JPH0634806A - ダマングレーティングの製作方法 - Google Patents
ダマングレーティングの製作方法Info
- Publication number
- JPH0634806A JPH0634806A JP21214392A JP21214392A JPH0634806A JP H0634806 A JPH0634806 A JP H0634806A JP 21214392 A JP21214392 A JP 21214392A JP 21214392 A JP21214392 A JP 21214392A JP H0634806 A JPH0634806 A JP H0634806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoresist
- grating
- substrate
- etching
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダマングレーティングをイオンビームエッチ
ング法で作成する場合の作業工程を簡単化し、かつ格子
谷面の平滑度が優れたエッチング方法。 【構成】 石英基板面にホトレジストで格子パターンを
形成し、エッチングガスとしてＣＨＦ3 にＡｒを混合し
たガスを用いてイオンビームエッチングを行う。
ング法で作成する場合の作業工程を簡単化し、かつ格子
谷面の平滑度が優れたエッチング方法。 【構成】 石英基板面にホトレジストで格子パターンを
形成し、エッチングガスとしてＣＨＦ3 にＡｒを混合し
たガスを用いてイオンビームエッチングを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダマングレーティング
（ＤＡＭＭＡＮＮ ＧＲＡＴＩＮＧ）のイオンビームエ
ッチングを用いた製作法に関する。
（ＤＡＭＭＡＮＮ ＧＲＡＴＩＮＧ）のイオンビームエ
ッチングを用いた製作法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダマングレーティングは垂直透過光に対
して格子の山部と谷部の位相差が半波長となるようにし
た格子で、一つの光ビームを１次元的或いは２次元的に
展開された同じ強さの光スポットに回折させるものであ
り、アレイ型の光学論理素子のパワー供給等に用いられ
る。ダマングレーティングは図２に示すように格子の山
も谷も平坦で山と谷との段差が垂直方向の透過光に対し
て半波長の位相差を与える。このような格子は基板面に
ホトレジストを塗布し、格子パターンを密着して露光
し、現像することでホトレジストによる格子パターンを
形成した後、イオンビームエッチング法で基板面に図２
に示すような凹凸を作るものである。このときホトレジ
ストに対する基板（通常石英が用いられる）のエッチン
グレートが余り大きくないため、そのまゝでは格子凹凸
の肩の所がだれて図２に示すように明確な段差のある格
子凹凸が得られない。そこで従来は基板の上にホトレジ
ストによる格子パターンを形成した後、全面にＡｌの蒸
着を行って、ホトレジストの残っている部分だけホトレ
ジストと共にＡｌ蒸着層を除去（リフトオフ）してＡｌ
の格子パターンを形成してこれをレジストとしてＣＨＦ
3 ガスを用いてイオンエッチングを行っていた。 例え
ばＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ １９８９
年１２月Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．１２／１２６７ Ｄａｍ
ｍａｎｎ ｇｒａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｂ
ｅａｍ ｓｈａｐｉｎｇ
して格子の山部と谷部の位相差が半波長となるようにし
た格子で、一つの光ビームを１次元的或いは２次元的に
展開された同じ強さの光スポットに回折させるものであ
り、アレイ型の光学論理素子のパワー供給等に用いられ
る。ダマングレーティングは図２に示すように格子の山
も谷も平坦で山と谷との段差が垂直方向の透過光に対し
て半波長の位相差を与える。このような格子は基板面に
ホトレジストを塗布し、格子パターンを密着して露光
し、現像することでホトレジストによる格子パターンを
形成した後、イオンビームエッチング法で基板面に図２
に示すような凹凸を作るものである。このときホトレジ
ストに対する基板（通常石英が用いられる）のエッチン
グレートが余り大きくないため、そのまゝでは格子凹凸
の肩の所がだれて図２に示すように明確な段差のある格
子凹凸が得られない。そこで従来は基板の上にホトレジ
ストによる格子パターンを形成した後、全面にＡｌの蒸
着を行って、ホトレジストの残っている部分だけホトレ
ジストと共にＡｌ蒸着層を除去（リフトオフ）してＡｌ
の格子パターンを形成してこれをレジストとしてＣＨＦ
3 ガスを用いてイオンエッチングを行っていた。 例え
ばＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ １９８９
年１２月Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．１２／１２６７ Ｄａｍ
