JPS63168601A - 回折格子及びその作製方法 - Google Patents
回折格子及びその作製方法Info
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- JPS63168601A JPS63168601A JP31542786A JP31542786A JPS63168601A JP S63168601 A JPS63168601 A JP S63168601A JP 31542786 A JP31542786 A JP 31542786A JP 31542786 A JP31542786 A JP 31542786A JP S63168601 A JPS63168601 A JP S63168601A
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- Japan
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- polyimide resin
- diffraction grating
- etch
- resin layer
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- Pending
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Landscapes
- 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
この発明は、赤外線の領域での分光などに使用するため
の回折格子及びその作製方法に関する。
の回折格子及びその作製方法に関する。
ブレーズ角のつけられた回折格子は、従来では樹脂のレ
プリカによるものが主流であった。これは、このような
回折格子は、従来ダイヤモンドバイトを用いて機械的に
切削する方法によって作製するしかなかったため、１個
ずつこのように切削していたのではあまりに非能率的で
大量生産できないので、オリジナルを１個だけ作って、
このオリジナルをマスターとして用い、このマスターか
ら回折格子形状を樹脂によって転写することによって樹
脂のレプリカを作るという方法で大量に生産せざるを得
なかったためである。
プリカによるものが主流であった。これは、このような
回折格子は、従来ダイヤモンドバイトを用いて機械的に
切削する方法によって作製するしかなかったため、１個
ずつこのように切削していたのではあまりに非能率的で
大量生産できないので、オリジナルを１個だけ作って、
このオリジナルをマスターとして用い、このマスターか
ら回折格子形状を樹脂によって転写することによって樹
脂のレプリカを作るという方法で大量に生産せざるを得
なかったためである。
しかし、樹脂のレプリカでは使用可能な温度範囲が狭く
、使用上問題があった。またダイヤモンドバイｌ−で機
械的に切削する方法では、回折格子の周期やブレーズ角
に対応した各種のダイヤモンドバイ１−を用意する必要
がある。 この発明は、使用温度範囲の広い回折格子を提供すると
ともに、このような回折格子を容易な製造工程により大
量に生産することのできる作製方法を提供することを目
的とする。
、使用上問題があった。またダイヤモンドバイｌ−で機
械的に切削する方法では、回折格子の周期やブレーズ角
に対応した各種のダイヤモンドバイ１−を用意する必要
がある。 この発明は、使用温度範囲の広い回折格子を提供すると
ともに、このような回折格子を容易な製造工程により大
量に生産することのできる作製方法を提供することを目
的とする。
この発明による回折格子は、基板の一表面上に形成され
た所定の周期を有する突部と、該突部の間に形成され且
つその表面が傾斜面となっているポリイミド樹脂層と、
該ポリイミド樹脂層の傾斜面上に形成された高反射率の
層とからなる。 またこの発明による回折格子の作製方法は、基板の一表
面上に所定の周期を有する突部を形成する工程と、該基
板の表面上にポリイミド樹脂を塗布する工程と、ブレー
ズ角に対応した角度の方向よりイオンミリング装置によ
って該基板の上記の突部をエツチスＩ・ツブ層として上
記のポリイミド樹脂層をエツチングする工程と、このイ
オンミリング工程において上記突部の影となることによ
りエツチングされずに残った部分が形成する傾斜面に高
反射率の層を形成する工程とからなる。
た所定の周期を有する突部と、該突部の間に形成され且
つその表面が傾斜面となっているポリイミド樹脂層と、
該ポリイミド樹脂層の傾斜面上に形成された高反射率の
層とからなる。 またこの発明による回折格子の作製方法は、基板の一表
面上に所定の周期を有する突部を形成する工程と、該基
板の表面上にポリイミド樹脂を塗布する工程と、ブレー
ズ角に対応した角度の方向よりイオンミリング装置によ
