JPH03154002A - 回折素子の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種光メモリ素子用の光ピツクアップ装置等で
使用される回折素子の製造方法に係り、特に透光性基板
の複数の領域にそれぞれ断面形状が鋸刃（ブレーズ）状
をなし、かつ、領域毎に回折角が異なる回折格子を設け
るようにした回折素子の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、再生専用型、追記型及び書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。これらの光メ
モリ素子に情報を記録又は再生するための光ピツクアッ
プ装置は、通常レーザと、レーザから出射されるレーザ
光を光メモリ素子に導くとともに、光メモリ素子で反射
された反射光を光検出器に導く光学系と、光メモリ素子
からの反射光に基づいて情報の再生等を行う光検出器と
を備えている。そして、上記の光学系には、レーザから
光メモリ素子に到る光路と、光メモリ素子から光検出器
に到る光路とを分離するための素子、例えば偏光ビーム
スプリッタが含まれている。

しかしながら、偏光ビームスプリッタを使用した場合は
、光ピツクアップ装置が重くなり、かつコスト高になる
ため、近年、光路を分離するための素子として回折素子
を使用することが検討されている。

そして、上記の回折素子における回折格子の断面形状を
鋸刃形状とすると、光利用効率の改善を図ることができ
ることが、第４８回応用物理学会学術講演会におけるｒ
ＣＤ用ホログラム光へ・ンドの高光利用重化」に関する
報告等で明らかにされている。

以下、鋸刃状の断面形状を有する回折格子の作製方法に
ついて説明する。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描画
法により電子ビームを走査して、例えば実際の回折格子
パターンの１０倍のサイズの拡大パターンを有するレテ
ィクルを作製する。

次にこのレティクルを用いてフォトリピータにより上記
拡大パターンを光学的に１／１０に縮小し、第４図（ａ
）に示すように基板１上に遮光性薄膜２の設けられない
光透過部Ａと、遮光性薄膜２の設けられた光非透過部Ｂ
とを有するフォトマスク３を作製する。

一方、同図（ｂ）に示すように回折素子用の、ガラス等
からなる透光性基板４を用意し、この透光性基板４の表
面を洗剤、水或いは有機溶剤を用いて洗浄しておく。

続いて、同図（Ｃ’）に示すように、透光性基板４の表
面にコーテイング機器であるスピンコータを用いてレジ
スト膜５を被覆する。

そして、同図（ｄ）に示すようにレジスト膜５上に前記
のフォトマスク３を密着させ、紫外線を照射して露光す
ることによりレジスト膜５にフォトマスク３用の回折格
子パターンの潜像を形成する。

次に、同図（ｅ）に示すようにレジスト膜５を現像して
レジスト膜５に回折格子パターンとしての窓部６・６・
・・を形成する。なお、窓部６の幅ｗａと、隣接する窓
部６・６間でレジスト膜５の残存する部位の幅ｗｂ’　
との比は１：１とされる。

その後、Ａｒガスを用いて斜め方向からイオンビームを
照射してエツチングを施すことにより、同図＜ｒ＞の如
く鋸刃状の回折格子７・７・・・が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、光ピツクアップ装置において、サーボエラー
信号を得る目的等で、第３図（ｂ）に示すように例えば
透光性基板４を２つの領域４ａ・４ｂに分割し、各領域
４ａ・４ｂに回折角のそれぞれ異なる回折格子７ａ・７
ａ・・・及び７ｂ・７ｂ・・・を形成する場合、回折格
子７ａ・７ａ・・・のピッチｐ、”より回折格子７ｂ・
７ｂ・・・のピッチｐ２を大きくする必要がある。その
ためには、第３図（ａ）に示すようにレジスト膜５に窓
部６・６・・・を設ける際に、領域４ａの窓部６ａ・６
ａ・・・の幅ｗａ、’より領域４ｂの窓部６ｂ・６ｂ・
・・の幅Ｗａ２“を大きくすれば良い。

