接効果の影響が大きくなることも作用するために、形
成されるパターンは中心位置が太実線で示した直線Ｌ
（ｙ＝ｙ0 ＋ｄ／５の直線）であり、図５と同じパター
ンが形成される。同様に図６（ｂ）〜（ｄ）についても
図６（ａ）と同じ位置を中心とする直線パターンが形成
される。
【００３２】上記実施例はいずれも格子点を通過する２
本以上のｘ軸に平行な直線パターン（各直線パターンは
すべての格子点あるいは周期的に格子点上に並ぶ点への
電子ビーム照射により形成されている。）を露光するこ
とによりパターンを形成しており、電子ビーム最小移動
距離ｄが電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を
用いて、基準の直線パターンからｍ1 ｄ、ｍ2 ｄ、…、
ｍN ｄ（ただし、ｍiは整数）の位置にある、電子ビー
ム径よりも小さい幅の領域内のＮ本の平行な直線パター
ンを強度をＰ1 Ｉ0 、Ｐ2 Ｉ0 、…、ＰN Ｉ0 （ただ
し、Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋…＋ＰN ＝１．０）で露光することに
より、数２に示す位置を中心とする直線パターンが形成
される。
本以上のｘ軸に平行な直線パターン（各直線パターンは
すべての格子点あるいは周期的に格子点上に並ぶ点への
電子ビーム照射により形成されている。）を露光するこ
とによりパターンを形成しており、電子ビーム最小移動
距離ｄが電子ビーム径より小さい電子ビーム露光装置を
用いて、基準の直線パターンからｍ1 ｄ、ｍ2 ｄ、…、
ｍN ｄ（ただし、ｍiは整数）の位置にある、電子ビー
ム径よりも小さい幅の領域内のＮ本の平行な直線パター
ンを強度をＰ1 Ｉ0 、Ｐ2 Ｉ0 、…、ＰN Ｉ0 （ただ
し、Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋…＋ＰN ＝１．０）で露光することに
より、数２に示す位置を中心とする直線パターンが形成
される。
【００３３】
【数２】 上記実施例では直線パターンを形成する場合について示
したが、直線を組み合わせた曲線パターンを形成する場
合についても同様に適用可能である。
したが、直線を組み合わせた曲線パターンを形成する場
合についても同様に適用可能である。
【００３４】また上記実施例について、照射する電子ビ
ームの分布を近似式から求め、電子ビーム照射量および
照射位置の補正を行うことにより、目的の位置に直線パ
ターンを形成することが可能となる。
ームの分布を近似式から求め、電子ビーム照射量および
照射位置の補正を行うことにより、目的の位置に直線パ
ターンを形成することが可能となる。
【００３５】図７は、本発明の請求項３に記載された発
明の第１の実施例であって、電子ビーム露光装置の電子
ビーム最小移動距離の整数倍に限定されない回折格子ピ
ッチ制御の方法を説明する図であり、回折格子を作製す
る半導体基板の断面図を示している。この図は一例とし
て、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離が２
５Åの場合に、２００５Åピッチの回折格子を作製する
場合を示している。
明の第１の実施例であって、電子ビーム露光装置の電子
ビーム最小移動距離の整数倍に限定されない回折格子ピ
ッチ制御の方法を説明する図であり、回折格子を作製す
る半導体基板の断面図を示している。この図は一例とし
て、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離が２
５Åの場合に、２００５Åピッチの回折格子を作製する
場合を示している。
【００３６】半導体基板としてｎ−ＩｎＰ基板を使用
し、この基板上に電子ビームレジストを均一に塗布す
る。電子ビーム露光では電子ビーム径を約６００Åと
し、まず最初に電子ビーム最小移動距離に形成される格
子点上を通過する基準位置に露光量を１．０ｎＣ／ｃｍ
（最適量）として１本のラインパターンを描画し、この
基準位置から２０００Åおよび２０２５Åずれた位置に
露光量をそれぞれ０．８ｎＣ／ｃｍおよび０．２ｎＣ／
ｃｍとした２回の電子ビーム照射で１本のラインパター
ンを描画する。続いて、最初に描画を行った位置から４
０００Åずれた位置に０．６ｎＣ／ｃｍ、４０２５Åず
れた位置に０．４ｎＣ／ｃｍの露光量で描画を行い、こ
のような露光を繰り返すことにより２００５Åピッチの
回折格子パターンを形成することができる。
し、この基板上に電子ビームレジストを均一に塗布す
