DE3851753T2

DE3851753T2 - Verfahren zur herstellung von beugungsgittern geringen wirkungsgrades und ein dabei erhaltenes produkt.

Info

Publication number: DE3851753T2
Application number: DE3851753T
Authority: DE
Inventors: Hugh Garvin; Lowell Hobrock; Clarke Wellman; Roger Withrington
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: JP2574494B2; DE3851753D1; WO1989005987A1; IL88482A; EP0354235A1; US4828356A; IL88482A0; JPH02502677A; EP0354235B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Beugungsgitter und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Beugungsgittern mit geringer Effizienz sowie das damit hergestellte Produkt.
Aus der DE-A1-2 522 547 ist ein Verfahren zur Herstellung eines breitenmodulierten Oberflächenreliefmusters auf einem Substrat aus Glas oder einem anderen harten, dauerhaften Substrat bekannt. Das Verfahren weist die Schritte auf: Abscheiden eines Photolackes auf dem Substrat, Belichten des Photolackes in Abhängigkeit von der Intensität des Interferenzmusters, Entwickeln des belichteten Photolackes in ein amplitudenmoduliertes Oberflächenreliefmuster zum Freilegen der Substratoberfläche gemäß dem Interferenzmuster, gleichförmiges Ätzen der belichteten Bereiche des Substrates, und Entfernen des Photolackes, um ein impulsbreitenmoduliertes, im wesentlichen Zweipegel-Reckteckwellen-Beugungsgitter zu hinterlassen. Die optimale Tiefe der Gitter wird eingestellt, um eine maximale optische Effizienz des Rechteckphasengitters zur Verfügung zu stellen.
Aus der DE-B2-2 703 160 ist ein Verfahren zur Herstellung von rechtwinkligen Reliefprofilen in Photolack zur Herstellung eines Originals für farbsubtrahierende Beugungsfilter offengelegt. Indem eine vorgegebene Dicke für eine positive Photolackschicht auf einem Substrat zur Verfügung gestellt wird, welcher, wenn er nicht belichtet wird, nach dem Entwickeln eine maximale Tiefe aufweist, die genau gleich der Summe der individuellen Tiefen zweier sich zumindest teilweise überlagernder rechteckiger Reliefprofil-Beugungsgitter in der entwickelten Photolackschicht ist, ist es möglich, eine einzige Originalaufnahme zu erstellen, welche verwendet werden kann, um eine Preßmatrize zum Prägen von zwei der drei Primärfarben in einer einzigen Oberfläche einer transparenten Plastikfolie bei der Herstellung von subtraktiven Beugungsfiltern zur Verfügung zu stellen.
Beugungsgitter werden verwendet zum Abtasten von Bündeln elektromagnetischer Strahlen, um die Reinheit des Strahls zu analysieren, wie etwa die Gleichförmigkeit seiner Wellenfront, und um die Strahlrichtung zu bestimmen. Die Information aus der Analyse ermöglicht es, daß der Strahl besser gerichtet wird, oder daß die Qualität seiner Wellenfront, d. h. seine Kohärenz, Phase und Gleichförmigkeit verbessert wird.
Der Typ von Beugungsgitter, der für typische Strahlabtastungsanwendungen verwendet wird, umfaßt eine reflexive Oberfläche auf einem Substrat mit einer oder mehreren Schichten von dielektrischem Reflexionsverbesserungsmaterial auf der reflexiven Oberfläche. Ein herkömmliches Gitter, wie etwa das in der Fig. 1 dargestellte, weist Rillen in der reflexiven Oberfläche mit dem daraufabgeschiedenen dielektrischen Material auf. Die Tiefe der Rillen oder des Gitters beeinflußt den Wirkungsgrad der Beugung; je größer die Tiefe ist, desto größer ist im allgemeinen die Beugungseffizienz innerhalb des Arbeitsbereichs in Abtastwirkungsgraden einiger weniger Prozent, z. B. 1%-5%, bis 80%.
