JP3029524B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、各種光メモリ
装置用の光ピックアップ等に使用される光学素子の製造
方法に関する。詳しくは、この回折素子を構成する回折
格子の、断面形状が鋸刃状をなすものについて、光利用
効率に優れた回折格子の製造方法に関する。
装置用の光ピックアップ等に使用される光学素子の製造
方法に関する。詳しくは、この回折素子を構成する回折
格子の、断面形状が鋸刃状をなすものについて、光利用
効率に優れた回折格子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、再生専用型、追記型及び書き換え
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。このような光メモリ素子に情報を記録するために用
いられる光ピックアップについては、部品点数の削減に
よる小型軽量化及び高信頼性を達成するため、複数の光
学機能を有する回折素子を使用することが盛んに行われ
ている。この回折素子においては、回折素子を構成する
回折格子の断面形状を鋸刃形状にすると、光利用効率の
改善が図れることが分かっている。
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。このような光メモリ素子に情報を記録するために用
いられる光ピックアップについては、部品点数の削減に
よる小型軽量化及び高信頼性を達成するため、複数の光
学機能を有する回折素子を使用することが盛んに行われ
ている。この回折素子においては、回折素子を構成する
回折格子の断面形状を鋸刃形状にすると、光利用効率の
改善が図れることが分かっている。
【０００３】この鋸刃状の断面形状を有する回折格子の
製造方法について説明する。図５に作製工程の概略を示
す。
製造方法について説明する。図５に作製工程の概略を示
す。
【０００４】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。
を演算し、このパターンに基づいて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。
【０００５】次に、このレティクルを用いてフォトリピ
ーターにより上記拡大パターンを光学的に１／１０に縮
小し、透光性の基板上に遮光性の膜をパターン形成して
フォトマスクを作製する。
ーターにより上記拡大パターンを光学的に１／１０に縮
小し、透光性の基板上に遮光性の膜をパターン形成して
フォトマスクを作製する。
【０００６】このフォトマスクの作製では、まず、図５
（ａ）に示すようにフォトマスク用透光性基板２１表面
上に遮光性薄膜２２を全面に形成する。
（ａ）に示すようにフォトマスク用透光性基板２１表面
上に遮光性薄膜２２を全面に形成する。
【０００７】そして、図５（ｂ）に示すように、この遮
光性薄膜２２をエッチングし、光透過部Ａと非透過部Ｂ
とをパターン形成してフォトマスク２３を得る。
光性薄膜２２をエッチングし、光透過部Ａと非透過部Ｂ
とをパターン形成してフォトマスク２３を得る。
【０００８】他方、図５（ｃ）に示すようにガラス等の
回折格子用透光性基板２４（以下、単に基板２４とい
う）を用意し、この基板２４の表面を洗剤、水或は有機
溶剤を用いて洗浄しておく。
回折格子用透光性基板２４（以下、単に基板２４とい
う）を用意し、この基板２４の表面を洗剤、水或は有機
溶剤を用いて洗浄しておく。
【０００９】次に、図５（ｄ）に示すように、この基板
２４の表面にスピンコーター等のコーティング機器を用
いてレジスト２５を被覆する。
２４の表面にスピンコーター等のコーティング機器を用
いてレジスト２５を被覆する。
【００１０】次に、図５（ｅ）に示すように基板２４の
レジスト２５表面上に前記のフォトマスク２３のパター
ン側を密着させ、フォトマスク２３の外方側からフォト
マスク２３基板に垂直に紫外線を照射する。この操作に
よりレジスト２５にフォトマスク２３の回折格子パター
ンの潜像を形成する。
レジスト２５表面上に前記のフォトマスク２３のパター
ン側を密着させ、フォトマスク２３の外方側からフォト
マスク２３基板に垂直に紫外線を照射する。この操作に
よりレジスト２５にフォトマスク２３の回折格子パター
ンの潜像を形成する。
【００１１】続いて、図５（ｆ）に示すように、このレ
ジスト２５を現像し、回折格子パターンとして複数の窓
部２６、２６…を形成する。
ジスト２５を現像し、回折格子パターンとして複数の窓
部２６、２６…を形成する。
【００１２】最後に、図５（ｇ）に示すように、レジス
