JP3378708B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents

回折格子の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子の製造方
法に関する。 【0002】 【従来の技術】例えばCD(コンパクトディスク)等に
あっては、光源からの光ビームを複数の光ビームに分割
して情報記録媒体に照射する回折格子が備えられてい
る。この回折格子としては、例えば透光性基板上に凸上
の周期格子を形成したものが知られている。 【0003】この回折格子を製造するにあたっては、先
ず第1工程において、図9(a)に示されるように、透
光性基板としての例えばガラス基板1を用意し、次いで
第2工程において、図9(b)に示されるように、レジ
スト2を塗布し、次いで第3工程において、プリベーク
を行ってレジスト2中の溶剤を揮発させ、次いで第4工
程において、図9(c)に示されるように、レジスト2
を塗布したガラス基板1をモノクロベンゼン溶液に浸漬
して当該レジスト2の上部を溶け難くし、次いで第5工
程において、拡散を行って難溶層の厚みを増し、次いで
第6工程において、図9(d)に示されるように、回折
格子の凸部(格子部)に対応する部分をマスク板3を用
いて露光し、次いで第7工程において、図9(e)に示
されるように、現像を行って露光した部分を溶かす。 【0004】すると、第4工程において、モノクロベン
ゼンを浸漬して当該レジスト2の上部を溶け難くしてい
ることから、現像にて残されるレジスト膜は、図9
(e)に示されるように、上部が大きく下部が小さい断
面茸状のレジスト膜2a(ステンシル)となる。 【0005】次いで第8工程において、図9(f)に示
されるように、リンスを行い、次いで第9工程におい
て、乾燥(ポストベーク)を例えば120°Cの温度で
行い、次いで第10工程において、図9(g)に示され
るように、透光性格子材料としての例えば酸化膜4を蒸
着する。 【0006】すると、酸化膜4は、図9(g)に示され
るように、茸状のレジスト膜2aの上面及び上方から見
て茸状のレジスト膜2aがないガラス基板1上の部分に
蒸着される。 【0007】次いで第11工程において、図9(h)に
示されるように、茸状のレジスト膜2aを溶剤を用いて
除去することによりこの茸状のレジスト膜2a上の酸化
膜も除去する所謂リフトオフを行う。すると、ガラス基
板1上に凸上の周期格子(酸化膜4)が形成された回折
格子が得られることになる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のよう
に、現像にて残されるレジスト膜を茸状のレジスト膜2
aとなるように、レジスト2の上部にモノクロベンゼン
を浸漬し当該レジスト2上部を溶け難くしているが、こ
のようにモノクロベンゼンの浸漬を部分的に調整するこ
とは極めて難しいことから、理想的な茸状のレジスト膜
2a(図9参照)を作れずに側面凹部(図示下部)の高
さが低く幅の大きい茸状のレジスト膜となってしまうこ
とが多々あり、しかも拡散によるレジスト2の難溶層厚
みを増す調整も極めて難しいことからレジスト膜2aの
高さが設定高さより低くなってしまうことが多々あり、
このような状態で酸化膜を蒸着すると、図10に示され
るように、レジスト膜2a上の酸化膜とガラス基板1上
の酸化膜が分断されずに繋がってしまい、第11工程の
リフトオフが不可能になるといった問題があった。 【0009】すなわち、上述した製造方法では、安定し
た品質の回折格子を得ることは極めて難しかった。 【0010】そこで本発明は、安定した品質の回折格子
が簡易に製造される回折格子の製造方法を提供すること
を目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の回折格子の製造方法は、透光性基板上に
金属膜とレジストをこの順で積層する工程と、前記レジ
ストを回折格子の格子形状に対応した形状に取り除く工
程と、この形状に基づいて前記金属膜を取り除くエッチ
ング工程と、そのエッチング工程の後に前記レジストの
エッジ部分を収縮させる温度で乾燥させる乾燥工程と
前記透光性基板上に透光性格子材料を膜付けする工程