Gitter mit solch niedriger Beugungseffizienz für die Laserstrahlabtastung werden hergestellt durch das Ätzen von Rillen in den Metallreflektor. Für Niedrigleistungslaser können die Rillen relativ tief sein, z. B. 30 nm (300 Å) oder mehr. Es wurden jedoch neuartigere Laser entwickelt mit erhöhter Leistung, und während die Laserleistung stärker oder intensiver wurde, muß die Probe einen kleineren Bruchteil der gesamten Strahlintensität betragen, um eine Beschädigung der Analysegeräte zu verhindern. Wenn solch ein kleinerer Bruchteil genommen wird, verringert sich die erforderliche Beugungseffizienz in einem solchen Ausmaß, daß sie weniger als 0,0002 beträgt. Somit müssen die Gitterrillentiefen, um solch sehr geringe Beugungswirkungsgrade zu erzielen, weniger tief als die früher hergestellten gemacht werden, d. h. bis zu Tiefen von weniger als 15 nm (150 Å).
Zwei Faktoren müssen in Betracht gezogen werden, wenn weniger tiefe Gitter verwendet werden, wie etwa die Steuerung der Tiefe der Rillen, wenn sie Tiefen von 10 nm (100 Å) oder weniger erreichen, und der Effekt der dielektrischen Beschichtung über dem Gitter. Im Hinblick auf das letztere führt der Auftrag einer dielektrischen Beschichtung über dem Gitter manchmal zu Abtasteffizienzgraden, welche schwierig vorherzusagen oder zu steuern sind, und resultieren in Gittern, die anomalen Effekten unterliegen, wie etwa einer Wellenleitung von gebeugten Strahlen zwischen den dielektrischen Schichten. Dies ereignet sich, weil in den früheren Ansätzen die Gitter in der reflexiven Oberfläche angeordnet sind und die dielektrische Oberschicht oder der dielektrische Film als damit konforme Beschichtung darauf angeordnet ist. Eine solche Oberschicht verringert die Tiefe der Gitter im Verhältnis zu der Dicke der dielektrischen Beschichtung und führt dazu, daß die Form der Gitter weniger ausgeprägt ist, welche beide sogar noch größere Probleme werden, wenn sich die Dicke der dielektrischen Beschichtung erhöht. Das Resultat ist ein immer schlechter definiertes Gitter für die Abtastung, d. h. seine Ecken werden gerundet, und seine Tiefe geringer. Im Hinblick auf das erstere, während sich die Tiefe der Rillen des Gitters verkleinert, um die höheren Laserenergieniveaus zu akkommodieren, wird der nachteilige Einfluß der dielektrischen Beschichtung stärker. Des weiteren wird jede Schicht in der dielektrischen Oberschicht durch das Gitter moduliert, was zu komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Gitter und den Beschichtungen führt.
Zusätzlich verursachen die herkömmlichen Verarbeitungsschritte zur Herstellung von Beugungsgittern weitere Probleme. Dieses Herstellungsverfahren weist die Schritte auf: (1) Anordnen einer Spiegeloberfläche auf einem Substrat in einer Vakuum-Filmabscheidungskammer, (2) Entfernen des Substrates mit der Spiegeloberfläche aus der Kammer, (3) Beschichten des Metallspiegels mit einem Photolack, (4) Belichten des Photolackes mit einer holographischen Gitterstrukturierung, (5) Entwickeln der Strukturierung in den Photolack, (6) Ionenätzen des Gitters durch die Photolackstrukturierung in das Metall, (7) Entfernen der Photolackstrukturierung mit einer Lösungsmittelspülung, wodurch die Gitterstrukturierung im Metall hinterlassen wird, und (8) Anordnen einer oder mehrerer Schichten von dielektrischem Reflexionsverbesserungsmaterial auf dem derart verarbeiteten Substrat mit der darin vorhandenen Gitterstrukturierung. Diese Verarbeitung erhöht die Wahrscheinlichkeit der Verunreinigung und/oder von Defekten, wie Filmdelaminierung und weiterer Fehler.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 und 6 vereinfacht die Anzahl der herkömmlicherweise verwendeten Verarbeitungsschritte und vermeidet gleichzeitig die nachteiligen Effekte auf die Form und Tiefe der Gitter. Ein Reflektor mit einem erfindungsgemäßen Gitter ist in Anspruch 1 beschrieben. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es weiterhin, den Wirkungsgrad der Beugung durch die Gitter genau zu steuern.
