JPS60176001A - ホログラム回折格子の製造方法 - 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】 技術分野 本発明はホログラム記録を利用した回折格子の製造方法
に関し、特に、レーザープリンター用ホログラムスキャ
ナー、ｐｏｓ用ノセーコードリーダーなどに用いられる
ホログラム回折格子の製造方法に関する。

従来技術 レーザープリンター、ｐｏｓ用／＃−コードリーダーな
どの光走査手段としてホログラムスキャナーが提案され
ている（特開昭５５−１６１２１１号公報、特開昭５８
−１２０２１１　号公報など）。ホログラムスキャナー
は、ガラスディスク上にフォトレジストを塗布シ、ホロ
グラムを記録し、ついで現像して所望のパターンの回折
格子を形成することにより製造ｊることかできる（特開
昭５８−１２０２１１号公報）。しかしながら、このよ
うにして形成される回折格子は環境下に経時においてク
ラックか発生しやすいという問題かある。フォトレジス
トは感度が高く、微細加工か可能であるなどの優れた特
性を有するものの、本来、最終工程では基板を損なうこ
となく溶解されるものであり、環境下における安定性や
経時での劣化はあまり顧りみられていなかったのか現状
である＠ 目　的 本発明は、フォトレジストを用いホログラム記録により
回折格子を製造する方法を提供することを目的とする。

構　成 本発明のホログラム回折格子の製造方法は基板上にフォ
トレジスト８塗布し、ホログラムを記録し、ついで現像
する工程を含む製造方法において、基板上にホトレジス
トを塗布し、該レジストを実質的に剥離不可能な程度ま
で硬化せしめて下地層を形成したのち、該下地層上にホ
トレジストを塗布してホログラムを記録することを特徴
とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明するＯ 先ず、ガラス基板上に回転スピナーなどの適当な塗布手
段によりフォトレジストを塗布し、加熱などによりこの
フォトレジストを剥離不可能な程度まで硬化せしめる。

フォトレジストとしてはポジ型フォトレジストが適当で
あり、好ましくはフェノールノボラックと２−ジアゾ−
１−ナフタレノン誘導体を含むフォトレジストなどナフ
トキノンジアジド系のものである。なお、下地層の樹脂
として２−ジアトー１−ナフタレノンは必ずしも必要で
なくフェノールノボラック樹脂のみで下地層を形成して
もよい。フェノールノボラックと２−ジアゾ−１−ナフ
タレノン誘導体とを含むポジ型フォトレジストを用いた
場合は、１４０℃以上の温度でベーキングすることによ
り、フォトレジスト層を実質的に剥離不可能とすること
ができ、たとえば１４０〜２００℃の温度でｌＯ分〜１
０時間加熱処理される。

このようにして形成される下地層の膜厚は０．００１−
４０ｐ程度が適当であり、好ましくは０．０１〜０．１
μｍである。なお、基板としてはガラス以外の支持体を
用いることもできる。

次に、常法によりこの下地層上にホトレジストを塗布し
て記録層を形成し、ホログラム記録が施される。フォト
レジストの塗布厚は形成すべき回折格子の深さなどに応
じて適宜決定されるが、通常０．１〜１０１１ｍ程度、
好ましくは０．５〜’ｉ、ｏｐｍ程度が適当である。フ
ォトレジストの選択は下地層を形成する場合と同様であ
り、ごれらのフォトレジストはＯＦＦ几−８００など０
ＦＦＲシリーズ〔東京応化■製〕、シツプレーＡＺシリ
ーズ（５ｈｉｐｌｅｙ社製〕、コダックマイクロレジス
ト（Ｋｏｄａｋ社梨〕、メルクセレクテイプレジスト［
：　Ｍｅｒｋ社製〕などとして入手しつる。フォトレジ
ストを塗布したのち感度を損なわない範囲でシリベーク
してホログラム記録を行なうのが適当である。

フェノールノボラックと２−ジアゾ−１−ナフタレノン
誘導体とを含むポジ型フォトレジストを用いた場合は、
９０℃以下でプリベークするのが過当であり、たとえば
８０〜９０℃で１０〜３０分間プリベータを施す。

