JPH02199401A - 回折格子の作製方法 - Google Patents
回折格子の作製方法Info
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- JPH02199401A JPH02199401A JP2002489A JP2002489A JPH02199401A JP H02199401 A JPH02199401 A JP H02199401A JP 2002489 A JP2002489 A JP 2002489A JP 2002489 A JP2002489 A JP 2002489A JP H02199401 A JPH02199401 A JP H02199401A
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は微細加工を施した高精度な光学素子の一つであ
る、様々な形状の回折格子をガラスあるいはアルミニウ
ムの表面に直接作製す４方法に関するものである。
る、様々な形状の回折格子をガラスあるいはアルミニウ
ムの表面に直接作製す４方法に関するものである。
従来の技術
高精度な回折格子を作製するためには、非常に微細な加
工が必要である。従来は機械加工により、軟らかい材料
の表面に一本一本溝を形成することによって、回折格子
を作製していた。しかしながら、このような方法では溝
の間隔は数μｍにするのが限界であり、サブミクロンの
加工はできない。
工が必要である。従来は機械加工により、軟らかい材料
の表面に一本一本溝を形成することによって、回折格子
を作製していた。しかしながら、このような方法では溝
の間隔は数μｍにするのが限界であり、サブミクロンの
加工はできない。
そこで、最近では、半導体技術を応用した加工方法が検
討されている。
討されている。
１９Ｂ５．６．１７．ｐ、８５に示されているように、
レジスト上に等間隔で他のレジストをライン状に形成し
、イオン流によって物理的に斜方エツチングを行い、の
こぎり刃状にレジストを加工する方法や、特願昭６２−
３３１９７２号に示されているように、レジストに、三
光束干渉露光法によって、ホログラム回折格子を形成す
る方法等が提案されている。
レジスト上に等間隔で他のレジストをライン状に形成し
、イオン流によって物理的に斜方エツチングを行い、の
こぎり刃状にレジストを加工する方法や、特願昭６２−
３３１９７２号に示されているように、レジストに、三
光束干渉露光法によって、ホログラム回折格子を形成す
る方法等が提案されている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、これらの方法では一つの回折格子を作製
するのに大変時間がかかり、また、再現性にも問題があ
り、同じものを大量に作製することは大変困難であり、
作製時間およびコストが非常にかかってしまう。
するのに大変時間がかかり、また、再現性にも問題があ
り、同じものを大量に作製することは大変困難であり、
作製時間およびコストが非常にかかってしまう。
また、これらの方法で作製された回折格子はレジスト等
の軟らかい材料であるので、耐久性に欠けるという課題
があった。
の軟らかい材料であるので、耐久性に欠けるという課題
があった。
本発明では上記課題に鑑み、物理的方法で高強度な材料
の表面に直接、所望の形状の回折格子を作製することを
目的としている。
の表面に直接、所望の形状の回折格子を作製することを
目的としている。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明では平板ガラスある
いは平板アルミニウムの表面に感光性樹脂を塗布し、等
間隔でラインアンドスペースのパターンを形成し、イオ
ン流に対して、経時的に大斜角を変化させながら、全体
を均一に物理的にエツチングし、平板ガラスあるいは平
板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形成す
ることによって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
いは平板アルミニウムの表面に感光性樹脂を塗布し、等
間隔でラインアンドスペースのパターンを形成し、イオ
ン流に対して、経時的に大斜角を変化させながら、全体
を均一に物理的にエツチングし、平板ガラスあるいは平
板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形成す
ることによって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
作用
本発明は上記した方法によって、直接平板ガラスあるい
は平板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形
成するので、非常に耐久性の優れた回折格子を作製する
ことができるようになった。
は平板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形
成するので、非常に耐久性の優れた回折格子を作製する
ことができるようになった。
また、感光性樹脂で形成したラインアンドスペースのパ
ターンは再現性良（、同一パターンが描けるので、基板
傾斜角の経時変化が同一の場合は全く同じ形状の回折格
子が得られることになる。
ターンは再現性良（、同一パターンが描けるので、基板
傾斜角の経時変化が同一の場合は全く同じ形状の回折格
子が得られることになる。
従って、本発明は上記した方法によって、耐久性の優れ
た回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよう
にしたものである。
た回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよう
にしたものである。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。
。
最初に、３０ｍｍＸ３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの平板ガラス
の表面を超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面に研磨
した。
の表面を超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面に研磨
