JPS59149305A - 回折格子の形成方法 - Google Patents
回折格子の形成方法Info
- Publication number
- JPS59149305A JPS59149305A JP2283583A JP2283583A JPS59149305A JP S59149305 A JPS59149305 A JP S59149305A JP 2283583 A JP2283583 A JP 2283583A JP 2283583 A JP2283583 A JP 2283583A JP S59149305 A JPS59149305 A JP S59149305A
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- JP
- Japan
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- resist
- grating
- mask
- cross
- forming
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- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
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】
本発明は、イオンミリングによる回折格子の杉成方法Ｖ
ＣＩＰＩシ、詳しくはブレーズド格子の形成方法に関す
るものである。
ＣＩＰＩシ、詳しくはブレーズド格子の形成方法に関す
るものである。
近年、回折格子はマイクロオグティクスデバイスの中の
主要機能を担っており、元デバイスの平面回路化・集積
化全行なう際において東衆な役割を果すことが期待され
ている。このような′ＭＳデバイスに回折格子を適用す
るためＫは、億めて微細な周期で高回折効率の格子全形
成する必要がある。
主要機能を担っており、元デバイスの平面回路化・集積
化全行なう際において東衆な役割を果すことが期待され
ている。このような′ＭＳデバイスに回折格子を適用す
るためＫは、億めて微細な周期で高回折効率の格子全形
成する必要がある。
通當、光学干渉によ！７製作するホログラム格子は、製
作時の三光束の干渉角度で格子の周期’ｔｆえるくとが
でき、微細な周期格子全容易ｖｃＪ＋４２作することが
可能でかつ慎械切り格子や電子ビーム描画格子と比較し
て、ゴーストや迷光の発生が少なく、製作コストが少ｌ
〈て任意の面積の格子かできる、；悼□や利点がある。
作時の三光束の干渉角度で格子の周期’ｔｆえるくとが
でき、微細な周期格子全容易ｖｃＪ＋４２作することが
可能でかつ慎械切り格子や電子ビーム描画格子と比較し
て、ゴーストや迷光の発生が少なく、製作コストが少ｌ
〈て任意の面積の格子かできる、；悼□や利点がある。
しかしながら、ホログラム格子“９嚇形状が正弦波状で
あるため回折効率が低い。
あるため回折効率が低い。
嘴ｊトで、ホログラム格子の回折効率を向上きせる方法
として、イオンミリングで格子の溝形状？変換する方法
がある。この溝の形状を鋸歯状にすることにより、理論
上でけ１０ （１％の回折効率を得ることができる。従
来、イオンミリングによるブレーズド格子の製作ｖｃお
いてに、被加工基板としてのベース基板面上にホトレジ
ス）ｆｌｌＪｆＡＺ−１３５１） Ｊを塗布し、このレ
ジスト層にＨｅ −Ｃ６レーー”’ （’） 二光束干
渉で干渉縞を記鈴してホトレジストレリーフ格子マスク
を形成し、この基板面金マスク格子の格子周期方向の斜
め上面がら平行イオンビームでミリングし、マスクシャ
ドウにより被加工基板面に鋸歯状の格子を形成していた
。この場合の基板判料としては、マスク側面の再＋１着
効果を小さく、格子形成を容易にするため、衿加工基板
材料のイオンミリング速度がマスク材料よりも十分速い
ＧａＡｅ ＩｎＰ等の結晶材料が用いられていた。し
かしながら、ＧａＡｅ、ＩｎＰ等の結晶材料ト高価であ
り、さらに基板として可視光域を透過１しないため透過
型回１フを格子を形成することができ汐い。一方、透過
型のブレーズド格子を形成するためには、ガラス基板面
上にＰＭＭＡレジストを塗布し、さらに格子マスクを形
成するためのホトレジスト例えばＡＺ−１３５０Ｊを塗
布して、ホトレジスト層に）（ｅ −Ｃａ レーザの二
光束干渉で格子を形成、する。このレリーフ格子マスク
を形成し売基板面゛を格子周期方向の斜め上面からイオ
ンビームでイオンミリングし、マスクシャドウに、１：
！７ ＰＭＭＡレジスト層にブレーズド格子を形成す
る方法がとられている。この場合の二層レジスト膜形成