と、前記エッチング工程で残された金属膜を除去する工
程と、を有している。 【0012】このような請求項1における回折格子の製
造方法によれば、先ず透光性基板上に金属膜とレジスト
がこの順で積層され、次いでレジストが回折格子の格子
形状に対応した形状に取り除かれ、次いでこの形状に基
づいて金属膜がエッチングにより取り除かれる。このエ
ッチング量をオーバーエッチングとすると、残された金
属膜とこの金属膜上のレジストによって概ね所望の(許
容範囲内の)断面茸状が形成される。次いで透光性基板
上に透光性格子材料が膜付けされると、該透光性基板上
とレジスト上に膜付けがなされるが、残された金属膜と
この金属膜上のレジストによって上記断面茸状が形成さ
れていることから、該透光性基板上の透光性格子材料と
レジスト上の透光性格子材料とは繋がり難くなる。次い
で残された金属膜が除去されると、所望の回折格子が得
られることになる。 【0013】 【0014】また、このような請求項における回折格
子の製造方法によれば、エッチング工程の後に、乾燥工
程によってレジストのエッジ部分が収縮する温度で該レ
ジストが乾燥されると、レジストのエッジ部分が上方に
跳ね上がり恰も断面鳥の嘴のようになって当該エッジ部
分の透光性基板上からの高さが高くなり、後工程で膜付
けされる透光性格子材料は、透光性基板上とレジスト上
との間で完全に分断されるようになる。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の回折格子の製造方
法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず
第1工程において、図1(a)に示されるように、透光
性基板としての例えばガラス基板1を用意する。このガ
ラス基板1としては、例えば二酸化珪素(Si02 )を
主成分とし、酸化マグネシウム(MgO)、フッ化マグ
ネシウム(MgF2 )、アルミナ(Al23 )、酸化
鉛(PbO)等の添加物を含む通常のガラス基板が用い
られる。 【0016】次いで第2工程において、図1(b)に示
されるように、金属膜5を膜付けする。この金属膜5と
しては、例えばアルミニウム、銅、銀等が用いられる。 【0017】次いで第3工程において、図1(c)に示
されるように、レジスト2を塗布し、次いで第4工程に
おいて、プリベークを行ってレジスト2中の溶剤を揮発
させ、次いで第5工程において、回折格子の凸部(格子
部)に対応する部分をガラスマスク板(不図示)を用い
て露光し、次いで第6工程において、現像を行って、図
1(d)に示されるように、露光したレジスト部分を溶
かして非露光部分2bを残す。 【0018】次いで第7工程において、リンスを行い、
次いで第8工程において、乾燥(ポストベーク)を例え
ば120°Cの温度で行い、次いで第9工程において、
図1(e)に示されるように、金属膜5をウェットエッ
チングする。 【0019】ここで、本実施形態においては、上記ウェ
ットエッチングにて金属膜5をオーバーエッチングして
おり、図1(e)に示されるように、残された金属膜5
aがレジスト膜2bより小さくなるようにしている。す
なわち、この金属膜5のウェットオーバーエッチングに
よって、残された金属膜5aとこの金属膜5a上のレジ
スト膜2bにより概ね所望の(許容範囲内の)断面茸状
が形成される(図2参照)。 【0020】次いで第10工程において、図1(f)に
示されるように、透光性格子材料としての例えば酸化膜
6を蒸着する。酸化膜としては、ガラスと同様に透光性
の膜付けしやすい材料であれば良く、例えば二酸化珪素
(Si02 )、二酸化チタン(TiO2 )、アルミナ
(Al23 )等を用いることができ、また透明材料で
あるフッ化マグネシウム(MgF2 )等も用いることが
できる。何れの材料を選定するかはその材料による屈折
率を考慮して決めれば良い。 【0021】さて、上記のように酸化膜6の蒸着を行う
と、酸化膜6は、レジスト膜2b上及び上方から見てレ
ジスト膜2bがないガラス基板1上の部分に蒸着され
る。すなわち、上述のように、残された金属膜5aとこ
の金属膜5a上のレジスト膜2bによって上記断面茸状
が形成されていることから、酸化膜6は、レジスト膜2
b上とガラス基板1上との間で繋がり難くなる。 【0022】次いで第11工程において、図1(g)に