した。
次に、鏡面に研磨した平板ガラスの表面にＰＭＭＡ （
ポリメチルメタアクリレート）樹脂をスピンコーティン
グにより０．５μｍの厚みで成膜し、１２０°Ｃで２０
分間ブリヘークした後、エキシマレーザを光源として、
線幅１μｍのラインアンドスペースのマスクパターンを
密着露光法により樹脂に焼き付けて現像を行った。この
ようにして平板ガラスの表面に線幅１μｍ、段差０．５
μｍのラインアンドスペースのパターンをＰＭＭＡ樹脂
で作製した。この状態での断面図を第１図に示した。第
１図において、１１は平板ガラス基板、１２はＰＭＭＡ
樹脂である。
ポリメチルメタアクリレート）樹脂をスピンコーティン
グにより０．５μｍの厚みで成膜し、１２０°Ｃで２０
分間ブリヘークした後、エキシマレーザを光源として、
線幅１μｍのラインアンドスペースのマスクパターンを
密着露光法により樹脂に焼き付けて現像を行った。この
ようにして平板ガラスの表面に線幅１μｍ、段差０．５
μｍのラインアンドスペースのパターンをＰＭＭＡ樹脂
で作製した。この状態での断面図を第１図に示した。第
１図において、１１は平板ガラス基板、１２はＰＭＭＡ
樹脂である。
この基板を、イオン流に対する角度を経時的に変化させ
ることができるＥＣＲ（エレクトロンサイクロトロン共
鳴）プラズマイオンシャワーエツチング装置にセットし
た。第２図には、このＥＣＲプラズマイオンシャワーエ
ツチング装置の概略図を示した。第２図において、２１
はＥＣＲプラズマ発生装置、２２はイオン引き出し電極
、２３はシャッター、２４は傾斜角の制御可能な基板ホ
ルダー、２５は排気装置である。初め基板はイオン流に
対して直角にセットされているが、基板傾斜角の制御装
置のスイッチを入れると制御装置にプログラムした通り
に基板傾斜角がイオン流に対して経時的に変化する。本
実施例では基板傾斜角をイオン流に対して４５°から１
３５°までの間で経時的に種々変化させた。
ることができるＥＣＲ（エレクトロンサイクロトロン共
鳴）プラズマイオンシャワーエツチング装置にセットし
た。第２図には、このＥＣＲプラズマイオンシャワーエ
ツチング装置の概略図を示した。第２図において、２１
はＥＣＲプラズマ発生装置、２２はイオン引き出し電極
、２３はシャッター、２４は傾斜角の制御可能な基板ホ
ルダー、２５は排気装置である。初め基板はイオン流に
対して直角にセットされているが、基板傾斜角の制御装
置のスイッチを入れると制御装置にプログラムした通り
に基板傾斜角がイオン流に対して経時的に変化する。本
実施例では基板傾斜角をイオン流に対して４５°から１
３５°までの間で経時的に種々変化させた。
まず、第一の例としては角速度を一定にしてＰＭＭＡ樹
脂が全てエツチングされるまでエンチングを行った。こ
の方法で作製したガラス製の回折格子の断面図を第３図
に示す。第３図において、３１はガラス基板、３２は加
工後の回折格子の断面形状である。第３図から明らかな
ように、角速度を一定にした場合は、２μｍピッチで段
差が０．８μｍで左右対称のウェーブ形状のガラス製回
折格子が得られていることがわかる。
脂が全てエツチングされるまでエンチングを行った。こ
の方法で作製したガラス製の回折格子の断面図を第３図
に示す。第３図において、３１はガラス基板、３２は加
工後の回折格子の断面形状である。第３図から明らかな
ように、角速度を一定にした場合は、２μｍピッチで段
差が０．８μｍで左右対称のウェーブ形状のガラス製回
折格子が得られていることがわかる。
別の例として、イオン流に対する基板傾斜角が４５°か
ら９０°までと９０°から１３５″で角速度を大きく変
化させてＰＭＭＡ樹脂が全てエツチングされるまでエツ
チングを行った。この方法で作製したガラス製の回折格
子の断面図を第４図に示す。第４図において、４１はガ
ラス基板、４２は加工後の回折格子の断面形状である。
ら９０°までと９０°から１３５″で角速度を大きく変
化させてＰＭＭＡ樹脂が全てエツチングされるまでエツ
チングを行った。この方法で作製したガラス製の回折格
子の断面図を第４図に示す。第４図において、４１はガ
ラス基板、４２は加工後の回折格子の断面形状である。
第４図から明らかなように、イオン流に対する基板傾斜
角が４５°から９０°までと９０°がら１３５°で角速
度が大きく異なる場合には、ピッチは２μｍで一定であ
るが、波の頂点が左右いずれかに偏ったウェーブ形状の
ガラス製回折格子が得られていることがわかる。
角が４５°から９０°までと９０°がら１３５°で角速
度が大きく異なる場合には、ピッチは２μｍで一定であ
るが、波の頂点が左右いずれかに偏ったウェーブ形状の
ガラス製回折格子が得られていることがわかる。
このようにイオン流に対する基板傾斜角の角速度を変化
させることによって、回折格子のウェーブ形状を制御す
ることができる。また、エツチングする前の平板ガラス
の表面に形成したＰ ＭＭＡ樹脂のラインアンドスペー
スのパターンを変えることによって、回折格子のピッチ
および段差を制御することができる。
させることによって、回折格子のウェーブ形状を制御す
ることができる。また、エツチングする前の平板ガラス
の表面に形成したＰ ＭＭＡ樹脂のラインアンドスペー
スのパターンを変えることによって、回折格子のピッチ
および段差を制御することができる。
従って、本発明の方法によって耐久性の優れたガラス製
の回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよう
になった。
の回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよう
になった。
なお、実施例において、ガラス製の回折格子の作製方法
について示したが、物理的にエツチングできる材料、例
えば、アルミニウム基板などを用いても、本発明の方法
によれば、回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製で
きることは言うまでもない。また、実施例において、物
理的なエツチング方法としてＥＣＲプラズマイオンシャ
ワーエツチングを用いたが、反応性イオンエツチング、
反応性イオンビームエツチングやスパッタエツチング等
のエツチング方法を用いても、同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
について示したが、物理的にエツチングできる材料、例
えば、アルミニウム基板などを用いても、本発明の方法
