DE4003676A1 - Verfahren zur erzeugung einer gitterstruktur mit phasensprung - Google Patents
Verfahren zur erzeugung einer gitterstruktur mit phasensprungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer
Gitterstruktur mit Phasensprung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 und wie es aus der DE 36 32 999 A1
(GR 86 P 1687 DE) bekannt ist.
Bei dem bekannten Verfahren besteht die Hilfsschicht aus einem
Metall, das gegenüber dem Material der Metallschicht selektiv
ätzbar sein muß. Beispielsweise besteht diese Schicht aus Gold
und die Metallschicht aus Titan. Als Ätzmittel zum teilweisen
Entfernen der Hilfsschicht kann in diesem Fall eine Ätzlösung
aus KI, J2 und H2O verwendet werden, die in Bezug auf Titan
selektiv wirkt, d. h. das Gold, nicht aber das Titan angreift.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs ge
nannten Art dahingehend zu verbessern, daß Hilfsschicht und
Metallschicht mit nur einem metallangreifenden Ätzmittel ent
fernt werden können.
Diese Aufgabe wird durch im Patentanspruch 1 angegebenen Merk
male gelöst.
Das erfindunsgsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die
Hilfsschicht mit einem Lösungsmittel für Kunststoff entfernt
werden kann, das Metall nicht ätzt, wobei aus der Vielzahl der
möglichen Kunststoffe und der zu deren Auflösung geeigneten
Lösungsmittel eine große Anzahl von solchen Stoffen ausgewählt
werden kann, bei denen sowohl der Kunststoff als auch das
dazugehörige Lösungsmittel den entwickelten Photoresist der
ersten Photoresistschicht unversehrt läßt und der Kunststoff
weder vom Photoresist der zweiten Photoresistschicht noch vom
Entwickler dieses Resists beeinflußt wird. Darüber hinaus
können Kunststoffe ausgewählt werden, die aufgeschleudert
werden können, so daß die Hilfsschicht sehr einfach durch
Aufschleudern und Trocknen hergestellt werden kann.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch darin,
daß Kunststoffe ausgewählt werden können, deren Lösezeit in
einem Lösemittel durch den einstellbaren Polymerisationsgrad
festgelegt werden kann, wodurch eine flexible Anpassung der
Lösezeit an die Gegebenheiten möglich ist. Demgemäß wird bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindunsgemäßen Ver
fahrens ein Kunststoff verwendet, dessen Polymerisationsgrad
und davon abhängige Lösezeit in einem Lösemittel einstell
bar sind (Anspruch 2).
Obgleich z. B. in organischen Lösungsmitteln lösbare Kunst
stoffe durchaus geeignet sind, ist es vorteilhaft, wenn
wasserlösliche Kunststoffe verwendet werden (Anspruch 3), die
mit Wasser entfernt werden können.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
darin zu sehen, daß Kunststoffe ausgewählt werden können, die
sowohl die Merkmale des Anspruchs 2 als auch die Merkmale des
Anspruchs 3 aufweisen.
Ein besonders geeigneter Kunststoff dieser Art ist ein Poly
vinylalkohol (PVA) (Anspruch 4). Dieser Kunststoff läßt vor
teilhafterweise den für die Herstellung der gitterförmigen
Photoresistmaske besonders günstigen und damit bevorzugt zu
verwendenden Positiv-Photoresist der ersten Photoresistschicht
unversehrt und wird weder von dem bevorzugt zu verwendenden
Negativ-Photoresist der zweiten Photoresistschicht noch vom
Entwickler dieses Negativ-Photoresists beeinflußt.
Die Erfindung wird anhand der Figuren in der nachfolgenden Be
schreibung am Beispiel von Polyvinylalkohol näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 7 zeigen in einem Querschnitt durch das
Substrat einzelne Verfahrensstufen, die bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen, wobei die Fig. 7
die zu erzielende Endstufe darstellt.
Die Fig. 1 zeigt die auf die Oberfläche O des Substrats S
aufgebrachte gitterförmige Photoresistmaske M, die aus senk
recht zur Zeichenebene und im Abstand voneinander verlaufenden
Streifen St besteht. Diese Streifen St definieren Gitter
linien der durch die Photoresistmaske M gegebenen Gitter
konstanten a. Die Photoresistmaske M wird vorzugsweise durch
holografische Belichtung und Entwickeln einer auf die Ober
fläche O des Substrats S aufgebrachten ersten Photoresist
schicht erzeugt, die vorzugsweise aus Positiv-Photoresist
besteht, beispielsweise aus einem AZ-Resist oder dem Resist
Shipley 1400.