る。電子ビーム露光では電子ビーム径を約６００Åと
し、まず最初に電子ビーム最小移動距離に形成される格
子点上を通過する基準位置に露光量を１．０ｎＣ／ｃｍ
（最適量）として１本のラインパターンを描画し、この
基準位置から２０００Åおよび２０２５Åずれた位置に
露光量をそれぞれ０．８ｎＣ／ｃｍおよび０．２ｎＣ／
ｃｍとした２回の電子ビーム照射で１本のラインパター
ンを描画する。続いて、最初に描画を行った位置から４
０００Åずれた位置に０．６ｎＣ／ｃｍ、４０２５Åず
れた位置に０．４ｎＣ／ｃｍの露光量で描画を行い、こ
のような露光を繰り返すことにより２００５Åピッチの
回折格子パターンを形成することができる。
【００３７】なお、分布帰還型レーザの回折格子のよう
な微細なパターンを露光する場合には、電子ビームのレ
ジスト内での散乱あるいは基板表面での反射によって、
露光パターンが近接しているところで相互に影響を与え
る近接効果の影響が顕著に現れるために、複数回数の電
子ビーム照射により形成したパターンと１回の電子ビー
ム照射により形成したパターンの形状はほぼ同じにな
る。
な微細なパターンを露光する場合には、電子ビームのレ
ジスト内での散乱あるいは基板表面での反射によって、
露光パターンが近接しているところで相互に影響を与え
る近接効果の影響が顕著に現れるために、複数回数の電
子ビーム照射により形成したパターンと１回の電子ビー
ム照射により形成したパターンの形状はほぼ同じにな
る。
【００３８】図８は上述の露光方法により、２０００Å
から２０２５Åまで５Åずつ変化する回折格子パターン
を形成するときの露光例の平面図を示している。図８
（ａ）および（ｆ）の２０００Åおよび２０２５Åピッ
チの回折格子パターンは、電子ビーム露光装置の電子ビ
ーム最小移動距離の整数倍であり、通常の１回の電子ビ
ーム照射で１本のラインパターンを描画する方法で形成
できる。また、図８（ｂ）に示す２００５Åピッチの回
折格子パターンについては図７に示したとおりであり、
図８（ｃ）〜（ｅ）のピッチの回折格子パターンについ
ても図中に示す露光位置および露光量として、図８
（ｂ）と同様の露光方法で形成できる。
から２０２５Åまで５Åずつ変化する回折格子パターン
を形成するときの露光例の平面図を示している。図８
（ａ）および（ｆ）の２０００Åおよび２０２５Åピッ
チの回折格子パターンは、電子ビーム露光装置の電子ビ
ーム最小移動距離の整数倍であり、通常の１回の電子ビ
ーム照射で１本のラインパターンを描画する方法で形成
できる。また、図８（ｂ）に示す２００５Åピッチの回
折格子パターンについては図７に示したとおりであり、
図８（ｃ）〜（ｅ）のピッチの回折格子パターンについ
ても図中に示す露光位置および露光量として、図８
（ｂ）と同様の露光方法で形成できる。
【００３９】すなわち上述の方法では、電子ビーム最小
移動距離ｄの１／Ｎ（ただし、Ｎは整数でＮ≧２）の整
数倍のピッチΛ（＝Ｍｄ＋（ｎ／Ｎ）ｄ＝（Ｍ＋（ｎ／
Ｎ））ｄ）（ただし、Ｍ、ｎは正の整数で０＜（ｎ／
Ｎ）＜１）で回折格子を形成する方法において、まず、
格子点上を通過する直線パターンを基準位置に露光量を
１．０（最適量）として描画し、次にｊ（２≦ｊ≦Ｎ）
番目の直線パターンを形成するとき、基準位置からの距
離Ｄj （＝（ｊ−１）Λ＝Ｄ1jｄ＋Ｄ2jｄ）（ただし、
Ｄ1jｄは整数、０＜Ｄ2jｄ＜１）を中心としたパターン
を形成するために、基準位置からの距離（Ｄ1jｄ）およ
び距離（（Ｄ1j＋１）ｄ）に露光量を（１−Ｄ2j）およ
び（Ｄ2j）として順次露光し、基準位置を（ＮＭ＋ｎ）
ｄずつ移動させながら、このＮ本の直線パターンを繰り
返し露光することにより、目的のピッチの回折格子パタ
ーンが形成される。
移動距離ｄの１／Ｎ（ただし、Ｎは整数でＮ≧２）の整
数倍のピッチΛ（＝Ｍｄ＋（ｎ／Ｎ）ｄ＝（Ｍ＋（ｎ／
Ｎ））ｄ）（ただし、Ｍ、ｎは正の整数で０＜（ｎ／
Ｎ）＜１）で回折格子を形成する方法において、まず、
格子点上を通過する直線パターンを基準位置に露光量を
１．０（最適量）として描画し、次にｊ（２≦ｊ≦Ｎ）
番目の直線パターンを形成するとき、基準位置からの距
離Ｄj （＝（ｊ−１）Λ＝Ｄ1jｄ＋Ｄ2jｄ）（ただし、
Ｄ1jｄは整数、０＜Ｄ2jｄ＜１）を中心としたパターン
を形成するために、基準位置からの距離（Ｄ1jｄ）およ
び距離（（Ｄ1j＋１）ｄ）に露光量を（１−Ｄ2j）およ
び（Ｄ2j）として順次露光し、基準位置を（ＮＭ＋ｎ）