ト２５を介し、斜め方向から基板２４にＡｒ（アルゴ
ン）ガスのイオンビームを照射してエッチングを施す。
この時のイオンビームの照射は、最終的に形成される回
折格子の鋸刃（ブレーズ）断面の両傾斜面の内、長い方
の傾斜面に平行な方向から行っている。
ト２５を介し、斜め方向から基板２４にＡｒ（アルゴ
ン）ガスのイオンビームを照射してエッチングを施す。
この時のイオンビームの照射は、最終的に形成される回
折格子の鋸刃（ブレーズ）断面の両傾斜面の内、長い方
の傾斜面に平行な方向から行っている。
【００１３】こうして図５（ｈ）に示すような鋸刃（ブ
レーズ）状の回折格子２７、２７…を得る。
レーズ）状の回折格子２７、２７…を得る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の回折
格子に用いる基板２４としては、耐環境性及び光学特性
等を考慮すると、ガラス基板が最適とされている。ガラ
ス基板をＡｒガスのイオンビームで物理的にエッチング
する場合、ガラス基板がエッチングされる速さと、この
ガラス基板上に形成されたレジスト２５がエッチングさ
れる速さとでは、レジスト２５がエッチングされる速さ
の方が圧倒的に速い。このため、ガラス基板の表面が目
標断面形状にエッチングされるまでにマスクであるレジ
スト２５が消失してしまう。このような状態で、エッチ
ングを続けて行くと、形成される回折格子２７、２７…
の断面形状は、エッジがだれ、ブレーズ角が所望のブレ
ーズ角より小さかったり、格子深さｈも所望の深さより
かなり浅くなったりする。その結果、ブレーズ特性が低
下し、＋１次回折光と−１次回折光の回折光量の差が小
さくなって、光利用効率の改善が図れなくなる。
格子に用いる基板２４としては、耐環境性及び光学特性
等を考慮すると、ガラス基板が最適とされている。ガラ
ス基板をＡｒガスのイオンビームで物理的にエッチング
する場合、ガラス基板がエッチングされる速さと、この
ガラス基板上に形成されたレジスト２５がエッチングさ
れる速さとでは、レジスト２５がエッチングされる速さ
の方が圧倒的に速い。このため、ガラス基板の表面が目
標断面形状にエッチングされるまでにマスクであるレジ
スト２５が消失してしまう。このような状態で、エッチ
ングを続けて行くと、形成される回折格子２７、２７…
の断面形状は、エッジがだれ、ブレーズ角が所望のブレ
ーズ角より小さかったり、格子深さｈも所望の深さより
かなり浅くなったりする。その結果、ブレーズ特性が低
下し、＋１次回折光と−１次回折光の回折光量の差が小
さくなって、光利用効率の改善が図れなくなる。
【００１５】他方、ガラスよりもエッチングされる速度
の小さいマスク材を用いた場合には、エッチングされた
マスク材の再付着が発生したり、エッチング終了後のマ
スク材の除去が困難になるという問題がある。
の小さいマスク材を用いた場合には、エッチングされた
マスク材の再付着が発生したり、エッチング終了後のマ
スク材の除去が困難になるという問題がある。
【００１６】これらの問題に対しては、照射するイオン
ビームとして、例えば、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ4等のＣ
Ｆ系のガスを用いれば、ガラスのエッチング速度がレジ
ストのエッチング速度より十分に大きいので、良好な断
面形状が得られることが知られている。
ビームとして、例えば、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ4等のＣ
Ｆ系のガスを用いれば、ガラスのエッチング速度がレジ
ストのエッチング速度より十分に大きいので、良好な断
面形状が得られることが知られている。
【００１７】しかしながら、ＣＦ系のガスはイオンビー
ム生成時に分解したＣ原子（カーボン）が、エッチング
装置内の加工室（真空槽）の内壁に大量に付着し、付着
したカーボンの影響によりガラスのエッチング速度が大
きく変化するので、再現性のよい加工が困難となる。内
壁に付着したカーボンについては、エッチング終了毎に
加工室内のクリーニングを実施することで対応できる
が、この場合、量産性が格段に低下する。
ム生成時に分解したＣ原子（カーボン）が、エッチング
装置内の加工室（真空槽）の内壁に大量に付着し、付着
したカーボンの影響によりガラスのエッチング速度が大
きく変化するので、再現性のよい加工が困難となる。内
壁に付着したカーボンについては、エッチング終了毎に
加工室内のクリーニングを実施することで対応できる
が、この場合、量産性が格段に低下する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の回折格子の製造
