JP2507817B2 - 回折素子の製造方法 - Google Patents
回折素子の製造方法Info
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- JP2507817B2 JP2507817B2 JP1294403A JP29440389A JP2507817B2 JP 2507817 B2 JP2507817 B2 JP 2507817B2 JP 1294403 A JP1294403 A JP 1294403A JP 29440389 A JP29440389 A JP 29440389A JP 2507817 B2 JP2507817 B2 JP 2507817B2
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- Japan
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- diffraction
- resist film
- diffraction grating
- substrate
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- Optical Head (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種光メモリ素子用の光ピックアップ装置等
で使用される回折素子の製造方法に係り、特に透光性基
板の複数の領域にそれぞれ断面形状が鋸刃（ブレーズ）
状をなし、かつ、領域毎に回折角が異なる回折格子を設
けるようにした回折素子の製造方法に関するものであ
る。
で使用される回折素子の製造方法に係り、特に透光性基
板の複数の領域にそれぞれ断面形状が鋸刃（ブレーズ）
状をなし、かつ、領域毎に回折角が異なる回折格子を設
けるようにした回折素子の製造方法に関するものであ
る。
近年、再生専用型、追記型及び書換え可能型等の各種
光メモリ素子の開発が活発に行われている。これらの光
メモリ素子に情報を記録又は再生するための光ピックア
ップ装置は、通常レーザと、レーザから出射されるレー
ザ光を光メモリ素子に導くとともに、光メモリ素子で反
射された反射光を光検出器に導く光学系と、光メモリ素
子からの反射光に基づいて情報の再生等を行う光検出器
とを備えている。そして、上記の光学系には、レーザか
ら光メモリ素子に到る光路と、光メモリ素子から光検出
器に到る光路とを分離するための素子、例えば偏光ビー
ムスプリッタが含まれている。しかしながら、偏光ビー
ムスプリッタを使用した場合は、光ピックアップ装置が
重くなり、かつコスト高になるため、近年、光路を分離
するための素子として回折素子を使用することが検討さ
れている。
光メモリ素子の開発が活発に行われている。これらの光
メモリ素子に情報を記録又は再生するための光ピックア
ップ装置は、通常レーザと、レーザから出射されるレー
ザ光を光メモリ素子に導くとともに、光メモリ素子で反
射された反射光を光検出器に導く光学系と、光メモリ素
子からの反射光に基づいて情報の再生等を行う光検出器
とを備えている。そして、上記の光学系には、レーザか
ら光メモリ素子に到る光路と、光メモリ素子から光検出
器に到る光路とを分離するための素子、例えば偏光ビー
ムスプリッタが含まれている。しかしながら、偏光ビー
ムスプリッタを使用した場合は、光ピックアップ装置が
重くなり、かつコスト高になるため、近年、光路を分離
するための素子として回折素子を使用することが検討さ
れている。
そして、上記の回折素子における回折格子の断面形状
を鋸刃形状とすると、光利用効率の改善を図ることがで
きることが、第48回応用物理学会学術講演会における
「CD用ホログラム光ヘッドの高光利用率化」に関する報
告等で明らかにされている。
を鋸刃形状とすると、光利用効率の改善を図ることがで
きることが、第48回応用物理学会学術講演会における
「CD用ホログラム光ヘッドの高光利用率化」に関する報
告等で明らかにされている。
以下、鋸刃状の断面形状を有する回折格子の作製方法
について説明する。まず、電子計算機により回折格子パ
ターンを演算し、このパターンに基づいて電子ビーム描
画法により電子ビームを走査して、例えば実際の回折格
子パターンの10倍のサイズの拡大パターンを有するレテ
ィクルを作製する。
について説明する。まず、電子計算機により回折格子パ
ターンを演算し、このパターンに基づいて電子ビーム描
画法により電子ビームを走査して、例えば実際の回折格
子パターンの10倍のサイズの拡大パターンを有するレテ
ィクルを作製する。
次にこのレティクルを用いてフォトリピータにより上
記拡大パターンを光学的に1/10に縮小し、第４図（ａ）
に示すように基板１上に遮光性薄膜２の設けられない光
透過部Ａと、遮光性薄膜２の設けられた光非透過部Ｂと
を有するフォトマスク３を作製する。
記拡大パターンを光学的に1/10に縮小し、第４図（ａ）
に示すように基板１上に遮光性薄膜２の設けられない光
透過部Ａと、遮光性薄膜２の設けられた光非透過部Ｂと
を有するフォトマスク３を作製する。
一方、同図（ｂ）に示すように回折素子用の、ガラス
等からなる透光性基板４を用意し、この透光性基板４の
表面を洗剤、水或いは有機溶剤を用いて洗浄しておく。
等からなる透光性基板４を用意し、この透光性基板４の
表面を洗剤、水或いは有機溶剤を用いて洗浄しておく。
続いて、同図（ｃ）に示すように、透光性基板４の表
面にコーティング機器であるスピンコータを用いてレジ
スト膜５を被覆する。
面にコーティング機器であるスピンコータを用いてレジ