におシストの塗布時に１層目のレジスト層表面を溶かし
てしまいはっきりした界面が出来にくいという問題があ
る。
として、イオンミリングで格子の溝形状？変換する方法
がある。この溝の形状を鋸歯状にすることにより、理論
上でけ１０ （１％の回折効率を得ることができる。従
来、イオンミリングによるブレーズド格子の製作ｖｃお
いてに、被加工基板としてのベース基板面上にホトレジ
ス）ｆｌｌＪｆＡＺ−１３５１） Ｊを塗布し、このレ
ジスト層にＨｅ −Ｃ６レーー”’ （’） 二光束干
渉で干渉縞を記鈴してホトレジストレリーフ格子マスク
を形成し、この基板面金マスク格子の格子周期方向の斜
め上面がら平行イオンビームでミリングし、マスクシャ
ドウにより被加工基板面に鋸歯状の格子を形成していた
。この場合の基板判料としては、マスク側面の再＋１着
効果を小さく、格子形成を容易にするため、衿加工基板
材料のイオンミリング速度がマスク材料よりも十分速い
ＧａＡｅ ＩｎＰ等の結晶材料が用いられていた。し
かしながら、ＧａＡｅ、ＩｎＰ等の結晶材料ト高価であ
り、さらに基板として可視光域を透過１しないため透過
型回１フを格子を形成することができ汐い。一方、透過
型のブレーズド格子を形成するためには、ガラス基板面
上にＰＭＭＡレジストを塗布し、さらに格子マスクを形
成するためのホトレジスト例えばＡＺ−１３５０Ｊを塗
布して、ホトレジスト層に）（ｅ −Ｃａ レーザの二
光束干渉で格子を形成、する。このレリーフ格子マスク
を形成し売基板面゛を格子周期方向の斜め上面からイオ
ンビームでイオンミリングし、マスクシャドウに、１：
！７ ＰＭＭＡレジスト層にブレーズド格子を形成す
る方法がとられている。この場合の二層レジスト膜形成
におシストの塗布時に１層目のレジスト層表面を溶かし
てしまいはっきりした界面が出来にくいという問題があ
る。
本発明の目的蝦、上記のような従来の欠点を除去せしめ
、透過型ブレーズド格子をイオンミリングで形成する方
法を提供することである。
、透過型ブレーズド格子をイオンミリングで形成する方
法を提供することである。
本発明の特徴は、ベース基板面上に遠紫外光で和橋可能
な第１のレジストを塗布し ＭｉＪ記第１のルジストリ
上面方向から遠紫外光を前記第１のレジスト面に照射Ｉ
−て被加工層を形成する工程と、Ｍｉ前記第１のレジス
ト面上に前記第１のレジストより１もイオンミリング速
度の遅す第２のレジストを塗；布し、前記第２のレジ２
） 層に格子マスクパター１１ンを形成する工程と、６
１１記第２のレジストで形成した格子マスクパターンの
周期方向と前記基板ｆｅ Ｉｆｎにｊし１αな方向とを
含む面に平行な方向からのイオンビームで基板面をイオ
ンミリングする工程とから成るｎＩＪ記ｍｌのレジスト
層に格子パターンを形成することである・。
な第１のレジストを塗布し ＭｉＪ記第１のルジストリ
上面方向から遠紫外光を前記第１のレジスト面に照射Ｉ
−て被加工層を形成する工程と、Ｍｉ前記第１のレジス
ト面上に前記第１のレジストより１もイオンミリング速
度の遅す第２のレジストを塗；布し、前記第２のレジ２
） 層に格子マスクパター１１ンを形成する工程と、６
１１記第２のレジストで形成した格子マスクパターンの
周期方向と前記基板ｆｅ Ｉｆｎにｊし１αな方向とを
含む面に平行な方向からのイオンビームで基板面をイオ
ンミリングする工程とから成るｎＩＪ記ｍｌのレジスト
層に格子パターンを形成することである・。
以下 本発明について図面を参照して詳浦１に説明する
。ｄλ１図〜第６図は本発明による各プロセスのｒ断面
図である。第１図は第１のレジストを塗イｔｉ Ｌ−た
基板のｌむｒ面図で、透過率の良いベース基板１のＩ＋
１１上ＶＣ第１のレジストがスピンナー等で塗布されて
いる。第１のレジストは、比較的イオンミリング速度が
速く、かつ遠紫外つｖ：で架橋反応音生じるレジスト、
例えばメタアクリル系樹脂をベースとするエポキシ基全
遠紫外光で架橋反応全する官能基にＩ縦換したネガ型レ
ジストであえ）。第２図は第１のレジストヲ遠紫外光露
光で架橋させるプロセスを示す図で、ベース基板１に塗
布した第１９、レジスト２の上面から遠紫外光３例えば
Ｘｓ −ＩＬｑｔ７：／プ光源の波長２５０ハト３００
ｎｍの光音１ｆｆｌ雄庚塗布した基板断面図で、遠紫外
光で架橋反応孕生じ水弟１のレジスト２の上面１ｃ ｑ
（２のレジスト４が払布されている。第１のレジスト２
と第２のしが遅いホトレジストである。第４図は格子マ
スクを形成した基板の断面図で、第２のホトレジスト面
に例えばＨｅ−Ｃ（ｌ レーザの２光束干渉で干渉縞を
記録するか、あるいは）（ｅ −Ｎθレーザでの２光東
干渉縞を高解像力乾板に記録したマスク全密着蕗光する