Auf die Photoresistmaske M der in Fig. 1 dargestellten Aus
gangsstufe wird die Hilfsschicht HMs aus einem Polyvinyl
alkohol aufgeschleudert, die den Positiv-Photoresist der
Streifen St unversehrt läßt. Nach dem Trocknen des Polyvinyl
alkohls ist die in Fig. 2 dargestellte Verfahrensstufe ent
standen. Die wasserlöslichen Polyvinylalkohole aus dem Mowiol®-
Sortiment der Firma Hoechst (siehe Kunstharze Hoechst, Tech
nisches Merkblatt ®Mowiol, Ausgabe Dezember 1982, GKM 3053
d/035) sind für die Hilfsschicht gut geeignet.
Auf die trockene Hilfsschicht HMs wird die zweite Photo
resistschicht PL aufgeschleudert, die vorzugsweise aus einem
Negativ-Photoresist, beispielsweise dem Resist N320 der Firma
Merck besteht. Mit Hilfe einer Maskenbelichtung wird der Teil
bereich T definiert, in dem die zweite Photoresistschicht
PL von der Hilfsschicht HMs entfernt und damit diese Hilfs
schicht HMs freigelegt wird. Nach darauf erfolgter Entwick
lung des Negativ-Photoresists der zweiten Photoresistschicht
PL ist die in Fig. 3 gezeigte Verfahrensstufe entstanden, bei
welcher die Hilfsschicht HMs im Teilbereich T freiliegt. Die
Hilfsschicht HMs aus Polyvinylalkohol wird weder vom Negativ-
Photoresist noch vom Entwickler des Negativ-Photoresists be
einflußt.
Der freiliegende Teil der Hilfsschicht HMs wird danach in
Wasser abgelöst, wodurch die in Fig. 4 dargestellte Ver
fahrensstufe entsteht. Die Lösezeit der Hilfsschicht HMs aus
Polyvinylalkohol in Wasser kann durch den Polymerisations
grad des verwendeten Polyvinylalkohols variiert werden. Für
eine gute Reproduzierbarkeit sollte die Lösezeit mindestens
eine Minute betragen. Ein sehr geringer Polymerisationsgrad
führt zu einer relativ starken Unterlösung der zweiten Photo
resistschicht PL, die durch einen höheren Polymerisationsgrad
verringert werden kann. Nach dem Ablösen der freiliegenden
Hilfsschicht HMs liegt die ursprüngliche Photoresistmaske M
im Teilbereich T wieder frei.
Auf die in Fig. 4 dargestellte Verfahrensstufe wird die
Metallschicht Ms aufgedampft, beispielsweise eine 10 nm dicke
Schicht aus Titan. Im Teilbereich T besteht diese Metall
schicht Ms aus Metallstreifen Ms1, die auf den Photoresist
streifen St aufgebracht sind, und aus dazwischenliegenden
Metallstreifen Ms2, die unmittelbar auf der Oberfläche O des
Substrats S aufliegen. Die zweite Photoresistschicht PL wird
von der Metallschicht Ms ganzflächig bedeckt. Die nach dem
Bedampfen erhaltene Verfahrensstufe ist in der Fig. 5 dar
gestellt.
Danach werden im Teilbereich T die Photoresiststreifen St
zusammen mit den darauf liegenden Metallstreifen Ms1 entfernt,
so daß nur noch die unmittelbar auf der Oberfläche O des Sub
strats S liegenden Metallstreifen Ms2 übrigbleiben. Das Ent
fernen der Photolackstreifen St kann mit einem Lösungsmittel
erfolgen, das so auszuwählen ist, daß es die Hilfsschicht Ms
nicht angreift. Ein dafür geeignetes Lösungsmittel ist Aceton.
Dimethylformamid, das beim Entfernen der Photoresiststreifen
St unkritisch funktionieren würde, ist nicht geeignet, da
dieses Lösungsmittel auch die Hilfsschicht HMs aus Polyvinyl
alkohol lösen würde. Beim Entfernen der Photoresiststreifen St
mit Aceton ist eine steile oder überhängende Flanke der Photo
resistmaske erforderlich. Nach dem Entfernen der Photoresist
streifen St im Teilbereich T ist die in Fig. 6 gezeigte
Verfahrensstufe entstanden.
Der verbliebene Teil der Photoresistmaske M kann danach wieder
freigelegt werden, indem die Hilfsschicht HMs aus Polyvinylal
kohol und mit dieser Schicht HMs die verbliebene zweite Photo-
resistschicht PL und die darauf befindlichen Metallschicht Ms
in Wasser abgelöst werden. Nach diesem Schritt ist die End
stufe mit dem gewünschten Gitter G entstanden, das durch die
Photoresiststreifen St und die Metallstreifen Ms2 definiert
ist und den Phasensprung P aufweist.