Im allgemeinen wird ein dielektrisches Reflexionsverbesserungsmaterial auf einer nicht-gerillten reflexiven Oberfläche angeordnet, und Rillen werden in dem dielektrischen Material selbst ausgebildet, um die Beugungsgitter, z. B. holographische Gitter, zu bilden. Wenn das dielektrische Material mehrere Schichten unterschiedlicher Materialien aufweist, werden die Rillen nur in der obersten Schicht von dielektrischem Material gebildet. Des weiteren wird die Beugungseffizienz genau gesteuert durch eine Reduzierung der Dicke der obersten Schicht, was es ermöglicht, daß die Rillentiefe konstant bleibt, aber die Dicke der dielektrischen Schicht verringert wird.
Hierdurch lassen sich einige Vorteile erzielen. Die Rillentiefe kann genau hergestellt werden. Die Beugungseffizienz der Gitter kann genau auf einen optimalen Wert zugeschnitten werden.
Weitere Ziele und Vorteile, wie auch ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung, ergeben sich aus der folgenden Erläuterung beispielhafter Ausführungsbeispiele und deren beigefügten Zeichnungen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein gemäß dem Verfahren des Standes der Technik ausgebildetes Gitter;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ausgebildetes Gitter;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beugungseffizienz über der Rillentiefe für Gitter in einem Basismetall mit und ohne eine dielektrische Oberschicht für den Entwurf des Standes der Technik von Fig. 1;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der theoretischen Beugungseffizienz in durchgezogenen Linien und der gemessenen Beugungseffizienz in gepunkteten Linien für eine dielektrische Zinksulfidbeschichtung auf einer reflexiven Goldoberfläche, die bei einer Wellenlänge von 3,39 um gemessen wurde; und
Fig. 5 eine Querschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung mehrerer Schichten von dielektrischem Material auf einer reflexiven Oberfläche.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Gitter 10, das gemäß bestehenden Verfahren des Standes der Technik gebildet wurde. Das Gitter 10 weist ein Substrat 12 mit einer reflexiven Metalloberfläche 14 darauf auf. Die Metalloberfläche 14 wird mit einer Mehrzahl von Rillen 16 geätzt, welche beispielsweise durch Ionenstrahlätzen ausgebildet wurden. Ein dielektrisches Reflexionsverbesserungsmaterial 18 wird dann auf die gerillte Metalloberfläche 14 auf damit konforme Weise beschichtet und bildet daher die Rillen 16 der Metalloberfläche als Rillen 20 des dielektrischen Materials nach. Wegen dieser Nachbildung zeigen die Rillen 20 etwas gerundete Ecken, da die Beschichtung die Schärfe der Rillen 16 der Metalloberfläche nicht genau wiedergibt.
Das dielektrische Material 18 ist daher mit einer oberen zahnförmigen Oberfläche 22 und einer gemeinsamen zahnförmigen Oberfläche 24 versehen, die gemeinsam mit der reflexiven Metalloberfläche 14 ist. Die Oberfläche 22 weist einen oberen Abschnitt 22a und einen unteren Abschnitt 22b auf. Der Abschnitt 22b bildet die Bodenfläche der Rillen 20. Auf gleiche Weise weist die Oberfläche einen oberen Abschnitt 24a und einen unteren Abschnitt 24b auf, wobei der Abschnitt 24b den Kontakt mit dem Boden der Metallrillen 16 definiert. Demzufolge kann die Dicke des dielektrischen Materials 18 identifiziert werden durch den Abstand zwischen den Abschnitten 22a und 24a als die Dicke a', und der Abstand zwischen den Abschnitten 22b und 24b als die Dicke a''. Die