JPH06258510A - 回折格子製作用成形型およびその製造方法 - Google Patents

回折格子製作用成形型およびその製造方法

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JPH06258510A
JPH06258510A JP7520893A JP7520893A JPH06258510A JP H06258510 A JPH06258510 A JP H06258510A JP 7520893 A JP7520893 A JP 7520893A JP 7520893 A JP7520893 A JP 7520893A JP H06258510 A JPH06258510 A JP H06258510A
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JP
Japan
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etching
diffraction grating
mold
film
etching gas
Prior art date
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JP7520893A
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Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 底面および段差の深さの精度や均一性にすぐ
れた安価な回折格子製作用成形型を実現する。 【構成】 基板1の表面に、第1ないし第3の2層膜2
a〜2cを成膜する。各2層膜2a〜2cは、2種類の
エッチングガスの一方のエッチングガスに対して高い反
応性を有し他方に対して低い反応性をもつ薄膜3と、前
記一方のエッチングガスに対して低い反応性をもち前記
他方のエッチングガスに対して高い反応性をもつ薄膜4
からなる。前記2種類のエッチングガスを交互に用いて
第3の2層膜2cから順次所定の部分をエッチングする
ことで回折格子転写用の溝5を形成する。このため、エ
ッチング深さを高精度で制御する必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルカラー読取
装置の色分解に用いるブレーズト回折格子をレプリカ法
によって製作するための回折格子製作用成形型およびそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、原稿面上のカラー画像情報を
光学系を介してCCD等のラインセンサ面上に結像させ
て、このときのラインセンサからの出力信号を利用して
カラー画像情報をデジタル的に読取る装置がいろいろと
提案されている。特に、特開平3−181269号に示
されているように、原稿面上のカラー画像からの光束を
結像光学系で集光し、前述のラインセンサ上に結像させ
るに際して、該光束を、例えば、赤色、緑色および青色
の3色に色分解するための装置としては、3pプリズム
を用いたものや、2つの色分解用のビームスプリッタを
用いるものや、透過型のブレーズト回折格子を用いるも
のが開発されており、最近では、装置の簡素化が容易で
あり、かつ、高精度の読取りが可能であるという点で、
反射型のブレーズト回折格子を用いる装置が注目されて
いる。反射型のブレーズト回折格子は、回折格子のピッ
チや各段差の高さを変えることで回折結像位置ずれやブ
レーズト波長ずれ等を解消できる利点をもち、安価で高
性能なカラー読取装置を実現するうえで極めて有益であ
る。そこで、このような反射型のブレーズト回折格子を
大量にかつ安価に作製する方法として、石英等で作られ
た基板に公知のフォトリソグラフィによるパターニング
とエッチングを繰返し、ブレーズト回折格子の形状を有
する凹所を形成することで回折格子製作用成形型を作
り、これを用いて紫外線硬化型の樹脂材料に回折格子を
転写したうえで、その表面を反射膜で被覆するレプリカ
法が開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、レプリカ法によって安価に回折格子を
製作するには、まず、成形型を安価に製造することが望
まれるが、反射型のブレーズト回折格子の色分解特性
は、各回折格子の頂面および段差の高さの均一性や精度
に大きく依存するため、前述の方法で成形型を作製する
際には、エッチング深さを高精度で制御することが必要
であり、このためにエッチング工程が複雑化し、成形型
の製造コストが上昇する。
【0004】本発明は上記従来の技術の未解決の課題に
鑑みてなされたものであり、製造コストの上昇を招くこ
となく、回折格子転写用の凹所の底面および段差の深さ
の精度や均一性を向上させることのできる回折格子製作
用成形型およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回折格子製作用成形型は、基板とその表面
に積層された複数の2層膜を有し、各2層膜が、2種類
のエッチングガスの一方のエッチングガスに対して高い
反応性を有し他方のエッチングガスに対して低い反応性
を有する第1の薄膜と、前記一方のエッチングガスに対
して低い反応性を有し前記他方のエッチンクガスに対し
て高い反応性を有する第2の薄膜からなり、前記2層膜
のそれぞれの所定の部分を前記2種類のエッチングガス
によってエッチングすることで回折格子転写用の凹所が
形成されていることを特徴とする。
【0006】また、本発明の方法は、基板の表面に、2
種類のエッチングガスの一方のエッチングガスに対して
高い反応性を有し他方のエッチングガスに対して低い反
応性を有する第1の薄膜と、前記一方のエッチングガス
に対して低い反応性を有し前記他方のエッチングガスに
対して高い反応性を有する第2の薄膜からなる2層膜を
少くとも2層成膜する工程と、各2層膜の所定部分を、
前記2種類のエッチングガスを交互に用いてエッチング
する工程からなることを特徴とする。
【0007】
【作用】前記凹所の底面および段差の深さは、エッチン
グされた2層膜の膜厚に等しい。従って、各2層膜成膜
時にその膜厚を高精度に制御することにより、前記凹所
の底面および段差の深さの精度や均一性を向上させるこ
とができる。エッチング深さを高精度で制御する必要が
ないために製造コストの上昇を招くおそれはない。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0009】図1は、一実施例の一部分を示す部分斜視
図であって、本実施例の回折格子製作用成形型である成
形型Mは、平坦な表面1aをもつ石英製の基板1と、そ
の表面1aに成膜された第1ないし第3の2層膜2a〜
2cを有し、各2層膜2a〜2cは材質の異なる2つの
薄膜3,4を積層したものであり、各2層膜2a〜2c
の所定の部分をエッチングによって除去することによっ
て、底面5aと2つの段差5b,5cを有する回折格子
転写用の凹所である溝5が形成されている。各2層膜2
a〜2cを構成する2つの薄膜3,4の材質は、例えば
Al23 とSiO2 の組合わせ、あるいは、Cr2
3 とSiO2 の組合わせのように、特定のエッチングガ
ス(例えばCF4 )に対して一方が反応しやすく、他方
が反応し難い性質を有し、別のエッチングガス(例えば
CCl4 )に対しては反応性が前記と逆であるような組
合わせのものが選定されている。従って、各2層膜2a
〜2cの2つの薄膜3,4の成膜時に、これらの膜厚が
高精度に制御されていれば、前記エッチング工程におい
て、前記2つのエッチングガスを交互に用いることによ
り、溝5の底面5aと段差5b,5cをそれぞれ所定の
深さh1 〜h3 にエッチングすることができる。このと
き、従来のようにエッチング時間等を高精度で制御する
必要がないため、エッチング工程の複雑化を避けること
ができる。従って、成形型Mの製造コストは低い。
【0010】次に、図2ないし図7に基づいて、成形型
Mの製造方法を説明する。
【0011】まず、長さ70mm、幅70mm、厚さ3
mm、φ50でニュートン3本の面精度および表面粗さ
〜10Å(r.m.s)の石英製の基板1に真空蒸着に
よって、それぞれ2つの薄膜3,4からなる第1ないし
第3の2層膜2a〜2cを成膜する。2つの薄膜3,4
のうちの基板1の表面1aに近い方の薄膜3はAl23
、他方の薄膜4はSiO2 で成膜されており、各2層
膜2a〜2cの成膜条件は以下の通りである。
【0012】 ガス圧(torr) 成膜速度(Å/s) 温度(℃) 膜厚(Å) Al2O3 の薄膜 5×10-5 5 300 500 SiO2の薄膜 5×10-5 10 300 5500 次いで、図2に示すように、第3の2層膜2cの表面に
レジストR1 を塗布し、公知のパターニングを行い、エ
ッチングガスにCF4 を用いて以下の条件でエッチング
を行い、露出している部分のSiO2 の薄膜4を除去し
た。
【0013】消費電力 100W エッチング時間 15分 ガス圧 40mtorr ガス流量 15SCCM このとき、Al23 の薄膜3は、CF4 に対して反応
性が極めて低いためにエッチングされず、従って、エッ
チング深さを高精度で制御する必要はない。
【0014】次に、エッチングガスをCCl4 に切換え
て以下の条件でAl23 の薄膜3のエッチングを行
い、図3に示すように第2の2層膜2bの一部分を露出
させる。このときも、上記と同様に、エッチング深さを
高精度で制御する必要はない。
【0015】消費電力 100W エッチング時間 5分 ガス圧 60mtorr ガス流量 20SCCM さらに、図4に示すように、第3の2層膜2cの表面お
よび第2の2層膜2bの露出部分にレジストR2 を塗布
し、第2の2層膜2bの露出部分に公知のパターニング
を行ったのち、エッチングガスにCF4 を用いて前述と
同様の条件でエッチングを行い、露出しているSiO2
の薄膜4を除去し、さらにエッチングガスCCl4 に切
換えて前述と同様にAl23 の薄膜3のエッチングを
行い、図5に示すように、第1の2層膜2aの一部分を
露出させる。次いで、前述と同様にレジストR3 の塗
布、次いでパターニングを行い(図6に示す)、続い
て、前述と同様のエッチングを行なうことで基板1の表
面1aの所定部分を露出させる。公知の真空蒸着法によ
れば、各2層膜2a〜2cの2つの薄膜3,4の成膜時
の膜厚は、回折格子の深さの必要精度である±0.5%
の精度で制御することが可能である。また、成膜温度が
300℃であるために前述のエッチング工程において各
薄膜3,4がはがれたり、劣化したりするおそれはな
い。従って、本実施例によれば、極めて寸法精度が高く
耐久性にもすぐれた成形型を安価に製造できる。
【0016】次に、薄膜3,4の材料の組合わせをCr
23 とSiO2 に変えて回折格子製作用成形型を製造
した場合を説明する。
【0017】前述と同様の基板に、スパッタリング成膜
法によって、それぞれCr23 の薄膜とSiO2 の薄
膜からなる第1ないし第3の2層膜を成膜する。各2層
膜の両薄膜の成膜条件は、以下の通りである。
【0018】 ガス圧(torr) 成膜速度(Å/s) 温度(℃) 膜厚(Å) Cr2O3 の薄膜 6×10-3 30 250 300 SiO2の薄膜 6×10-3 200 250 2700 次に、第3の2層膜の表面に前述と同様にレジスト塗布
およびパターニングの後、エッチングガスにCF4 を用
いて以下の条件でエッチングを行い、SiO2の薄膜の
露出部分を除去した。
【0019】消費電力 100W エッチング時間 16分 ガス圧 40mtorr ガス流量 15SCCM 次に、エッチングガスをCCl4 に切換えて以下の条件
でエッチングを行い、Cr23 の薄膜の露出部分を除
去した。
【0020】消費電力 150W エッチング時間 3分 ガス圧 30mtorr ガス流量 10SCCM 第2の2層膜、次いで第1の2層膜について上記と同様
のレジスト塗布、パターニングおよびエッチングを繰返
して所望の形状の回折格子転写用の溝を形成した。
【0021】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
【0022】製造コストの上昇を招くことなく、回折格
子転写用の凹所の底面および段差の深さの精度や均一性
を向上させることのできる回折格子製作用成形型を実現
する。その結果、高精度の回折格子の製造コストを低減
し、安価で高性能なディジタルカラー読取装置を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の一部分を示す部分斜視図である。
【図2】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【図3】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【図4】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【図5】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【図6】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【図7】図1の成形型の製造工程を説明する部分模式断
面図である。
【符号の説明】
M 成形型 1 基板 2a 第1の2層膜 2b 第2の2層膜 2c 第3の2層膜 3,4 薄膜 5 溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板とその表面に積層された複数の2層
    膜を有し、各2層膜が、2種類のエッチングガスの一方
    のエッチングガスに対して高い反応性を有し他方のエッ
    チングガスに対して低い反応性を有する第1の薄膜と、
    前記一方のエッチングガスに対して低い反応性を有し前
    記他方のエッチンクガスに対して高い反応性を有する第
    2の薄膜からなり、前記2層膜のそれぞれの所定の部分
    を前記2種類のエッチングガスによってエッチングする
    ことで回折格子転写用の凹所が形成されていることを特
    徴とする回折格子製作用成形型。
  2. 【請求項2】 第1および第2の薄膜の一方がSiO
    2 、他方がAl23、またはCr23 で作られてい
    ることを特徴とする請求項1記載の回折格子製作用成形
    型。
  3. 【請求項3】 基板の表面に、2種類のエッチングガス
    の一方のエッチングガスに対して高い反応性を有し他方
    のエッチングガスに対して低い反応性を有する第1の薄
    膜と、前記一方のエッチングガスに対して低い反応性を
    有し前記他方のエッチングガスに対して高い反応性を有
    する第2の薄膜からなる2層膜を少くとも2層成膜する
    工程と、各2層膜の所定部分を、前記2種類のエッチン
    グガスを交互に用いてエッチングする工程からなる回折
    格子製作用成形型の製造方法。
  4. 【請求項4】 2種類のエッチングガスの一方がCF4
    であり、他方がCCl4 であることを特徴とする請求項
    3記載の回折格子製作用成形型の製造方法。
  5. 【請求項5】 各2層膜の成膜温度が250℃以上であ
    ることを特徴とする請求項3または4記載の回折格子製
    作用成形型の製造方法。
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