によれば、回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製で
きることは言うまでもない。また、実施例において、物
理的なエツチング方法としてＥＣＲプラズマイオンシャ
ワーエツチングを用いたが、反応性イオンエツチング、
反応性イオンビームエツチングやスパッタエツチング等
のエツチング方法を用いても、同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
発明の効果
本発明の方法により、ガラスあるいはアルミニウムに直
接、所望の形状の回折格子を容易に、且つ、再現性良く
作製することが可能となり、耐久性の優れた回折格子が
得られるようになった。
接、所望の形状の回折格子を容易に、且つ、再現性良く
作製することが可能となり、耐久性の優れた回折格子が
得られるようになった。
第１図はエツチング前のガラス基板の断面図、第２図は
ＥＣＲプラズマイオンシャワーエツチング装置の概略図
、第３図および第４図は本発明の方法で作製したガラス
製回折格子の断面図である。 １１・・・・・・平板ガラス基板、１２・・・・・・Ｐ
ＭＭＡ樹脂。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名ｖ＋Ｌ ＼
ＥＣＲプラズマイオンシャワーエツチング装置の概略図
、第３図および第４図は本発明の方法で作製したガラス
製回折格子の断面図である。 １１・・・・・・平板ガラス基板、１２・・・・・・Ｐ
ＭＭＡ樹脂。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名ｖ＋Ｌ ＼
Claims (1)
- 平板ガラスあるいは平板アルミニウムの表面に感光性樹
脂を塗布し、等間隔でラインアンドスペースのパターン
を形成し、イオン流に対して、経時的に入射角を変化さ
せながら、全体を均一に物理的にエッチングし、平板ガ
ラスあるいは平板アルミニウムの表面に所望の形状の回
折格子を形成することを特徴とする回折格子の作製方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020024A JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020024A JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199401A true JPH02199401A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0823601B2 JPH0823601B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12015516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020024A Expired - Fee Related JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823601B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02251904A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Shimadzu Corp | 回折格子およびその製作方法 |
| US6517734B1 (en) * | 2000-07-13 | 2003-02-11 | Network Photonics, Inc. | Grating fabrication process using combined crystalline-dependent and crystalline-independent etching |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334560B (zh) * | 2015-11-06 | 2017-12-22 | 中国科学技术大学 | 一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56113108A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Rikagaku Kenkyusho | Preparation for echelette grating |
| JPS60186806A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | ブレ−ズド格子の製作方法 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020024A patent/JPH0823601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56113108A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Rikagaku Kenkyusho | Preparation for echelette grating |
| JPS60186806A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | ブレ−ズド格子の製作方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02251904A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Shimadzu Corp | 回折格子およびその製作方法 |
| US6517734B1 (en) * | 2000-07-13 | 2003-02-11 | Network Photonics, Inc. | Grating fabrication process using combined crystalline-dependent and crystalline-independent etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0823601B2 (ja) | 1996-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |