JP4396320B2 - Method for producing blazed diffraction grating, blazed diffraction grating and optical sheet - Google Patents

Method for producing blazed diffraction grating, blazed diffraction grating and optical sheet Download PDF

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Description

本発明は、電子線描画装置等による荷電粒子ビームを用いたブレーズド型回折格子の作製方法に係り、さらに詳しくは、荷電粒子ビームの走査回数を変化させて高品質な鋸刃形状を有するブレーズド型回折格子を作製する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a blazed diffraction grating using a charged particle beam by an electron beam drawing apparatus or the like, and more specifically, a blazed type having a high-quality saw blade shape by changing the number of scans of the charged particle beam. The present invention relates to a method for manufacturing a diffraction grating.

回折格子を基板表面上に構成した光学シートは、光の回折機能を利用して光の射出方向を任意に制御することができるためディスプレイの用途や偽造防止を目的としたセキュリティ用途、電子表示機器の光制御フィルム等に広く用いられている。   An optical sheet with a diffraction grating on the surface of the substrate can control the direction of light emission using the light diffraction function, so it can be used for display purposes, security applications for the purpose of preventing counterfeiting, and electronic display equipment. It is widely used for light control films.

このような回折格子による光学シートに用いられるバイナリ型回折格子はその断面が矩形状もしくは正弦波状であり、典型的な格子ピッチは0.5〜2μm程度、格子深さは0.1〜1μm程度である。矩形状もしくは正弦波状の断面形状を有するバイナリ型回折格子に対して垂直に光を入射した場合、その回折光は図1(a)及び(b)にそれぞれ示すように+n次の方向及び−n次の方向にほぼ均等に分布し、±1次回折光の光量がもっとも多く、次数が増えるに従い光量は減少していく。   A binary type diffraction grating used for an optical sheet of such a diffraction grating has a rectangular or sinusoidal cross section, a typical grating pitch is about 0.5 to 2 μm, and a grating depth is about 0.1 to 1 μm. It is. When light is incident perpendicularly to a binary diffraction grating having a rectangular or sinusoidal cross-sectional shape, the diffracted light has a + n-order direction and −n as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), respectively. The light is distributed almost uniformly in the next direction, the light amount of ± first-order diffracted light is the largest, and the light amount decreases as the order increases.

これまで、回折格子による光学シートとしてはこのバイナリ型回折格子を用いたものが一般的であったが、バイナリ型回折格子では、十分な回折効率が得られないことや、多くの回折光が様々な方向に射出されてしまうことが問題であった。   Up until now, optical sheets using this type of diffraction grating were generally used as optical sheets using a diffraction grating. However, with a binary type diffraction grating, sufficient diffraction efficiency cannot be obtained, and many diffracted lights vary. It was a problem that it was ejected in any direction.

一方、図2(a)のようにブレーズド型回折格子は、典型的な格子ピッチや格子深さはバイナリ型回折格子と同等であるが、その断面形状が鋸刃状であり、垂直方向からの入射光に対し回折角度と傾斜面による光の反射角とが一致した場合、その方向に理論上回折効率が100%である回折光が生じ、それ以外の角度には光が射出されないという光学作用がある。すなわち、ブレーズド型回折格子は、バイナリ型回折格子と比較して非常に高い回折効率を得ることができ、また光の進行角度を厳密に制御できるという特徴をもっている。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (a), a blazed diffraction grating has a typical grating pitch and grating depth equivalent to those of a binary diffraction grating, but its cross-sectional shape is a saw blade, When the diffraction angle and the reflection angle of the light from the inclined surface coincide with the incident light, diffracted light having a theoretical diffraction efficiency of 100% is generated in that direction, and light is not emitted at other angles. There is. That is, the blazed diffraction grating has characteristics that it can obtain a very high diffraction efficiency as compared with the binary diffraction grating and that the traveling angle of light can be strictly controlled.

ブレーズド型回折格子のパラメータとして、
(1)回折格子の空間周波数(格子線の格子間隔(ピッチ))
(2)回折格子の方向(格子線の方向)
(3)回折格子の傾斜角
の3つがあり、
(1)に応じて、定点に対してその回折格子が光って見える色が変化し、
(2)に応じて、その回折格子が光って見える方向が変化し、
(3)に応じて、その回折格子が光って見える角度が変化する。
As a parameter of the blazed diffraction grating,
(1) Spatial frequency of diffraction grating (grating interval (pitch) of grating lines)
(2) Direction of diffraction grating (direction of grating line)
(3) There are three tilt angles of the diffraction grating,
According to (1), the color at which the diffraction grating appears shining with respect to a fixed point changes,
In accordance with (2), the direction in which the diffraction grating appears shining changes,
In accordance with (3), the angle at which the diffraction grating appears to shine changes.

また図2(b)のように断面形状が片側のみ階段状となっているブレーズド型回折格子でも鋸刃状の断面形状をもつブレーズド型回折格子よりは光の利用効率はやや劣るが同様に高い回折効率を有する回折光を得ることができる。   In addition, as shown in FIG. 2B, a blazed diffraction grating whose cross-sectional shape is stepped only on one side is slightly inferior to the blazed diffraction grating having a saw-tooth cross-sectional shape, but is similarly high. Diffracted light having diffraction efficiency can be obtained.

従来のブレーズド型回折格子を利用した発明としては、表示領域内をマトリクス状に分割し、各小領域毎に空間周波数及び/または方向を様々に変化させたブレーズド型回折格子を配置したディスプレイが提案されている(例えば特許文献1参照)。   As an invention using a conventional blazed diffraction grating, a display in which the display area is divided into a matrix and a blazed diffraction grating with various spatial frequencies and / or directions changed for each small area is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

ブレーズド型回折格子の作製方法としては、電子線描画装置等の荷電粒子ビームを用い
た露光装置を用い、且つ、コンピュータ制御により、ステージ上に載置された平面状の基板にブレーズド型回折格子の形状を形成していく方法が知られている。例えば、ポジ型の感光材料が塗布された基板に荷電粒子ビームを照射し、現像処理を行うと凹の形状が得られるが、荷電粒子ビームの照射時間を長くしたり、強度を高めたりすることでより深い加工ができ、反対に荷電粒子ビームの照射時間を短くしたり、強度を下げたりすることで浅い加工ができる。
As a method for producing a blazed diffraction grating, an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam lithography apparatus is used, and a blazed diffraction grating is formed on a planar substrate placed on a stage by computer control. A method of forming a shape is known. For example, if a substrate coated with a positive photosensitive material is irradiated with a charged particle beam and developed, a concave shape can be obtained, but the irradiation time of the charged particle beam can be increased or the strength can be increased. Deeper processing can be performed with, and conversely shallow processing can be performed by shortening the irradiation time of the charged particle beam or decreasing the intensity.