スト膜５を被覆する。
そして、同図（ｄ）に示すようにレジスト膜５上に前
記のフォトマスク３を密着させ、紫外線を照射して露光
することによりレジスト膜５にフォトマスク３用の回折
格子パターンの潜像を形成する。
記のフォトマスク３を密着させ、紫外線を照射して露光
することによりレジスト膜５にフォトマスク３用の回折
格子パターンの潜像を形成する。
次に、同図（ｅ）に示すようにレジスト膜５を現像し
てレジスト膜５に回折格子パターンとしての窓部６・６
…を形成する。なお、窓部６の幅wa′と、隣接する窓部
６・６間でレジスト膜５の残存する部位の幅wb′との比
は1:1とされる。
てレジスト膜５に回折格子パターンとしての窓部６・６
…を形成する。なお、窓部６の幅wa′と、隣接する窓部
６・６間でレジスト膜５の残存する部位の幅wb′との比
は1:1とされる。
その後、Arガスを用いて斜め方向からイオンビームを
照射してエッチングを施すことにより、同図（ｆ）の如
く鋸刃状の回折格子７・７…が形成される。
照射してエッチングを施すことにより、同図（ｆ）の如
く鋸刃状の回折格子７・７…が形成される。
ところで、光ピックアップ装置において、サーボエラ
ー信号を得る目的等で、第３図（ｂ）に示すように例え
ば透光性基板４を２つの領域4a・4bに分割し、各領域4a
・4bに回折角のそれぞれ異なる回折格子7a・7a…及び7b
・7b…を形成する場合、回折格子7a・7a…のピッチp1′
より回折格子7b・7b…のピッチp2′を大きくする必要が
ある。そのためには、第３図（ａ）に示すようにレジス
ト膜５に窓部６・６…を設ける際に、領域4aの窓部6a・
6a…の幅wa1′より領域4bの窓部6b・6b…の幅wa2′を大
きくすれば良い。
ー信号を得る目的等で、第３図（ｂ）に示すように例え
ば透光性基板４を２つの領域4a・4bに分割し、各領域4a
・4bに回折角のそれぞれ異なる回折格子7a・7a…及び7b
・7b…を形成する場合、回折格子7a・7a…のピッチp1′
より回折格子7b・7b…のピッチp2′を大きくする必要が
ある。そのためには、第３図（ａ）に示すようにレジス
ト膜５に窓部６・６…を設ける際に、領域4aの窓部6a・
6a…の幅wa1′より領域4bの窓部6b・6b…の幅wa2′を大
きくすれば良い。
ところが、その場合、領域4bでは窓部6b・6b…の幅wa
2′が広いために回折格子7b・7b…の深さd2′が領域4a
の回折格子7a・7a…の深さd1′より大きくなり、その結
果、領域4aと4bとで回折効率に差が生じるものである。
回折効率に差が生じると、例えば上述のサーボエラー信
号が正確に得られなくなるという問題が生じる。
2′が広いために回折格子7b・7b…の深さd2′が領域4a
の回折格子7a・7a…の深さd1′より大きくなり、その結
果、領域4aと4bとで回折効率に差が生じるものである。
回折効率に差が生じると、例えば上述のサーボエラー信
号が正確に得られなくなるという問題が生じる。
本発明に係る回折素子の製造方法は、上記の課題を解
決するために、例えばガラス等からなる透光性基板上に
レジスト膜を形成し、このレジスト膜に露光及び現像処
理を施して回折格子パターンに対応する窓部を形成した
後、上記レジスト膜を介して透光性基板に斜め方向から
Arガス等を使用したイオンビームを照射してエッチング
を行うことにより透光性基板上に断面が鋸刃（ブレー
ズ）状をなす回折格子を形成するようにし、かつ、上記
の工程による回折格子の形成に際して上記透光性基板を
複数の領域に分割して各領域に回折角の異なる回折格子
を設けるようにした回折素子の製造方法において、上記
レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を設ける
際に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定にする
ようにしたことを特徴とするものである。
決するために、例えばガラス等からなる透光性基板上に
レジスト膜を形成し、このレジスト膜に露光及び現像処
理を施して回折格子パターンに対応する窓部を形成した
後、上記レジスト膜を介して透光性基板に斜め方向から
Arガス等を使用したイオンビームを照射してエッチング
を行うことにより透光性基板上に断面が鋸刃（ブレー
ズ）状をなす回折格子を形成するようにし、かつ、上記
の工程による回折格子の形成に際して上記透光性基板を
複数の領域に分割して各領域に回折角の異なる回折格子
を設けるようにした回折素子の製造方法において、上記
レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を設ける
際に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定にする
ようにしたことを特徴とするものである。
上記の構成によれば、回折角の異なる各領域で窓部の
幅をほぼ一定にしたので、各領域で回折格子の深さがほ
ぼ一定になる。従って、各領域の回折格子による回折効
率もほぼ一定になるものである。
幅をほぼ一定にしたので、各領域で回折格子の深さがほ
ぼ一定になる。従って、各領域の回折格子による回折効
率もほぼ一定になるものである。
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
すれば、以下の通りである。
第２図（ｆ）に示すように、回折素子11はガラス等か
らなる透光性基板12の表面に断面形状が鋸刃状をなす回
折格子13・13…が形成されて構成されている。より具体
的には第１図（ｃ）に示すように透光性基板12は例えば