って該基板の上記の突部をエツチスＩ・ツブ層として上
記のポリイミド樹脂層をエツチングする工程と、このイ
オンミリング工程において上記突部の影となることによ
りエツチングされずに残った部分が形成する傾斜面に高
反射率の層を形成する工程とからなる。
基板表面に形成された所定周期の突部と、これの間に表
面が傾斜面となっているポリイミド樹脂層と、このポリ
イミド樹脂層の傾斜面上に形成された高反射率層とによ
り回折格子が構成されているため、この回折格子は、耐
熱温度が高く、広い温度範囲にわたって使用できる。 また、作製過程においては、イオンミリング工程により
、ポリイミド樹脂層がエツチングされるが、このとき、
ブレーズ角に対応した角度の方向からエツチングがなさ
れるようにしているので、エッチストップ部の影になっ
た部分はエツチングされずに残る。その結果、この残っ
た部分はブレーズ角に対応する角度の傾斜面をｆする。 他方、エツチスｌ−ツブ部は、回折格子の周期に対応し
た周期となるよう作られている。 そのため、上記の傾斜面は回折格子の周期で作られたこ
とになるので、この傾斜面の上に高反射率の層を形成す
れば、ブレーズ角を有する回折格子が製造されたことに
なる。
面が傾斜面となっているポリイミド樹脂層と、このポリ
イミド樹脂層の傾斜面上に形成された高反射率層とによ
り回折格子が構成されているため、この回折格子は、耐
熱温度が高く、広い温度範囲にわたって使用できる。 また、作製過程においては、イオンミリング工程により
、ポリイミド樹脂層がエツチングされるが、このとき、
ブレーズ角に対応した角度の方向からエツチングがなさ
れるようにしているので、エッチストップ部の影になっ
た部分はエツチングされずに残る。その結果、この残っ
た部分はブレーズ角に対応する角度の傾斜面をｆする。 他方、エツチスｌ−ツブ部は、回折格子の周期に対応し
た周期となるよう作られている。 そのため、上記の傾斜面は回折格子の周期で作られたこ
とになるので、この傾斜面の上に高反射率の層を形成す
れば、ブレーズ角を有する回折格子が製造されたことに
なる。
この発明の一実施例にかかる回折格子は、第６図のよう
に構成されているが、説明の便宜のため、作製過程を順
をおって説明することとする。まず、第１図のように、
たとえばシリコン等の基板１の１つの表面上に、たとえ
ば５ｉ０２等のエッチストップ層２を形成する。これに
は、ＳｉＯ□のスパッタに依っても、あるいはＳＬを熱
酸化することに依ってもよい。要は、エッチストップ層
２の厚さの均一性が得られる方法ならばよいわけである
。こうして、たとえば厚さ１μｍの厚さのエッチスＩ・
ツブ層２が形成される。その後このエッチストップ層２
にフォトリソグラフィーの技術を用いて、回折格子のパ
ターンを転写し、第２図に示すような周期性のあるエッ
チストップ部３を形成する。このエッチストップ層３の
各々の幅は回折効率の点から、狭い方が望ましいが、実
際上は１μｍ以上となる。 つぎに、エッチストップ部３の側にポリイミド樹脂（た
とえば日立化成株式会社製、商品名「Ｐ■Ｑ」）を塗布
し、第３図に示すような工・ンチス）・ツブ部３が埋ま
るようなポリイミド樹脂層４を形成する。このポリイミ
ド樹脂層４はエツチス１−ツブ部３より厚く形成され、
その表面に熱処理が加えられ、表面が平坦なものとされ
る。しかる後、このポリイミド樹脂層４をリアクティブ
イオンエツチングによりエッチストップ部３の厚さまで
エツチングする（第４図）。このとき、エツチングガス
としてポリイミド樹脂のみをエツチングし、他のものは
ほとんどエツチングしない０２を用いる。 その後、イオンミリング装置内に第４図の基板１を角度
θに傾斜させて配置し、角度θ方向からポリイミド樹脂
Ｎ４をエツチングする（第５図）。 このときもエツチングガスとしてポリイミド樹脂のみを
エツチングする０２を用いる。すると、第５図に示すよ
うにエッチスＩ・ツブ層３の影になっている部分のポリ
イミド樹脂層４はエツチングされずに残るので、上記の
角度θの傾斜面５が形成されることになる。 傾斜面５の形成が終了した後、最後に、傾斜面５側の面
の全面に高反射率の金属くたとえばＡｕ、ＡＩ）を蒸着
して、第６図に示すような反射膜６を形成する。 こうして、第６図に示すような周期がエッチストップ部
３の周期となっているブレーズ角θの回折格子を作るこ
とができる。したがって、たとえば、ブレーズ角θ＝５
．７１°、１００本／ ｍｍの回折格子を作製する場合
、最初に作るエッチストップ層２の厚さを１μｍとし、
これから幅１μｍ、間隔１０μｍエッチストップ部３を
形成した上で、角度θ＝５．７１°に基板１を傾けてイ
オンミリングを行えばよいことになる。 なお、上記では、基板１の上にエッチストップ層２を形
成した後これをエツチングしてエッチストップ部３を作
っているが、基板１に直接エツチングし所定の深さ、周
期の溝を形成することにより同じ形状のエッチストップ