Das Gitter G kann beispielsweise durch reaktives Ionenätzen in
das Substrats S übertragen werden und zur Herstellung von DFB-
Lasern dienen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Gitterstruktur (G) mit
Phasensprung (P) auf der Oberfläche (O) eines Substrats (S),
wobei
- - auf die Oberfläche (O) eine erste Photoresistschicht aus nur einer Art Photoresist (Positiv-Photoresist) aufgebracht wird,
- - die aufgebrachte erste Photoresistschicht mit einer phasen sprungfreien Gitterstruktur belichtet und entwickelt wird, wonach eine Photolackmaske (M) in Form einer phasensprung freien Gitterstruktur entsteht,
- - auf die Photolackmaske (M) eine Hilfsschicht (HM) aus einem bestimmten Material aufgebracht wird,
- - auf die Hilfsschicht (HMs) eine zweite Photoresistschicht (PL) aufgebracht wird,
- - die zweite Photoresistschicht (PL) teilweise entfernt wird, so daß ein von dieser zweiten Photoresistschicht (PL) freier Teilbereich (T) der Hilfsschicht (HMs) entsteht,
- - die Hilfsschicht (HMs) in dem freien Teilbereich (T) ent fernt wird, so daß in diesem Teilbereich (T) die Photore sistschicht (M) freigelegt wird,
- - zumindest auf die freigelegte Photoresistmaske (M) eine Metallschicht (Ms) aufgebracht wird,
- - der Photoresist der freigelegten Photoresistmaske (M) zu sammen mit dem darauf befindlichen Teil (Ms1) der Metall schicht (Ms) entfernt und der unmittelbar auf die Ober fläche (O) des Substrats (S) aufgebrachte Teil (Ms2) dieser Metallschicht (Ms) belassen wird, und
- - der auf der Oberfläche (O) belassene Teil (Ms2) der Metall schicht (Ms) und der unter der verbliebenen zweiten Photo resistschicht (PL) belassene Teil der Photoresistmaske (M) zusammen die Gitterstruktur (G) mit Phasensprung (P) bilden,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß eine aus einem Kunststoffmaterial bestehende Hilfs schicht (HMs) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Kunststoffmaterial verwendet wird,
bei dem ein Polymerisationsgrad und eine davon abhängige
Lösezeit zur Auflösung des Kunststoffmaterials in einem
Lösungsmittel einstellbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein wasserlösliches Kunst
stoffmaterial verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial ein
Polyvinylalkohol verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für die
erste Photoresistschicht ein Positiv-Photoresist verwendet
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für die
zweite Photoresistschicht (PL) ein Negativ-Photoresist ver
wendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für die
Metallschicht (Ms) Titan verwendet wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904003676 DE4003676A1 (de) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Verfahren zur erzeugung einer gitterstruktur mit phasensprung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904003676 DE4003676A1 (de) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Verfahren zur erzeugung einer gitterstruktur mit phasensprung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4003676A1 true DE4003676A1 (de) | 1991-08-08 |
Family
ID=6399630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19904003676 Withdrawn DE4003676A1 (de) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Verfahren zur erzeugung einer gitterstruktur mit phasensprung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4003676A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4322163A1 (de) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Auf DFB- oder DBR-Gitter basierendes optoelektronisches Bauelement mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, mit axial beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung, sowie mit axial quasi-kontinuierlich variierbarem Gitter-Kopplungskoeffizienten |
| DE4322164A1 (de) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelektronisches Bauelement mit Rückkopplungsgitter, mit axial quasi-kontinuierlich und nahezu beliebig variierbarem Gitterkopplungs-Koeffizienten, mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, sowie mit axial nahezu beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung |
-
1990
- 1990-02-07 DE DE19904003676 patent/DE4003676A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4322163A1 (de) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Auf DFB- oder DBR-Gitter basierendes optoelektronisches Bauelement mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, mit axial beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung, sowie mit axial quasi-kontinuierlich variierbarem Gitter-Kopplungskoeffizienten |
| DE4322164A1 (de) * | 1993-07-03 | 1995-01-12 | Ant Nachrichtentech | Optoelektronisches Bauelement mit Rückkopplungsgitter, mit axial quasi-kontinuierlich und nahezu beliebig variierbarem Gitterkopplungs-Koeffizienten, mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, sowie mit axial nahezu beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung |
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