JP2676951B2 - ホログラフィック露光装置 - Google Patents
ホログラフィック露光装置Info
- Publication number
- JP2676951B2 JP2676951B2 JP27809489A JP27809489A JP2676951B2 JP 2676951 B2 JP2676951 B2 JP 2676951B2 JP 27809489 A JP27809489 A JP 27809489A JP 27809489 A JP27809489 A JP 27809489A JP 2676951 B2 JP2676951 B2 JP 2676951B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- double
- angle
- grating
- incident
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- Expired - Lifetime
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は等間隔平行直線格子を有するホログラフィッ
ク回折格子を得るための露光装置に関し、特に格子ピッ
チの大きな格子を得るに適した露光装置に関する。
ク回折格子を得るための露光装置に関し、特に格子ピッ
チの大きな格子を得るに適した露光装置に関する。
（従来の技術） 第３図に従来の等間隔平行格子を得るホログラフィッ
ク露光装置を示す。図で１はレーザで、レーザ光束は半
透明鏡２で２光束に分割され、分割された夫々の光束は
レーザおよびピンホールを通過した後放物面鏡L1,L2に
より直径を拡大された平行光束となり、相互の交角φで
基板３上に投射されて干渉縞を形成する。基板３表面に
レジシストが塗布してあって、上記干渉縞が記録され
る。この構成で格子間隔ｄはｄ＝λ/sin（φ/2）を与え
られる。こゝで基板の直径をＤとすると、放物面鏡L1,L
2も直径Ｄであることを要し、基板と放物面鏡L1,L2との
間の距離をＸとすると角度φの最小値は近似的に2D/Xと
なる。従って格子間隔の最大値dmは dm＝λ/sin（D/X）≒λX/D となる。基板直径として60mm、露光台の長さとして3mつ
まりＸを3mとし、使用波長λを441.6nmとすると、 dm＝0.02108mm つまり格子線約40本/mmとなり、これが得られる格子間
隔の上限となる。しかしこれは計算上のことで、実際に
は露光強度や干渉縞の安定性等の問題で100本/mmが限度
とされている。
ク露光装置を示す。図で１はレーザで、レーザ光束は半
透明鏡２で２光束に分割され、分割された夫々の光束は
レーザおよびピンホールを通過した後放物面鏡L1,L2に
より直径を拡大された平行光束となり、相互の交角φで
基板３上に投射されて干渉縞を形成する。基板３表面に
レジシストが塗布してあって、上記干渉縞が記録され
る。この構成で格子間隔ｄはｄ＝λ/sin（φ/2）を与え
られる。こゝで基板の直径をＤとすると、放物面鏡L1,L
2も直径Ｄであることを要し、基板と放物面鏡L1,L2との
間の距離をＸとすると角度φの最小値は近似的に2D/Xと
なる。従って格子間隔の最大値dmは dm＝λ/sin（D/X）≒λX/D となる。基板直径として60mm、露光台の長さとして3mつ
まりＸを3mとし、使用波長λを441.6nmとすると、 dm＝0.02108mm つまり格子線約40本/mmとなり、これが得られる格子間
隔の上限となる。しかしこれは計算上のことで、実際に
は露光強度や干渉縞の安定性等の問題で100本/mmが限度
とされている。
（発明が解決しようとする課題） 回折格子としては格子ピッチの小さい物の需要が多い
が、赤外，遠赤外回折格子として格子ピッチの比較的大
きな物の要求もあり、従来そのような格子は上述したよ
うにホログラフィック法により製作することが困難であ
った。しかしホログラフィックな格子製作法は機械切り
の方法より高精度の格子が得られるので、本発明は格子
ピッチの大きな格子が容易に得られるホログラフィック
露光装置を提供することを目的としてなされた。
が、赤外，遠赤外回折格子として格子ピッチの比較的大
きな物の要求もあり、従来そのような格子は上述したよ
うにホログラフィック法により製作することが困難であ
った。しかしホログラフィックな格子製作法は機械切り
の方法より高精度の格子が得られるので、本発明は格子
ピッチの大きな格子が容易に得られるホログラフィック
露光装置を提供することを目的としてなされた。
（課題を解決するための手段） 表面と裏面とが平行でなく、或る角度δで交わる平面
であるような透明表裏両面反射板に平行光束を入射させ
表裏両面から同じ側に反射される二光束を干渉縞を形成
すべき基板上に投射するようにした。
であるような透明表裏両面反射板に平行光束を入射させ
表裏両面から同じ側に反射される二光束を干渉縞を形成
すべき基板上に投射するようにした。
（作用） 第１図において、Ｃは表裏両面が角度δで交わる平面
になっている両面反射板である。こゝで両面反射板と云
うのは透明板で表裏両面の反射を利用する板と云うこと
である。この板に任意の方向から平行光束Ｆを入射させ
ると、両面反射板Ｃの表裏両面から同じ側に反射される
光束F1,F2は略２δ′≒２δの角度で交わっている。