２つの領域12a・12bに分割され、各領域12a・12bに異な
るピッチp1・p2（p2＞p1）で回折格子13a・13a…及び13
b・13b…が形成されている。これにより、領域12aと12b
との回折角が相違させられている。
らなる透光性基板12の表面に断面形状が鋸刃状をなす回
折格子13・13…が形成されて構成されている。より具体
的には第１図（ｃ）に示すように透光性基板12は例えば
２つの領域12a・12bに分割され、各領域12a・12bに異な
るピッチp1・p2（p2＞p1）で回折格子13a・13a…及び13
b・13b…が形成されている。これにより、領域12aと12b
との回折角が相違させられている。
なお、本回折素子11は例えば、各種光メモリ素子用の
光ピックアップ装置等で使用され、図示しないレーザか
ら出射され、本回折素子11を透過して光メモリ素子に到
り、光メモリ素子で反射されて再度本回折素子11に到達
した反射光を光検出器側に回折させるものである。その
際、領域12aと12bとで光メモリ素子からの反射光を異な
る方向に回折させることにより、光検出器でサーボエラ
ー信号を生成させることができる。
光ピックアップ装置等で使用され、図示しないレーザか
ら出射され、本回折素子11を透過して光メモリ素子に到
り、光メモリ素子で反射されて再度本回折素子11に到達
した反射光を光検出器側に回折させるものである。その
際、領域12aと12bとで光メモリ素子からの反射光を異な
る方向に回折させることにより、光検出器でサーボエラ
ー信号を生成させることができる。
以下、回折素子11の製造方法を説明する。
まず、前述と同様、電子計算機にて光ピックアップ装
置における回折素子11と光検出器の位置関係等に対応し
た回折格子パターンを演算し、この回折格子パターンに
基づいて電子ビーム描画法により電子ビームを走査して
例えば、10倍の拡大パターンを有するレティクルを作製
する。
置における回折素子11と光検出器の位置関係等に対応し
た回折格子パターンを演算し、この回折格子パターンに
基づいて電子ビーム描画法により電子ビームを走査して
例えば、10倍の拡大パターンを有するレティクルを作製
する。
次に、このレティクルを用いてフォトリピータにより
上記拡大パターンを光学的に1/10に縮小し、第２図
（ａ）に示すように基板14上に遮光性薄膜15の設けられ
ない光透過部Ａと、遮光性薄膜15の設けられた光非透過
部Ｂとを有するフォトマスク16を作製する。なお、フォ
トマスク16はより具体的には第１図（ａ）に示すように
透光性基板12の領域12a・12bにそれぞれ対応する２つの
領域16a・16bを有し、領域16aにおける光非透過部B1の
幅w1より領域16bにおける光非透過部B2の幅w2が大きく
なるように設定されている。又、領域16a及び16bにおけ
る光透過部A1及びA2の幅ｗは互いに等しくされている。
上記拡大パターンを光学的に1/10に縮小し、第２図
（ａ）に示すように基板14上に遮光性薄膜15の設けられ
ない光透過部Ａと、遮光性薄膜15の設けられた光非透過
部Ｂとを有するフォトマスク16を作製する。なお、フォ
トマスク16はより具体的には第１図（ａ）に示すように
透光性基板12の領域12a・12bにそれぞれ対応する２つの
領域16a・16bを有し、領域16aにおける光非透過部B1の
幅w1より領域16bにおける光非透過部B2の幅w2が大きく
なるように設定されている。又、領域16a及び16bにおけ
る光透過部A1及びA2の幅ｗは互いに等しくされている。
一方、第２図（ｂ）に示すように回折素子用の透光性
基板12を用意し、この透光性基板12の表面を洗剤、水或
いは有機溶剤を介して洗浄しておく。
基板12を用意し、この透光性基板12の表面を洗剤、水或
いは有機溶剤を介して洗浄しておく。
続いて、第２図（ｃ）に示すように、透光性基板12の
表面にコーティング機器であるスピンコータを用いてレ
ジスト膜17を被覆する。
表面にコーティング機器であるスピンコータを用いてレ
ジスト膜17を被覆する。
そして、第２図（ｄ）に示すようにレジスト膜17上に
前記のフォトマスク16を密着させ、紫外線を照射して露
光することによりレジスト膜17にフォトマスク16用の回
折格子パターンの潜像形成する。
前記のフォトマスク16を密着させ、紫外線を照射して露
光することによりレジスト膜17にフォトマスク16用の回
折格子パターンの潜像形成する。
次に、第２図（ｅ）に示すようにレジスト膜17を現像
してレジスト膜17に回折格子パターンとしての窓部18・
18…を形成する。この際、より具体的には第１図（ｂ）
に示すように領域12aと12bとで窓部18a・18a…及び18b
・18b…の幅waは一定となるが、領域12aおいて隣接する
窓部18a・18a間に残存するレジスト膜17の幅wb1より領
域12bにおいて隣接する窓部18a・18a間に残存するレジ
スト膜17の幅wb2の方が大きくなる。
してレジスト膜17に回折格子パターンとしての窓部18・
18…を形成する。この際、より具体的には第１図（ｂ）
に示すように領域12aと12bとで窓部18a・18a…及び18b
・18b…の幅waは一定となるが、領域12aおいて隣接する
窓部18a・18a間に残存するレジスト膜17の幅wb1より領
域12bにおいて隣接する窓部18a・18a間に残存するレジ
スト膜17の幅wb2の方が大きくなる。
その後、レジスト膜17を介して透光性基板12にArガス
等を用いて斜め方向からイオンビームを照射してエッチ
ングを施すことにより、第２図（ｆ）に示すように鋸刃
状の回折格子13・13…が形成される。なお、実際には、
第１図（ｃ）に示すように、領域12aにおける回折格子1
3a・13a…のピッチp1より領域12bにおける回折格子13b
・13b…のピッチp2の方が大きくなる。これは第１図
（ｂ）において領域12aの隣接する窓部18a・18aの間に
残存するレジスト膜17の幅wb1より領域12bの隣接する窓
部18a・18a間に残存するレジスト膜17の幅wb2の方が大
きいためである。
等を用いて斜め方向からイオンビームを照射してエッチ
ングを施すことにより、第２図（ｆ）に示すように鋸刃
状の回折格子13・13…が形成される。なお、実際には、
第１図（ｃ）に示すように、領域12aにおける回折格子1
3a・13a…のピッチp1より領域12bにおける回折格子13b
・13b…のピッチp2の方が大きくなる。これは第１図
（ｂ）において領域12aの隣接する窓部18a・18aの間に
残存するレジスト膜17の幅wb1より領域12bの隣接する窓
部18a・18a間に残存するレジスト膜17の幅wb2の方が大
きいためである。
なお、エッチング後に不要となったレジスト膜17が残
存していれば、例えばアセトン等の溶剤で除去するか又
はO2ガスで灰化して除去すれば良い。
存していれば、例えばアセトン等の溶剤で除去するか又
はO2ガスで灰化して除去すれば良い。
上記のように、本実施例では透光性基板12の各領域12
a・12bのレジスト膜17に形成する窓部18a・18a…及び18
b・18b…の幅waを等しくしたので、領域12aと領域12bと
で回折格子13a・13a…及び13b・13b…の深さd1・d2（第
１図（ｃ）参照）はほぼ等しくなり、その結果、領域12
aと12bにおける回折効率はほぼ等しくなる。そのため、
回折素子11を利用してサーボエラー信号の生成を行う場
合、サーボエラー制御が正確に行えるようになる。
a・12bのレジスト膜17に形成する窓部18a・18a…及び18
b・18b…の幅waを等しくしたので、領域12aと領域12bと
で回折格子13a・13a…及び13b・13b…の深さd1・d2（第
１図（ｃ）参照）はほぼ等しくなり、その結果、領域12
aと12bにおける回折効率はほぼ等しくなる。そのため、
回折素子11を利用してサーボエラー信号の生成を行う場
合、サーボエラー制御が正確に行えるようになる。
本発明に係る回折素子の製造方法は、以上のように、
レジスト膜を介して透光性基板に斜め方向からイオンビ
ームを照射してエッチングを行うことにより透光性基板
上に断面が鋸刃状の回折格子を形成するに際し、上記透
光性基板を複数の領域に分割して各領域に回折角の異な
る回折格子を設けるようにした回折素子の製造方法にお
いて、レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を
設ける際に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定
にするようにした構成である。
レジスト膜を介して透光性基板に斜め方向からイオンビ
ームを照射してエッチングを行うことにより透光性基板
上に断面が鋸刃状の回折格子を形成するに際し、上記透
光性基板を複数の領域に分割して各領域に回折角の異な
る回折格子を設けるようにした回折素子の製造方法にお
いて、レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を
設ける際に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定
にするようにした構成である。
これにより、回折角の異なる各領域で回折格子の深さ
がほぼ一定になるので、各領域の回折格子による回折効
率もほぼ一定になるものである。
がほぼ一定になるので、各領域の回折格子による回折効
率もほぼ一定になるものである。
従って、上記回折素子を使用して例えば光ピックアッ
プ装置におけるサーボエラー信号の生成を行う場合、サ
ーボエラー制御を正確に行えるようになる。
プ装置におけるサーボエラー信号の生成を行う場合、サ
ーボエラー制御を正確に行えるようになる。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図（ａ）はフォトマスクの概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を設
けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｃ）は回折素子の概略縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ回折素子の製造手順を
示す概略縦断面図である。 第３図及び第４図は従来例を示すものである。 第３図（ａ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を
設けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子の概略縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｆ）は回折素子の製造手順を示す概略
縦断面図である。 11は回折素子、12は透光性基板、12a・12bは領域、13
（13a・13b）は回折格子、17はレジスト膜、18（18a・1
8b）は窓部である。
る。 第１図（ａ）はフォトマスクの概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を設
けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｃ）は回折素子の概略縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ回折素子の製造手順を
示す概略縦断面図である。 第３図及び第４図は従来例を示すものである。 第３図（ａ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を
設けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子の概略縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｆ）は回折素子の製造手順を示す概略
縦断面図である。 11は回折素子、12は透光性基板、12a・12bは領域、13
（13a・13b）は回折格子、17はレジスト膜、18（18a・1
8b）は窓部である。
Claims (1)
- 【請求項１】透光性基板上にレジスト膜を形成し、この
レジスト膜に露光及び現像処理を施して回折格子パター
ンに対応する窓部を形成した後、上記レジスト膜を介し
て透光性基板に斜め方向からイオンビームを照射してエ
ッチングを行うことにより透光性基板上に断面が鋸刃状
をなす回折格子を形成するようにし、かつ、上記の工程
による回折格子の形成に際して上記透光性基板を複数の
領域に分割して各領域に回折角の異なる回折格子を設け
るようにした回折素子の製造方法において、 上記レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を
設ける際に回折角の異なる各領域で上記窓部の幅をほぼ
一定にするようにしたことを特徴とする回折素子の製造
方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294403A JP2507817B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 回折素子の製造方法 |
| CA002029674A CA2029674C (en) | 1989-11-13 | 1990-11-09 | Manufacturing method of optical diffraction grating element |
| DE69025710T DE69025710T2 (de) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | Herstellungsverfahren für ein optisches Beugungsgitter |
| EP90312388A EP0428390B1 (en) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | Manufacturing method of optical diffraction grating element |
| KR1019900018317A KR940000834B1 (ko) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | 광회절격자소자의 제조방법 |
| US07/908,866 US5279924A (en) | 1989-04-04 | 1992-07-01 | Manufacturing method of optical diffraction grating element with serrated gratings having uniformly etched grooves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294403A JP2507817B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | 回折素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03154002A JPH03154002A (ja) | 1991-07-02 |
| JP2507817B2 true JP2507817B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17807288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294403A Expired - Fee Related JP2507817B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-11-13 | 回折素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507817B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI128882B (en) * | 2017-12-22 | 2021-02-15 | Dispelix Oy | Optical waveguide and diffractive waveguide display |
-
1989
- 1989-11-13 JP JP1294403A patent/JP2507817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03154002A (ja) | 1991-07-02 |
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