部を作るようにしてもよい。また、ポリイミド樹脂層４
を形成した後その表面を均一にエツチングしてその厚さ
がエッチストップ部３の厚さとなるようにし、その後基
板１を傾斜させてイオンミリングを行っているが、この
ポリイミド樹脂層４の厚さを薄くする工程を省略し、直
接イオンミリングを行ってもよい。
に構成されているが、説明の便宜のため、作製過程を順
をおって説明することとする。まず、第１図のように、
たとえばシリコン等の基板１の１つの表面上に、たとえ
ば５ｉ０２等のエッチストップ層２を形成する。これに
は、ＳｉＯ□のスパッタに依っても、あるいはＳＬを熱
酸化することに依ってもよい。要は、エッチストップ層
２の厚さの均一性が得られる方法ならばよいわけである
。こうして、たとえば厚さ１μｍの厚さのエッチスＩ・
ツブ層２が形成される。その後このエッチストップ層２
にフォトリソグラフィーの技術を用いて、回折格子のパ
ターンを転写し、第２図に示すような周期性のあるエッ
チストップ部３を形成する。このエッチストップ層３の
各々の幅は回折効率の点から、狭い方が望ましいが、実
際上は１μｍ以上となる。 つぎに、エッチストップ部３の側にポリイミド樹脂（た
とえば日立化成株式会社製、商品名「Ｐ■Ｑ」）を塗布
し、第３図に示すような工・ンチス）・ツブ部３が埋ま
るようなポリイミド樹脂層４を形成する。このポリイミ
ド樹脂層４はエツチス１−ツブ部３より厚く形成され、
その表面に熱処理が加えられ、表面が平坦なものとされ
る。しかる後、このポリイミド樹脂層４をリアクティブ
イオンエツチングによりエッチストップ部３の厚さまで
エツチングする（第４図）。このとき、エツチングガス
としてポリイミド樹脂のみをエツチングし、他のものは
ほとんどエツチングしない０２を用いる。 その後、イオンミリング装置内に第４図の基板１を角度
θに傾斜させて配置し、角度θ方向からポリイミド樹脂
Ｎ４をエツチングする（第５図）。 このときもエツチングガスとしてポリイミド樹脂のみを
エツチングする０２を用いる。すると、第５図に示すよ
うにエッチスＩ・ツブ層３の影になっている部分のポリ
イミド樹脂層４はエツチングされずに残るので、上記の
角度θの傾斜面５が形成されることになる。 傾斜面５の形成が終了した後、最後に、傾斜面５側の面
の全面に高反射率の金属くたとえばＡｕ、ＡＩ）を蒸着
して、第６図に示すような反射膜６を形成する。 こうして、第６図に示すような周期がエッチストップ部
３の周期となっているブレーズ角θの回折格子を作るこ
とができる。したがって、たとえば、ブレーズ角θ＝５
．７１°、１００本／ ｍｍの回折格子を作製する場合
、最初に作るエッチストップ層２の厚さを１μｍとし、
これから幅１μｍ、間隔１０μｍエッチストップ部３を
形成した上で、角度θ＝５．７１°に基板１を傾けてイ
オンミリングを行えばよいことになる。 なお、上記では、基板１の上にエッチストップ層２を形
成した後これをエツチングしてエッチストップ部３を作
っているが、基板１に直接エツチングし所定の深さ、周
期の溝を形成することにより同じ形状のエッチストップ
部を作るようにしてもよい。また、ポリイミド樹脂層４
を形成した後その表面を均一にエツチングしてその厚さ
がエッチストップ部３の厚さとなるようにし、その後基
板１を傾斜させてイオンミリングを行っているが、この
ポリイミド樹脂層４の厚さを薄くする工程を省略し、直
接イオンミリングを行ってもよい。
この発明にかかる回折格子によれば、ポリイミド樹脂を
使用しているので、耐熱温度を高くでき、使用温度範囲
を広くできる。またこの発明の回折格子の作製方法によ
れば、ＩＣ製造工程で使用されるブレーナ技術を応用し
ているため、大量生産が可能である。しかも、イオンミ
リング工程におけるエツチング後の形状はエツチング方
向とエッチストップ部の形状によって決まるので、エツ
チング方向の角度さえ正確に定めればよく、池のエツチ
ング条件はゆるやかとなり、イオンミリング工程を容易
に実行できる。
使用しているので、耐熱温度を高くでき、使用温度範囲
を広くできる。またこの発明の回折格子の作製方法によ
れば、ＩＣ製造工程で使用されるブレーナ技術を応用し
ているため、大量生産が可能である。しかも、イオンミ
リング工程におけるエツチング後の形状はエツチング方
向とエッチストップ部の形状によって決まるので、エツ
チング方向の角度さえ正確に定めればよく、池のエツチ
ング条件はゆるやかとなり、イオンミリング工程を容易
に実行できる。
第１図ないし第５図はこの発明の一実施例にかかる作製
方法の途中の各過程での断面図、第６図はこの発明の一
実施例にかかる完成した回折格子の断面図である。 １・・・基板、２・・・エッチスト・ンプ層、３・・・
工・ンチストップ部、４・・・ポリイミド樹脂層、５・
・・傾斜面、６・・・反射膜。
方法の途中の各過程での断面図、第６図はこの発明の一