（屈折の効果が重なるから２δとは稍々異る）。この２
光束F1,F2を基板３上に投射すると、基板３上に干渉縞
を形成する。２光束F1,F2が夫々基板上にδ′の入射角
で入射するようにすると、形成される干渉縞の間隔ｄは
前述したように ｄ＝λ/sinδ′ となる。δ′は小さく設定されているから、基板の直径
はF1,F2と略等しい。図から明らかなようにδは有限の
大きさから０まで選択可能であるので、任意に大きな間
隔の干渉縞を形成することが可能であり、従って任意に
大きな格子間隔を持った格子を得ることが可能となる。
になっている両面反射板である。こゝで両面反射板と云
うのは透明板で表裏両面の反射を利用する板と云うこと
である。この板に任意の方向から平行光束Ｆを入射させ
ると、両面反射板Ｃの表裏両面から同じ側に反射される
光束F1,F2は略２δ′≒２δの角度で交わっている。
（屈折の効果が重なるから２δとは稍々異る）。この２
光束F1,F2を基板３上に投射すると、基板３上に干渉縞
を形成する。２光束F1,F2が夫々基板上にδ′の入射角
で入射するようにすると、形成される干渉縞の間隔ｄは
前述したように ｄ＝λ/sinδ′ となる。δ′は小さく設定されているから、基板の直径
はF1,F2と略等しい。図から明らかなようにδは有限の
大きさから０まで選択可能であるので、任意に大きな間
隔の干渉縞を形成することが可能であり、従って任意に
大きな格子間隔を持った格子を得ることが可能となる。
（実施例） 第２図に本発明の一実施例を示す。１はレーザで、そ
の出力光束はレンズｌおよびその集光点におかれたピン
ホールｈにより発散光束に変換されて、軸外し放物面鏡
４に入射せしめられ、同鏡で反射されて平行光束Ｆとな
って両面反射板Ｃに入射せしめられる。両面反射板Ｃは
図の紙面に垂直に軸によって回転可能な台５上に置か
れ、平行光束Ｆの入射角θが任意に変えられるようにし
てある。３は基板で表面にフォトレジストＲが塗布して
あり、図の紙面に垂直な軸によって回転可能な台６上に
載置され、２光束F1,F2の入射角を任意に設定できるよ
うにしてある。台６は回転と共に台５の回転軸を軸とし
て円周上を移動可能にしてあり、台５の回転に合わせ
て、両面反射板Ｃからの反射光束F1,F2が基板３上に投
射されるよう上記円周に沿い移動せしめる。始めから、
台５の回転角の２倍の角度だけ台６が上記円周上を移動
するよう両方の台を機構的に連結しておいてもよい。
の出力光束はレンズｌおよびその集光点におかれたピン
ホールｈにより発散光束に変換されて、軸外し放物面鏡
４に入射せしめられ、同鏡で反射されて平行光束Ｆとな
って両面反射板Ｃに入射せしめられる。両面反射板Ｃは
図の紙面に垂直に軸によって回転可能な台５上に置か
れ、平行光束Ｆの入射角θが任意に変えられるようにし
てある。３は基板で表面にフォトレジストＲが塗布して
あり、図の紙面に垂直な軸によって回転可能な台６上に
載置され、２光束F1,F2の入射角を任意に設定できるよ
うにしてある。台６は回転と共に台５の回転軸を軸とし
て円周上を移動可能にしてあり、台５の回転に合わせ
て、両面反射板Ｃからの反射光束F1,F2が基板３上に投
射されるよう上記円周に沿い移動せしめる。始めから、
台５の回転角の２倍の角度だけ台６が上記円周上を移動
するよう両方の台を機構的に連結しておいてもよい。
この実施例では、両面反射板Ｃは石英（光学ガラスで
もよい）で両面の交わり角δを15分とし、表裏両面とも
平面度がλ/20程度（λ＝632,8nm）の高平面度となるよ
う研摩され、裏面は２光束F1,F2の強さが等しくなるよ
うコーティングにより反射率を調整してある。即ち表面
（負荷の入射側）の反射率をr1として、裏面側の反射率
r2は r2＝r1/（１−r1）２ となるようにしてある。これは裏面に入射する光は裏面
への入射光強度を１として表面の反射により、（１−r
1）になっており、裏面反射光は両面反射板の外へ出る
とき、表面の内側で一部反射されて再び（１−r1）だけ
減光するから、これらの減光を保障するよう表面より、
反射率が高めているのである。具体的には両面反射板Ｃ
は石英で直径60mm、裏面は反射率3.8％なるようにコー
ティングがしてある。レーザ１はArレーザで波長458nm
の光を用いる。
もよい）で両面の交わり角δを15分とし、表裏両面とも
平面度がλ/20程度（λ＝632,8nm）の高平面度となるよ
う研摩され、裏面は２光束F1,F2の強さが等しくなるよ
うコーティングにより反射率を調整してある。即ち表面
（負荷の入射側）の反射率をr1として、裏面側の反射率
r2は r2＝r1/（１−r1）２ となるようにしてある。これは裏面に入射する光は裏面
への入射光強度を１として表面の反射により、（１−r
1）になっており、裏面反射光は両面反射板の外へ出る
とき、表面の内側で一部反射されて再び（１−r1）だけ
減光するから、これらの減光を保障するよう表面より、
反射率が高めているのである。具体的には両面反射板Ｃ
は石英で直径60mm、裏面は反射率3.8％なるようにコー
ティングがしてある。レーザ１はArレーザで波長458nm
の光を用いる。
今両面反射板Ｃの表面への光束Ｆの入射角をφとし、
裏面からの反射光F2が反射板Ｃの表面の垂線とのなす角
をφ′，表裏両面の交角をδ，屈折率をｎとすると、 ２光束F1,F2のなす角θはφ′−φである。φ＝45
゜，δ＝15分，更に基板３の２光束F1,F2の中心光線の
