JPWO2016152771A1

JPWO2016152771A1 - グレーティング素子

Info

Publication number: JPWO2016152771A1
Application number: JP2017508313A
Authority: JP
Inventors: 孝介丹羽; 浅井　圭一郎; 圭一郎浅井; 山口　省一郎; 省一郎山口; 近藤　順悟; 順悟近藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2018-01-11
Also published as: US20170363785A1; EP3273279A1; WO2016152771A1; EP3273279A4

Abstract

【課題】生産したグレーティング素子ごとの波長のバラツキを抑制することである。【解決手段】グレーティング素子１は、一方の主面２ａおよび他方の主面２ｂを有する支持基板２、支持基板の一方の主面２ａ上に設けられた下側クラッド層３、下側クラッド層３上に設けられた光学材料層４であって、ブラッググレーティングが形成された光学材料層４、および支持基板の他方の主面２ｂ上に設けられた背面層６を備える。下側クラッド層３は、屈折率１．６９以下の材料からなる。光学材料層４は、屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなる。背面層６は、屈折率１．６９以下の材料または屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなる。【選択図】図１

Description

本発明は、グレーティング素子に関するものである。

特許文献１には、ナノインプリント(nano imprinting)法を用いた分布帰還型半導体レーザの製造方法が記載されている。この方法では、分布帰還型半導体レーザの回折格子のための半導体層のパターニングを、ナノインプリント法で行っている。

また、非特許文献１、２には、ナノインプリント技術を利用したサブ波長構造広帯域波長板の製作が記載されている。

更に、非特許文献３には、光学デバイスを作製するためにナノインプリント技術を応用することが記載されている。こうした光学デバイスとしては、波長選択素子、反射制御素子、モス・アイ構造などが例示されている。

例えば特許文献３には、ナノインプリント法によって回折格子を形成するための手順が述べられている。
ナノインプリント法によって例えば回折格子を形成する際には、まず、回折格子を形成すべき半導体層上に樹脂層を形成する。次に、この回折格子の形状に対応した凹凸パターンを有するモールドをこの樹脂層に押し付け、その状態で任意の波長の紫外光照射、または任意の温度条件下にさらすことにより、樹脂層を硬化させる。これにより、モールド(mold)の凹凸パターンを樹脂層に転写する。その後、ドライエッチング(アッシング：ashing)加工による樹脂の残膜除去の後、ドライエッチング加工を施すことでこの樹脂層の形状を半導体層に転写することにより、半導体層に微細構造を形成する。

また、特許文献４には、従来の手順においてナノインプリント後の残膜除去(（０００３）および図８)を必要とすることを述べ、基材上に残膜がないか、または薄いパターンを形成可能な微細マスクパターンの形成方法を提供することを目的としている。具体的には、図1記載の樹脂型の凹部にSOG等無機材料を埋め込めこんだもの(スピンコート(spin coating)+エッチバック(etch back)：図1)を基材表面に吸着させ、樹脂型の離型を行うことで、従来のナノインプリントと残膜除去とを行うことと比べ、高精度な凹凸の形成を図っている。

特開２０１３−０１６６５０特開２００９−１１１４２３特願２０１４−０９５１３８特開２０１１−０６６２７３特願２０１５−０３１４７１

「KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT」 Vol. 2 (2005) 97〜100頁「ナノインプリント技術を利用したサブ波長構造広帯域波長板の製作」「Synthesiology」 Vol. 1, No. 1 (2008） 24〜30頁「高機能光学素子の低コスト製造へのチャレンジ ―ガラスインプリント法によるサブ波長周期構造の実現― 古田著、「ナノインプリント技術と光学デバイスへの応用」、月刊ディスプレイ 2007年6月号５４〜６１頁「新しい微細パタン転写技術」 NTT技術シ゛ャーナル,2008.10,ｐ17-20

本発明者は、支持基板上に下側クラッド(clad)層を介して光学材料層を形成し、光学材料層の表面に数百ｎｍピッチの凹凸（ブラッググレーティングパターン：Bragg grating pattern）を形成することを試みた。

しかし、実際にグレーティング素子を多数作製してみると、生産したグレーティング素子ごとに波長のバラツキが見られ、波長が安定しないことが判明した。

本発明の課題は、支持基板、下側クラッド層およびブラッググレーティングの形成された光学材料層を有するグレーティング素子において、生産したグレーティング素子ごとの波長のバラツキを抑制することである。