方法は、透光性の基板表面をエッチングすることによっ
て、基板表面に、傾斜方向の長さが異なる一対の斜面を
有する断面三角形が同一のピッチにて設けられた断面鋸
刃状の回析格子を形成する方法であって、基板表面にレ
ジストを設けて、それぞれが断面矩形状をした突条が回
折格子の断面三角形のピッチと同一のピッチで設けられ
たマスクパターンを形成する工程と、前記レジストに対
するエッチング速度が前記基板に対するエッチング速度
よりも速いイオンビームを、前記マスクパターンの各突
条に対して傾斜状態で照射して、前記基板のエッチング
を行う工程とを包含し、前記イオンビームを、基板に形
成される回析格子の断面三角形における傾斜方向の長い
斜面に対して垂直になるように照射することを特徴とす
る。
方法は、透光性の基板表面をエッチングすることによっ
て、基板表面に、傾斜方向の長さが異なる一対の斜面を
有する断面三角形が同一のピッチにて設けられた断面鋸
刃状の回析格子を形成する方法であって、基板表面にレ
ジストを設けて、それぞれが断面矩形状をした突条が回
折格子の断面三角形のピッチと同一のピッチで設けられ
たマスクパターンを形成する工程と、前記レジストに対
するエッチング速度が前記基板に対するエッチング速度
よりも速いイオンビームを、前記マスクパターンの各突
条に対して傾斜状態で照射して、前記基板のエッチング
を行う工程とを包含し、前記イオンビームを、基板に形
成される回析格子の断面三角形における傾斜方向の長い
斜面に対して垂直になるように照射することを特徴とす
る。
【００１９】
【作用】本発明の回折格子の製造方法では、鋸刃状断面
になった回折格子の断面三角形における傾斜方向に沿っ
た方向の長さが長い斜面に対して垂直になるようにイオ
ンビームが照射されると、レジストが、基板よりも速く
エッチングされるものの、レジスト膜の厚さを大きくす
ることにより、基板が所定の断面鋸刃状に形成されるま
では、レジストが完全にはエッチングされない。これに
より、所定の断面鋸刃形状をした回折格子が形成され
る。
になった回折格子の断面三角形における傾斜方向に沿っ
た方向の長さが長い斜面に対して垂直になるようにイオ
ンビームが照射されると、レジストが、基板よりも速く
エッチングされるものの、レジスト膜の厚さを大きくす
ることにより、基板が所定の断面鋸刃状に形成されるま
では、レジストが完全にはエッチングされない。これに
より、所定の断面鋸刃形状をした回折格子が形成され
る。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
によって本発明が限定されるものではない。図１に本発
明に係る回折格子の概略の製造工程を示す。
によって本発明が限定されるものではない。図１に本発
明に係る回折格子の概略の製造工程を示す。
【００２１】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を走査し
て、例えば十倍の拡大パターンを有するレティクルを作
製する。
を演算し、このパターンに基づいて電子ビームを走査し
て、例えば十倍の拡大パターンを有するレティクルを作
製する。
【００２２】次にこのレティクルを用いてフォトリピー
ターにより上記拡大パターンを光学的に１／１０に縮小
し、透光性基板上に遮光性膜をパターン形成してフォト
マスクを作製する。このフォトマスクの作製において
は、先ず、図１（ａ）に示すように透光性基板１表面上
に遮光性薄膜２を全面に形成する。
ターにより上記拡大パターンを光学的に１／１０に縮小
し、透光性基板上に遮光性膜をパターン形成してフォト
マスクを作製する。このフォトマスクの作製において
は、先ず、図１（ａ）に示すように透光性基板１表面上
に遮光性薄膜２を全面に形成する。
【００２３】そして、図１（ｂ）に示すように、この遮
光性薄膜２をエッチングして所定の光透過部Ａと非透過
部Ｂをパターン形成し、フォトマスク３を得る。
光性薄膜２をエッチングして所定の光透過部Ａと非透過
部Ｂをパターン形成し、フォトマスク３を得る。
【００２４】他方、図１（ｃ）に示すように回折格子用
の透光性基板４を用意し、この透光性基板４の表面を洗
剤、水或は有機溶剤を用いて洗浄しておく。本実施例で
は、この回折格子用の透光性基板４としてガラス基板を
用いた。（以下、透光性基板４をガラス基板４とする）
次に、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板４の表面に
スピンコーター等のコーティング機器を用いてレジスト