実施例にかかる完成した回折格子の断面図である。 １・・・基板、２・・・エッチスト・ンプ層、３・・・
工・ンチストップ部、４・・・ポリイミド樹脂層、５・
・・傾斜面、６・・・反射膜。
Claims (2)
- （１）基板の一表面上に形成された所定の周期を有する
突部と、該突部の間に形成され且つその表面が傾斜面と
なっているポリイミド樹脂層と、該ポリイミド樹脂層の
傾斜面上に形成された高反射率の層とからなる回折格子
。 - （２）基板の一表面上に所定の周期を有する突部を形成
する工程と、該基板の表面上にポリイミド樹脂を塗布す
る工程と、ブレーズ角に対応した角度の方向よりイオン
ミリング装置によって該基板の上記の突部をエッチスト
ップ層として上記のポリイミド樹脂層をエッチングする
工程と、このイオンミリング工程において上記突部の影
となることによりエッチングされずに残った部分が形成
する傾斜面に高反射率の層を形成する工程とからなる、
回折格子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31542786A JPS63168601A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 回折格子及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31542786A JPS63168601A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 回折格子及びその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63168601A true JPS63168601A (ja) | 1988-07-12 |
Family
ID=18065245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31542786A Pending JPS63168601A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 回折格子及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63168601A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6930834B2 (en) | 2000-12-22 | 2005-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing diffractive optical element |
| JP2010085625A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Dainippon Printing Co Ltd | ３次元パターン形成体の製造方法 |
| RU2578018C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-03-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Способ изготовления решёток-поляризаторов |
| WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP31542786A patent/JPS63168601A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6930834B2 (en) | 2000-12-22 | 2005-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing diffractive optical element |
| JP2010085625A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Dainippon Printing Co Ltd | ３次元パターン形成体の製造方法 |
| RU2578018C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-03-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Способ изготовления решёток-поляризаторов |
| WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
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