JPS6033504A - ブレ−ズド格子の製造方法 - Google Patents
ブレ−ズド格子の製造方法Info
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- JPS6033504A JPS6033504A JP14256883A JP14256883A JPS6033504A JP S6033504 A JPS6033504 A JP S6033504A JP 14256883 A JP14256883 A JP 14256883A JP 14256883 A JP14256883 A JP 14256883A JP S6033504 A JPS6033504 A JP S6033504A
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- film
- organic polymer
- grating
- polymer film
- ion
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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】
この発明は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
回折格子は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して種々の応用、例えばホログラフィ、ツクスキャナや
、ホログラフィックレンズ等があるが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。ブレーズド格子は特定の回折
次数へ理論上100%の光を回折できる特徴があるが、
格子溝の形状を制御して製作しなければならないため製
作が困難である。現在量も現実的と思われるのは、あら
かじめ作ったレリーフ格子をシャドウマスクとじて基板
を斜め方向からイオンビームでイオンエツチングする方
法である。この手法で現在知られているのけ、基板をガ
リウム砒素、又はガラス板上に塗布したポリメチルメタ
クリレ−)(PMMA)としたものであるが、曲者は結
晶であるため高価で、又、不透明のため透過型格子には
できない欠点がある。一方、後者は、ガラス板上に塗布
したPMMAを十分に乾燥しても、塗膜上にホトレジス
トでレリーフ格子を形成する際にホトレジストの溶剤で
PMMA膜が溶解し、相溶しやすいため、レリーフ格子
自体が良質なものができず、したがって良質なブレーズ
ド格子が製作できない欠点があった。又、従来の方法で
は、ホログラフィックに形成した半丸ないし、正弦波状
断面を持ったレリーフ格子をシャドウマスクとり、てい
たため、シャドウ効果が十分でなく、良質なブレーズド
格子が製作できない欠点があった。
して種々の応用、例えばホログラフィ、ツクスキャナや
、ホログラフィックレンズ等があるが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。ブレーズド格子は特定の回折
次数へ理論上100%の光を回折できる特徴があるが、
格子溝の形状を制御して製作しなければならないため製
作が困難である。現在量も現実的と思われるのは、あら
かじめ作ったレリーフ格子をシャドウマスクとじて基板
を斜め方向からイオンビームでイオンエツチングする方
法である。この手法で現在知られているのけ、基板をガ
リウム砒素、又はガラス板上に塗布したポリメチルメタ
クリレ−)(PMMA)としたものであるが、曲者は結
晶であるため高価で、又、不透明のため透過型格子には
できない欠点がある。一方、後者は、ガラス板上に塗布
したPMMAを十分に乾燥しても、塗膜上にホトレジス
トでレリーフ格子を形成する際にホトレジストの溶剤で
PMMA膜が溶解し、相溶しやすいため、レリーフ格子
自体が良質なものができず、したがって良質なブレーズ
ド格子が製作できない欠点があった。又、従来の方法で
は、ホログラフィックに形成した半丸ないし、正弦波状
断面を持ったレリーフ格子をシャドウマスクとり、てい
たため、シャドウ効果が十分でなく、良質なブレーズド
格子が製作できない欠点があった。
この発明の目的は、上述の欠点を除去した、透過型の高
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
この発明のブレーズド格子の製造方法は、基板に第1の
有機高分子膜を塗布する工程と、塗布さる工程と、第2
の有機高分子膜上に前記第2の有機高分子膜よりも酸素
イオンエツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエツチ
ング速度の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布
されたホトレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成す
る工程と、前記回折格子をマスクとして、アルゴンイオ
ンビームで前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を
矩形断面の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の
回折格子をマスクとして、酸素イオンビームで前記第2
の有機高分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折
格子を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
有機高分子膜を塗布する工程と、塗布さる工程と、第2
の有機高分子膜上に前記第2の有機高分子膜よりも酸素
イオンエツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエツチ
ング速度の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布
されたホトレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成す
る工程と、前記回折格子をマスクとして、アルゴンイオ
ンビームで前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を
矩形断面の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の
回折格子をマスクとして、酸素イオンビームで前記第2
の有機高分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折
格子を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
次に図面を参照して、この発明の詳細な説明する。第1
図から第8図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
図から第8図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
第1図は、基板lに第1の有機高分子膜2を塗布時は8
0℃で30分間焼きしめを行なった。アクリル基板の時
は50℃で60分間焼きしめを行なった。次に、第1の
有機高分子膜を加速電圧500■、イオン電流密度0.
5 m A 10nb2のアルゴンイオンビームで約1
分間イオンエツチングした。この結果第2図に示すよう
に、第1の有機高分子膜の5− 表層に、第2の有機高分子膜の溶媒に対して不溶な層3
ができた。第3図は、不溶層3の上に、第1の有機高分
子膜よりもイオンエツチング速度の遅い第2の有機高分
子膜4としてホトレジスト(シラプレー社1AZ−13
50J )を塗布、焼きしめ後、第2の有機高分子膜よ
りも酸素イオンエツチング速度の遅い金属膜として金膜
5をスパッタリングで形成し、さらに金膜5の上に金膜
よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジス
ト6(シラプレー社製AZ−1350J)を塗布した状
格子ピッチにより異なり0.3〜1.0μmと1−だ。
0℃で30分間焼きしめを行なった。アクリル基板の時
は50℃で60分間焼きしめを行なった。次に、第1の
有機高分子膜を加速電圧500■、イオン電流密度0.