本発明に係るグレーティング素子は、一方の主面および他方の主面を有する支持基板、
支持基板の一方の主面上に設けられた下側クラッド層であって、屈折率１．６９以下の材料からなる下側クラッド層、
下側クラッド層上に設けられた光学材料層であって、屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなり、ブラッググレーティングが形成された光学材料層、および
支持基板の前記他方の主面上に設けられた背面層であって、屈折率１．６９以下の材料または屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなる背面層を備えていることを特徴とする。

本発明者は、生産したグレーティング素子ごとの波長のバラツキが生ずる原因について検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、生産性の観点から、１枚のウエハーに多数のブラッググレーティングパターンを形成し、次いで各グレーティングパターンごとに切り離して多数のグレーティング素子のチップを得る。この際、グレーティング素子ごとに波長のバラツキが生じた。このバラツキのパターンを検討してみると、ウエハーにおけるグレーティング素子の場所によって波長のバラツキに分布があることが判明してきた。

本発明者は、この知見に基づき、ウエハーの各場所から切り出したグレーティング素子の波長を均一にする方法を模索した。この過程で、グレーティング素子の光学材料層とは反対側にある支持基板の背面に、光学材料層や下側クラッド層と同じカテゴリーの材質からなる背面層を設けることによって、グレーティング素子の波長のバラツキを抑制できることを見いだし、本発明に到達した。

（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明に係るグレーティング素子１、１Ａを模式的に示す側面図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明に係るグレーティング素子１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを模式的に示す側面図である。（ａ）は、背面層６、支持基板２、下側クラッド層３、光学材料層４Ａ、下地層１１および樹脂層１２からなるアセンブリ１３を示し、（ｂ）は、樹脂層１２Ａにモールド１３の設計パターンＡを転写している状態を示し、（ｃ）は、樹脂層１２Ａに微細パターンＢを転写した状態を示す。（ａ）は、樹脂層１２Ｂおよび下地層１１Ｂをパターニングし、開口１２ｄ、１１ａを形成した状態を示し、（ｂ）は、下地層１１Ｃをマスクとして光学材料層４に微細パターンを形成した状態を示し、（ｃ）は、下地層１１Ｃを除去した状態を示す。実施例で形成されたグレーティングパターンを示す写真である。実施例および比較例において、ウエハーにおけるグレーティング素子の切り出し位置を示す模式図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明例に係るグレーティング素子１を模式的に示す。支持基板２の第一の主面２ａ上には下側クラッド層３および光学材料層４が形成されている。支持基板２の反対側の第二の主面２ｂには、背面層６が形成されている。光学材料層４の表面には、突起４ａと凹部４ｂとの繰り返しからなるグレーティングパターンＤが形成されている。

図１（ｂ）に示すグレーティング素子１Ａにおいては、支持基板２の第二の主面２ｂ側に複数層、例えば二層の背面層６、７が形成されている。ただし、図１（ａ）と同じ部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。

図２（ａ）に示すグレーティング素子１Ｂにおいては、光学材料層４のグレーティングパターンＤ上に更に上側クラッド層５を設けている。
図２（ｂ）に示すグレーティング素子１Ｃにおいては、光学材料層４のグレーティングパターンＤ上に上側クラッド層５を設けるのと共に、支持基板２の第二の主面２ｂ上に複数の背面層６、７を設けている。
図２（ｃ）に示すグレーティング素子１Ｄにおいては、光学材料層４のグレーティングパターンＤ上に上側クラッド層５を設けるのと共に、支持基板２の第二の主面２ｂ上に複数の背面層６、７、８を設けている。

光学材料層に形成するグレーティングパターンは、一周期が１０μｍ以下のパターンが好ましく、一周期が１μｍ以下のパターンに対して特に効果的である。

下側クラッド層（および必要に応じて上側クラッド層）は屈折率１．６９以下の材料からなる。また、背面層の材質としてこうした材料を選択することができる。

前記材料の屈折率は１．６９以下とするが、１．６０以下であることが好ましく、１．５５以下であることが特に好ましい。材料の屈折率の下限は特に規定されないが、通常１．３５以上である。