フォトレジストはフォトリングラフイーにおいて広（用
いられているが、フォトリングラフイーではフォトエツ
チング後に不用になつたレジスト族ｔ！す離Ｍ’Ｊ　％
　Ｉｓｈ　／Ｊ−）−一・−−−となるため、プリベー
ク、ポストベークは剥離が容易な程度に限定されている
。これに対して、半永久的に用いられる回折格子の基材
としてフォトレジストを使用する場合は、フォトレジス
トは基板に強く付着して剥離した方が良い。しかしなが
ら、単層のフォトレジスト層を塗布し強くプリベークし
て付着力を強くしようとすると、フォトレジスト層の感
度が太き（低下してしまい、ホログラム記録が困難にな
る。これに反し本発明方法ではフォトレジストか下地層
と記録層との積層により形成されるため、下地層は十分
に硬化させて付層力を強化させることができ、一方、記
録層のフォトレジストはホログラム記録に好適な条件を
選定することができる。

このようにして記録層を形成したのち、必要により基板
裏面に反射防止膜を塗布し、フォトレジストにホログラ
ム記録を施す。ホログラム記録は常法により行なうこと
ができ、たとえば第１図に示すように行なうことができ
る。レーザー光源１１からのレーザー光はビームスシリ
ツタ−１３により分割され、分割されたそれぞれの光束
がミラー１５　、１５’を経て対物レンズ１７，１τに
より集束され、ピンホール１９．１９’を通過し、コリ
メートレンＸ２１．ｚｆで平行光束となり、ホトレジス
トを塗布して記録層２２８形成したガラス基板２３上に
重ね合わせるように照射されて、２光束の干渉縞がホト
レジストに記録される。

ついで、この記録層２２と現像することにより所望の格
子間隔と格子深さとを有する回折格子が形成される。ホ
トレジストとしてポジタイプのものを用いれば露光部が
可溶性となって現像により除去され、一方、ネガタイプ
のものを用いれば露光部が不溶化されて非露光部が現像
により除去され、正弦波状のレリーフが形成される。

第２図はこのようにして形成される回折格子についての
概略断面図であり、ガラス基板３１上に下地層３３を介
して回折格子（フォトレジストレリーフ）３５か形成さ
れている。

格子間隔りはホトレジスト上で干渉させられる２光束の
相互の角度や光束の波長により制御することができ、格
子深８ｈはプリベーク条件、露光時間や現像時間、現像
液濃度などを制御することにより制御できる。また、レ
ーザー光源としてはＨｅ−Ｃｄレーザー（４４Ｌ６ｎｍ
）やＡｒレーザー（４５７，９ｎｍ、　４８ａＯｎｍ）
などが用いられる。

ついで、水洗、乾燥、イストペーキングなどの必要な後
処理を施すことにより本発明の回折格子か得られる。第
３図は、このようにして得られたホログラムスキャナー
に用いられるホログラムディスク３６について示す概略
平面図であり、ディスク状のガラス基板３７上に回折格
子パターン３９が形成されている。

なお、４１は取付用穴である。

本発明はフォトレジストを用いてホログラムを製造する
ものであり、ホロゲラフィー一般、特にホログラム回折
格子の製造に好適であり、レーザープリンター用ホログ
ラムスキャナー、ＰＯ８用ノセーコードリーダーなどの
製造に応用することができる。

効　果 本発明によれば、フォトレジストを用いてホログラムを
製造するに際して、フォトレジストを実質的に剥離不可
能な程度まで硬化せしめて下地層を形成したのち、さら
にフォトレジストを積層塗布してこの層にホログラム記
録を施すことにより、フォトレジストからなる回折格子
パターンの強度、特に耐湿性を改善することができる。

よって、烏温多湿、結露の発生などの環境条件下におい
ても回折格子パターンのクラックの発生を有効に防止す
ることができ、回折効率などの所期特性の劣化を有効に
防止することができる。