5 m A 10nb2のアルゴンイオンビームで約1
分間イオンエツチングした。この結果第2図に示すよう
に、第1の有機高分子膜の5− 表層に、第2の有機高分子膜の溶媒に対して不溶な層3
ができた。第3図は、不溶層3の上に、第1の有機高分
子膜よりもイオンエツチング速度の遅い第2の有機高分
子膜4としてホトレジスト(シラプレー社1AZ−13
50J )を塗布、焼きしめ後、第2の有機高分子膜よ
りも酸素イオンエツチング速度の遅い金属膜として金膜
5をスパッタリングで形成し、さらに金膜5の上に金膜
よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジス
ト6(シラプレー社製AZ−1350J)を塗布した状
格子ピッチにより異なり0.3〜1.0μmと1−だ。
□灰に、ホトレジスト膜にレリーフ格子を形成するため
に、He−cctレーザを光源とする干渉計で干渉縞を
ホトレジスト膜に露光し、現像液で現像し6− た。第4図は、現像後の状態を示す断面図である。
に、He−cctレーザを光源とする干渉計で干渉縞を
ホトレジスト膜に露光し、現像液で現像し6− た。第4図は、現像後の状態を示す断面図である。
レーザ干渉計を用いるかわりに乳剤マスクを用いて密着
焼付によっても第4図に示すようなしIJ−フ格子を形
成できる。次に、第4図に示すような試料を、イオンエ
ツチング装置を用いてアルゴンイオンビームでイオンエ
ツチングした。イオンエツチング条件はアルゴンガス圧
lOトール、加速電圧500vとした。ホトレジストA
Z−135n、rのイオンエツチング速度は11nA/
(ML のアルゴン断面の格子を製作できる。次に、第
5図の金層5の格子をマスクとして、第2の有機高分子
膜としてのホトレジスト層4を酸素イオンビームでイオ
ンエツチングした。イオンエツチング条件は、酸素ガス
圧2X10’)−ル、加速電圧500■と、した。金の
イオンエツチング速度は1mA/薗2゛ア酸素イオ、に
対し、約、。。。オアグツ)ヮー)AZ−1350Jは
3000オングストロ一ム/分であった。このエツチン
グ速度の差を利用することで、第6図に示すように、第
2の有機高分子膜としてのホトレジスト層4にほぼ矩形
断面の格子を製作できる。金層5の表面には、ホトレジ
スト6が残っているが、次の金の除去工程で金を溶かす
ととで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ(KI
)とヨウ素(I)の飽和溶液で金を溶解するととで行な
った。第7図は、金を除去した後の断面図を示す。次に
第7図に示す矩形格子をシャドウマスクとして矢印7で
示す方向からアルゴンイオン又は酸素イオンでイオンエ
ツチングすると、第8図に示すようなブレーズド格子が
得られる。
焼付によっても第4図に示すようなしIJ−フ格子を形
成できる。次に、第4図に示すような試料を、イオンエ
ツチング装置を用いてアルゴンイオンビームでイオンエ
ツチングした。イオンエツチング条件はアルゴンガス圧
lOトール、加速電圧500vとした。ホトレジストA
Z−135n、rのイオンエツチング速度は11nA/
(ML のアルゴン断面の格子を製作できる。次に、第
5図の金層5の格子をマスクとして、第2の有機高分子
膜としてのホトレジスト層4を酸素イオンビームでイオ
ンエツチングした。イオンエツチング条件は、酸素ガス
圧2X10’)−ル、加速電圧500■と、した。金の
イオンエツチング速度は1mA/薗2゛ア酸素イオ、に
対し、約、。。。オアグツ)ヮー)AZ−1350Jは
3000オングストロ一ム/分であった。このエツチン
グ速度の差を利用することで、第6図に示すように、第
2の有機高分子膜としてのホトレジスト層4にほぼ矩形
断面の格子を製作できる。金層5の表面には、ホトレジ
スト6が残っているが、次の金の除去工程で金を溶かす
ととで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ(KI
)とヨウ素(I)の飽和溶液で金を溶解するととで行な
った。第7図は、金を除去した後の断面図を示す。次に
第7図に示す矩形格子をシャドウマスクとして矢印7で
示す方向からアルゴンイオン又は酸素イオンでイオンエ
ツチングすると、第8図に示すようなブレーズド格子が
得られる。
この時イオンエツチング時間が媛いと、矩形格子の一部
が残り、時間が長ずざるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチンイプAを用いた場合
を説明したが、本方法に適する他の有機高分子膜材料と
しては、5EL−NタイプAと同じ様な電子線レジスト
EBR,−9、又は、メ:メクリの2つのメチル基をC
IおよびCl−1zCFa−着換した重合体(電子線レ
ジス) CUP )、 Vd゛、ポリメチルメタアクリ
レート(PM+〜4A)、又はポリビニルアルコール(
PVA)、又はポリビニルホルマール(PVI(”)、
又は、ポリアセクール(POM )がある。これらは、
いずれも第2の有機高分子膜としてのホトレジストAZ
−1350J、および次に述べる第2の有機高分子膜よ
りもイオンエツチング速度が早いので本方法でブレーズ
ド格子を製造できる。第2の有機高分子膜としては、上
に列記した第1の有機高分子膜よりもイオンエツチング
速度が遅いものであればよいが、塗布性が良好である必
要があり、次のようなものがあげられる。ポリスチレン
(Pst)、ボリスチ17ンとビシクロとの共重合体、
環化ポリブタジェン(CPB)、ポリブタジェンメタア
クリレート(PBzMA)、ポリビフェニール、ポリス
チレン−9= とアクリロニトリルとの共重合体、ポリビニルナフタリ
ン(PVN)などである。
が残り、時間が長ずざるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチンイプAを用いた場合
を説明したが、本方法に適する他の有機高分子膜材料と
しては、5EL−NタイプAと同じ様な電子線レジスト
EBR,−9、又は、メ:メクリの2つのメチル基をC
IおよびCl−1zCFa−着換した重合体(電子線レ
ジス) CUP )、 Vd゛、ポリメチルメタアクリ
レート(PM+〜4A)、又はポリビニルアルコール(
PVA)、又はポリビニルホルマール(PVI(”)、
又は、ポリアセクール(POM )がある。これらは、
いずれも第2の有機高分子膜としてのホトレジストAZ
−1350J、および次に述べる第2の有機高分子膜よ
りもイオンエツチング速度が早いので本方法でブレーズ
ド格子を製造できる。第2の有機高分子膜としては、上
に列記した第1の有機高分子膜よりもイオンエツチング
速度が遅いものであればよいが、塗布性が良好である必
