JPS6242103A - ブレ−ズ格子の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、断面鋸歯状の溝を有するブレーズ格子の製造
方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の様なブレーズ格子の製造方法において
、少なくとも一つの方向の基板への投影が基板上のマス
クの回折格子とは非平行に延びている互いに異なる二つ
の方向からビームを同時に入射させてエツチングするこ
とによって、所望の断面形状を有する断面鋸歯状の溝を
基板に形成することができて、回折効率の高いブレーズ
格子を製造することができる様にしたものである。

〔従来の技術〕

断面鋸歯状の溝によって構成されている回折格子すなわ
ちブレーズ格子は、断面形状がブレーズ条件を満足する
様な鋸歯状になっている場合にこのブレーズ条件によっ
て決定される特定次数の回折光へ光を集中させるという
特徴を有しており、光を特定方向へ効率良く回折させる
ことができるために、分光器や光通信用機器等において
極めて有用である。

この様なブレーズ格子には従来から種々の製造方法があ
るが、そのなかで、例えば特願昭５０−１５１２８３号
に示されている様に、基板上のマスクにホログラフィ法
によって回折格子のパター゛ンを形成し、マスク及び基
板を斜め上方からイオンビームによってエツチングする
ことによってブレーズ化する方法が、近年注目されてい
る。

第４図は、この従来例の概要を示している。この従来例
では、まず基板】１を用意し、この基板１１上に適当な
厚さのフォトレジスト膜１２を形成した後に、このフォ
トレジスト膜１２上でレーザ光を干渉させることによっ
て、このフォトレジスト膜１２に回折格子のパターンを
形成する。

次に、所望のブレーズ角に合わせた斜め上方からイオン
ビーム１３をフォトレジスト膜１２及び基板１１へ入射
させて、これらのフォトレジスト膜１２及び基板１１を
エツチングする。

ところでエツチングの速度は、イオンビーム１３の入射
角に対して、第５図に示す様な依存性を有している。従
って、第６図に示す様に、イオンビーム１３に平行な面
１４と垂直な面１５とが基板１１の表面に形成されて、
ブレーズ格子１６が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが理想的なブレーズ格子は、第６図に示す面１４
及びＩ７と面１８とで形成される溝を有する必要がある
。これに対して、ブレーズ格子１６において面］４と面
１５とで形成されている溝は、理想的なブレーズ格子の
溝と断面形状が相違している。

この結果、ブレーズ格子１６の回折効率は８０％程度に
留まっており、従来の方法では高い回折効率を有するブ
レーズ格子を得ることができなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるブレーズ格子の製造方法は、回折格子のパ
ターンを有するマスク２２を基板２１上に形成する工程
と、少なくとも一つの方向の前記基板２１への投影が前
記回折格子とは非平行に延びている互いに異なる二つの
方向から前記マスク２２及び基板２１ヘビーム２３．２
４を同時に入射させてこれらのマスク２２及び基板２１
をエツチングする工程とを夫々具備している。

〔作用〕

本発明によるブレーズ格子の製造方法では、マスク２２
及び基板２１への二つの方向からビーム２３．２４を同
時に入射させるので、二つの方向に対応する角度でエツ
チングが行われる。しがも、少なくとも一つの方向の基
板２１への投影が、マスク２２の回折格子とは非平行に
延びている。従って、上記二つの方向に対応した断面形
状を有する断面鋸歯状の溝が、基板２１に形成される。

〔実施例〕

以下、本発明の第１及び第２実施例を第１図〜第３図を
参照しながら説明する。

第１図及び第２図が、第１実施例を示している。

この第１実施例では、まず３０１平方のＳｉＯ２基板２
１の表面にＡＺ１３５０（シブレー社の商品名）を塗布
することによって、フォトレジスト膜２２を形成した。

次に、Ａｒレーザからの波長４５７９人のレーザ光を用
いて、通常のホログラフィ法によって、周期約１μｍの
縞状の干渉パターンを厚さ約１μｍでフォトレジスト膜
２２に形成した。そして、このフォトレジスト膜２２を
現像することによって、回折格子のパターンをフォトレ
ジスト膜２２に形成した。

その後、カウフマン型イオン源等から８００ｖの電圧で
加速されて射出された平行なＡｒ”ビーム２３のみを、
フォトレジスト膜２２及び５ｉＯｚ基板２１へ１５分間
だけ入射させた。なおこの時の＾ｒ゛ビーム２３の入射
方向は、ＳｉＯ□基板２１への投影がフォトレジスト膜
２２の回折格子とは直角に延び且つＳｉＯ２基板２１に
対する入射角が７０°を成す方向とした。