５を被覆する。
の透光性基板４を用意し、この透光性基板４の表面を洗
剤、水或は有機溶剤を用いて洗浄しておく。本実施例で
は、この回折格子用の透光性基板４としてガラス基板を
用いた。（以下、透光性基板４をガラス基板４とする）
次に、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板４の表面に
スピンコーター等のコーティング機器を用いてレジスト
５を被覆する。
【００２５】そして、図１（ｅ）に示すように、ガラス
基板４上のレジスト５表面上に前記のフォトマスク３の
遮光性薄膜２のパターンが形成された側を密着させる。
基板４上のレジスト５表面上に前記のフォトマスク３の
遮光性薄膜２のパターンが形成された側を密着させる。
【００２６】続いて、フォトマスク３の外方側から、ガ
ラス基板４の表面に直角に紫外線を照射して露光する。
この工程によりレジスト５にフォトマスク３の回折格子
パターンの潜像を形成する。
ラス基板４の表面に直角に紫外線を照射して露光する。
この工程によりレジスト５にフォトマスク３の回折格子
パターンの潜像を形成する。
【００２７】そして、図１（ｆ）に示すように、このレ
ジスト５を現像し、レジスト５に回折格子パターンとし
て、複数の窓部６、６…を形成し、断面矩形状をした突
条が、各窓部６間に形成されたレジストを得る。
ジスト５を現像し、レジスト５に回折格子パターンとし
て、複数の窓部６、６…を形成し、断面矩形状をした突
条が、各窓部６間に形成されたレジストを得る。
【００２８】次に、Ａｒ（アルゴン）ガスのイオンビー
ムを照射してエッチングを施すことにより、図１（ｇ）
に示すような鋸刃（ブレーズ）状の断面を有する回折格
子７を得る。
ムを照射してエッチングを施すことにより、図１（ｇ）
に示すような鋸刃（ブレーズ）状の断面を有する回折格
子７を得る。
【００２９】エッチング後、不要となったレジスト５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
またはＯ2ガスで灰化除去すれば良い。
残存していれば、例えばアセトン等の溶剤で除去するか
またはＯ2ガスで灰化除去すれば良い。
【００３０】さて、ここで、レジスト断面形状とイオン
ビームの照射条件の関係について説明する。
ビームの照射条件の関係について説明する。
【００３１】図２に、回折格子の、目標とする鋸刃状断
面形状を示す。図２（ａ）においてθ1がブレーズ角、
ｄがブレーズ深さである。形成される鋸刃状断面の三角
形において、長い斜辺と基板表面とのなす角をθ1（ブ
レーズ角）、短い斜辺と基板表面とのなす角をθ2（θ1
＜θ2）とする。この鋸刃状断面はその頂角φが図２
（ｂ）に示すように鋭角で、短辺が基板に対して垂直
（すなわちθ2＝９０゜）な形状の場合に＋１次光量を
最も多くとれるが、本実施例で用いるＡｒのイオンビー
ム照射では加工上不可能であり、頂角φは最低でも約９
０゜ぐらいの形状となる。従って、ほぼθ2＝９０゜−
θ1である。
面形状を示す。図２（ａ）においてθ1がブレーズ角、
ｄがブレーズ深さである。形成される鋸刃状断面の三角
形において、長い斜辺と基板表面とのなす角をθ1（ブ
レーズ角）、短い斜辺と基板表面とのなす角をθ2（θ1
＜θ2）とする。この鋸刃状断面はその頂角φが図２
（ｂ）に示すように鋭角で、短辺が基板に対して垂直
（すなわちθ2＝９０゜）な形状の場合に＋１次光量を
最も多くとれるが、本実施例で用いるＡｒのイオンビー
ム照射では加工上不可能であり、頂角φは最低でも約９
０゜ぐらいの形状となる。従って、ほぼθ2＝９０゜−
θ1である。
【００３２】次に、図３、図４を用いて、イオンビーム
の照射方向の違いにより、回折格子の鋸刃状断面形状の
形成状態が異なることを説明する。
の照射方向の違いにより、回折格子の鋸刃状断面形状の
形成状態が異なることを説明する。
【００３３】図３（ａ）にイオンビーム照射前のガラス
基板４を示す。図３（ａ）に示すように、イオンビーム
照射前のガラス基板４において回折格子のパターンのピ
ッチをｐ、レジスト５の窓部６の幅をＷ1、レジストの
膜厚をａ1とする。説明上、レジスト５の複数の矩形断
面の内の二つを取り挙げ、便宜的にレジスト５１、レジ
スト５２として、このレジスト５１、レジスト５２の部
分に着目して説明を進める。なお、レジスト５１につい
ては以下に示すように、説明上、その変形体としてレジ
スト５１'、５１''も取り挙げる。以下の説明の内容に
ついては他のレジスト部についても同様のことが言え
る。
基板４を示す。図３（ａ）に示すように、イオンビーム
照射前のガラス基板４において回折格子のパターンのピ