示されるように、レジスト膜2bをレジスト剥離液(例
えばアセトン系の溶剤)を用いて除去することによりこ
のレジスト膜2b上の酸化膜6も除去する所謂リフトオ
フを行う。 【0023】次いで第12工程において、図1(h)に
示されるように、残された金属膜5aを金属膜エッチン
グ液を用いて除去する。すると、ガラス基板1上に凸上
の周期格子(酸化膜6)が形成された回折格子が得られ
ることになる。 【0024】このように、本実施形態においては、先ず
ガラス基板1上に金属膜5とレジスト2をこの順で積層
し、次いでレジスト2を回折格子の格子形状に対応した
形状となるように取り除き、次いでこの形状2b(図1
参照)に基づいて金属膜5をエッチングにより取り除
き、このエッチング量をオーバーエッチングとして、残
された金属膜5aとこの金属膜5a上のレジスト膜2b
によって概ね所望の(許容範囲内の)断面茸状を形成
し、次いでガラス基板1上に酸化膜6を膜付けして、該
ガラス基板1上の酸化膜6とレジスト膜2b上の酸化膜
6とを上記断面茸状によって繋がり難くし、次いで残さ
れた金属膜5aを除去して所望の回折格子を得るように
構成しているので、安定した品質の回折格子を簡易に製
造することが可能となっている。 【0025】ところで、上記第9工程のウェットエッチ
ングで金属膜5をオーバーエッチングすると、残された
金属膜5aとこの金属膜5a上のレジスト膜2bによっ
て、図2に拡大して示されるような断面茸状が形成され
るわけであるが、この状態で、次工程の酸化膜6の蒸着
を行うと、図3に拡大して示されるように、ガラス基板
1上の酸化膜6とレジスト膜2b上の酸化膜6とが、境
界部位Aにて薄く繋がってしまうことがある。 【0026】このように薄く繋がってしまったものに対
して、後工程のリフトオフ処理、金属膜除去処理を行う
と、図4に拡大して示されるように、酸化膜6に舌状の
薄い突起6aが形成されてしまい、回折格子としては好
ましくない。 【0027】そこで、本実施形態においては、上記第9
工程のウェットエッチング処理の後に、乾燥機を用いて
通常の乾燥処理の温度より高い例えば130°C〜14
0°Cの温度での乾燥処理(ベーク)を行い、レジスト
のエッジ部分を収縮させる対策が施されている。すなわ
ち、この乾燥処理によって、図2に拡大して示されるレ
ジスト膜2bのエッジ部分2baが、図5に示されるよ
うに収縮し、上方に跳ね上げられて恰も断面鳥の嘴のよ
うなエッジ部分2bbにされ、当該エッジ部分2bbの
ガラス基板1からの高さが、当該乾燥処理の前よりも高
くされる。 【0028】従って、次工程の酸化膜の蒸着を行うと、
図6に拡大して示されるように、酸化膜6は、レジスト
膜2b上とガラス基板1上との間で完全に分断されるよ
うになる。 【0029】このように、本実施形態においては、第9
工程のエッチング処理の後に、乾燥工程を設けてこの乾
燥処理によってレジスト膜2bを乾燥し、レジスト膜2
bのエッジ部分2baを収縮させて当該エッジ部分2b
aを上方に跳ね上げて恰も断面鳥の嘴のようなエッジ部
分2bbとして、当該エッジ部分2bbのガラス基板1
からの高さを高くし、後工程で膜付けされる酸化膜6
を、ガラス基板1上とレジスト膜2b上との間で完全に
分断し得るように構成しているので、上述した効果を一
層高めることが可能となっている。 【0030】なお、上記第9工程のウェットエッチング
で金属膜5を殆どオーバーエッチングしないと、図7に
拡大して示されるように、金属膜5の側面とレジスト膜
2bの側面とが面一になってしまい、このような状態
で、次工程の酸化膜6の蒸着を行うと、図8に拡大して
示されるように、ガラス基板1上の酸化膜6とレジスト
膜2b上の酸化膜6とが、境界部位Aにて完全に繋がっ
てしまい、次工程のリフトオフ処理でレジスト膜2b及
び該レジスト膜2b上の酸化膜6を剥離できなくなるの
で、所望の回折格子を得ることはできなくなる。 【0031】なお、図1乃至図10においては、説明理
解の容易性を考慮しガラス基板1に対する積層を誇張し
て描いているが、実際には極めて薄い膜となっている。 【0032】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例