すると、フォトレジスト膜２２がマスクとなって、この
フォトレジスト膜２２とＳｉＯ２基板２１とがエツチン
グされ、第２図に示す様にある程度の溝が形成された。

そしてその後、Ａｒ”ビーム２３と同時に、分子ピーム
チするＣＦ４ビーム２４を、フォトレジスト膜２２及び
ＳｉＯ□基板２１へ５分間だけ入射させた。

なおこの時のＣＦ、ビーム２４の入射方向は、ＳｉＯ，
一基板２１に対する入射角がＯｏを成す方向とした。

すると、Ａｒ’ビーム２３が衝突している面２５ではＣ
Ｆ、ビーム２４によってＳｉＯ□基板２１のエツチング
が加速されたが、Ａｒ’　ビーム２３が衝突していない
面２６ではＣＦ、ビーム２４によるエツチングは生じな
かった。

この結果、面２５がＳｉＯ□基板２１と成す角度は直角
に近付き、面２６が５ｉ０２基板２１と成す角度つまり
ブレーズ角は変化しなかった。この様にして得られた第
１実施例のブレーズ格子は、波長０．５８μｍの光に対
してブレーズ化されており、回折効率は最大で８５〜９
５％であった。

第３図は、第２実施例を示している。この第２実施例は
、フォトレジスト膜２２に形成する回折格子２２のパタ
ーンを不等周期とし、Ａｒ”ビーム２３を一点から拡散
する拡散ビームとしてフォトレジスト膜２２及びＳｔＯ
□基板２１へ入射させたことを除いて、既述の第１実施
例と実質的に同様の工程を有していてよい。

この様な第２実施例によれば、溝の同期とブレーズ角と
が均一でなく回折作用と集光作用とを併せ持つ不等周期
ブレーズ格子を得ることができる・なお、以上の第１及
び第２の何れの実施例においてもＡｒ”　ビーム２３の
入射方向を５ｉｎｔ基板２１への投影がフォトレジスト
膜２２の回折格子とは直角に延びる様にしたが、Ａｒ＋
ビーム２３の入射方向はＳｉＯ□基板２１への投影が回
折格子とは非平行に延びる様になっていればよい。

また、基板２１及びビーム２４としてＳｉＯ□及びＣＦ
、を用いたが、５ｉ０２の替わりにＳｉ等を用いてもよ
（、ＣＦ、の替わりにＣ２Ｆ６．　ＣＢｒＦ３．５ｉＦ
ａ等を用いてもよい。また、ＧａＡｓ基板とＣｈビーム
との組み合わせでもよく、更にまた基板２１へ入射させ
るビームとしてその他の原子ビーム、分子ビームまたは
イオンビームを用いてもよい。

（発明の効果〕 本発明によるブレーズ格子の製造方法によれば、ビーム
を同時に入射させる二つの方向を選定することによって
、所望の断面形状を有する断面鋸歯状の溝を基板に形成
することができるので、回折効率の高いブレーズ格子を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す側面図、第２図は本
発明の詳細な説明するための側面図、第３図は本発明の
第２実施例庖示す側面図である。 第４図は本発明の一従来例を示す側面図、第５図はビー
ム入射角とエツチング速度との関係を示すグラフ、第６
図は第４図に示したー従来例によって製造さたブレーズ
格子を示す側面図である。 なお、図面に用いた符号において、 ２１・−・・・・−・−・・・−・−５ｉＯ□基板２２
−・−・−・−一−−−−〜−−−−−フォトレジスト
膜２３−・・−・−・・・・・・・・−・・・−Ａｒ”
ビーム２４−−−−−−−・・−−一−−・−・ＣＦ、
ビームである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回折格子のパターンを有するマスクを基板上に形成
   する工程と、 少なくとも一つの方向の前記基板への投影が前記回折格
   子とは非平行に延びている互いに異なる二つの方向から
   前記マスク及び基板へビームを同時に入射させてこれら
   のマスク及び基板をエッチングする工程とを夫々具備す
   るブレーズ格子の製造方法。 ２、前記二つの方向からのビームの各々として原子ビー
   ム、分子ビームまたはイオンビームの何れかを用いる特
   許請求の範囲第１項に記載のブレーズ格子の製造方法。 ３、前記二つの方向のうちの一方が前記基板の法線方向
   である特許請求の範囲第１項または第２項に記載のブレ
   ーズ格子の製造方法。 ４、前記二つの方向のうちの少なくとも一方からのビー
   ムとして前記基板の材料と化学反応して揮発性物質とな
   るビームを用いる特許請求の範囲第１項〜第３項の何れ
   か１項に記載のブレーズ格子の製造方法。