実施例１ 外径１００ｍφ、穴径３０ｍｍ＋φ、厚さ３ＩｌｌＩｔ
のガラス基板上を十分に洗浄、乾燥したのち、回転スｆ
ナーを用いてｌジ型フォトレジスト（シラプレーＡＺ−
１３５０，シツプレ−社）を０．１ｐｍ厚に塗布し、１
６０℃で２時間ベーキングして下地層を形成した。

ついで、この下地層上にポジ型フォトレジスト（シラプ
レーＡＺ−１３５りをＬ５ｐｔＷ厚に塗布し、８５℃で
２０分間プリベークして記録層を形成した。

次に、裏面に反射防止コー）　（４４Ｌ６ｎｍ　）を施
したのち、Ｈ＠−Ｃｄレーザー（４４１６ｎｍ　）を用
いて格子本数２２１５本／■の１０個のホログラフィッ
クグレーティングを撮影した。

次に、現１象液（シツプレーＡＺ現像液の１：１希釈液
）により現像し、十分水洗したのち１０５℃で１時間ポ
ストベークして第３図に示したホログラムスキャナーを
作成した。このようにして得られた透過型回折格子の回
折効率は７５±５俤の範囲であった。

実施例２ 下地層および記録層を次の条件で形成する以外は実施例
１と同様にしてホログラムスキャナーを作成した。

下地層：　０．０４ｐｍ厚、１４０℃で５時間ベーキン
グ。

記録層＝１．４μｍ厚、　８５．”Ｃで２０分間シリベ
ーク。

実施例３ ポジ型フォトレジストとして０ＦＰＲ−ａｏ。

（東京応化工業製）を用い、現像液として０ＦＰＲ用現
像液ＤＥ−３の１：１希釈液を用い、各層を以下の条件
で形成する以外は実施例１と同ｍにしてホログラムスキ
ャナーを作成した０ 下地層：ｏ、１ｐｍ厚、１５０℃で２時間ベーキング。

記録層：Ｌ６ｐｍ厚、９０℃で２０分間プリベーク。

比較例 下地層を形成することなく、ガラス基板上に記録層を形
成する以外は実施例１と同様にしてホログラムスキャナ
ーを作成した。

温−湿度サイクル試験 以上のようにして比較例および実施例１〜３で得られた
各１０個のサンプル（ホログラムスキャナー）について
、ＪＩＳ−０−５０２４に定められた方法で温−湿度サ
イクル試駁を施し、クラックが発生したサンプルの数を
調べ第１表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図はホログラムの記録方法を示す説明図である。 第２図は本発明で得られる回折格子を示す概略断面図で
ある。 第３図はホログラムスキャナーを示す概略平面図である
。 １１・・・レーｆ　−光源　１ａ・・・ビームスシリツ
タ−１７，１τ・・・対物レンズ　２１．２１’・・・
コリメートレンズ２２・・・記録Ｍ　２３，３１．３７
・・・ガラス基板３３・・・下地Ｊψ　３５・・・回折
格子３６・・・ホログラムスキャナー　３９・・・回折
格子パターン図面の浄シ（内容に変更なし） 昂ｌ昆 １ 笥３凶 手続ネ市正店；（方式） 昭和５９年６月１９日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 昭和５９年特許願第３１９１１号 ２、発明の名称 ホログラム回折格子の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 （６７４）株式会社リ　コー 代表者　浜　１）　広 ４、代理人 ５、補正指令の日付 （１）　ｍ書の「前記以外の代理人」の欄（２）　図　
面 ７、補正の内容 （１）　別添の通り、適正な願書を提出する。 （２）別添の通り、適正な図面を提出する。 ８、　添付書類の目録 （１）　願　書　１通 （２）　図　面　１通

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　基板上にフォトレジストを塗布し、ホログラムを記
   録し、ついで現像する工程を含むホログラム回折格子の
   製造方法において、基板上にホトレジストを塗布し、該
   レジストを実質的に剥離不可能な程度まで硬化せしめて
   下地層を形成したのち、該下地層上にホトレジストを塗
   布してホログラムを記録することを特徴とするホログラ
   ム回、折格子の製造方法。