要があり、次のようなものがあげられる。ポリスチレン
(Pst)、ボリスチ17ンとビシクロとの共重合体、
環化ポリブタジェン(CPB)、ポリブタジェンメタア
クリレート(PBzMA)、ポリビフェニール、ポリス
チレン−9= とアクリロニトリルとの共重合体、ポリビニルナフタリ
ン(PVN)などである。
以上述べたように本発明により、透過型の高品質のブレ
ーズド格子が得られる。
ーズド格子が得られる。
図は、この発明の工程を第1図から第8図のル1に糸す
断面図である。図において、lは基板、2i第1の有機
高分子膜、3は不浴層、4は第2の1 :・□ □宥゛機高分子膜、5は金属膜、6はホトレジスト、7
の矢印はイオンビームの入射方向を各々表わす。 10−
断面図である。図において、lは基板、2i第1の有機
高分子膜、3は不浴層、4は第2の1 :・□ □宥゛機高分子膜、5は金属膜、6はホトレジスト、7
の矢印はイオンビームの入射方向を各々表わす。 10−
Claims (1)
- 1、基板に第1の有機高分子膜を塗布する工程と、塗布
された第1の有機高分子膜にイオンビームを照射する工
程と、イオンビームを照射した第1の有機高分子膜上に
、第1の有機高分子膜よりもイオンエツチング速度の遅
い第2の有機高分子膜を塗布する工程と、第2の有機高
分子膜上に前記第2の有機高分子膜よりも酸素イオンエ
ツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、前記金属
膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエ9チング速度
の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布されたホ
トレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成する工程と
、前記回折格子ヲマスクとして、アルゴンイオンビーム
で前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を矩形断面
の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の回折格子
をマスクとして、酸素イオンビームで前記第2の有機高
分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折格子を形
成する工程と、前記金属膜を除去した後5基板に対して
斜め方向から、イオンエツチングする工程とを含むこと
を特徴とするブレーズド格子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14256883A JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14256883A JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6033504A true JPS6033504A (ja) | 1985-02-20 |
JPH0217002B2 JPH0217002B2 (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=15318347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14256883A Granted JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6033504A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4858254A (en) * | 1986-07-30 | 1989-08-22 | Softub, Inc. | Tub apparatus |
US5092951A (en) * | 1986-07-30 | 1992-03-03 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
US5133818A (en) * | 1986-07-30 | 1992-07-28 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
CN102466980A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 基于电子束光刻和x射线曝光制作多层膜闪耀光栅的方法 |
US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0623402U (ja) * | 1992-06-30 | 1994-03-29 | なか 新井 | 万能草取具 |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP14256883A patent/JPS6033504A/ja active Granted
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4858254A (en) * | 1986-07-30 | 1989-08-22 | Softub, Inc. | Tub apparatus |
US5092951A (en) * | 1986-07-30 | 1992-03-03 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
US5133818A (en) * | 1986-07-30 | 1992-07-28 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
CN102466980A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 基于电子束光刻和x射线曝光制作多层膜闪耀光栅的方法 |
CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
US9864113B2 (en) | 2011-10-19 | 2018-01-09 | Soochow University | Method for manufacturing holographic blazed grating |
US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0217002B2 (ja) | 1990-04-19 |
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