このような方法を用い、格子線と直交する方向に微小な間隔(ステップ)で荷電粒子ビームを移動させ、各地点で強度を制御することでブレーズド型回折格子の鋸刃形状を得ることができる。図3はこのような方式によるブレーズド型回折格子の作製方法の一例を示したものである。図3(a)のようにブレーズド型回折格子の格子線方向に電子線を走査し、その後、図3(b)のように格子線方向と直交する方向に微小なステップで電子線の照射位置を徐々に移動させ、図3(a)で示したような電子線の走査を繰り返し行うことで回折格子を形成する。ここで、図3(b)で示したステップ毎の電子線照射を行う際に、ステップ毎に電子線の照射エネルギー量を変えることでブレーズド型回折格子の形状が得られる。電子線の照射エネルギー量を変化させる方法としては、ステップ毎に走査回数を1回、2回、3回と単調増加させていく方法や、ステップ毎に走査速度を変化させる方法等が提案されている。このような方法により作製されるブレーズド型回折格子は原理的には階段状となるが、ステップを十分に細かく設定することで、荷電粒子ビームがレジスト内で散乱し、周辺部を感光する近接効果が生じ、また、現像条件を最適化することによっても、滑らかな斜面を有し、高い回折効率が得られるブレーズド型回折格子が作製できる。   Using such a method, the sawtooth shape of the blazed diffraction grating can be obtained by moving the charged particle beam at a minute interval (step) in the direction orthogonal to the grating line and controlling the intensity at each point. . FIG. 3 shows an example of a method for producing a blazed diffraction grating by such a method. The electron beam is scanned in the direction of the grating line of the blazed diffraction grating as shown in FIG. 3A, and then the electron beam irradiation position in a minute step in the direction perpendicular to the direction of the grating line as shown in FIG. Are gradually moved, and the diffraction grating is formed by repeatedly scanning the electron beam as shown in FIG. Here, when performing the electron beam irradiation for each step shown in FIG. 3B, the shape of the blazed diffraction grating can be obtained by changing the irradiation energy amount of the electron beam for each step. As a method of changing the irradiation energy amount of the electron beam, a method of monotonically increasing the number of scans once, twice, or three for each step, a method of changing the scanning speed for each step, and the like have been proposed. Yes. A blazed diffraction grating manufactured by such a method has a stepped shape in principle, but by setting the steps sufficiently finely, the charged particle beam is scattered within the resist and the proximity effect that sensitizes the surrounding area. Also, by optimizing the development conditions, a blazed diffraction grating having a smooth slope and high diffraction efficiency can be produced.

なお、図3において、ポジ型レジスト12は荷電粒子ビームが照射されたことでブレーズド型回折格子の形状が得られているように描かれているが、これは荷電粒子ビームによる作製方法を概念的に示したものであり、厳密には、荷電粒子ビームによる描画後に適切な現像工程を行うことでブレーズド型回折格子の形状を得ることができる。   In FIG. 3, the positive resist 12 is drawn so that the shape of a blazed diffraction grating is obtained by irradiation with a charged particle beam. This is conceptually a manufacturing method using a charged particle beam. Strictly speaking, the shape of the blazed diffraction grating can be obtained by performing an appropriate development process after drawing with a charged particle beam.

また、予め複数枚のマスクパターンを作製し、それらを用いて感光材料(レジスト)やガラス等をエッチングする方法が知られている。図4(a)〜(c)はマスクパターンを用いたブレーズド型回折格子の作製工程の一例を断面図として示したものであり、3枚のマスクにより8段構造から成る階段状のブレーズド型回折格子を形成している。図4(a)〜(c)のように基板11に塗布されたポジ型のレジスト12上に、開口部の大きさが異なっているマスク13を密着して載置し、エッチングすることで、階段形状のブレーズド型回折格子が得られる。一般には、n枚のマスクによりn回のエッチングを繰り返すことにより2のn乗段の階段を形成することができる。n=1,2,3,4の時の回折効率は理論上それぞれ約41,81,95,99%となる。   In addition, a method is known in which a plurality of mask patterns are prepared in advance and a photosensitive material (resist), glass or the like is etched using them. FIGS. 4A to 4C are sectional views showing an example of a blazed diffraction grating manufacturing process using a mask pattern, and a stepped blazed diffraction consisting of an 8-stage structure with three masks. A lattice is formed. As shown in FIGS. 4A to 4C, on the positive resist 12 applied to the substrate 11, a mask 13 having different opening sizes is placed in close contact, and etched. A stair-shaped blazed diffraction grating is obtained. In general, 2 n steps can be formed by repeating etching n times with n masks. The theoretical diffraction efficiency when n = 1, 2, 3, 4 is about 41, 81, 95, 99%, respectively.

以下に特許文献を記す。
特開2000−39508号公報
Patent documents are described below.
JP 2000-39508 A

前述したような荷電粒子ビームを用い、ステップ毎の走査回数を単調増加させる方法では、段階的に望ましい深さの断面形状を得ることが難しい。この方式において用いられる感光材料(レジスト)は通常、ビームの照射エネルギー量の変化と現像後の残膜厚の間に完全な比例関係が得られないからである。そのため、この方式では理想的な断面形状のブレーズド型回折格子を得るのが原理上難しい。   In the method of using the charged particle beam as described above and monotonically increasing the number of scans for each step, it is difficult to obtain a cross-sectional shape having a desired depth stepwise. This is because the photosensitive material (resist) used in this method usually cannot obtain a perfect proportional relationship between the change in the amount of irradiation energy of the beam and the remaining film thickness after development. Therefore, in principle, it is difficult to obtain a blazed diffraction grating having an ideal cross-sectional shape with this method.

なお、前述したような荷電粒子ビームを用いた方法や、イオンビームエッチングによる方法などにより形成されるブレーズド型回折格子は、そこから複数回の使用に耐えうる金属版等を複製時の原版として作成し、熱可塑性樹脂や紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂等の成型用材料を、金属版等に密着し硬化させることで、量産することができる。   In addition, the blazed diffraction grating formed by the method using charged particle beam as described above or the method using ion beam etching, etc. is used to create a metal plate that can withstand multiple uses as a master for duplication. Then, it can be mass-produced by making a molding material such as a thermoplastic resin, an ultraviolet curable resin, an electron beam curable resin or the like adhere to a metal plate or the like and cure.

ここで、成型用材料は粘性や原版の材質との相性等の特性により原版の複雑な微細パターンを完全に複製することは困難である。特に、凹凸のパターンが複雑で不規則であったり、凹部が深いパターンなどでは良好な複製が行えないことが多い。また、成型用材料の硬化時の特性により、反りや収縮が起きることも、完全な複製が行えない原因となる。そのため、原版として理想的なブレーズド型回折格子を形成しても、複製物において理想的な光学特性が得られないという問題が生じてしまう。   Here, it is difficult to completely duplicate the complicated fine pattern of the original plate due to characteristics such as viscosity and compatibility with the original material. In particular, it is often impossible to perform good duplication when the concave / convex pattern is complicated and irregular, or when the concave portion is deep. In addition, warping and shrinkage due to the characteristics of the molding material during curing also cause complete replication. Therefore, even if an ideal blazed diffraction grating is formed as an original, there arises a problem that ideal optical characteristics cannot be obtained in a duplicate.

上記のような問題は、複雑な原版形状を複製したときに、より顕著にあらわれるため、ブレーズド型回折格子の断面形状としては、図2(b)に示したような階段状の回折格子より、図2(a)に示したような滑らかな斜面をもつ鋸刃形状の回折格子のほうが望ましく、より高精度な複製が期待できる。   Since the problem as described above appears more prominently when a complicated original plate shape is duplicated, as a cross-sectional shape of the blazed diffraction grating, a stepped diffraction grating as shown in FIG. A saw blade-shaped diffraction grating having a smooth slope as shown in FIG. 2A is more desirable, and more accurate replication can be expected.

また、複製時の反りや収縮を考慮し、複製品が最良な断面形状となるように、予め原版のブレーズド型回折格子の斜面部分をやや出っ張った形状としておくことや、凹んだ形状に加工しておくことも、複製時に理想的なブレーズド型回折格子を得るのに有効である。このような、複製時の変形を考慮した原版の加工は階段状のブレーズド型回折格子では実現が困難である。   In addition, considering the warping and shrinkage at the time of duplication, the sloped part of the blazed diffraction grating of the original plate should be slightly protruded or processed into a concave shape so that the duplicated product has the best cross-sectional shape. It is also effective to obtain an ideal blazed diffraction grating during replication. Such processing of the original plate in consideration of deformation at the time of duplication is difficult to realize with a stepped blazed diffraction grating.

故に、ブレーズド型回折格子としては滑らかな斜面をもつ鋸刃状のものが望ましく、そのようなブレーズド型回折格子を作製するためには、断面形状を高精度に制御し、加工できる手段をとることが望ましい。前述の電子線描画装置等の荷電粒子ビームによる方法を用いれば、0.1μm以下の非常に高い解像度で荷電粒子ビームを走査することができ、それによりステップ毎にその地点での加工深さを決定することができるので、意図した断面形状を有するブレーズド型回折格子を得ることが可能である。   Therefore, it is desirable that the blazed diffraction grating has a saw-blade shape with a smooth slope, and in order to produce such a blazed diffraction grating, measures must be taken to control and process the cross-sectional shape with high precision. Is desirable. If the method using the charged particle beam such as the electron beam drawing apparatus described above is used, it is possible to scan the charged particle beam with a very high resolution of 0.1 μm or less, thereby reducing the processing depth at that point for each step. Since it can be determined, it is possible to obtain a blazed diffraction grating having an intended cross-sectional shape.

本発明は、電子線描画装置等の荷電粒子ビームによるブレーズド型回折格子の作製方法において、荷電粒子ビームの走査回数をステップ毎に一定の規則に基づいて変化させることで、意図する断面形状を有するブレーズド型回折格子を精度良く作製する方法を提供することを目的とするものである。   The present invention provides a method for producing a blazed diffraction grating using a charged particle beam, such as an electron beam lithography system, by changing the number of scans of the charged particle beam for each step based on a certain rule, thereby having an intended cross-sectional shape. It is an object of the present invention to provide a method for producing a blazed diffraction grating with high accuracy.

請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、感光材料上で荷電粒子ビームを走査して、走査領域である1ステップ毎に段階的にビームの照射エネルギー量を制御し、回折格子を描画形成する工程を有するブレーズド型回折格子の作製方法において、前記荷電粒子ビームの1ステップ毎の走査回数が、予め定められた実数に、他の予め定められた小数点以下の値を有する実数を1ステップ毎に加算や減算もしくは一定の規則により演算した値に対し、小数点以下の値を切り捨てもしくは切り上げもしくは四捨五入もしくは一定の規則により整数化し、決定されていることを特徴としている。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 1 scans a charged particle beam on a photosensitive material, controls the irradiation energy amount of the beam step by step in a scanning region, and draws the diffraction grating. In the method for manufacturing a blazed diffraction grating having a forming step, the number of scans per step of the charged particle beam is set to a predetermined real number, and another real number having a value after the predetermined decimal point is set to one step. It is characterized in that each value after the decimal point is rounded down, rounded up, rounded off or rounded or converted into an integer according to a certain rule for each value added or subtracted or calculated according to a certain rule every time.

請求項2記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の方法において、荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の格子間隔に比例していることを特徴としている。   A blazed diffraction grating manufacturing method according to a second aspect is characterized in that, in the method according to the first aspect, a distance between steps of the charged particle beam is proportional to a grating interval of the blazed diffraction grating.

請求項3記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の方法において、荷電粒子ビームのステップ間距離が、一定であることを特徴としている。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 3 is characterized in that, in the method according to claim 1, the distance between steps of the charged particle beam is constant.

請求項4記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の方法において、荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の最深部に向かうに従い、狭くなっていることを特徴としている。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 4 is characterized in that, in the method according to claim 1, the distance between steps of the charged particle beam becomes narrower toward the deepest part of the blazed diffraction grating. Yes.

請求項5記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の方法において、
前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の最浅部に向かうに従い、狭くなっていることを特徴としている。
The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 5 is the method according to claim 1,
The distance between the steps of the charged particle beam is narrowed toward the shallowest part of the blazed diffraction grating.