かのいずれか一万で、架＝−ｙれた第１のレジスト２の
間上にレリーフ格子マスク６を形成している。第５図は
イオンビームミリングによるＪ＋ｊ根加工プロセスを示
す図で、加橋された第１のレジスト２の向上に形成した
格子マスク６の格子周期方向の斜め上面方向からイオン
ビーム７で’ｈ＋１記格子マスク６が無くなるまでミリ
ング全行なう。
。ｄλ１図〜第６図は本発明による各プロセスのｒ断面
図である。第１図は第１のレジストを塗イｔｉ Ｌ−た
基板のｌむｒ面図で、透過率の良いベース基板１のＩ＋
１１上ＶＣ第１のレジストがスピンナー等で塗布されて
いる。第１のレジストは、比較的イオンミリング速度が
速く、かつ遠紫外つｖ：で架橋反応音生じるレジスト、
例えばメタアクリル系樹脂をベースとするエポキシ基全
遠紫外光で架橋反応全する官能基にＩ縦換したネガ型レ
ジストであえ）。第２図は第１のレジストヲ遠紫外光露
光で架橋させるプロセスを示す図で、ベース基板１に塗
布した第１９、レジスト２の上面から遠紫外光３例えば
Ｘｓ −ＩＬｑｔ７：／プ光源の波長２５０ハト３００
ｎｍの光音１ｆｆｌ雄庚塗布した基板断面図で、遠紫外
光で架橋反応孕生じ水弟１のレジスト２の上面１ｃ ｑ
（２のレジスト４が払布されている。第１のレジスト２
と第２のしが遅いホトレジストである。第４図は格子マ
スクを形成した基板の断面図で、第２のホトレジスト面
に例えばＨｅ−Ｃ（ｌ レーザの２光束干渉で干渉縞を
記録するか、あるいは）（ｅ −Ｎθレーザでの２光東
干渉縞を高解像力乾板に記録したマスク全密着蕗光する
かのいずれか一万で、架＝−ｙれた第１のレジスト２の
間上にレリーフ格子マスク６を形成している。第５図は
イオンビームミリングによるＪ＋ｊ根加工プロセスを示
す図で、加橋された第１のレジスト２の向上に形成した
格子マスク６の格子周期方向の斜め上面方向からイオン
ビーム７で’ｈ＋１記格子マスク６が無くなるまでミリ
ング全行なう。
第６図はミリング完了時の基板断面図で、格子周期に伴
５＃：、適ブレーズ角而８がマスクシャドウに応を生じ
るレジス）ｋ用いこれ全架橋させること考、格子マスク
を形成させるレジストの塗布時に被加工基板レジストが
溶解することはなくなり、１ν 艶全な界面ができる。したがって、イオンミリングのマ
スクシャドウにより性能の良いブレーズド格子を形成す
ることができる。寸た第１のレジスト°が遠紫外光架橋
なので、軟化温度の低いベース基板材料全使用すること
ができ、ベース基板相料の選択範囲が拡くなる。
５＃：、適ブレーズ角而８がマスクシャドウに応を生じ
るレジス）ｋ用いこれ全架橋させること考、格子マスク
を形成させるレジストの塗布時に被加工基板レジストが
溶解することはなくなり、１ν 艶全な界面ができる。したがって、イオンミリングのマ
スクシャドウにより性能の良いブレーズド格子を形成す
ることができる。寸た第１のレジスト°が遠紫外光架橋
なので、軟化温度の低いベース基板材料全使用すること
ができ、ベース基板相料の選択範囲が拡くなる。
次に本発明の実施例金運べる。ベース基板にアシスト（
ツマール工業製）を用いてスピンナーで１．５．ｙｍ塗
布した。このレジストを遠紫外光光源としてＸ＠−Ｈｇ
ランプ２５０ＷＩＣ２５０ｎｍ ａ過フィルタ挿入した
照度９．５３ Ｘ １ （Ｆ ｍｗ ／ ｃ＋＋＋”
−Ｃ３０秒賑光し架橋させた。第２のレジストにＡＺ−
１３５０Ｊホトレジス）？用い、シンナーで３＝１に希
釈しスピンナーで塗布した。なお、遠紫外線用５ＦＪＬ
−ＮレジストおよびＡＺ−１３５０Ｊレジストのイオン
ミリン゛６５０本／朔のボログラフィックレリーフ格子
マス全形成し、Ａｒイオンビーム入射角５５°でイオン
ミリングしプレースト格子を形成した。このようにして
得られた格子の形状を電子顕微鏡で観察し、在とこる第
１のレジスト層に鋸歯状の格子が形成されていた。
ツマール工業製）を用いてスピンナーで１．５．ｙｍ塗
布した。このレジストを遠紫外光光源としてＸ＠−Ｈｇ
ランプ２５０ＷＩＣ２５０ｎｍ ａ過フィルタ挿入した
照度９．５３ Ｘ １ （Ｆ ｍｗ ／ ｃ＋＋＋”
−Ｃ３０秒賑光し架橋させた。第２のレジストにＡＺ−
１３５０Ｊホトレジス）？用い、シンナーで３＝１に希
釈しスピンナーで塗布した。なお、遠紫外線用５ＦＪＬ
−ＮレジストおよびＡＺ−１３５０Ｊレジストのイオン
ミリン゛６５０本／朔のボログラフィックレリーフ格子
マス全形成し、Ａｒイオンビーム入射角５５°でイオン
ミリングしプレースト格子を形成した。このようにして
得られた格子の形状を電子顕微鏡で観察し、在とこる第
１のレジスト層に鋸歯状の格子が形成されていた。
以上詳述したように本発明によれば、ホログラム格子を