ッチをｐ、レジスト５の窓部６の幅をＷ1、レジストの
膜厚をａ1とする。説明上、レジスト５の複数の矩形断
面の内の二つを取り挙げ、便宜的にレジスト５１、レジ
スト５２として、このレジスト５１、レジスト５２の部
分に着目して説明を進める。なお、レジスト５１につい
ては以下に示すように、説明上、その変形体としてレジ
スト５１'、５１''も取り挙げる。以下の説明の内容に
ついては他のレジスト部についても同様のことが言え
る。
【００３４】レジスト５１の各頂点をＨ1、Ｉ1、Ｊ1、
Ｋ1、レジスト５１'の各頂点をＨ1'、Ｉ1、Ｊ1、Ｋ1'、
レジスト５１''の各頂点をＨ1''、Ｉ1、Ｊ1、Ｋ1''、レ
ジスト５２の各頂点をＨ2、Ｉ2、Ｊ2、Ｋ2で示す。イオ
ンビームの照射方向はθ1、θ2のいずれかとなるが、ま
ず、従来の照射方向であるθ1からイオンビームを照射
する場合について説明する。
Ｋ1、レジスト５１'の各頂点をＨ1'、Ｉ1、Ｊ1、Ｋ1'、
レジスト５１''の各頂点をＨ1''、Ｉ1、Ｊ1、Ｋ1''、レ
ジスト５２の各頂点をＨ2、Ｉ2、Ｊ2、Ｋ2で示す。イオ
ンビームの照射方向はθ1、θ2のいずれかとなるが、ま
ず、従来の照射方向であるθ1からイオンビームを照射
する場合について説明する。
【００３５】今、ガラス基板４に対してθ1の方向から
照射され、エッチング開始時にレジスト５１'の頂点
Ｈ1'を通過するイオンビームＡｒ'について考えると、
このイオンビームＡｒ'が図の左に隣接するレジスト５
２の辺Ｉ2Ｊ2内を通過するような場合、この経路に平行
でこの経路より上方にある経路を通過するビームは照射
が始まっても二つのレジスト５１'、５２を侵食してゆ
き、レジスト５１'の侵食が進んでガラス基板面４に到
達するのにしばらく時間を要する。従って、レジスト５
１'の頂点Ｈ1'が侵食されてゆき、この照射方向のイオ
ンビームＡｒ'が初めてガラス基板４の表面（レジスト
５２の頂点Ｊ2）に到達する頃にはレジスト５２の侵食
も進み、特にガラスよりエッチングされる速度が格段に
速い材質のレジストの場合には、レジスト５１'やレジ
スト５２の大半が侵食された後にガラス基板４の侵食が
始まる。従って、図３（ｂ）に示すように、エッチング
の途中段階でレジストが消失する。このような場合、こ
の状態からさらにイオンビームを照射してエッチングを
続けて行くと、最終段階では、図３（ｃ）に示すよう
に、所望の断面の三角形状より頂角が偏平になり、他の
部分の輪郭も丸みをおびたような断面形状になる。ブレ
ーズ角ηも所望のブレーズ角θ1より小さい。ブレーズ
深さｈも所望のブレーズ深さｄより浅い。このような断
面形状の回折格子は光の利用効率が悪い。
照射され、エッチング開始時にレジスト５１'の頂点
Ｈ1'を通過するイオンビームＡｒ'について考えると、
このイオンビームＡｒ'が図の左に隣接するレジスト５
２の辺Ｉ2Ｊ2内を通過するような場合、この経路に平行
でこの経路より上方にある経路を通過するビームは照射
が始まっても二つのレジスト５１'、５２を侵食してゆ
き、レジスト５１'の侵食が進んでガラス基板面４に到
達するのにしばらく時間を要する。従って、レジスト５
１'の頂点Ｈ1'が侵食されてゆき、この照射方向のイオ
ンビームＡｒ'が初めてガラス基板４の表面（レジスト
５２の頂点Ｊ2）に到達する頃にはレジスト５２の侵食
も進み、特にガラスよりエッチングされる速度が格段に
速い材質のレジストの場合には、レジスト５１'やレジ
スト５２の大半が侵食された後にガラス基板４の侵食が
始まる。従って、図３（ｂ）に示すように、エッチング
の途中段階でレジストが消失する。このような場合、こ
の状態からさらにイオンビームを照射してエッチングを
続けて行くと、最終段階では、図３（ｃ）に示すよう
に、所望の断面の三角形状より頂角が偏平になり、他の
部分の輪郭も丸みをおびたような断面形状になる。ブレ
ーズ角ηも所望のブレーズ角θ1より小さい。ブレーズ
深さｈも所望のブレーズ深さｄより浅い。このような断
面形状の回折格子は光の利用効率が悪い。
【００３６】また、照射角θ1、膜厚ａ1、およびマスク
ピッチｐは上記と同様にしたままで、レジスト５１''の
頂点Ｈ1''を通過するイオンビームＡｒ''が、エッチン
グ開始時に、既に、レジスト５２の辺Ｉ2Ｊ2のガラス基
板４内への延長部と交わるような経路を通る場合、レジ
スト５１''の辺Ｈ1''Ｋ1''は元の辺Ｈ1'Ｋ1'よりも図の
右側へ移動した形になる。即ち元のレジスト５１'
（Ｈ1'Ｉ1Ｊ1Ｋ1'）がガラス基板４表面に沿った方向に
縮小されてレジスト５１''（Ｈ1''Ｉ1Ｊ1Ｋ1''）になっ