請求項6記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の方法において、
前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、局所的に変動していることを特徴としている。
The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 6 is the method according to claim 1,
The distance between the steps of the charged particle beam varies locally.

請求項7記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法において、
荷電粒子ビームの1本の格子線に対するステップ数が3回以上であることを特徴としている。
The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 7 is the method according to any one of claims 1 to 6,
The number of steps for one lattice line of the charged particle beam is three times or more.

請求項8記載のブレーズド型回折格子は、荷電粒子ビームの走査により原版が作製されるブレーズド型回折格子において、
構成単位となる格子縞が、荷電粒子ビームを走査する列に応じて、略階段状に深さが変化してなる断面形状を有しており、
隣接する前記列の間での高低差が、1つの格子縞内部で一定でないことを特徴としている。
The blazed diffraction grating according to claim 8, wherein the original is produced by scanning with a charged particle beam.
The lattice pattern as a structural unit has a cross-sectional shape in which the depth is changed substantially in a step shape according to the column in which the charged particle beam is scanned,
The height difference between the adjacent rows is not constant within one lattice pattern.

請求項9記載のブレーズド型回折格子から成る光学シートは、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のブレーズド型回折格子の作製方法により作製されていることを特徴としている。   An optical sheet comprising the blazed diffraction grating according to claim 9 is produced by the method for producing a blazed diffraction grating according to any one of claims 1 to 8.

本発明のブレーズド型回折格子の作製方法は、以上説明したような工程により以下のような効果が期待できる。
(1)1ステップ毎の走査回数を、予め定められた実数に、他の予め定められた小数点以下の値を有する実数を加算もしくは減算して得られた値に対し、小数点以下の値を切り捨てもしくは切り上げもしくは四捨五入もしくは一定の規則により整数化し決定するので、従来の単純な整数値の加算もしくは減算に基づいて走査回数を決定するより、より各ステップでの照射エネルギー量の厳密な制御が可能となり、期待する断面形状を有するブレーズド型回折格子を作製することができる。すなわち、従来の走査回数の決定方法は、1,2,3,4,…と公差1で単調増加するものであったが、本特許が提案する方式によれば、1,1,2,3,3,…といったような増分値が一定でなく、各ステップにおける走査回数が得られるので、より断面形状の制御を自由に行うことができる。
(2)請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、ブレーズド型回折格子の格子間隔に比例してステップ数を変化させることで、格子間隔の長短に依らず、ほぼ同じ描画時間でブレーズド型回折格子を作製することができる。また、格子間隔の長い格子を描画する際に、ステップが粗くなり過ぎて望ましい格子形状が得られなかったり、格子間隔の狭い格子を描画する際に、ステップが細かくなり過ぎて露光時の近接効果が格子形成時に悪影響を及ぼす現象を回避することができる。
(3)請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、荷電粒子ビームのステップ間距離を一定にすることで、場所に依らず同じ解像度でブレーズド型回折格子を作製することができる。
(4)請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、荷電粒子ビーム
のステップ間距離を、ブレーズド型回折格子の最深部に向かうに従い狭くすることで、最深部周辺における形状制御を他の部分より正確に行うことができる。
(5)請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、荷電粒子ビームのステップ間距離を、ブレーズド型回折格子の最浅部に向かうに従い狭くすることで、最浅部周辺における形状制御を他の部分より正確に行うことができる。
(6)請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、荷電粒子ビームのステップ間距離を、ブレーズド型回折格子の形成精度があまり要求されないところでは粗くし、また、高い形成精度が要求されるところでは細かくするなどして、描画時間の短縮を図ったり、場所により形成精度に差をつけたりすることができる。
(7)請求項1乃至6のいずれか1項に記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施する際に、1本の格子線に対する荷電粒子ビームのステップ数を3回以上とすることで、滑らかな斜面を有し、十分な回折効率をもつブレーズド型回折格子を作製することができる。
The method for producing a blazed diffraction grating of the present invention can be expected to have the following effects by the steps described above.
(1) The number of scans per step is rounded down to a value obtained by adding or subtracting a real number having a predetermined decimal point to another predetermined real number. Or, rounding up, rounding off, or making it an integer by a fixed rule, so it is possible to control the amount of irradiation energy at each step more strictly than the number of scans based on conventional addition or subtraction of simple integer values. A blazed diffraction grating having the expected cross-sectional shape can be produced. That is, the conventional method for determining the number of scans is monotonically increasing with a tolerance of 1, 2, 3, 4,..., But according to the method proposed by this patent, 1, 1, 2, 3 , 3,... Are not constant and the number of scans in each step can be obtained, so that the cross-sectional shape can be controlled more freely.
(2) When the blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1 is carried out, the number of steps is changed in proportion to the grating interval of the blazed diffraction grating, so that it is substantially the same regardless of the length of the grating interval. A blazed diffraction grating can be produced in the drawing time. Also, when drawing a grid with a long grid interval, the step becomes too rough to obtain the desired grid shape, or when drawing a grid with a narrow grid interval, the step becomes too fine and the proximity effect during exposure Can avoid the adverse effect of lattice formation.
(3) When the blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1 is carried out, the blazed diffraction grating is manufactured with the same resolution regardless of the location by making the distance between steps of the charged particle beam constant. Can do.
(4) When the blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1 is carried out, the distance between steps of the charged particle beam is narrowed toward the deepest part of the blazed diffraction grating, so that the shape around the deepest part is obtained. Control can be performed more accurately than other parts.
(5) When carrying out the blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1, the distance between steps of the charged particle beam is narrowed toward the shallowest portion of the blazed diffraction grating, so that the periphery of the shallowest portion The shape control in can be performed more accurately than other parts.
(6) In carrying out the blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1, the distance between the steps of the charged particle beam is roughened where the formation accuracy of the blazed diffraction grating is not so required, and the formation is high. When the accuracy is required, the drawing time can be shortened by making it fine, or the formation accuracy can be varied depending on the location.
(7) When performing the method for producing a blazed diffraction grating according to any one of claims 1 to 6, the number of steps of the charged particle beam with respect to one grating line is set to 3 or more, A blazed diffraction grating having a smooth slope and sufficient diffraction efficiency can be produced.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法の実施例を示す。請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法では、1ステップ毎の荷電粒子ビームの走査回数を、予め定められた実数に、他の予め定められた小数点以下の値を有する実数を加算もしくは減算して得られた値に対し、小数点以下の値を切り捨てもしくは切り上げもしくは四捨五入もしくは一定の規則により整数化し決定することを特徴としている。例えば、基準となる実数を1.0、他の小数点以下の値を有する実数を0.4と設定する。その場合、基準となる実数にもう一方の実数を加算していくと、1.0,1.4,1.8,2.2,2.6,3.0,3.4,3.8,4.2,4.6,5.0,…という実数の組が得られる。これらの実数に対し、それぞれ小数点以下の値の切り捨てを行いそれぞれを整数化すると、1,1,1,2,2,3,3,3,4,4,5,…という整数の組を得ることができる。これを1ステップ毎の荷電粒子ビームの走査回数とすることで、従来の等差数列的に走査回数が決定されていた描画方法と比較して、より断面形状の制御が容易となる。図5に上記方法により決定した荷電粒子ビームの走査回数でブレーズド型回折格子を描画した場合のポジ型レジスト12の加工状態の一例を黒線31で示す。荷電粒子ビームの走査の様子については図3と同様であるので、図5では省略する。また、同図5に従来の等差数列的に走査回数を決定した場合の加工状態の一例を灰色の線32で示す。図から明らかなように黒線31で示した本特許の描画方法では灰色の線32で示した従来手法のものより斜面の角度が緩やかな断面が得られているのが分かる。すなわち、本特許の作製方法を用いれば、同じエネルギー量をもつ荷電粒子ビームであっても、従来手法とは異なる角度の断面を得ることができるのである。なお、図5においては、1つの格子線の鋸刃形状は10ステップの描画により形成されており、上記走査回数の決定方法で導出した整数の組は10番目までの数値を用い、その後は1番目の値に戻って10番目まで同様に使用することとなる。   An embodiment of a method for producing a blazed diffraction grating according to claim 1 will be described. 2. The method for manufacturing a blazed diffraction grating according to claim 1, wherein the number of scanning of the charged particle beam for each step is added to or subtracted from a predetermined real number and another predetermined number after the decimal point. The value obtained by rounding down or rounding up or rounding off or rounding the value after the decimal point or making it an integer by a certain rule is a feature. For example, a standard real number is set to 1.0 and another real number having a value after the decimal point is set to 0.4. In this case, when the other real number is added to the reference real number, 1.0, 1.4, 1.8, 2.2, 2.6, 3.0, 3.4, 3.8 , 4.2, 4.6, 5.0,... If these real numbers are rounded down to the nearest whole number, the integers 1,1,1,2,2,3,3,3,4,4,5, ... are obtained. be able to. By setting this as the number of scans of the charged particle beam for each step, it becomes easier to control the cross-sectional shape as compared with the conventional drawing method in which the number of scans is determined in an arithmetic sequence. FIG. 5 shows a black line 31 as an example of the processing state of the positive resist 12 when a blazed diffraction grating is drawn by the number of scannings of the charged particle beam determined by the above method. The state of scanning with the charged particle beam is the same as that shown in FIG. FIG. 5 shows a gray line 32 as an example of the processing state when the number of scans is determined in the conventional arithmetic progression. As is apparent from the figure, the drawing method of this patent indicated by the black line 31 shows that a cross section having a gentler slope angle than that of the conventional method indicated by the gray line 32 is obtained. That is, if the manufacturing method of this patent is used, even if it is a charged particle beam with the same energy amount, the cross section of an angle different from the conventional method can be obtained. In FIG. 5, the sawtooth shape of one grid line is formed by drawing in 10 steps, and the set of integers derived by the method for determining the number of scans uses the tenth numerical value, and thereafter 1 Returning to the 10th value, the 10th is used in the same way.