屈折率１．６９以下の前記材料は、ＳｉＯ_２、またはＳｉＯ_２系ガラス、またはＡｌ_２Ｏ_３であることが特に好ましい。ＳｉＯ_２系ガラスとしては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、等が例示できる

下側クラッド層、上側クラッド層の厚さを厚くすることによって、伝搬光の支持基板への染み出しを抑制できるので、この観点からは、各クラッド層の厚さは０．５μｍ以上が好ましい。また、各クラッド層の厚さの上限は特にないが、損失低減という観点からは、３μｍ以下とすることができる。これは、膜厚を大きくすると膜質が劣化するために、光学的な損失が大きくなるからである。

また、下側クラッド層や上側クラッド層の材質にドーピングすることによって、その屈折率調整することができる。こうしたドーパントとしては、P、B、Al、Gaを例示できる。

本発明においては、光学材料層を構成する材質は、屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物である。背面層の材質をこうした金属酸化物から選択することもできる。

前記金属酸化物の屈折率は、３．０以下であることが更に好ましく、また、１．８０以上であることが更に好ましい。また、こうした金属酸化物は、具体的には、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、酸化タンタル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化チタン、五酸化ニオブ、酸化マグネシウムであることが好ましい。

光学材料層を構成する金属酸化物中には、光導波路の耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種以上の金属元素を含有させてもよく、この場合、マグネシウムが特に好ましい。また結晶中には、ドープ成分として、希土類元素を含有させることができる。希土類元素としては、特にＮｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｐｒが好ましい。

光学材料層の厚さは、特に限定されないが、光の伝搬損失を低減するという観点からは、０．５〜３μｍが好ましい。

支持基板の具体的材質は特に限定されず，ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化亜鉛、石英ガラスなどのガラス、合成石英、水晶、サファイア、Ｓｉなどが例示される

支持基板の厚さは、ハンドリング(handling)の観点からは、２５０μｍ以上が好ましく、また小型化という観点からは、１ｍｍ以下が好ましい。

背面層の材質としては、前述した金属酸化物または屈折率１．６９以下の材料を選択する。ここで、背面層を前記金属酸化物によって形成した場合には、この金属酸化物は、光学材料層を構成する金属酸化物と同じでもよく、異なっていても良いが、同じであることが好ましい。また、背面層を前記屈折率１．６９以下の材料によって形成した場合には、この屈折率１．６９以下の材料は、下側クラッド層を構成する屈折率１．６９以下の材料と同じでもよく、異なっていても良いが、同じであることが好ましい。

例えば図１（ｂ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、支持基板の第二の主面上に背面層６、７を順次設ける場合には、支持基板に近い背面層６の材質は、屈折率１．６９以下の材料とすることが好ましく、また背面層６上に設けた背面層７の材質は、屈折率１．７０以上の金属酸化物とすることが好ましい。

更に、例えば図２（ｃ）に示すように、背面層７上に更に背面層８を設ける場合には、この背面層８の材質は、屈折率１．６９以下の材料とすることが好ましい。

本発明の作用効果の観点からは、背面層の厚さ（合計値）は、０．５μｍ以上が好ましく、０．９μｍ以上が更に好ましい。また、ドライエッチング実施の際の静電チャック、温度分布の均一化という観点からは、背面層の厚さ（合計値）は、３μｍ以下が好ましく、２μｍ以下が更に好ましい。

以下、本発明のグレーティング素子の好適な製造例について述べる。
まず、図３（ａ）に示すように、支持基板２の第一の主面２ａ上に下側クラッド層３および光学材料層４Ａを形成し、その上に下地層１１、樹脂層１２を形成する。これと共に、支持基板２の第二の主面２ｂ上に背面層６を形成する。これによってアセンブリ１３を得る。

次いで、図３（ｂ）に示すように、モールド１６を樹脂層に接触させることで、モールドの設計パターンＡを樹脂層１２Ａに転写する。モールド１６の設計パターンＡは、例えば多数の周期的に形成された突起１６ａからなり、隣接する突起１６ａの間に樹脂１２ａが充填される。