えば、上記実施形態においては、透光性基板をガラス基
板としているが、これに限定されるものではなく、例え
ばプラスチック基板としても良い。 【0033】また、上記実施形態においては、透光性格
子材料を酸化膜としているが、これに限定されるもので
はなく、例えばガラス材料や既に述べたフッ化マグネシ
ウムまたはプラスチックとしても良い。 【0034】また、上記実施形態においては、第11工
程でレジスト2bを除去し、第12工程で金属膜5aを
除去するようにしているが、このレジスト2b及び金属
膜5aの除去を、例えば硫酸加水(H2 SO4 +H2
2 )等を用いて同時に行うようにしても良い。 【0035】 【発明の効果】以上述べたように、請求項1の回折格子
の製造方法によれば、先ず透光性基板上に金属膜とレジ
ストをこの順で積層し、次いでレジストを回折格子の格
子形状に対応した形状に取り除き、次いでこの形状に基
づいて金属膜をエッチングにより取り除き、このエッチ
ング量をオーバーエッチングとして、残された金属膜と
この金属膜上のレジストによって概ね所望の(許容範囲
内の)断面茸状を形成し、次いで透光性基板上に透光性
格子材料を膜付けして、該透光性基板上の透光性格子材
料とレジスト上の透光性格子材料とを上記断面茸状によ
って繋がり難くし、次いで残された金属膜を除去して所
望の回折格子を得るように構成したものであるから、安
定した品質の回折格子を簡易に製造することが可能とな
る。 【0036】また、請求項の回折格子の製造方法
エッチング工程の後に、乾燥工程によってレジストのエ
ッジ部分が収縮する温度で該レジストを乾燥し、レジス
トのエッジ部分を上方に跳ね上げて恰も断面鳥の嘴のよ
うにして当該エッジ部分の透光性基板上からの高さを高
くし、後工程で膜付けされる透光性格子材料を、透光性
基板上とレジスト上との間で完全に分断し得るように構
成したものであるから、上述した効果を一層高めること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態における回折格子の製造方
法を表した各工程説明図である。 【図2】図1(e)の金属膜エッチング処理を施した時
の状態を詳細に表した拡大工程説明図である。 【図3】図1(f)の酸化膜蒸着処理を施した時の状態
で問題点が発生する状態を詳細に表した拡大工程説明図
である。 【図4】図3の状態で図1(g)のリフトオフ処理、図
1(h)の金属膜除去処理を施した時の状態を詳細に表
した拡大工程説明図である。 【図5】図1(e)の金属膜エッチング処理後に乾燥処
理を施した時の状態を詳細に表した拡大工程説明図であ
る。 【図6】図5の状態で図1(f)の酸化膜蒸着処理を施
した時の状態を詳細に表した拡大工程説明図である。 【図7】図1(e)の金属膜エッチング処理でオーバー
エッチングを殆ど施さない時の状態を詳細に表した拡大
工程説明図である。 【図8】図7の状態で図1(f)の酸化膜蒸着処理を施
した時の状態を詳細に表した拡大工程説明図である。 【図9】従来技術における回折格子の製造方法を表した
各工程説明図である。 【図10】従来技術における問題点を詳細に表した拡大
工程説明図である。 【符号の説明】 1 透光性基板 2 レジスト 2b 所定形状にされたレジスト 2ba,2bb レジストのエッジ部分 5 金属膜 5a エッチングされて残された金属膜 6 透光性格子材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/18

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 透光性基板上に金属膜とレジストをこの
    順で積層する工程と、 前記レジストを回折格子の格子形状に対応した形状に取
    り除く工程と、 この形状に基づいて前記金属膜を取り除くエッチング工
    程と、そのエッチング工程の後に前記レジストのエッジ部分を
    収縮させる温度で乾燥させる乾燥工程と 、 前記透光性基板上に透光性格子材料を膜付けする工程
    と、 前記エッチング工程で残された金属膜を除去する工程
    と、を有する回折格子の製造方法。
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