また同様に、基準となる実数を1.0,他の実数を0.6と設定し、加算を繰り返すと実数の組は、1.0,1.6,2.2,2.8,3.4,4.0,4.6,5.2,5.8,6.4,7.0,…となり、小数点以下切り捨てにより1,1,2,2,3,4,4,5,5,6,7,…という整数の組が得られる。この整数の組から荷電粒子ビームの走査回数を決定するとポジ型レジスト12の加工状態は図6の実線33のようになり、図5で示した双方の描画方法により得られるブレーズド型回折格子の中間の角度の格子を得ることができる。このように、基準となる実数、及びもう一方の小数点以下の値を有する実数を任意に設定することでブレーズド型回折格子の断面形状を制御することが可能となる。言うまでもなく、小数点以下の値を有する実数を小さくすることで、走査回数は増加し
にくくなり、反対に小数点以下の値を有する実数を大きくすることで、走査回数は増加しやすくなる。なお、ここで基準となる実数は小数点以下の値があっても、整数であっても構わない。また、基準となる実数と、もう一方の小数点以下の値を有する実数との演算は加算だけでなく、減算や乗算、除算、平方根等、一定の規則に基づく演算であれば1ステップ毎の走査回数に規則性をもたせることができ、ブレーズド型回折格子の断面形状を制御できるので、様々な演算を選択し使用することができる。また、1つの演算だけの使用にとどまらず、1つの演算を複数回施したり、複数種類の演算を施したり、また、複数の実数を用意し、それらに対し演算を施したりしても構わない。
Similarly, when the real number used as a reference is set to 1.0, the other real numbers are set to 0.6, and the addition is repeated, the set of real numbers is 1.0, 1.6, 2.2, 2.8, 3 .4, 4.0, 4.6, 5.2, 5.8, 6.4, 7.0,..., 1,1,2,2,3,4,4,5 An integer set of 5, 6, 7,... Is obtained. When the number of scans of the charged particle beam is determined from the set of integers, the processing state of the positive resist 12 is as shown by a solid line 33 in FIG. 6, and is an intermediate between blazed diffraction gratings obtained by both drawing methods shown in FIG. Can be obtained. In this way, it is possible to control the cross-sectional shape of the blazed diffraction grating by arbitrarily setting a real number serving as a reference and a real number having a value after the other decimal point. Needless to say, reducing the real number having a value after the decimal point makes it difficult to increase the number of scans, and conversely increasing the real number having a value after the decimal point makes it easier to increase the number of scans. In addition, the real number used as a reference | standard here may have a value below a decimal point, and may be an integer. In addition, the calculation of the reference real number and the other real number having a value after the decimal point is not only addition, but subtraction, multiplication, division, square root, etc. Since the number of times can be regularized and the cross-sectional shape of the blazed diffraction grating can be controlled, various operations can be selected and used. In addition to using only one operation, one operation may be performed multiple times, multiple types of operations may be performed, or multiple real numbers may be prepared and operations may be performed on them. .