イオンミリングすることにより透過型のブレーズド格子
が得られる方法を提供することができる。
イオンミリングすることにより透過型のブレーズド格子
が得られる方法を提供することができる。
第１図〜第６図は本発明による各プロセスでの断面図で
ある。第１図は被加ニレジス）ｋ塗布した基板の断面図
、第２図は遠紫外光による架橋プロセス？示す図、第３
図は、マスフレジストラ塗布した基板断面図、第４図は
格子マスク全形成した基板の断面図、第５図はイオンビ
ームミリングによる基板加工プロセスを示す図、第６図
はイオンビームミリング完了時の基板断面図である。 図において、１はベース基板、２はレジスト層、３は遠
紫外光、４はホトレジスト層、５は二層レジストの界面
、６け格子マスク、７はイオンビーム、８ｒＩ′ｉブレ
一ズド面である。 特許出願人：ｌ潅ｔｔＫｊＦＡ長 石板誠−第 １ 図 Ｉ 第２図 第３図 第４図 第 ５ 図 ！ 第 ６ 図
ある。第１図は被加ニレジス）ｋ塗布した基板の断面図
、第２図は遠紫外光による架橋プロセス？示す図、第３
図は、マスフレジストラ塗布した基板断面図、第４図は
格子マスク全形成した基板の断面図、第５図はイオンビ
ームミリングによる基板加工プロセスを示す図、第６図
はイオンビームミリング完了時の基板断面図である。 図において、１はベース基板、２はレジスト層、３は遠
紫外光、４はホトレジスト層、５は二層レジストの界面
、６け格子マスク、７はイオンビーム、８ｒＩ′ｉブレ
一ズド面である。 特許出願人：ｌ潅ｔｔＫｊＦＡ長 石板誠−第 １ 図 Ｉ 第２図 第３図 第４図 第 ５ 図 ！ 第 ６ 図
Claims (1)
- ベース基板面上ＩＣ遠紫外光で架橋可能な第１のレジメ
）’を塗布する工程と、前記第１のレジストの上向方向
から遠紫外光を前記第１のレジスト而ぐこノ１（１射し
て被加工層全形成する工程と、前記第１のレジスト面上
ＫｐＸＩ板組１のレジスト材よりもイオンミリング速度
の遅い記２のレジス）？塗布する工程と、ｎｉｌ ”ｄ
’、： 第２のレジストに格子マスクパターンを形成す
る工程と、前記第２のレジストで形成した格子マスクバ
ター・ンの周期方向とｎｉｌ記基板基板面Ｖこ垂＠な方
向とを含む面に平行な方向からのイオンビームで幕板１
？ＩＩｋイオンミリングしてｌｌ’ｌ 板組１のレジス
ト層に格子パターン全形成する工程とから成ること全特
徴とする回折格子の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283583A JPS59149305A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 回折格子の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283583A JPS59149305A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 回折格子の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59149305A true JPS59149305A (ja) | 1984-08-27 |
Family
ID=12093759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2283583A Pending JPS59149305A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 回折格子の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59149305A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01129202A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Nec Corp | 格子光学素子 |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP2283583A patent/JPS59149305A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01129202A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Nec Corp | 格子光学素子 |
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