ｄずつ移動させながら、このＮ本の直線パターンを繰り
返し露光することにより、目的のピッチの回折格子パタ
ーンが形成される。
【００４０】さらに、この露光方法を用いて図９に示す
ような素子中央部分にλ／４シフトを有する構造の分布
帰還型レーザを作製した。レジスト回折格子パターンを
ドライエッチングによりｎ−ＩｎＰ基板１１に転写し、
この回折格子基板上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１
３、ＭＱＷ活性層１４、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５を順
にＭＯＶＰＥ法により成長し、活性光導波路を有するダ
ブルヘテロウェハを作製する。この後ウェハをＬＰＥ法
によりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋込み、ｐ側及びｎ側に電極
を形成する。最後に３００μｍの共振器長に切り出し、
その両端面に無反射コーティングを施し分布帰還型レー
ザを作製した。
ような素子中央部分にλ／４シフトを有する構造の分布
帰還型レーザを作製した。レジスト回折格子パターンを
ドライエッチングによりｎ−ＩｎＰ基板１１に転写し、
この回折格子基板上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１
３、ＭＱＷ活性層１４、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５を順
にＭＯＶＰＥ法により成長し、活性光導波路を有するダ
ブルヘテロウェハを作製する。この後ウェハをＬＰＥ法
によりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋込み、ｐ側及びｎ側に電極
を形成する。最後に３００μｍの共振器長に切り出し、
その両端面に無反射コーティングを施し分布帰還型レー
ザを作製した。
【００４１】図１０は、上述の露光方法を用いて作製し
た６チャンネル波長多重レーザアレイの回折格子ピッチ
と発振波長および発振閾値の関係を示している。隣り合
う素子の発振波長が約３ｎｍの等間隔に制御されてい
る。いずれの発振波長の素子もＢｒａｇｇ波長で安定に
発振し、サイドモード抑圧比（ＳＭＳＲ）は４５ｄＢ以
上が得られている。また、発振閾値は約１３ｍＡ、スロ
ープ効率は約０．４Ｗ／Ａと良好な特性が得られてい
る。
た６チャンネル波長多重レーザアレイの回折格子ピッチ
と発振波長および発振閾値の関係を示している。隣り合
う素子の発振波長が約３ｎｍの等間隔に制御されてい
る。いずれの発振波長の素子もＢｒａｇｇ波長で安定に
発振し、サイドモード抑圧比（ＳＭＳＲ）は４５ｄＢ以
上が得られている。また、発振閾値は約１３ｍＡ、スロ
ープ効率は約０．４Ｗ／Ａと良好な特性が得られてい
る。
【００４２】上記実施例ではドライエッチングを用いて
いるが、ウェットエッチングを用いても同様の結果が得
られ、本発明を同様に実施できる。
いるが、ウェットエッチングを用いても同様の結果が得
られ、本発明を同様に実施できる。
【００４３】また、上記実施例では活性層下部に回折格
子を形成しているが、活性層成長後に活性層上部に回折
格子を形成する場合にも同様に可能である。
子を形成しているが、活性層成長後に活性層上部に回折
格子を形成する場合にも同様に可能である。
【００４４】また、上記実施例では１回および２回の電
子ビーム照射により１本のラインパターンを形成してい
るが、３回以上の電子ビーム照射により形成することも
同様に可能である。たとえば、図１１に示すように２０
０１．６６７Åピッチの回折格子を作製する場合には、
図１１（ａ）または（ｂ）のどちらの露光方法でも、図
中に示す露光位置および露光量として電子ビーム照射を
行うことにより、同じピッチの回折格子パターンが得ら
れる。また、２回の電子ビーム照射により、１本のライ
ンパターンを形成する場合に図１１（ｃ）に示すような
露光を行ったときにも図１１（ａ）、（ｂ）と同じピッ
チの回折格子パターンが得られる。
子ビーム照射により１本のラインパターンを形成してい
るが、３回以上の電子ビーム照射により形成することも
同様に可能である。たとえば、図１１に示すように２０
０１．６６７Åピッチの回折格子を作製する場合には、
図１１（ａ）または（ｂ）のどちらの露光方法でも、図
中に示す露光位置および露光量として電子ビーム照射を
行うことにより、同じピッチの回折格子パターンが得ら