次いで、モールド１６を除去することにより、図３（ｃ）に示すように、微細パターンＢが転写された樹脂層１２Ａが得られる。１２ａは突起であり、１２ｂは突起間の凹部である。
ここで、凹部１２ｂ下には不要な樹脂が残膜１２ｃとして残っているが、本例では、樹脂残膜を除去するためのアッシングを行わない。

すなわち、この段階で樹脂層１２Ａおよび下地層１１をエッチングする。エッチングによって、樹脂層１２Ａの全体が除去されていくが、残膜１２ｃのある凹部１２ｂにおいて最初に下地層１１が露出し、下地層１１のエッチングが始まる。この結果、図４（ａ）に示すように、樹脂層１２Ｂには開口１２ｄが形成され、開口１２ｄ下では下地層１１Ｂがエッチングされて開口１１ａが形成される。そして、開口１２ｄ、１１ａから光学材料層４Ａの表面１４が露出する。

この段階では、樹脂残膜を除去するのと同時にその下の下地層の除去も進行させ、下地層のエッチングが主たる工程となる。従って、樹脂残膜の厚さにバラツキがあっても、下地層のエッチングを進行させる間にそのバラツキの影響が少なくなる。更に、下地層は金属酸化物よりもエッチングし易いので、下地層のエッチングが進行する間に樹脂マスク１２Ｂの形状が劣化することも防止できる。

次いで、図４（ｂ）に示すように、光学材料層をエッチングし、所定パターンの突起４ａと凹部４ｂとを形成する。この段階のエッチングにより、樹脂層が除去され、更にその下にあるマスクとして機能した下地層１１Ｃも薄くなる。下地層１１Ｃには開口１１ｂが形成されており、開口１１ｂから凹部４ｂが露出している。

次いで、残留した下地層１１Ｃを除去することによって、図４（ｃ）に示す光学材料層４を露出させる。光学材料層４には微細パターンＤが形成されており、微細パターンＤは、所定周期で形成された突起４ａと凹部４ｂとからなる。

本製造例では、下地層１１Ｂをマスクとして使用して光学材料層４をエッチングするが、この場合には金属のエッチングを抑制して金属酸化物のエッチングを促進するようなエッチング条件やエッチャントを利用できる。したがって、より深い凹部を高い形状精度で形成することができる。

モールドの設計パターンのインプリントを行う際には、樹脂層が熱可塑性樹脂からなる場合には、樹脂層を樹脂の軟化点以上に加熱することによって樹脂層を軟化させ、モールドを押しつけて樹脂を変形させることができる。この後の冷却時に樹脂層が硬化する。

樹脂層が熱硬化性樹脂からなる場合には、未硬化の樹脂層に対してモールドを押しつけて樹脂を変形させ，次いで樹脂層を樹脂の重合温度以上に加熱して硬化させることができる。樹脂層を光硬化性樹脂によって形成した場合には、未硬化の樹脂層にモールドを押しつけて変形させ、設計パターンを転写し、樹脂層に光を照射して硬化させることができる。

樹脂層下に設ける下地層の材質は、金属または金属シリサイドである。
下地層を構成する金属としては、Ti,Cr,Mo,W,Ta,Si,Ni, Al, V,Fe,Nb,Re,Co,Pd,Ptおよびこれらの合金が挙げられる。
また、下地層を構成する金属シリサイドとしては、タングステンシリサイド、バナジウムシリサイド、鉄シリサイド、ニオブシリサイド、モリブデンシリサイド、レニウムシリサイド、クロムシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド、パラジウムシリサイド、白金シリサイドが挙げられる。
特に好ましくは、下地層を構成する金属が、Ti,Cr,Ni,Alまたはこれらの合金である。

光学材料層、下側クラッド層、上側クラッド層、下地層は、それぞれ、単層からなっていてよく、あるいは多層膜であっても良い。
また、光学材料層、下側クラッド層、上側クラッド層、下地層は、薄膜形成法によって成膜して形成してよい。こうした薄膜形成法としては、スパッタ、蒸着、ＣＶＤを例示できる。

樹脂層や下地層をエッチングする際には、エッチング方法としては以下が好ましい。
すなわち、ドライエッチングをおこなう際のガス種の選択においては、樹脂のエッチレートと金属のエッチレートとの選択比が大きく、かつ金属酸化物層をエッチングしないものが好ましい。また、前記ガス種を用いたドライエッチング手法としては、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチングを例示できる。ガス種としては、一例として、ＢＣｌ_３またはＣｌ_２等の塩素系ガスが候補として挙げられるが、フッ素系ガスを使用しても良い。