ｍａｎｎ ｇｒａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｂ
ｅａｍ ｓｈａｐｉｎｇ
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来方法では
ホトレジストの格子パターンを一旦Ａｌ層に転移する必
要があるので、ホトレジストパターンで直接基板をエッ
チングするのに比し、一つ余分の工程が入り、またエッ
チングガスとしてＣＨＦ3 ガス単独で用いているので、
基板中の不純物やエッチング加工室内からスパッタした
物質が基板に付着したとき、またＣＨＦ3 中のＣが堆積
し易く、それらがイオンビームエッチングで削られない
ため、格子谷面が粗面になり易かった。本発明はこれら
の問題を解決しようとするものである。
ホトレジストの格子パターンを一旦Ａｌ層に転移する必
要があるので、ホトレジストパターンで直接基板をエッ
チングするのに比し、一つ余分の工程が入り、またエッ
チングガスとしてＣＨＦ3 ガス単独で用いているので、
基板中の不純物やエッチング加工室内からスパッタした
物質が基板に付着したとき、またＣＨＦ3 中のＣが堆積
し易く、それらがイオンビームエッチングで削られない
ため、格子谷面が粗面になり易かった。本発明はこれら
の問題を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】イオンビームエッチング
でエッチングガスとしてＣＨＦ3 にＡｒを混合したガス
を用い、石英基板面にホトレジストで格子パターンを形
成してイオンビームエッチングを行うようにした。
でエッチングガスとしてＣＨＦ3 にＡｒを混合したガス
を用い、石英基板面にホトレジストで格子パターンを形
成してイオンビームエッチングを行うようにした。
【０００５】
【作用】エッチングガスとしてＣＨＦ3 にＡｒを混入す
ることでホトレジストに対する石英基板のエッチングレ
ートが大となるため（ホトレジストのエッチングレート
が小さくなる）、格子パターンを一旦リフトオフにより
Ａｌ層に転移する工程が不要となり、またＡｒ自身のエ
ッチング作用により、基板中の不純物とかエッチング室
内からのスパッタ物質或はＣＨＦ3 中のＣがエッチング
されて除去されるため、格子の谷面の平滑性が向上す
る。
ることでホトレジストに対する石英基板のエッチングレ
ートが大となるため（ホトレジストのエッチングレート
が小さくなる）、格子パターンを一旦リフトオフにより
Ａｌ層に転移する工程が不要となり、またＡｒ自身のエ
ッチング作用により、基板中の不純物とかエッチング室
内からのスパッタ物質或はＣＨＦ3 中のＣがエッチング
されて除去されるため、格子の谷面の平滑性が向上す
る。
【０００６】
【実施例】図１に本発明方法による作業工程の各段階に
おけるグレーティング基板の断面を示す。図で１は両面
間を平行度λ／２０の精度で光学研磨した石英基板で上
面にホトレジスト２としてＯＦＰＲ８６００を４００ｎ
ｍの厚さにスピンコートした後フレッシュエアオーブン
で９０°３０分間ベーキングして固定する（図１Ａ）。
次に上記したホトレジスト２の上にイオンビームエッチ
ングのパターンのフォトマスク３を密着させる。マスク
３はクロム＋酸化クロムの層をパターニングしたもので
ある。このマスクを通してホトレジスト２にアナライザ
により紫外光を露光し（図１Ｂ）、その後現像してホト
レジスト２による格子パターンを形成する（図１Ｃ）。
ホトレジスト２の格子パターンが形成された基板をＣＨ
Ｆ3 対Ａｒが７７対２３である混合ガスを用いてイオン
ビームエッチングを行いエッチング時間を制御して、基
板面のエッチング深さを１４５０ｎｍになるようにし
た。この深さは、ダマングレーティングの山の部分と谷
の部分の格子透過光の位相差がこの格子を用いるときの
波長１３００ｎｍの光に対して半波長となる深さである
（図１Ｄ）。このとき基板１の格子の山の部分には未だ
ホトレジスト２が残っているので、酸素ガスプラズマに
より残っているホトレジストを灰化除去する（図１
Ｅ）。最後に基板１の裏面に反射防止膜４を蒸着して、
基板内での多重反射によるゴーストの発生等を抑制する
ようにしてダマングレーティングを完成する（図１
Ｆ）。この実施例では、基板に石英を用いているが、こ
れはガラスでもよい。
おけるグレーティング基板の断面を示す。図で１は両面
間を平行度λ／２０の精度で光学研磨した石英基板で上
面にホトレジスト２としてＯＦＰＲ８６００を４００ｎ
ｍの厚さにスピンコートした後フレッシュエアオーブン
で９０°３０分間ベーキングして固定する（図１Ａ）。
次に上記したホトレジスト２の上にイオンビームエッチ
ングのパターンのフォトマスク３を密着させる。マスク
３はクロム＋酸化クロムの層をパターニングしたもので
ある。このマスクを通してホトレジスト２にアナライザ
により紫外光を露光し（図１Ｂ）、その後現像してホト
レジスト２による格子パターンを形成する（図１Ｃ）。
ホトレジスト２の格子パターンが形成された基板をＣＨ
Ｆ3 対Ａｒが７７対２３である混合ガスを用いてイオン
ビームエッチングを行いエッチング時間を制御して、基
板面のエッチング深さを１４５０ｎｍになるようにし