たような条件と同一になる。この場合、ガラス基板４に
対する侵食は、エッチングの開始と同時に始まる状態に
なるが、その分、今述べたように、レジスト５１''（Ｈ
1''Ｉ1Ｊ1Ｋ1''）はレジスト５１'（Ｈ1'Ｉ1Ｊ1Ｋ1'）
より断面積が小さいので、やはりレジスト５が速く侵食
され、上記と同じような結果になる。
ピッチｐは上記と同様にしたままで、レジスト５１''の
頂点Ｈ1''を通過するイオンビームＡｒ''が、エッチン
グ開始時に、既に、レジスト５２の辺Ｉ2Ｊ2のガラス基
板４内への延長部と交わるような経路を通る場合、レジ
スト５１''の辺Ｈ1''Ｋ1''は元の辺Ｈ1'Ｋ1'よりも図の
右側へ移動した形になる。即ち元のレジスト５１'
（Ｈ1'Ｉ1Ｊ1Ｋ1'）がガラス基板４表面に沿った方向に
縮小されてレジスト５１''（Ｈ1''Ｉ1Ｊ1Ｋ1''）になっ
たような条件と同一になる。この場合、ガラス基板４に
対する侵食は、エッチングの開始と同時に始まる状態に
なるが、その分、今述べたように、レジスト５１''（Ｈ
1''Ｉ1Ｊ1Ｋ1''）はレジスト５１'（Ｈ1'Ｉ1Ｊ1Ｋ1'）
より断面積が小さいので、やはりレジスト５が速く侵食
され、上記と同じような結果になる。
【００３７】そこで、レジスト５の配設ピッチｐ、レジ
スト膜厚ａ1、および照射方向θ1が同じ条件である場合
には、エッチングの開始時にＨ1を通過するイオンビー
ムが隣接するレジスト５２のＪ2点を通過する形がもっ
とも効率のよい経路となる。すなわち、エッチング開始
直後にガラスの侵食が始まり、かつ、前記後者の例より
もレジスト断面が大きいレジスト５１（Ｈ1Ｉ1Ｊ1Ｋ1）
の場合である。
スト膜厚ａ1、および照射方向θ1が同じ条件である場合
には、エッチングの開始時にＨ1を通過するイオンビー
ムが隣接するレジスト５２のＪ2点を通過する形がもっ
とも効率のよい経路となる。すなわち、エッチング開始
直後にガラスの侵食が始まり、かつ、前記後者の例より
もレジスト断面が大きいレジスト５１（Ｈ1Ｉ1Ｊ1Ｋ1）
の場合である。
【００３８】ここで、照射方向がθ1のイオンビームＡ
ｒが、今述べた、エッチング開始時にレジスト５１の頂
点Ｈ1とレジスト５２の頂点Ｊ2を通過する場合のレジス
ト５１の断面積について検討する。この条件でレジスト
５１の断面積が最大に確保できる場合の窓部６の幅Ｗ1
を考える。
ｒが、今述べた、エッチング開始時にレジスト５１の頂
点Ｈ1とレジスト５２の頂点Ｊ2を通過する場合のレジス
ト５１の断面積について検討する。この条件でレジスト
５１の断面積が最大に確保できる場合の窓部６の幅Ｗ1
を考える。
【００３９】レジスト５１の断面積をＳ1とすると Ｓ1＝（ｐ−Ｗ1）・ａ1 ここで、ｔａｎθ1＝ａ1／Ｗ1であるので Ｓ1＝ｔａｎθ1・Ｗ1（ｐ−Ｗ1） Ｓ1の最大値Ｓ1maxはＷ1＝ｐ／２の時、Ｓ1max＝（ｐ2
／４）・ｔａｎθ1となる。
／４）・ｔａｎθ1となる。
【００４０】同様にして、図４（ａ）に示すように、ガ
ラス基板４に対するイオンビームの照射方向を短い方の
斜辺に平行な方向θ2（基板とのなす角がθ2）にした場
合のレジスト５１の断面積Ｓ2を考える。マスクピッチ
ｐは前記と同様である。膜厚をａ2、窓部６の幅をＷ2と
すると、 Ｓ2＝（ｐ−Ｗ2）・ａ2 ここで、ｔａｎθ2＝ａ2／Ｗ2であるので Ｓ2＝ｔａｎθ2・Ｗ2（ｐ−Ｗ2） Ｓ2の最大値Ｓ2maxはＷ2＝ｐ／２の時、Ｓ2max＝（ｐ2
／４）・ｔａｎθ2となる。
ラス基板４に対するイオンビームの照射方向を短い方の
斜辺に平行な方向θ2（基板とのなす角がθ2）にした場
合のレジスト５１の断面積Ｓ2を考える。マスクピッチ
ｐは前記と同様である。膜厚をａ2、窓部６の幅をＷ2と
すると、 Ｓ2＝（ｐ−Ｗ2）・ａ2 ここで、ｔａｎθ2＝ａ2／Ｗ2であるので Ｓ2＝ｔａｎθ2・Ｗ2（ｐ−Ｗ2） Ｓ2の最大値Ｓ2maxはＷ2＝ｐ／２の時、Ｓ2max＝（ｐ2
／４）・ｔａｎθ2となる。
【００４１】 θ1＜θ2であるので、ｔａｎθ1＜ｔａｎθ2 すなわち、Ｓ2max＞Ｓ1max このように、イオンビームの照射方向を、鋸刃状断面の
短辺に平行な方向（基板とのなす角がθ2＝９０゜−
θ1）、すなわち鋸刃状断面の長辺に垂直な方向にする
ことにより、レジストの断面積を大きくとれる。
短辺に平行な方向（基板とのなす角がθ2＝９０゜−
θ1）、すなわち鋸刃状断面の長辺に垂直な方向にする
ことにより、レジストの断面積を大きくとれる。
【００４２】従って、図４（ｂ）に示すように、エッチ
ングの途中段階においてもレジストは確実に残存してい
るので、エッチング終了後は、図４（ｃ）に示すよう
に、ブレーズ角が略θ1、ブレーズ深さが略ｄの鋸刃状
断面を有する回折格子を得ることができる。
ングの途中段階においてもレジストは確実に残存してい
るので、エッチング終了後は、図４（ｃ）に示すよう
に、ブレーズ角が略θ1、ブレーズ深さが略ｄの鋸刃状
断面を有する回折格子を得ることができる。
【００４３】その結果、光メモリ素子からの反射光に対
する本回折素子での＋１次回折光、つまり光検出器に導
かれる回折光の光量を増すことにより、レーザーから光
メモリ素子に至る光路中でレーザー光が回折素子を通過
する際の０次回折効率（透過光）と、前記＋１次回折効
率との積で与えられる往復光利用効率が向上し、光検出
器でより正確な情報の検出が行える。
する本回折素子での＋１次回折光、つまり光検出器に導
かれる回折光の光量を増すことにより、レーザーから光
メモリ素子に至る光路中でレーザー光が回折素子を通過
する際の０次回折効率（透過光）と、前記＋１次回折効
率との積で与えられる往復光利用効率が向上し、光検出
器でより正確な情報の検出が行える。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係る回折格子の製造方法は、こ
のように、マスクパターンにおける断面矩形上をした突
条に対して、基板表面に形成される断面鋸刃状の回折格
子における断面三角形部分の長い斜面に対してイオンビ
ームが垂直に照射されるようになっているために、マス
クパターンを構成するレジストを適当な厚さとすること
により、基板表面を所定の鋸刃形状になるまで、レジス
トが残存する。従って、それぞれの回折格子は、断面三
角形部分のエッジがだれるおそれがなく、また、所定の
ブレーズ角およびブレーズ深さとすることができる。そ
の結果、光利用効率の高い回折格子を確実に製造するこ
とができる。しかも、マスクパターンを構成するレジス
トのエッチング速度が、基板のエッチング速度よりも速
くなっているために、エッチングされたレジストの再付
着が発生するおそれがなく、また、エッチング終了後の
レジストも、容易に除去することができる。
のように、マスクパターンにおける断面矩形上をした突
条に対して、基板表面に形成される断面鋸刃状の回折格
子における断面三角形部分の長い斜面に対してイオンビ
ームが垂直に照射されるようになっているために、マス
クパターンを構成するレジストを適当な厚さとすること
により、基板表面を所定の鋸刃形状になるまで、レジス
トが残存する。従って、それぞれの回折格子は、断面三
角形部分のエッジがだれるおそれがなく、また、所定の
ブレーズ角およびブレーズ深さとすることができる。そ
の結果、光利用効率の高い回折格子を確実に製造するこ
とができる。しかも、マスクパターンを構成するレジス
トのエッチング速度が、基板のエッチング速度よりも速
くなっているために、エッチングされたレジストの再付
着が発生するおそれがなく、また、エッチング終了後の
レジストも、容易に除去することができる。
【図１】本発明に係る回折格子の概略の製造工程を示す
図である。
図である。
【図２】回折格子の理想的な鋸刃状断面を示す図であ
る。
る。
【図３】鋸刃状断面の長辺に平行な方向からイオンビー
ムを照射した場合のエッチングの様子を示す図である。
ムを照射した場合のエッチングの様子を示す図である。
【図４】鋸刃状断面の長辺に垂直な方向からイオンビー
ムを照射した場合のエッチングの様子を示す図である。
ムを照射した場合のエッチングの様子を示す図である。
【図５】従来の回折格子の概略の製造工程を示す図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ 透光性基板 ２ 遮光性薄膜 ３ フォトマスク ４ ガラス基板 ５ レジスト ６ 窓部 ７ 回折格子
Claims (1)
- 【請求項１】 透光性の基板表面をエッチングすること
によって、基板表面に、傾斜方向の長さが異なる一対の
斜面を有する断面三角形が同一のピッチにて設けられた
断面鋸刃状の回析格子を形成する方法であって、 基板表面にレジストを設けて、それぞれが断面矩形状を
した突条が回折格子の断面三角形のピッチと同一のピッ
チで設けられた マスクパターンを形成する工程と、前記レジストに対するエッチング速度が前記基板に対す
るエッチング速度よりも速いイオンビームを、前記マス
クパターンの各突条に対して傾斜状態で照射して、前記
基板の エッチングを行う工程とを包含し、前記イオンビームを、基板に形成される回析格子の断面
三角形における傾斜方向の長い斜面に対して垂直になる