ところが、その場合、領域４ｂでは窓部６ｂ・６ｂ・・
・の幅Ｗａｚ　’が広いために回折格子７ｂ・７ｂ・・
・の深さｄ２°が領域４ａの回折格子７ａ・７ａ・・・
の深さｄ１゛より大きくなり、その結果、領域４ａと４
ｂとで回折効率に差が生じるものである。回折効率に差
が生じると、例えば上述のサーボエラー信号が正確に得
られな（なるという問題が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る回折素子の製造方法は、上記の課題を解決
するために、例えばガラス等からなる透光性基板上にレ
ジスト膜を形成し、このレジスト膜に露光及び現像処理
を施して回折格子パターンに対応する窓部を形成した後
、上記レジスト膜を介して透光性基板に斜め方向からＡ
ｒガス等を使用したイオンビームを照射してエツチング
を行うことにより透光性基板上に断面が鋸刃（ブレーズ
）状をなす回折格子を形成するようにし、かつ、上記の
工程による回折格子の形成に際して上記透光性基板を複
数の領域に分割して各領域に回折角の異なる回折格子を
設けるようにした回折素子の製造方法において、上記レ
ジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を設ける際
に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定にするよ
うにしたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

上記の構成によれば、回折角の異なる各領域で窓部の幅
をほぼ一定にしたので、各領域で回折格子の深さがほぼ
一定になる。従って、各領域の回折格子による回折効率
もほぼ一定になるものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第２図（ｆ）に示すように、回折素子１１はガラス等か
らなる透光性基板１２の表面に断面形状が鋸刃状をなす
回折格子１３・１３・・・が形成されて構成されている
。より具体的には第１図（Ｃ）に示すように透光性基板
１２は例えば２つの領域１２ａ・１２ｂに分割され、各
領域１２ａ−１２５に異なるピッチｐ１　・ＰｚＣＰｔ
＞Ｐ＋・）で回折格子１３ａ・１３ａ・・・及び１３ｂ
−１３ｂ・・・が形成されている。これにより、領域１
２ａと１２ｂとの回折角が相違させられている。

なお、本回折素子１１は例えば、各種光メモリ素子用の
光ピツクアップ装置等で使用され、図示しないレーザか
ら出射され、本回折素子１１を透過して光メモリ素子に
到り、光メモリ素子で反射されて再度本回折素子１１に
到達した反射光を光検出器側に回折させるものである。

その際、領域１２ａと１２ｂとで光メモリ素子からの反
射光を異なる方向に回折させることにより、光検出器で
サーボエラー信号を生成させることができる。

以下、回折素子１１の製造方法を説明する。

まず、前述と同様、電子計算機にて光ピツクアップ装置
における回折素子１１と光検出器の位置関係等に対応し
た回折格子パターンを演算し、この回折格子パターンに
基づいて電子ビーム描画法により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。

次に、このレティクルを用いてフォトリピータにより上
記拡大パターンを光学的に１／１０に縮小し、第２図（
ａ）に示すように基板１４上に遮光性薄膜１５の設けら
れない光透過部Ａと、遮光性薄膜１５の設けられた光非
透過部Ｂとを有するフォトマスク１６を作製する。なお
、フォトマスク１６はより具体的には第１図（ａ）に示
すように透光性基板１２の領域１２ａ１２ｂにそれぞれ
対応する２つの領域１６ａ１６ｂを有し、領域１６ａに
おける光非透過部Ｂ１の幅Ｗ、より領域１６ｂにおける
光非透過部Ｂ２の幅Ｗｇが大きくなるように設定されて
いる。又、領域１６ａ及び１６ｂにおける光透過部Ａ、
及びＡ２の幅Ｗは互いに等しくされている。

一方、第２図（ｂ）に示すように回折素子用の透光性基
板１２を用意し、この透光性基板１２の表面を洗剤、水
或いは有機溶剤を用いて洗浄しておく。

続いて、第２図（Ｃ）に示すように、透光性基板１２の
表面にコーテイング機器であるスピンコータを用いてレ
ジスト膜１７を被覆する。

そして、第２図（ｄ）に示すようにレジスト膜１７上に
前記のフォトマスク１６を密着させ、紫外線を照射して
露光することによりレジスト膜１７にフォトマスク１６
用の回折格子パターンの潜像を形成する。