た。この深さは、ダマングレーティングの山の部分と谷
の部分の格子透過光の位相差がこの格子を用いるときの
波長１３００ｎｍの光に対して半波長となる深さである
（図１Ｄ）。このとき基板１の格子の山の部分には未だ
ホトレジスト２が残っているので、酸素ガスプラズマに
より残っているホトレジストを灰化除去する（図１
Ｅ）。最後に基板１の裏面に反射防止膜４を蒸着して、
基板内での多重反射によるゴーストの発生等を抑制する
ようにしてダマングレーティングを完成する（図１
Ｆ）。この実施例では、基板に石英を用いているが、こ
れはガラスでもよい。
【０００７】図３はＣＨＦ3 とＡｒの混合ガスの混合比
とホトレジストに対するエッチングレートとの関係を示
す。ホトレジストに対するエッチングレートは、Ａｒ対
ＣＨＦ3 が３０対７０付近で最低であり、ＣＨＦ3 単独
の場合の０．７倍程度である。他方ＣＨＦ3 にこの程度
までＡｒを混合しても石英或は光学ガラスに対するエッ
チングレートは不変であるので、Ａｒ／（ＣＨＦ3 ＋Ａ
ｒ）が０．２〜０．４の範囲ではＣＨＦ3 単独の場合に
比し、ホトレジストは１．４倍程削り難くなっているの
である。他方石英は上の範囲でエッチングレートがホト
レジストの約７倍であるので、ホトレジストの石英への
換算厚さは（４００ｎｍ）×７×１．４＝３９００ｎｍ
となり、従って深さ１４５０ｎｍまでエッチングして
も、なお充分な厚さのホトレジストが残っているので、
格子の山部の縁のだれの発生の心配はない。
とホトレジストに対するエッチングレートとの関係を示
す。ホトレジストに対するエッチングレートは、Ａｒ対
ＣＨＦ3 が３０対７０付近で最低であり、ＣＨＦ3 単独
の場合の０．７倍程度である。他方ＣＨＦ3 にこの程度
までＡｒを混合しても石英或は光学ガラスに対するエッ
チングレートは不変であるので、Ａｒ／（ＣＨＦ3 ＋Ａ
ｒ）が０．２〜０．４の範囲ではＣＨＦ3 単独の場合に
比し、ホトレジストは１．４倍程削り難くなっているの
である。他方石英は上の範囲でエッチングレートがホト
レジストの約７倍であるので、ホトレジストの石英への
換算厚さは（４００ｎｍ）×７×１．４＝３９００ｎｍ
となり、従って深さ１４５０ｎｍまでエッチングして
も、なお充分な厚さのホトレジストが残っているので、
格子の山部の縁のだれの発生の心配はない。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、従来のようにホトレジ
ストパターンからアルミ蒸着，リフトオフ等の工程を経
てアルミのレジストパターンを形成した後イオンビーム
エッチングを行うと云う余分な工程が不要となるので、
単に作業能率が向上したと云うだけでなく、工程数が多
ければ、その間に不良の発生する可能性があるが、工程
数の減少により製品の歩留まりも向上し、またホトレジ
ストパターンをアルミパターンに変換すると云うように
パターンの変換を重ねると、パターン自身の崩れが増大
するが、本発明ではそのようなことがなく、精度の良い
格子を得ることができるのである。
ストパターンからアルミ蒸着，リフトオフ等の工程を経
てアルミのレジストパターンを形成した後イオンビーム
エッチングを行うと云う余分な工程が不要となるので、
単に作業能率が向上したと云うだけでなく、工程数が多
ければ、その間に不良の発生する可能性があるが、工程
数の減少により製品の歩留まりも向上し、またホトレジ
ストパターンをアルミパターンに変換すると云うように
パターンの変換を重ねると、パターン自身の崩れが増大
するが、本発明ではそのようなことがなく、精度の良い
格子を得ることができるのである。
【０００９】また本発明によれば次のような効果もあ
る。図２Ａは上述のようにして作られたダマングレーテ
ィングの表面の触針式表面形状測定装置による測定結果
の記録で、図Ｂは従来法により製せられたタマングレー
ティングの形状測定結果の記録である。この両記録を比
較すると、従来法によったものは格子の谷に細い凸部が
あって粗面であるのに対して、本発明によるものでは谷
底面が平滑であることが分る。これはエッチングガスに
混合したＡｒの効果で、Ａｒが石英中の不純物や格子の
谷底に付着したエッチング室内からのスパッタ成分およ
びＣＨＦ3 中のＣをエッチング除去するので、平滑なエ
ッチング面が得られるのである。
る。図２Ａは上述のようにして作られたダマングレーテ
ィングの表面の触針式表面形状測定装置による測定結果
の記録で、図Ｂは従来法により製せられたタマングレー
ティングの形状測定結果の記録である。この両記録を比
較すると、従来法によったものは格子の谷に細い凸部が
あって粗面であるのに対して、本発明によるものでは谷
底面が平滑であることが分る。これはエッチングガスに
混合したＡｒの効果で、Ａｒが石英中の不純物や格子の
谷底に付着したエッチング室内からのスパッタ成分およ
びＣＨＦ3 中のＣをエッチング除去するので、平滑なエ
ッチング面が得られるのである。
【図１】本発明方法の一実施例の各工程段階における形
成中のダマングレーティングの断面図
成中のダマングレーティングの断面図
【図２】ダマングレーティングの断面形の触針式表面形
状測定装置による測定記録
状測定装置による測定記録
【図３】ＣＨＦ3 とＡｒの混合ガスのホトレジストに対
