JPH0456801A - Production of diffraction grating - Google Patents
Production of diffraction gratingInfo
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- JPH0456801A JPH0456801A JP12161390A JP12161390A JPH0456801A JP H0456801 A JPH0456801 A JP H0456801A JP 12161390 A JP12161390 A JP 12161390A JP 12161390 A JP12161390 A JP 12161390A JP H0456801 A JPH0456801 A JP H0456801A
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、耐久性の良いガラス表面に微細加工を施し、
信軽性の良い高精度な回折格子を容易に作製する方法に
関するものである。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention applies fine processing to a durable glass surface.
The present invention relates to a method for easily manufacturing a reliable and highly accurate diffraction grating.
従来の技術
従来、高精度な回折格子を作製する方法として、高精度
なルーリングエンジンを用いて、直接、平面ガラス板に
アルミニウム(AN)などの金属を謂着した面上に、ダ
イヤモンドツールを押えつけて等間隔に溝を形成する方
法や、rN I KKE IMECHANICAI−J
19B5.6.17゜ρ、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アンドス
ペースパターンに形成し、物理的にエンチングを行って
、のこぎり歯状にレジストを加工する方法や、特願昭6
2−331972に示されているように、ホログラム露
光によって感光性樹脂を回折格子形状にし、現像後、樹
脂上にアルミニウムなどの金属を蒸着して反射型ホログ
ラフィック回折格子を作製する方法が検討されている。Conventional technology Conventionally, as a method for producing high-precision diffraction gratings, a diamond tool is held directly onto a flat glass plate coated with a metal such as aluminum (AN) using a high-precision ruling engine. The method of forming grooves at equal intervals by attaching
As shown in 19B5.6.17゜ρ, 85, another resist is formed in a line-and-space pattern at equal intervals on the resist, and physically etched to process the resist into a sawtooth shape. How to do it and how to apply for it
2-331972, a method has been studied in which a photosensitive resin is formed into a diffraction grating shape by hologram exposure, and after development, a metal such as aluminum is deposited on the resin to create a reflective holographic diffraction grating. ing.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来の方法では一つの回折格子を作製す
るのに非常に長い時間を必要とし、さらに、高精度のも
のを大量に作製することが難しく、再現性に問題があっ
た。また、作製した回折格子はいずれも軟らかい材料に
回折格子形状を刻んでいるために、耐久性にも問題があ
った。Problems to be Solved by the Invention However, with conventional methods, it takes a very long time to produce one diffraction grating, and furthermore, it is difficult to produce high-precision gratings in large quantities, and there are problems with reproducibility. there were. In addition, since all of the fabricated diffraction gratings had a diffraction grating shape carved into a soft material, there were also problems with durability.
本発明は上記課題に鑑み、物理的手法を用いてガラスの
表面に所望の形状を刻み込むことによって、ガラス製の
耐久性の良い回折格子を作製することを目的としている
。In view of the above problems, an object of the present invention is to manufacture a highly durable diffraction grating made of glass by carving a desired shape into the surface of glass using a physical method.
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明では平面ガラス基板
の表面にラインアンドスペースパターンのマスクを形成
して、ドライエツチングによってガラス表面に回折格子
形状を形成することによって、ガラス製の耐久性の良い
回折格子の作製を可能としたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, in the present invention, a line-and-space pattern mask is formed on the surface of a flat glass substrate, and a diffraction grating shape is formed on the glass surface by dry etching. This made it possible to create a durable diffraction grating made of glass.
また、マスクの厚みおよびラインアンドスペースパター
ンの線幅によって、回折格子形状を制御することができ
るので、再現性良く同じ形状の回折格子を容易に得るこ
とを可能としたものである。Furthermore, since the shape of the diffraction grating can be controlled by the thickness of the mask and the line width of the line-and-space pattern, it is possible to easily obtain diffraction gratings of the same shape with good reproducibility.
作用
本発明は上記した方法によって、容易に所望の形状の高
精度で高強度なガラス製回折格子を作製することを可能
にしたものである。Effect of the Invention The present invention makes it possible to easily produce a high-precision, high-strength glass diffraction grating of a desired shape using the above-described method.
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
。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
ガラス基板の表面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨を行
った後、ガラス基板表面にポジ型のレジストをスピンコ
ードによって0.5μmの厚みでコーティングした。After polishing the surface of the glass substrate using diamond abrasive grains, the surface of the glass substrate was coated with a positive resist to a thickness of 0.5 μm using a spin cord.
このレジストに、第1図に示したように波長441.6
nmのレーザー光を二光束に分離して干渉させて照射し
、現像液によって感光部を溶解させた後、120°Cで
ベーキングを行って第2図に示すような回折格子形状を
ガラス表面に形成した。This resist has a wavelength of 441.6 as shown in Figure 1.
After separating the laser beam into two beams and interfering with each other, the photosensitive area is irradiated with a developer, and then baked at 120°C to form a diffraction grating shape as shown in Figure 2 on the glass surface. Formed.
第1図において、11は光源、12はハーフミラ、13
は反射板、14はピンホール、15は試料である。第2
図において、21はレジスト、22はガラス基板である
。In FIG. 1, 11 is a light source, 12 is a half mirror, and 13 is a light source.
14 is a reflecting plate, 14 is a pinhole, and 15 is a sample. Second
In the figure, 21 is a resist, and 22 is a glass substrate.
次に、このガラス基板上にクロム(Cr)膜を蒸着法に
よって0.1μmの厚みで成膜した。このときのガラス
基板の断面形状を第3図に示す。第3図において、3I
はレジスト、32はCr薄膜、33はガラス基板である
。Next, a chromium (Cr) film with a thickness of 0.1 μm was formed on this glass substrate by a vapor deposition method. The cross-sectional shape of the glass substrate at this time is shown in FIG. In Figure 3, 3I
32 is a resist, 32 is a Cr thin film, and 33 is a glass substrate.
この後、レジストのみを有機溶剤を用いて溶解させた。Thereafter, only the resist was dissolved using an organic solvent.
このときの断面形状を第4図に示す。第4図において、
41はCr薄膜、42はガラス基板である。第4図より
明らかなように、ガラス基板上に線幅0.5μm、ピッ
チ1.0μmのラインアンドスペースパターンのCrマ
スクが形成されていることがわかる。The cross-sectional shape at this time is shown in FIG. In Figure 4,
41 is a Cr thin film, and 42 is a glass substrate. As is clear from FIG. 4, a Cr mask with a line-and-space pattern having a line width of 0.5 μm and a pitch of 1.0 μm is formed on the glass substrate.
第4図の状態のガラス基板を第5図に示すECR(電子
サイクロトロン共鳴)プラズマイオンシャワーエツチン
グ装置にイオン源に対して直角にセントシ、CHF、ガ
スによってエツチングし、断面形状を観測した精巣、第
6図に示すように、Crマスクがすべてエツチングされ
た時点の形状は、段差が1.0.umでピッチが1.0
μmの波状の回折格子が形成されていることがわかる。The glass substrate in the state shown in Fig. 4 was etched in the ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma ion shower etching device shown in Fig. 5 using centrifugal gas, CHF, and gas perpendicular to the ion source, and the cross-sectional shape of the testis was observed. As shown in Figure 6, the shape when the Cr mask is completely etched has a step difference of 1.0. pitch is 1.0 in um
It can be seen that a wavy diffraction grating of μm is formed.
第5図において、51はイオン引き出し電極、52はイ
オン源、53はシャッター、54は基板ホルダー、55
は排気系である。第6図において、61はガラス基板で
ある。In FIG. 5, 51 is an ion extraction electrode, 52 is an ion source, 53 is a shutter, 54 is a substrate holder, and 55
is the exhaust system. In FIG. 6, 61 is a glass substrate.
又、イオン源に対してガラス基板を45°傾けてセット
すると、第7図に示すようなサーフィンウェーブ形状の
回折格子が得られた。第7図において、71はガラス基
板である。Further, when the glass substrate was set at an angle of 45 degrees with respect to the ion source, a surfing wave-shaped diffraction grating as shown in FIG. 7 was obtained. In FIG. 7, 71 is a glass substrate.
さらに、同一ピンチのラインアンドスペースパターンの
Crマスクの線幅を変化させたときのガラス基板表面に
形成できる回折格子形状を第8図から第10図に示す。Further, FIGS. 8 to 10 show the diffraction grating shapes that can be formed on the surface of the glass substrate when the line width of the Cr mask with the same pinch line-and-space pattern is changed.
第8図に示した回折格子は、ラインとスペースの線幅の
比率が4:1である。In the diffraction grating shown in FIG. 8, the line width ratio of lines and spaces is 4:1.
第9図は1:1、第10図は1:4である。第8図、第
9図、第10図において、81.91101はガラス基
板である。このように、ラインとスペースの線幅の比率
を変化させることによって、種々の形状の回折格子を作
製することができる。The ratio in FIG. 9 is 1:1, and the ratio in FIG. 10 is 1:4. In FIGS. 8, 9, and 10, 81.91101 is a glass substrate. In this way, diffraction gratings of various shapes can be produced by changing the ratio of the line widths of lines and spaces.
このようにしてガラス基板表面に直接回折格子形状を刻
んだ後、表面上に反射膜として金(A u )薄膜を蒸
着法によって形成した。このときの、各回折格子の回折
効率を表1に示す。After a diffraction grating shape was directly carved on the surface of the glass substrate in this way, a thin gold (Au) film was formed as a reflective film on the surface by vapor deposition. Table 1 shows the diffraction efficiency of each diffraction grating at this time.
(以 下 余 白)
表1 各回折格子の回折効率
表1より、形状の違いによって、回折効率が異なること
がわかる。従って、マスクのラインとスペースの線幅の
比を変えることによって、回折効率を変化させることが
可能であることがわかる。(Left below) Table 1 Diffraction efficiency of each diffraction grating From Table 1, it can be seen that the diffraction efficiency differs depending on the shape. Therefore, it can be seen that it is possible to change the diffraction efficiency by changing the ratio of the line widths of the lines and spaces of the mask.
又、基板の角度によって回折効率をさらに向上させるこ
とが可能であることもわかる。It can also be seen that the diffraction efficiency can be further improved by changing the angle of the substrate.
以上のように本発明によれば、所望の形状のガラス製回
折格子を容易に形成できることがわかる。As described above, it can be seen that according to the present invention, a glass diffraction grating having a desired shape can be easily formed.
なお、本実施例においては、マスク材としてDr薄膜を
用いたが、ガラスとの選択エツチングのできる材料であ
れば、どんなものでもマスク材として用いることができ
るのは言うまでもない。In this embodiment, a Dr thin film was used as the mask material, but it goes without saying that any material can be used as the mask material as long as it can be selectively etched with glass.
さらに、用いるマスク材及びエンチング条件によって、
形成できる回折格子形状も変化させることができる。Furthermore, depending on the mask material and etching conditions used,
The shape of the diffraction grating that can be formed can also be varied.
発明の効果
本発明の方法によって、非常に高強度で耐久性の良いガ
ラス表面に微細加工を容易に施すことが可能となり、所
望の形状の回折格子を容易に得ることができるようにな
った。Effects of the Invention By the method of the present invention, it has become possible to easily perform fine processing on a very strong and durable glass surface, and it has become possible to easily obtain a diffraction grating of a desired shape.
第1図は実施例における三光束干渉露光装置の概略図、
第2図、第3図、第4図は実施例におけるプロセスの各
段階での作製試料の断面図、第5図は実施例に用いたエ
ツチング装置の概略図、第6図、第7図、第8図、第9
図、第10図は本発明方法によって作製できたガラス製
回折格子の断面図である。
11・・・・・・光源、12・・・・・・ハーフミラ−
113・・・・・・反射板、14・・・・・・ピンホー
ル、15・・・・・・t&T4゜代理人の氏名 弁理士
粟野重孝 はか1名11−一−先)原
第4図
\42
!2v4
第 5 図
m−22
第3図
9イ
第
図
第
図
第
図
第
図
第1゜
図FIG. 1 is a schematic diagram of a three-beam interference exposure apparatus in an embodiment,
Figures 2, 3, and 4 are cross-sectional views of fabricated samples at each stage of the process in the examples, Figure 5 is a schematic diagram of the etching apparatus used in the examples, Figures 6, 7, Figures 8 and 9
10 are cross-sectional views of a glass diffraction grating manufactured by the method of the present invention. 11...Light source, 12...Half mirror
113...Reflector, 14...Pinhole, 15...t&T4゜Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano (1 person) 11-1-1) Hara No. 4 Figure\42! 2v4 Figure 5 m-22 Figure 3 9A Figure Figure Figure 1゜Figure
Claims (2)
ターンのマスクを形成して、ドライエッチングによって
ガラス表面に回折格子形状を形成することを特徴とする
回折格子の作製方法。(1) A method for producing a diffraction grating, which comprises forming a line-and-space pattern mask on the surface of a flat glass substrate and forming a diffraction grating shape on the glass surface by dry etching.
ンの線幅によって、回折格子形状を制御することを特徴
とする請求項(1)記載の回折格子の作製方法。(2) The method for producing a diffraction grating according to claim (1), wherein the shape of the diffraction grating is controlled by the thickness of the mask and the line width of the line-and-space pattern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12161390A JPH0456801A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Production of diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
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JP12161390A JPH0456801A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Production of diffraction grating |
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---|---|
JPH0456801A true JPH0456801A (en) | 1992-02-24 |
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JP12161390A Pending JPH0456801A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Production of diffraction grating |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0456801A (en) |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP12161390A patent/JPH0456801A/en active Pending
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