ように照射することを特徴とする 回析格子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250831A JP3029524B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 回折格子の製造方法 |
| DE19944435752 DE4435752C2 (de) | 1993-10-06 | 1994-10-06 | Verfahren zum Herstellen eines Beugungsgitters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250831A JP3029524B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 回折格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07104112A JPH07104112A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3029524B2 true JP3029524B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17213675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250831A Expired - Fee Related JP3029524B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029524B2 (ja) |
| DE (1) | DE4435752C2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE527896C2 (sv) | 2003-05-20 | 2006-07-04 | Aamic Ab | Optisk testanordning för biologiska prover, samt en microarray till anordningen och metoden för dess användning |
| US7175773B1 (en) | 2004-06-14 | 2007-02-13 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Method for manufacturing a blazed grating, such a blazed grating and a spectrometer having such a blazed grating |
| JP4873015B2 (ja) * | 2007-01-05 | 2012-02-08 | 株式会社島津製作所 | ブレーズ型回折格子の製造方法 |
| EP3994507A4 (en) * | 2019-07-01 | 2023-04-05 | Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. | DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING IT |
| CN110596801B (zh) * | 2019-09-10 | 2020-11-10 | 南方科技大学 | 闪耀光栅及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5275341A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-24 | Rikagaku Kenkyusho | Method of producing echelette grating |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250831A patent/JP3029524B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-06 DE DE19944435752 patent/DE4435752C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07104112A (ja) | 1995-04-21 |
| DE4435752A1 (de) | 1995-04-20 |
| DE4435752C2 (de) | 1996-12-12 |
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