Relevanz der Dicken a' und all zeigt sich im folgenden, wenn die Konstruktion des Standes der Technik von Fig. 1 mit der erfinderischen Konstruktion von Fig. 2 verglichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 weist ein gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebildetes Gitter 30 ein Substrat 32 mit einer darauf angeordneten reflexiven Metalloberfläche 34 auf. Anders als bei dem in Fig. 1 dargestellten Gitter 10 weist die reflexive Metalloberfläche 34 der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche 36 auf, welche flach und nicht von irgendwelchen Rillen oder Gittern unterbrochen ist. Ein optisch transparentes dielektrisches Reflexionsverbesserungsmaterial 38 ist auf der Metalloberfläche 34 abgeschieden. Die Rillen 40 sind aus dielektrischem Material 38 gebildet. Somit weist das dielektrische Material 38 eine obere Oberfläche 42 auf, welche von einem oberen Abschnitt 42a und einem unteren Abschnitt 42b definiert ist, wo der untere Abschnitt die Basis der Rillen 40 definiert. Das dielektrische Material 38 weist auch eine Oberfläche 44 auf, welche flach und nicht unterbrochen ist infolge ihres Kontaktes mit der Oberfläche 36 der reflexiven Metalloberfläche 34. Als Ergebnis hat das dielektrische Reflexionsverbesserungsmaterial 38 zwei Dicken, eine größere Dicke b' zwischen dem Oberflächenabschnitt 42a und der Oberfläche 44, und eine geringere Dicke b'' zwischen dem unteren Oberflächenabschnitt 42b und der Oberfläche 44. Es besteht daher ein Unterschied der Dicken b' und b'' des in Fig. 2 gezeigten Gitters, während die Dicken a' und a'' des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus des Standes der Technik im wesentlichen gleich sind, was zu einem starken Verbesserungsunterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik führt.
Dieser Unterschied zeigt sich deutlich während der folgenden Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der holographischen Gitter der vorliegenden Erfindung.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Bildung der in Fig. 2 dargestellten Gitter wendet die folgenden Schritte an. Ein Substrat, wie etwa das Substrat 32, wird in einer Vakuum- Filmabscheidungskammer angeordnet, deren Entwurf wie auch Betrieb konventionell sind. Diese Kammer kann von der gleichen Art sein wie die zur Herstellung von Gittern wie dem in Fig. 1 dargestellten Gitter 10 verwendete. Eine reflexive Metallschicht wie die reflexive Schicht 34 wird dann unter Verwendung herkömmlicher Techniken auf dem Substrat gebildet.
Abweichend von dem Verfahren, das verwendet wird, um die Gitter des Standes der Technik zu bilden, wird dann jedoch das Substrat 32 mit seiner reflexiven Metalloberfläche 34 in der gleichen Kammer gelassen und bei dem gleichen Abpumpvorgang, damit der erwünschte dielektrische Reflexionsverbesserungsfilm wie etwa das Material 42 oder mehrere Filme, wie die in Fig. 5 dargestellten, durch eine herkömmliche Verarbeitung aufgebracht werden und bis zu einer Dicke oder Dicken, welche bei der/den Wellenlänge(n) des/der Laserstrahls/-en benötigt werden.
Gitter wie etwa die Rillen 40 werden dann in den dielektrischen Film geätzt, anstatt in die Spiegeloberfläche selbst. Zuerst wird ein Photolack auf der Oberfläche 42 angeordnet, welche zu diesem Zeitpunkt flach und nicht definiert ist. Eine holographische Strukturierung wird durch herkömmliche Photolack- und herkömmliche Lasertechniken in dem Photolack ausgedrückt. Dieses holographische Muster wird durch photographische Standardtechniken entwickelt, wodurch eine Photolack-Gittermaske auf dem dielektrischen Film zurückgelassen wird. Dann ätzt ein Ionenstrahl das Gitter in den dielektrischen Film, ebenfalls durch Standard-Ionenstrahltechniken. Obwohl chemisches Ätzen verwendet werden kann, ist Ionenstrahlätzen bevorzugt, da es eine genauere Rillenbildung und Gitterbildung zur Verfügung stellt. Ein typisches hierdurch vorgesehenes Gitter hat eine Tiefe von weniger als 15 nm (150 Å) mit einer Toleranz von ± 1,4 nm (± 14 Å). Dies stellt eine Gleichförmigkeit von ± 20% an Beugungseffizienz zur Verfügung. Die Photolackstrukturierung wird dann vom dielektrischen Film 42 abgezogen.
Als ein zusätzliches Merkmal, das nur durch die Lehren der vorliegenden Erfindung erhältlich ist, kann die Beugungseffizienz des Gitters nach dem Ätzen und Abziehen des Photolackes genau eingestellt werden. Die Beugungseffizienz hängt von zwei Faktoren ab, spezifisch gesagt von der Dicke des dielektrischen Filmes 42 und der Tiefe des in den Film geätzten Gitters. Der erste Faktor, die Filmdicke, stellt eine anfängliche Beugungseffizienz zur Verfügung, welche von der Tiefe jeder Rille des Gitters abhängt. Der zweite Faktor ermöglicht es, daß die von dem ersten Faktor erzeugte anfängliche Beugungseffizienz durch Einstellen der Gesamtdicken des Filmes genau eingestellt wird. In dieser Hinsicht wird der Unterschied deutlich zwischen Vorgängen bei der Bildung eines Gitters des Standes der Technik wie dem in Fig. 1 gezeigten und den mittels der vorliegenden Erfindung erhältlichen Gittern, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Bei den Gittern des Standes der Technik von Fig. 1 verringern sich die Dicken a' und all in gleichen Beträgen, da das Material des Filmes 18 entfernt wird, und bleiben daher gleich und bilden ein nicht-veränderliches Verhältnis. Somit kann die Beugungseffizienz des Gitters von Fig. 2 durch eine sorgfältige Veränderung des Dickenverhältnisses genau eingestellt werden. Diese Veränderung wird beispielsweise erzielt, indem das Gitter nach dem Abziehen des Photolackes aus der Ionenätzkammer entfernt wird und dann die Oberschicht gleichförmig geätzt wird, um ihre Dicke zu verringern.
Wie an sich bekannt ist, hängt die Beugungseffizienz von Gittern von den relativen Phasen zwischen der durch die unterschiedlichen Dicken reflektierten Energie ab, was durch eine gleichförmige Dicke nicht möglich ist. Dies ermöglicht es auch, daß das Gitter einen großen dynamischen Bereich an Beugungseffizienzen besitzt, welche bis zu über sechs Größenordnungen, beispielsweise von 7 · 10&supmin;¹ bis 10&supmin;&sup6; einstellbar sind.
Beispiele für verwendete Materialien umfassen eine Aluminium-, Silber- oder Goldspiegeloberfläche für die Oberfläche 34. Dielektrische Materialien 38 können Siliziumdioxid, Zinksulfid, Zinkselenid, Thoriumfluorid und Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) umfassen.
Ein Vergleich zwischen Gittern des Standes der Technik und dem erfindungsgemäßen Gitter ist durch einen Vergleich zwischen den in Fig. 3 und 4 dargestellten Kurven gezeigt. Fig. 3 basiert auf Ergebnissen, die von Beugungsgittern wie dem in Fig. 1 gezeigten genommen wurden, während die Kurve von Fig. 4 von Tests der Gitter von Fig. 2 genommen wurde. Zusätzlich stellt Fig. 3 auch den Vergleich der vorhergesagten Beugungseffizienz als Funktion der Rillentiefe zwischen einer bloßen reflexiven Goldoberfläche und einer Goldoberfläche mit einem Überzug aus einem dielektrischen Zinksulfidmaterial dar. Aus diesen Daten ist ersichtlich, daß für die gleiche ± 20%-Variation der Beugungseffizienz die Rillentiefe nur aufinnerhalb von ± 5,0 nm (± 50 Å) für die vorliegende Erfindung gesteuert werden muß. Gemäß Verfahren des Standes der Technik muß die Rillentiefe auf innerhalb von ± 1,0 nm (± 10 Å) für das Gitter gesteuert werden.
Des weiteren ist ein zusätzlicher Parameter, die Dicke der Überzugsschicht, verfügbar, um die Beugungseffizienz wie in Fig. 4 gezeigt zu steuern. Diese zusätzliche Steuerung ermöglicht es, die optische Überzugsschicht dicker abzuscheiden und die Rillentiefe tiefer zu ätzen, als der optimale Entwurf spunkt erfordert, was darin resultiert, daß die Beugungseffizienz zu hoch ist. Dann kann die Beugungseffizienz auf den gewünschten Wert feineingestellt werden durch Trimmätzen der Dicke des dielektrischen Überzuges, nachdem das Gitter in den oberen Film geätzt wurde. Diese zusätzliche Steuerung der Beugungseffizienz lockert die Toleranz für die absolute Dicke aus der Dicke des dielektrischen Überzuges und der Tiefe der Gitterrillen.
Dieser Vorgang kann auch, wie in Fig. 5 gezeigt ist, auf eine Mehrzahl von dielektrischen Beschichtungen erstreckt werden. Hier weist ein Gitter 50 ein Substrat 52 mit einer darauf angeordneten reflexiven Metalloberfläche 54 auf. Auf der Oberfläche 54 sind mehrere dielektrische Reflexionsverbesserungsschichten 56, 58, 60, 62 und 64 angeordnet. Die Rillen 66 sind nur in die oberste dielektrische Schicht 64 geätzt. Es erwies sich als nachteilig, wenn sich die Rillen in die unteren Filme erstrecken. Zu diesem Zweck ist die dielektrische Schicht 64 dicker als die anderen Schichten hergestellt, um das Ätzen der Rillentiefe und die Einstellung der Dicke der Schicht 64 zu ermöglichen.
Durch Anordnen der Rillen in dem Film wird es ermöglicht, so viele Filmschichten zu verwenden, wie für das Endprodukt erforderlich sind, ohne irgendeine Veränderung der Rillentiefe. Im Vergleich mit dem Stand der Technik verändert sich die Rillentiefe mit einer höheren Dicke des Dielektrikums. Da die meiste Reflexion in den oberen Schichten stattfindet, wenn eine Rillentiefe verringert wird, ist es schwieriger, die gewünschte Reflexion zu erhalten, was die Beugungseffizienz beeinträchtigt, und diese Beeinträchtigung nimmt zu, sobald die Schichten dicker und zahlreicher werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein Vergleich von vorhergesagten und gemessenen Daten bei 3,39 um Wellenlänge vorgenommen. Das Darstellungsformat ist die Beugungseffizienz in der Größenordnung -1 über der Rillentiefe. Die theoretischen Kurven sind durchgezogen und mit der entsprechenden Dicke des Zinksulfidüberzuges bezeichnet. Die experimentellen Punkte sind als Dreiecke gezeigt und durch gestrichelte Linien verbunden. Die experimentellen Daten wurden an einer Probe genommen, vor und nach der Durchführung einer Ionen- Trimmätzung. Dies ist gezeigt durch den vertikalen Abstand zwischen den beiden als "vor dem Trimmätzen" und "nach dem Trimmätzen" bezeichneten Kurven, welcher in dem durch die Kurve von Fig. 4 dargestellten Beispiel ein Dickenunterschied von 20 nm (200 Å) ist. Das Trimmätzen entfernt gleichförmig Überzugmaterial, verringert die Überzugsschichtdicke, behält aber die gleiche Rillentiefe bei. Die experimentellen Daten bestätigten somit einen der Schlüsselvorteile der vorliegenden Erfindung, der durch die Theorie vorhergesagt wurde, nämlich, daß die Effizienz, da sie von der Rillentiefe und der Überzugdicke abhängt, nach dem Anbringen des Gitters im Überzug durch Trimmätzen der Dicke der Überzugsschicht genau eingestellt werden kann.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf bestimmte Ausführungsbeispiele davon beschrieben wurde, sollte es klar sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen daran durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Reflektor mit einem Beugungsgitter (30; 50), welcher aufweist:

ein Substrat (32; 52), welches hierauf reflektives Material (34; 54) mit einer nicht-gerillten flachen Oberfläche (44) aufweist;

ein dielektrisches Reflexionsverbesserungsmaterial (38; 56-64) auf der nicht-gerillten Oberfläche (44) des reflektiven Materials;

in dem dielektrischen Material ausgebildete Rillen (40; 66), wodurch obere Abschnitte (42a), welche eine obere Oberfläche des dielektrischen Materials definieren, und untere Abschnitte (42b), die die Basis der Rillen (40; 66) definieren, derart ausgebildet sind, daß eine erste Dicke (b') zwischen dem oberen Abschnitt (42a) und der flachen Oberfläche (44) größer ist als eine zweite Dicke (b'') zwischen dem unteren Abschnitt (42b) und der flachen Oberfläche (44).

2. Reflektor nach Anspruch 1, bei dem das dielektrische Material eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (38; 56-64) aufweist, wobei die Rillen (40; 66) lediglich in der zuobersten Schicht (38; 64) ausgebildet sind.

3. Reflektor nach Anspruch 2, bei dem einzelne der dielektrischen Schichten des dielektrischen Materials (38; 56-64) aus Aluminiumoxid und Zinksulfid bestehen.

4. Reflektor nach Anspruch 1, 2, oder 3, bei dem die gerillte dielektrische Schicht (38; 64) eine im allgemeinen quadratisch gezahnte Oberflächenkonfiguration aufweist, die durch die unteren Abschnitte (42b) und die oberen Abschnitte (42a) definiert ist.

5. Verfahren zur Justierung der Beugungseffizienz eines Reflektors nach einem der Ansprüche 1-4, welches den Schritt aufweist:

Entfernen von dielektrischem Material von sowohl den unteren, als auch den oberen Abschnitten.

6. Verfahren zur Herstellung eines Reflektors mit Beugungsgittern (30; 50), welches die Schritte aufweist:

Anordnen von reflektivem Material (34; 54) mit einer nicht-gerillten flachen Oberfläche (44) auf einem Substrat (32; 52);

Anordnen von dielektrischem Reflexionsverbesserungsmaterial (38; 56-64) auf der flachen Oberfläche (44) des reflektiven Materials;

Bilden von gerillten Beugungsgittern mit gesteuerter Beugungseffizienz, wobei die Gitter aus unteren (42b) und oberen Abschnitten (42a) in dem dielektrischen Material bestehen, und die Steuerung in der Justierung des Verhältnisses der Dicke zwischen den unteren und oberen Abschnitten besteht, wobei die Justierung die Schritte aufweist:

Steuern der Tiefe der Rillen (40; 46) in dem dielektrischen Material (38; 54-64) während des Bildungsschrittes zur Herstellung einer anfänglichen Beugungseffizienz der Gitter (30; 50); und

Entfernen von dielektrischem Material von sowohl den unteren, als auch den oberen Abschnitten zur Justierung der Beugungseffizienz auf einen optimalen Wert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, welches die Schritte aufweist:

Anordnen des Substrats in eine Vakuumfilmabscheidekammer und Evakuieren der Kammer bis zu einem geeigneten Druck unterhalb des Atmosphärendrucks;

Auftragen der reflektiven Oberfläche (34; 54) auf das Substrat (32; 52) durch Vakuumfilmabscheidetechniken;

in derselben Kammer und bei demselben Druck Auftragen der zumindest einen dielektrischen Schicht (38; 56-64) auf der reflektiven Oberfläche (34; 54) bis zu einer Dicke entsprechend der gewünschten Reflektivität und der Betriebswellenlänge;

Anordnen eines Fotolacks auf der Oberfläche der zuobersten dielektrischen Schicht (38; 64);

Ausbilden einer holographischen Strukturierung in dem Fotolack;

Ätzen der Rillen (40; 66), die das Gitter definieren (30; 50), in die zuoberste dielektrische Schicht (38; 64) gemäß der Definition durch die holographische Strukturierung;

Entfernen des Fotolacks; und

Ätzen der dielektrischen Schicht (38; 64) zur Justierung der relativen Dicke der unteren und oberen Abschnitte der dielektrischen Schicht, die die Rillen (40; 66) enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Rillenätzschritt zur Definition der Gitter (30; 50) mit einer Rillentiefe von weniger als 15,0 ± 1,4 nm zum Erhalten einer Gleichförmigkeit von ± 20% in der Beugungseffizienz gesteuert wird.