中線に対する傾きを8.04゜とし、両面反射板の屈折率ｎ
＝1.46,露光波長458nmとすると基板上の干渉縞の1mm当
りの本数は約16本となる。更に回転大６を回転させて、
格子ピッチの微調整をすることにより基板３上の35mm角
の範囲に16本/mmの格子を形成することができた。
裏面からの反射光F2が反射板Ｃの表面の垂線とのなす角
をφ′，表裏両面の交角をδ，屈折率をｎとすると、 ２光束F1,F2のなす角θはφ′−φである。φ＝45
゜，δ＝15分，更に基板３の２光束F1,F2の中心光線の
中線に対する傾きを8.04゜とし、両面反射板の屈折率ｎ
＝1.46,露光波長458nmとすると基板上の干渉縞の1mm当
りの本数は約16本となる。更に回転大６を回転させて、
格子ピッチの微調整をすることにより基板３上の35mm角
の範囲に16本/mmの格子を形成することができた。
両面反射板Ｃの両面からの反射光束の強度のバランス
が悪いと形成される干渉縞のコントラストが低下する
が、上述したようにコーティングを施すことでこのバラ
ンス調整ができる。両面反射板の両面各々の反射率を高
めて多重干渉を行わせることにより、同じ格子ピッチで
デューティ比を変えた格子を作ることもできる。なお上
の実施例ではレーザビームを拡大して太い平行光束を得
るのに放物面鏡を用いているが、レーザを用いてもよい
ことは云うまでもない。
が悪いと形成される干渉縞のコントラストが低下する
が、上述したようにコーティングを施すことでこのバラ
ンス調整ができる。両面反射板の両面各々の反射率を高
めて多重干渉を行わせることにより、同じ格子ピッチで
デューティ比を変えた格子を作ることもできる。なお上
の実施例ではレーザビームを拡大して太い平行光束を得
るのに放物面鏡を用いているが、レーザを用いてもよい
ことは云うまでもない。
（発明の効果） 本発明によれば、装置全体として大きな寸法を必要と
せず、ピッチの大きい格子を容易に作ることができ、２
光束を交わらせるのと、２光束を得るのとが、従来装置
では別々の光学素子（半透明鏡と２枚の放射面鏡）で行
われていたのが、本発明では両面反射板と云う単一素子
で２光束の分割と交わりの両方を行っているので、装置
構成が従来例に比し簡単になり、格子ピッチの変更も両
面反射板だけ変えればよいから簡単にできる。
せず、ピッチの大きい格子を容易に作ることができ、２
光束を交わらせるのと、２光束を得るのとが、従来装置
では別々の光学素子（半透明鏡と２枚の放射面鏡）で行
われていたのが、本発明では両面反射板と云う単一素子
で２光束の分割と交わりの両方を行っているので、装置
構成が従来例に比し簡単になり、格子ピッチの変更も両
面反射板だけ変えればよいから簡単にできる。
第１図は本発明の作用説明図、第２図は本発明の一実施
例装置の平面図、第３図は従来例の平面図である。 １点レーザ、３……基板、４……放物面鏡、５……台、
６……台、Ｃ……両面反射板。
例装置の平面図、第３図は従来例の平面図である。 １点レーザ、３……基板、４……放物面鏡、５……台、
６……台、Ｃ……両面反射板。
Claims (1)
- 【請求項１】表面と裏面とが平行でなく或る角度で交わ
る平面であるような透明両面反射板に平行光束を入射さ
せ、表裏両面から同じ側に反射される二光束を基板上に
入射させるようにしたことを特徴とするホログラフィッ
ク露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27809489A JP2676951B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | ホログラフィック露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27809489A JP2676951B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | ホログラフィック露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138604A JPH03138604A (ja) | 1991-06-13 |
| JP2676951B2 true JP2676951B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=17592554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27809489A Expired - Lifetime JP2676951B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | ホログラフィック露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2676951B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-24 JP JP27809489A patent/JP2676951B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03138604A (ja) | 1991-06-13 |
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