また、さらに別の実施例として、基準となる実数を12.7,もう一方の実数を1.3として減算を繰り返すと、12.7,11.4,10.1,8.8,7.5,6.2,4.9,3.6,2.3,1.0,…となり、小数点以下を四捨五入すると、13,11,10,9,8,6,5,4,2,1,…という整数の組が得られる。この組を1ステップ毎の荷電粒子ビームの走査回数に割り当てると、図7に示したような断面形状からなるブレーズド型回折格子を得ることができる。この場合、従来の等差数列的に走査回数が決定されていた描画方法と比較して同じエネルギー量でより深い加工が可能となる。また、この場合演算として減算を用いたので、加算を用いた図5や図6の方法とは逆方向のブレーズド型回折格子が作製される。   As still another embodiment, when the subtraction is repeated with 12.7 as the reference real number and 1.3 as the other real number, 12.7, 11.4, 10.1, 8.8, 7. 5, 6.2, 4.9, 3.6, 2.3, 1.0,..., Rounded to the nearest decimal point, 13, 11, 10, 9, 8, 6, 5, 4, 2, 1. A pair of integers is obtained. When this set is assigned to the number of scannings of the charged particle beam for each step, a blazed diffraction grating having a cross-sectional shape as shown in FIG. 7 can be obtained. In this case, deeper processing can be performed with the same amount of energy as compared with the conventional drawing method in which the number of scans is determined in a sequence of equality sequences. In this case, since subtraction is used as the calculation, a blazed diffraction grating in the direction opposite to the method of FIGS. 5 and 6 using addition is produced.

このように、請求項1記載の作製方法を用いることで、荷電粒子ビームの照射エネルギー量と現像後残膜厚の間で比例関係が得られないという感光材料(レジスト)の特性にも対応でき、理想的な断面形状を有するブレーズド型回折格子を所望の格子深さで作製することができる。   Thus, by using the manufacturing method according to claim 1, it is possible to cope with the characteristics of the photosensitive material (resist) in which a proportional relationship cannot be obtained between the irradiation energy amount of the charged particle beam and the residual film thickness after development. A blazed diffraction grating having an ideal cross-sectional shape can be produced with a desired grating depth.

請求項2記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の作製方法を実施する際にブレーズド型回折格子の格子間隔に比例して、格子線毎のステップ間隔を変化させることを特徴としている。図8に請求項2記載のブレーズド型回折格子の作製方法の概念図を示す。図8右のブレーズド型回折格子は格子間隔が広く、図8左の格子は格子間隔が狭い。ここで、ステップ間隔13を格子間隔の長短に応じてそれぞれ変化させ、格子間隔の長短にかかわらず1つの格子線に対するステップ数(電子線照射位置の数)を同一にする。図8ではそれぞれステップ数を4としている。格子間隔の長短に依らず1つの格子線に対し同じステップ数で描画を行うと、格子間隔の長い格子を描画する際に、ステップが粗くなり過ぎて望ましい格子形状が得られなかったり、格子間隔の狭い格子を描画する際に、ステップが細かくなり過ぎて露光時の近接効果が格子形成時に悪影響を及ぼす現象が生じることが懸念されるが、請求項2記載のブレーズド型回折格子の作製方法を用いることでこれらの現象の影響を回避もしくは低減することができる。また、格子間隔の長短により、描画時間が大きく変化することも抑制することができる。   The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 2 is characterized in that when the manufacturing method according to claim 1 is carried out, the step interval for each grating line is changed in proportion to the grating interval of the blazed diffraction grating. It is said. FIG. 8 shows a conceptual diagram of a method for producing a blazed diffraction grating according to claim 2. The right blazed diffraction grating in FIG. 8 has a wide grating interval, and the left grating in FIG. 8 has a narrow grating interval. Here, the step interval 13 is changed according to the length of the lattice interval, and the number of steps (number of electron beam irradiation positions) for one lattice line is made the same regardless of the length of the lattice interval. In FIG. 8, the number of steps is 4 respectively. When drawing with the same number of steps for one grid line regardless of the length of the grid spacing, when drawing a grid with a long grid spacing, the steps become too rough and the desired grid shape cannot be obtained, When drawing a narrow grating, there is a concern that the step becomes too fine and the proximity effect during exposure adversely affects the formation of the grating, but the method for producing a blazed diffraction grating according to claim 2 By using it, the influence of these phenomena can be avoided or reduced. In addition, the drawing time can be prevented from changing greatly due to the length of the lattice interval.

例えば、格子間隔が2μmの格子を1ステップ0.2μm間隔で電子線照射位置を移動させて描画し、同時に格子間隔が1μmの格子を1ステップ0.1μm間隔で描画すると、それぞれ1つの格子線を10ステップで描画することになる。   For example, when a grid with a grid interval of 2 μm is drawn by moving the electron beam irradiation position in steps of 0.2 μm, and simultaneously a grid with a grid interval of 1 μm is drawn in steps of 0.1 μm, one grid line Is drawn in 10 steps.

請求項3記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、請求項1記載の作製方法を実施する際に、ステップ間隔を一定とすることを特徴としている。ステップ間隔を一定とすることで場所やブレーズド型回折格子の格子間隔に依らず同じ解像度でブレーズド型回折格子を作製することができる。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 3 is characterized in that the step interval is constant when the production method according to claim 1 is carried out. By making the step interval constant, a blazed diffraction grating can be produced with the same resolution regardless of the location and the grating interval of the blazed diffraction grating.

請求項4記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、ブレーズド型回折格子の最も深い部分に向かうに従い、ステップ間隔が狭くなっていることを特徴としている。図9に請求項4記載のブレーズド型回折格子の作製方法における荷電粒子ビーム走査の概念図を示す
。図9に示したように、荷電粒子ビームの走査回数が増加するのに伴い、ステップ間隔を狭くすることで、最深部に向かうに従い、形状制御をより精度良く行うことができる。
The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 4 is characterized in that the step interval becomes narrower toward the deepest portion of the blazed diffraction grating. FIG. 9 shows a conceptual diagram of charged particle beam scanning in the method for producing a blazed diffraction grating according to claim 4. As shown in FIG. 9, the shape control can be performed with higher accuracy toward the deepest part by narrowing the step interval as the number of times of scanning of the charged particle beam increases.

また、請求項5記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、ブレーズド型回折格子の最も浅い部分に向かうに従い、ステップ間隔が狭くなっていることを特徴としている。図10に請求項5記載のブレーズド型回折格子の作製方法における荷電粒子ビーム走査の概念図を示す。図10に示したように、荷電粒子ビームの走査回数が減少するのに伴い、ステップ間隔を狭くすることで、最浅部の近辺で、形状制御をより精度良く行うことができる。   The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 5 is characterized in that the step interval becomes narrower toward the shallowest portion of the blazed diffraction grating. FIG. 10 shows a conceptual diagram of charged particle beam scanning in the method for producing a blazed diffraction grating according to claim 5. As shown in FIG. 10, the shape control can be performed with higher accuracy in the vicinity of the shallowest portion by reducing the step interval as the number of times of scanning with the charged particle beam decreases.

ブレーズド型回折格子の最深部や最浅部は鋭利な形状をしていることから、熱可塑性樹脂等の成型用材料で複製物を作製する際に、樹脂が奥まで入り込まず正確に複製できなかったり、硬化した樹脂を剥離する際に先端部が欠けたりすることがある。このような格子形状の欠損が場所によって不均一に発生してしまうと、複製物からの射出光の光量にムラが生じるなどして品質を低下させるおそれがある。よって、請求項4乃至5記載のブレーズド型回折格子の作製方法を実施し、予めブレーズド型回折格子の最深部や最浅部を丸く加工するなどすれば、上記欠損を防止もしくは低減することが可能である。   Since the deepest and shallowest parts of the blazed diffraction grating have a sharp shape, when making a replica with molding materials such as thermoplastic resin, the resin does not penetrate deeply and cannot be replicated accurately. Or the tip may be chipped when the cured resin is peeled off. If such lattice-shaped defects occur unevenly depending on the location, there is a risk that the quality of the light will deteriorate due to unevenness in the amount of light emitted from the duplicate. Therefore, if the blazed diffraction grating manufacturing method according to any one of claims 4 to 5 is carried out and the deepest part and the shallowest part of the blazed diffraction grating are rounded in advance, the above-mentioned defects can be prevented or reduced. It is.

請求項6記載のブレーズド型回折格子の作製方法は、格子線内の特定部分において局所的にステップ間隔を変化させることを特徴としている。これまで述べてきたように感光材料(レジスト)の照射エネルギー量に対する現像後残膜厚特性や、ビーム照射部周辺の近接効果等により、望ましい断面形状のブレーズド型回折格子が得られないことがある。それを考慮し、請求項4乃至5の作製方法で示したものと同様な方法で、ステップ間隔を特定部分において変化させることで、理想的な断面形状をもつブレーズド型回折格子を得ることができる。   The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 6 is characterized in that the step interval is locally changed at a specific portion in the grating line. As described above, a blazed diffraction grating having a desired cross-sectional shape may not be obtained due to the residual film thickness characteristics after development with respect to the irradiation energy amount of the photosensitive material (resist), the proximity effect around the beam irradiation portion, and the like. . Considering this, a blazed diffraction grating having an ideal cross-sectional shape can be obtained by changing the step interval in a specific portion by the same method as that shown in the manufacturing method of claims 4 to 5. .

すでに述べたように、ブレーズド型回折格子は1本の格子線に対し、階段数が3段以上あれば理論値としては95%以上の回折効率が得られる。そのため、請求項7に記載したように本特許によるブレーズド型回折格子の作製方法において、1本の格子線に対する荷電粒子ビームのステップ数を3回以上とすることで、十分な回折効率が得られる格子を作製することができる。一般にブレーズド型回折格子としては、空間周波数が500〜1500本/mm程度(格子間隔に換算すると約2.0〜0.67μm)の範囲のものが実用的である。すなわち、ステップ間隔としては、空間周波数が500本/mmの時は0.66μm以下、1500本/mmの時は0.22μm以下とすれば良い。   As already described, a blazed diffraction grating can obtain a diffraction efficiency of 95% or more as a theoretical value if the number of steps is three or more for one grating line. Therefore, as described in claim 7, in the method for manufacturing a blazed diffraction grating according to this patent, sufficient diffraction efficiency can be obtained by setting the number of steps of the charged particle beam for one grating line to three or more. A lattice can be made. In general, a blazed diffraction grating having a spatial frequency in the range of about 500 to 1500 lines / mm (about 2.0 to 0.67 μm when converted to a grating interval) is practical. That is, the step interval may be 0.66 μm or less when the spatial frequency is 500 lines / mm and 0.22 μm or less when the spatial frequency is 1500 lines / mm.

なお、これまで述べてきた本特許で提案するブレーズド型回折格子の作製方法では、荷電粒子ビームの走査方向としては直線状のものを図示してきたが、曲線状のブレーズド型回折格子についても同様の作製方法が実施でき、同様の効果を見込むことができる。   In the blazed diffraction grating fabrication method proposed in this patent described so far, the scanning direction of the charged particle beam has been shown as a straight line, but the same applies to a curved blazed diffraction grating. The manufacturing method can be implemented, and the same effect can be expected.

以上、請求項1乃至7のいずれか1項に記載した方法により作製されたブレーズド型回折格子は熱可塑性樹脂や紫外線硬化樹脂等を成型用材料とし、光学シートとして複製することができる。この光学シートはディスプレイの用途や偽造防止を目的としたセキュリティ用途、電子表示機器の光制御フィルム等に幅広く用いることができる。   As described above, the blazed diffraction grating produced by the method described in any one of claims 1 to 7 can be duplicated as an optical sheet using a thermoplastic resin, an ultraviolet curable resin, or the like as a molding material. This optical sheet can be widely used for display applications, security applications for the purpose of preventing counterfeiting, light control films for electronic display devices, and the like.