次に、第２図（ｅ）に示すようにレジスト膜１７を現像
してレジスト膜１７に回折格子パターンとしての窓部１
８・１８・・・を形成する。この隙、より具体的には第
１図（ｂ）に示すように領域１２ａと１２ｂとで窓部１
８　ａ−１８ａ　・・・及び１８ｂ・１８ｂ・・・の幅
ｗａは一定となるが、領域１２ａおいて隣接する窓部１
８ａ１８ａ間に残存するレジスト膜１７の幅ｗｂ、より
領域１２ｂにおいて隣接する窓部１８ａ・１８ａ間に残
存するレジスト膜１７の幅ｗｂ、の方が大きくなる。

その後、レジスト膜１７を介して透光性基板１２にＡｒ
ガス等を用いて斜め方向からイオンビームを照射してエ
ツチングを施すことにより、第２図（ｆ）に示すように
鋸刃状の回折格子１３・１３・・・が形成される。なお
、実際には、第１図（ｃ）に示すように、領域１２ａに
おける回折格子１３ａ１３ａ・・・のピッチｐ、より領
域１２ｂにおける回折格子１３ｂ・１３ｂ・・・のピッ
チＰ２の方が大きくなる。これは第１図（ｂ）において
領域１２ａの隣接する窓部１８ａ・１８ａ間に残存する
レジスト膜１７の幅ｗｂ、より領域１２ｂの隣接する窓
部１８ａ・１８ａ間に残存するレジスト膜１７の幅ｗｂ
、の方が大きいためである。

なお、エツチング後に不要となったレジスト膜１７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又
はＯｘガスで灰化して除去すれば良い。

上記のように、本実施例では透光性基板１２の各領域１
２ａ・１２ｂのレジスト膜１７に形成する窓部１８ａ・
１８ａ・・・及び１８ｂ・１８ｂ・・・の幅ｗａを等し
くしたので、領域１２ａと領域１２ｂとで回折格子１３
　ａ−１３ａ　”・及び１３ｂ−１３ｂ・・・の深さｄ
、−ｄ、（第１図（ｃ）参照）はほぼ等しくなり、その
結果、領域１２ａと１２ｂにおける回折効率はほぼ等し
くなる。そのため、回折素子１１を利用してサーボエラ
ー信号の生成を行う場合、サーボエラー制御が正確に行
えるようになる。

〔発明の効果〕

本発明に係る回折素子の製造方法は、以上のように、レ
ジスト膜を介して透光性基板に斜め方向からイオンビー
ムを照射してエツチングを行うことにより透光性基板上
に断面が鋸刃状の回折格子を形成するに際し、上記透光
性基板を複数の領域に分割して各領域に回折角の異なる
回折格子を設けるようにした回折素子の製造方法におい
て、レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を設
ける際に回折角の異なる各領域で窓部の幅をほぼ一定に
するようにした構成である。

これにより、回折角の異なる各領域で回折格子の深さが
ほぼ一定になるので、各領域の回折格子による回折効率
もほぼ一定にな染ものである。

従って、上記回折素子を使用して例えば光ピツクアップ
装置におけるサーボエラー信号の生成を行う場合、サー
ボエラー制御を正確に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものである
。 第１図（ａ）はフォトマスクの概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を設
けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｃ）は回折素子の概略縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ回折素子の製造手順を
示す概略縦断面図である。 第３図及び第４図は従来例を示すものである。 第３図（ａ）は回折素子用基板上のレジスト膜に窓部を
設けた状態を示す概略縦断面図である。 同図（ｂ）は回折素子の概略縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｒ）は回折素子の製造手順を示す概略
縦断面図である。 １１は回折素子、１２は透光性基板、１２ａ・１２ｂは
領域、１３　（１３ａ　・１３ｂ）は回折格子、１７は
レジスト膜、１Ｂ　（１８ａ・１８ｂ）は窓部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板上にレジスト膜を形成し、このレジスト
   膜に露光及び現像処理を施して回折格子パターンに対応
   する窓部を形成した後、上記レジスト膜を介して透光性
   基板に斜め方向からイオンビームを照射してエッチング
   を行うことにより透光性基板上に断面が鋸刃状をなす回
   折格子を形成するようにし、かつ、上記の工程による回
   折格子の形成に際して上記透光性基板を複数の領域に分
   割して各領域に回折角の異なる回折格子を設けるように
   した回折素子の製造方法において、 上記レジスト膜に回折格子パターンに対応した窓部を設
   ける際に回折角の異なる各領域で上記窓部の幅をほぼ一
   定にするようにしたことを特徴とする回折素子の製造方
   法。