するエッチングレートと混合比との関係を示すグラフ
するエッチングレートと混合比との関係を示すグラフ
１ 格子基板 ２ ホトレジスト ３ マスク ４ 反射防止膜
Claims (1)
- 【請求項１】 石英或は光学ガラス基板面にホトレジス
トによってダマングレーティングのパターンを形成し、
ＣＨＦ3 にＡｒを混合したガスをエッチングガスとして
用い、イオンビームエッチング法により石英基板面の露
出部をエッチングすることを特徴とするダマングレーテ
ィングの製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21214392A JPH0634806A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | ダマングレーティングの製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21214392A JPH0634806A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | ダマングレーティングの製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634806A true JPH0634806A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16617605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21214392A Pending JPH0634806A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | ダマングレーティングの製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634806A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014915A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Japan Science & Technology Corp | Ｄａｍｍａｎｎ型グレーティングをつけた光学素子 |
| KR100388232B1 (ko) * | 2000-08-22 | 2003-06-19 | (주)해빛정보 | 유리기판상의 격자패턴 형성방법 |
| CN102360091A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 等位相等光强分束达曼光栅及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01161302A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Shimadzu Corp | ホログラフィックグレーティング製作方法 |
| JPH03253802A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 微細加工方法 |
| JPH0534513A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Shimadzu Corp | 格子板の製造方法 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP21214392A patent/JPH0634806A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01161302A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Shimadzu Corp | ホログラフィックグレーティング製作方法 |
| JPH03253802A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 微細加工方法 |
| JPH0534513A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Shimadzu Corp | 格子板の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388232B1 (ko) * | 2000-08-22 | 2003-06-19 | (주)해빛정보 | 유리기판상의 격자패턴 형성방법 |
| JP2003014915A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Japan Science & Technology Corp | Ｄａｍｍａｎｎ型グレーティングをつけた光学素子 |
| CN102360091A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 等位相等光强分束达曼光栅及其制备方法 |
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