れる。また、２回の電子ビーム照射により、１本のライ
ンパターンを形成する場合に図１１（ｃ）に示すような
露光を行ったときにも図１１（ａ）、（ｂ）と同じピッ
チの回折格子パターンが得られる。
【００４５】図１２は、本発明の請求項３に記載された
発明の第２の実施例であって、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離の整数倍に限定されない回折格子
ピッチ制御方法を説明する図であり、回折格子を作製す
る半導体基板の平面図を示している。この図は一例とし
て、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離が２
５Åの場合に、２００５Åピッチの回折格子を作製する
場合を示している。
発明の第２の実施例であって、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離の整数倍に限定されない回折格子
ピッチ制御方法を説明する図であり、回折格子を作製す
る半導体基板の平面図を示している。この図は一例とし
て、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移動距離が２
５Åの場合に、２００５Åピッチの回折格子を作製する
場合を示している。
【００４６】半導体基板としてＩｎＰ基板を使用し、こ
の基板上に電子ビームレジストを均一に塗布する。露光
方法は図に示すように、まず最初に電子ビーム最小移動
距離に形成される格子点上を通過する基準位置にライン
パターンを描画する。次に、この基準位置から２０００
Å、および、２０２５Åの位置に露光量を一定（１回の
電子ビーム照射によりラインパターンを形成するときと
同じ露光量）としてラインパターン長さの比が４：１と
なるように、また、ラインパターン長さがパターンを形
成する電子ビーム径よりも短くなるように露光する。続
いて、最初に描画を行った位置から４０００Å、およ
び、４０２５Åの位置にラインパターン長さの比が３：
２となるように露光を行い、このような露光を繰り返す
ことにより２００５Åピッチの回折格子パターンを形成
する。
の基板上に電子ビームレジストを均一に塗布する。露光
方法は図に示すように、まず最初に電子ビーム最小移動
距離に形成される格子点上を通過する基準位置にライン
パターンを描画する。次に、この基準位置から２０００
Å、および、２０２５Åの位置に露光量を一定（１回の
電子ビーム照射によりラインパターンを形成するときと
同じ露光量）としてラインパターン長さの比が４：１と
なるように、また、ラインパターン長さがパターンを形
成する電子ビーム径よりも短くなるように露光する。続
いて、最初に描画を行った位置から４０００Å、およ
び、４０２５Åの位置にラインパターン長さの比が３：
２となるように露光を行い、このような露光を繰り返す
ことにより２００５Åピッチの回折格子パターンを形成
する。
【００４７】上述の回折格子パターン露光方法は、図７
に示した第１の実施例と同様に、電子ビーム露光装置の
電子ビーム最小移動距離以下での回折格子ピッチ制御が
可能であり、上述の露光方法を用いて第１の実施例と同
様のプロセスにより分布帰還型レーザを作製した。
に示した第１の実施例と同様に、電子ビーム露光装置の
電子ビーム最小移動距離以下での回折格子ピッチ制御が
可能であり、上述の露光方法を用いて第１の実施例と同
様のプロセスにより分布帰還型レーザを作製した。
【００４８】このようにして作製した素子を評価したと
ころ、Ｂｒａｇｇ波長で安定に発振し、サイドモード抑
圧比（ＳＭＳＲ）は４５ｄＢ以上が得られている。ま
た、発振閾値は約１５ｍＡ、スロープ効率０．４Ｗ／Ａ
と良好な特性が得られている。
ころ、Ｂｒａｇｇ波長で安定に発振し、サイドモード抑
圧比（ＳＭＳＲ）は４５ｄＢ以上が得られている。ま
た、発振閾値は約１５ｍＡ、スロープ効率０．４Ｗ／Ａ
と良好な特性が得られている。
【００４９】また、上記実施例は図１３に示されるよう
な直線を組み合わせた方法を用いる場合にも同様に実施
可能である。
な直線を組み合わせた方法を用いる場合にも同様に実施
可能である。
【００５０】図１４は、本発明の請求項３に記載された
発明の第３の実施例であって、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離の整数倍に限定されないピッチ変
調型回折格子の形成方法を示した半導体基板の断面図で
ある。
発明の第３の実施例であって、電子ビーム露光装置の電
子ビーム最小移動距離の整数倍に限定されないピッチ変
調型回折格子の形成方法を示した半導体基板の断面図で
ある。
【００５１】Ｎ本のラインパターンにより構成される回
折格子のｊ番目のピッチΛj が、数３に示すように、Λ
A からΛB まで変化するピッチ変調型回折格子を形成す
る方法について説明する。
折格子のｊ番目のピッチΛj が、数３に示すように、Λ
A からΛB まで変化するピッチ変調型回折格子を形成す
る方法について説明する。
【００５２】
【数３】 Λj ＝ΛA ＋（ｊ−１）（ΛB −ΛA ）／（Ｎ−２） 数３において、ｊ、Ｎは正の整数で、Ｎ＞３、１≦ｊ＜
Ｎである。
Ｎである。
【００５３】まず、格子点上を通過する直線パターンを
基準位置に露光量を１．０（最適量）として描画し、次
にｊ（２≦ｊ≦Ｎ）番目の直線パターンを形成すると
き、数４に示す基準位置からの距離Ｄj を中心としたパ
ターンを形成するために、各ピッチにおける最適ライン
幅を形成するための近接効果の影響を考慮した露光量の
補正値をＣj とすると、基準位置からの距離（Ｄ1jｄ）
および距離（（Ｄ1j＋１）ｄ）に露光量をＣj （１−Ｄ
2j）およびＣj （Ｄ2j）として順次露光することによ
り、目的の変調ピッチを有する回折格子パターンが形成
される。
基準位置に露光量を１．０（最適量）として描画し、次
にｊ（２≦ｊ≦Ｎ）番目の直線パターンを形成すると
き、数４に示す基準位置からの距離Ｄj を中心としたパ
ターンを形成するために、各ピッチにおける最適ライン
幅を形成するための近接効果の影響を考慮した露光量の
補正値をＣj とすると、基準位置からの距離（Ｄ1jｄ）
および距離（（Ｄ1j＋１）ｄ）に露光量をＣj （１−Ｄ
2j）およびＣj （Ｄ2j）として順次露光することによ
り、目的の変調ピッチを有する回折格子パターンが形成
される。
【００５４】
【数４】 数４において、Ｄ1jは正の整数で、０≦Ｄ2j＜１であ
る。
る。
【００５５】上記実施例では電子ビーム最小移動距離で
隣り合う格子上の２本のラインパターンによりパターン
を形成しているが、電子ビーム最小移動距離の整数倍
（２倍以上）で隣り合う２本のラインパターン、あるい
は、３本以上のラインパターンにより、同じ位置を中心
とするパターンを形成した場合にも同様に可能である。
隣り合う格子上の２本のラインパターンによりパターン
を形成しているが、電子ビーム最小移動距離の整数倍
（２倍以上）で隣り合う２本のラインパターン、あるい
は、３本以上のラインパターンにより、同じ位置を中心
とするパターンを形成した場合にも同様に可能である。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子ビーム露光法を用いて電子ビーム露光装置の電子ビ
ーム最小移動距離に制限されない回折格子のピッチ精密
制御が、装置の露光フィールドの接合誤差補正精度を低
下させることなく簡単なプロセスで可能になる。
電子ビーム露光法を用いて電子ビーム露光装置の電子ビ
ーム最小移動距離に制限されない回折格子のピッチ精密
制御が、装置の露光フィールドの接合誤差補正精度を低
下させることなく簡単なプロセスで可能になる。
【００５７】また、分布帰還型レーザの波長精密制御が
可能になり、波長多重レーザアレイ等が簡単なプロセス
で作製できる。
可能になり、波長多重レーザアレイ等が簡単なプロセス
で作製できる。
【図１】本発明の請求項１に記載された発明の第１の実
施例であって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外の位置を中
心とするパターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
施例であって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外の位置を中
心とするパターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
【図２】本発明の請求項１に記載された発明の第１の実
施例であって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外の位置を中
心とするパターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の例を示す。
施例であって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点以外の位置を中
心とするパターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の例を示す。
【図３】本発明の請求項１に記載された発明の第２の実
施例であって、電子ビーム最小移動距離が電子ビーム径
より小さい電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最
小移動距離により形成される格子点以外の位置を中心と
するパターンを形成する際の露光量の補正方法を示した
図であり、（ａ）は距離ｄ1だけずらした場合、（ｂ）
は距離ｄ2だけずらした場合、（ｃ）は距離ｄ3だけずら
した場合、（ｄ）は１回だけの露光を行った場合を示
す。
施例であって、電子ビーム最小移動距離が電子ビーム径
より小さい電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最
小移動距離により形成される格子点以外の位置を中心と
するパターンを形成する際の露光量の補正方法を示した
図であり、（ａ）は距離ｄ1だけずらした場合、（ｂ）
は距離ｄ2だけずらした場合、（ｃ）は距離ｄ3だけずら
した場合、（ｄ）は１回だけの露光を行った場合を示
す。
【図４】電子ビーム最小移動距離が電子ビーム径に比べ
て十分に小さくない場合に、距離ｄt だけ離れた２ケ所
の格子点に照射量をＩ0 およびＩ1 （＝１．０−Ｉ0 ）
とした電子ビームを照射しパターンを形成したときの、
電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム分布の和のピー
ク位置との関係を電子ビームのガウシアン分布の近似式
から求め示した図である。
て十分に小さくない場合に、距離ｄt だけ離れた２ケ所
の格子点に照射量をＩ0 およびＩ1 （＝１．０−Ｉ0 ）
とした電子ビームを照射しパターンを形成したときの、
電子ビーム照射量と２ケ所の電子ビーム分布の和のピー
ク位置との関係を電子ビームのガウシアン分布の近似式
から求め示した図である。
【図５】本発明の請求項２に記載された発明の実施例で
あって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小
さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小
移動距離により形成される格子点以外の位置を中心とす
る直線パターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
あって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小
さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小
移動距離により形成される格子点以外の位置を中心とす
る直線パターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
【図６】本発明の請求項２に記載された発明の実施例で
あって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小
さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小
移動距離により形成される格子点以外の位置を中心とす
る直線パターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
あって、電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径より小
さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム最小
移動距離により形成される格子点以外の位置を中心とす
る直線パターンを形成する方法を示した図であり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の例を示す。
【図７】本発明の請求項３に記載された発明の第１の実
施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移
動距離の整数倍に限定されない回折格子ピッチ制御の方
法を説明する図である。
施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小移
動距離の整数倍に限定されない回折格子ピッチ制御の方
法を説明する図である。
【図８】図７を参照して説明した露光方法により、２０
００Åから２０２５Åまで５Åずつ変化する回折格子パ
ターンを形成するときの露光例の平面図であり、（ａ）
はピッチが２０００Åの場合、（ｂ）はピッチが２００
５Åの場合、（ｃ）はピッチが２０１０Åの場合、
（ｄ）はピッチが２０１５Åの場合、（ｅ）はピッチが
２０２０Åの場合、（ｆ）はピッチが２０２５Åの場合
を示す。
００Åから２０２５Åまで５Åずつ変化する回折格子パ
ターンを形成するときの露光例の平面図であり、（ａ）
はピッチが２０００Åの場合、（ｂ）はピッチが２００
５Åの場合、（ｃ）はピッチが２０１０Åの場合、
（ｄ）はピッチが２０１５Åの場合、（ｅ）はピッチが
２０２０Åの場合、（ｆ）はピッチが２０２５Åの場合
を示す。
【図９】本発明にかかるλ／４シフト分布帰還型レーザ
の断面図である。
の断面図である。
【図１０】本発明にかかる６チャンネル波長多重アレイ
の回折格子ピッチと発振波長および発振閾値との関係を
示す図である。
の回折格子ピッチと発振波長および発振閾値との関係を
示す図である。
【図１１】本発明の請求項３に記載された発明の第１の
実施例の変形例を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は
それぞれ別の例を示す。
実施例の変形例を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は
それぞれ別の例を示す。
【図１２】本発明の請求項３に記載された発明の第２の
実施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小
移動距離の整数倍に限定されない回折格子ピッチ制御の
方法を説明する図である。
実施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小
移動距離の整数倍に限定されない回折格子ピッチ制御の
方法を説明する図である。
【図１３】本発明の請求項３に記載された発明の第２の
実施例の変形例を説明する図である。
実施例の変形例を説明する図である。
【図１４】本発明の請求項３に記載された発明の第３の
実施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小
移動距離の整数倍に限定されないピッチ変調型回折格子
の形成方法を示した半導体基板の断面図である。
実施例であって、電子ビーム露光装置の電子ビーム最小
移動距離の整数倍に限定されないピッチ変調型回折格子
の形成方法を示した半導体基板の断面図である。
【図１５】従来の回折格子作製のための露光方法を示す
図である。
図である。
【図１６】本発明にかかる露光方法の原理を示す図であ
り、（ａ）は１回だけの露光を行った場合、（ｂ）は距
離ｄtだけ離れた２ケ所に露光量をそれぞれ０．８、
０．２として露光した場合、（ｃ）は距離ｄtだけ離れ
た２ケ所に露光量をそれぞれ０．６、０．４として露光
した場合、（ｄ）は距離ｄtだけ離れた２ケ所に露光量
をそれぞれ０．５として露光した場合を示す。
り、（ａ）は１回だけの露光を行った場合、（ｂ）は距
離ｄtだけ離れた２ケ所に露光量をそれぞれ０．８、
０．２として露光した場合、（ｃ）は距離ｄtだけ離れ
た２ケ所に露光量をそれぞれ０．６、０．４として露光
した場合、（ｄ）は距離ｄtだけ離れた２ケ所に露光量
をそれぞれ０．５として露光した場合を示す。
【図１７】本発明にかかる露光方法の原理を示す図であ
る。
る。
１ 半導体基板 ２ 電子ビームレジスト ３ 電子ビーム ４ 電子ビーム感光部分 １１ ＩｎＰ基板 １２ λ／４シフト均一回折格子 １３ 光ガイド層 １４ ＭＱＷ活性層 １５ クラッド層 １６ λ／４シフト
Claims (3)
- 【請求項１】 電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、微細点パ
ターンを形成する場合に、電子ビーム最小移動距離によ
り形成される格子点について、電子ビーム径よりも小さ
い領域内の２点以上の複数の格子点に電子ビーム照射強
度を一定あるいは変化させて露光し、この複数の電子ビ
ーム照射量の和のピーク位置を中心とするパターンを形
成することにより、格子点以外の位置を中心とする微細
点パターンを形成することを特徴とする微細パターン形
成方法。 - 【請求項２】 電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離により形成される格子点を通過する、電
子ビーム径より小さい幅の領域内の２本以上の複数本数
の平行な直線あるいは擬似曲線（直線の組み合わせによ
り形成される曲線）を電子ビーム照射強度を一定あるい
は変化させて露光することにより、格子点以外の位置を
中心とする直線あるいは擬似曲線パターンを形成するこ
とを特徴とする微細パターン形成方法。 - 【請求項３】 電子ビーム最小移動距離を電子ビーム径
より小さくした電子ビーム露光装置を用いて、電子ビー
ム最小移動距離ｄの整数倍に限定されないピッチで回折
格子パターンを形成する方法において、回折格子を形成
するｊ番目の直線パターンの中心位置ＤがＤ＝Ｄ1jｄ＋
Ｄ2jｄ（Ｄ1jは正の整数、０≦Ｄ2j＜１）と表されると
きに、まず基準位置となる格子点上に１番目の直線パタ
ーンを形成し、次にｊ番目（２≦ｊ）の直線パターンを
形成するために、基準位置からの距離が（Ｄ1jｄ）およ
び（（Ｄ1j＋１）ｄ）の格子点を通過する直線に、露光
量の割合をそれぞれ（１−Ｄ2j）および（Ｄ2j）として
順次露光することにより、回折格子パターンを形成する
ことを特徴とする微細パターン形成方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP7030367A JP2605674B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 微細パターン形成方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030367A JP2605674B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 微細パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08227838A JPH08227838A (ja) | 1996-09-03 |
| JP2605674B2 true JP2605674B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=12301904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7030367A Expired - Lifetime JP2605674B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 微細パターン形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5693453A (ja) |
| JP (1) | JP2605674B2 (ja) |
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| US5112724A (en) * | 1989-11-30 | 1992-05-12 | Texas Instruments Incorporated | Lithographic method |
| US5415835A (en) * | 1992-09-16 | 1995-05-16 | University Of New Mexico | Method for fine-line interferometric lithography |
| JP2605592B2 (ja) * | 1993-07-29 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | 電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置 |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP7030367A patent/JP2605674B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-20 US US08/603,260 patent/US5693453A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5693453A (en) | 1997-12-02 |
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