(a)は断面が矩形状であるバイナリ型回折格子の回折の様子を示す説明図、(b)は断面が正弦波状であるバイナリ型回折格子の回折の様子を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the mode of diffraction of the binary type diffraction grating whose cross section is rectangular shape, (b) is explanatory drawing which shows the mode of diffraction of the binary type diffraction grating whose cross section is sinusoidal shape. (a)は断面が鋸刃状であるブレーズド型回折格子の回折の様子を示す説明図、(b)は断面が階段状であるブレーズド型回折格子の回折の様子を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the mode of diffraction of the blazed diffraction grating whose cross section is saw-tooth shape, (b) is explanatory drawing which shows the mode of diffraction of the blazed diffraction grating whose cross section is stepped. (a)は荷電粒子ビームを用いブレーズド型回折格子を形成する際の格子線方向に対する加工の様子を示す概念図、(b)は格子線と直交する方向に対する加工の様子を示す概念図である。(A) is a conceptual diagram which shows the mode of a process with respect to the lattice line direction at the time of forming a blazed diffraction grating using a charged particle beam, (b) is a conceptual diagram which shows the mode of a process with respect to the direction orthogonal to a lattice line. . (a),(b),(c)はそれぞれエッチング法によりブレーズド型回折格子を形成する際のエッチング工程を工程順に示す説明図である。(A), (b), (c) is explanatory drawing which shows the etching process at the time of forming a blazed diffraction grating by an etching method in order of a process, respectively. 各ステップ毎の走査回数を一定の法則により規定しブレーズド型回折格子を形成する本特許提案のブレーズド型回折格子の作製方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the preparation method of the blazed diffraction grating of this patent proposal which prescribes | regulates the frequency | count of scanning for each step according to a fixed law, and forms a blazed diffraction grating. 図5とは異なる走査回数決定規則を適用しブレーズド型回折格子を形成する作製方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the preparation methods which apply the scanning frequency determination rule different from FIG. 5, and form a blazed diffraction grating. 図5及び図6とは異なる走査回数決定規則を適用しブレーズド型回折格子を形成する作製方法の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing method for forming a blazed diffraction grating by applying a scanning frequency determination rule different from that in FIGS. 5 and 6. ブレーズド型回折格子の格子間隔に応じて、ステップ間隔を変えて描画を行う本発明のブレーズド型回折格子の作製方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the blazed diffraction grating of this invention which changes and draws a step space | interval according to the grating | lattice space | interval of a blazed diffraction grating. ブレーズド型回折格子の最深部に向かうに従いステップ間隔を狭くして描画を行う本発明ののブレーズド型回折格子の作製方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the blazed diffraction grating of this invention which draws by narrowing a step space | interval as it goes to the deepest part of a blazed diffraction grating. ブレーズド型回折格子の最浅部に向かうに従いステップ間隔を狭くして描画を行う本発明のブレーズド型回折格子の作製方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the preparation method of the blazed diffraction grating of this invention which draws by making a step space | interval narrow as it goes to the shallowest part of a blazed diffraction grating.

符号の説明Explanation of symbols

01…矩形状断面のバイナリ型回折格子
02…正弦波状断面のバイナリ型回折格子
03…鋸刃状断面のブレーズド型回折格子
04…階段状断面のブレーズド型回折格子
11…基板
12…ポジ型レジスト
13…荷電粒子ビーム
14…荷電粒子ビームの走査方向
15…荷電粒子ビームの描画方向
16…荷電粒子ビームのステップ間隔
20…マスク
21…露光光
31…本発明の作製方法により加工された格子角度の浅い格子の断面形状
32…従来の手法により加工された格子の断面形状
33…本発明の作製方法により加工された格子角度がやや浅い格子の断面形状
34…本発明の作製方法により加工された格子角度の深い格子の断面形状
Binary diffraction grating 02 having a rectangular cross section 02 Binary diffraction grating 03 having a sinusoidal cross section blazed diffraction grating 04 having a saw-blade cross section blazed diffraction grating 11 having a stepped cross section 11 Substrate 12 A positive resist 13 ... charged particle beam 14 ... charged particle beam scanning direction 15 ... charged particle beam drawing direction 16 ... charged particle beam step interval 20 ... mask 21 ... exposure light 31 ... shallow grating angle processed by the manufacturing method of the present invention. Cross-sectional shape of lattice 32 ... Cross-sectional shape of lattice processed by conventional method 33 ... Cross-sectional shape of lattice with slightly shallow lattice angle processed by the manufacturing method of the present invention 34 ... Grid angle processed by the manufacturing method of the present invention Cross section shape of deep lattice

Claims (7)

感光材料上で荷電粒子ビームを走査して、走査領域である1ステップ毎に段階的にビームの照射エネルギー量を制御し、回折格子を描画形成する工程を有するブレーズド型回折格子の作製方法において、
前記荷電粒子ビームの1ステップ毎の走査回数が、予め定められた実数に、他の予め定められた小数点以下の値を有する実数を1ステップ毎に加算又は減算した値に対し、小数点以下の値を切り捨てもしくは切り上げにより整数化し、増分値又は減分値が一定でないように決定されていることを特徴とするブレーズド型回折格子の作製方法。
In a method for producing a blazed diffraction grating, the method includes a step of scanning a charged particle beam on a photosensitive material, controlling the irradiation energy amount of the beam step by step for each scanning area, and drawing and forming the diffraction grating.
The number of scans per step of the charged particle beam is a value after the decimal point with respect to a value obtained by adding or subtracting a predetermined real number having a value below the decimal point for each step to a predetermined real number. A method for producing a blazed diffraction grating, wherein the value is converted into an integer by rounding down or rounding up , and the increment value or the decrement value is determined not to be constant .
前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の格子間隔に比例していることを特徴とする請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 1, wherein a distance between steps of the charged particle beam is proportional to a grating interval of the blazed diffraction grating. 前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、一定であることを特徴とする請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法。   The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1, wherein a distance between steps of the charged particle beam is constant. 前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の最深部に向かうに従い、狭くなっていることを特徴とする請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 1, wherein a distance between steps of the charged particle beam becomes narrower toward a deepest part of the blazed diffraction grating. 前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、ブレーズド型回折格子の最浅部に向かうに従い、狭くなっていることを特徴とする請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法。   The method for producing a blazed diffraction grating according to claim 1, wherein a distance between steps of the charged particle beam becomes narrower toward a shallowest portion of the blazed diffraction grating. 前記荷電粒子ビームのステップ間距離が、局所的に変動していることを特徴とする請求項1記載のブレーズド型回折格子の作製方法。   The blazed diffraction grating manufacturing method according to claim 1, wherein a distance between steps of the charged particle beam varies locally. ブレーズド型回折格子の格子間隔に対する前記荷電粒子ビームの格子線毎のステップ数が3回以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のブレーズド型回折格子の作製方法。
する光学シート。
The method for producing a blazed diffraction grating according to any one of claims 1 to 6, wherein the number of steps for each lattice line of the charged particle beam with respect to the lattice spacing of the blazed diffraction grating is 3 or more. .
Optical sheet.
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