本製造例によれば、樹脂層および下地層をエッチングするのに際して、一回のエッチング工程で両者をエッチングすることができる。この際、樹脂層単独で残膜処理（アッシング）は不要となる。ここで、一回のエッチング工程とは、アセンブリ(assembly)をエッチャント(etchant)に接触させてエッチングを行い、アセンブリへのエッチャントの接触を終了するまでの工程を意味する。このエッチング工程中でガス種は同一であることが好ましいが、ガス種の種類や組成を変化させることも可能である。

また、図４（ｂ）に示すように、下地層をマスクとして光学材料層４をエッチングする際には、エッチング方法としては以下が好ましい。すなわちドライエッチングを行うのに際して、ガス種の選択においては、金属のレッチレートと金属酸化物のエッチレートとの選択比が大きいことが好ましい。また、前記ガス種を用いたドライエッチング手法としては、ICP(誘導結合プラズマ)ドライエッチングがその手法として例示できる。一例として、ＣＨＦ_３またはＣ_２Ｆ_６等のフッ素系ガスが候補として挙げられるが、この限りではない。

（実施例１）
図３、図４を参照しつつ説明した方法に従い、図２（ａ）のグレーティング素子１Ｂを試作した。
具体的には、直径φ6インチのシリコンからなる支持基板（ウエハー）２の第一の主面２ａ上に、ＳｉＯ_２からなる下側クラッド層３を１．０μｍ成膜し、その上面にＴａ_２Ｏ_５からなる光学材料層４Ａを１．２μｍ成膜した。更に、その上面にＴｉからなる下地層１１（厚さ５０ｎｍ）をスパッタにて成膜した。次いで、支持基板２の第二の主面２ｂ上に、厚さ０．９５μｍのＳｉＯ_２からなる背面層６を反応性スパッタ法により成膜させた。次いで、下地層１１上にナノインプリント樹脂層１２を塗布し、アセンブリ１３を得た。

次いで、モールド１６をプレス・紫外線硬化させ、離型させ、樹脂層１２ＡにグレーティングマスクパターンＢを形成した。次に、塩素系ガス(ＢＣｌ_３)によるドライエッチングにて、樹脂マスクパターンをマスクとし、下地層１１Ｂを光学材料層４Ａの表面までエッチングし、同時に樹脂の残膜を除去した。さらに、下地層１１Ｂをマスクとし、光学材料層４Ａをフッ素系ガス(ＣＨＦ_３)によってドライエッチングし、深さ１００ｎｍまでエッチングを継続した。そして残りの下地層１１Ｃを除去した。以上により、197nmピッチ・深さ100nm・デューティ比1:1のブラッググレーティングＤが形成された。このグレーティング部については、光学材料層４の表面基準から下方に凹部４ｂの形成された形状となっている。

縦200μm×横200μmの転写領域内のピッチ測定を、±0.04nm以下の高精度測定が可能なAFM及びレーザーによる回折光を用いた測定機により実施した。この結果、φ6インチウェハ面内全てにおいて、転写領域の小さい（パターン密度が小さな）グレーティングでも、197±0.1nmの超高精度な所望ピッチが得られた。
得られたブラッググレーティングのSEM（走査型電子顕微鏡）写真を図５に示す（倍率100000倍）。深い凹部が形成されており、かつ凹部の形状が矩形に近いことが分かる。

さらに光導波路を形成するために、上記と同様にフッ素系ガス（ＣＨＦ_３）によってドライエッチングし、直線部におけるリッジ幅３μｍ、リッジ深さ０．６μｍのリッジ型光導波路を形成した。その後、上側バッファ層５となるＳｉＯ_２層を１μｍ成膜した。

その後、ダイシング装置にてバー状に切断し、両端面を光学研磨し、両端面を０．１％のＡＲコートを形成し、最後にチップ切断を行いグレーティング素子を作製した。素子サイズは幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍとした。

作製した素子の中で、ウエハーのうち図６に示す５箇所（切り出し位置１、２、３、４、５）から切り出した５つの素子について、光学特性を測定した。ただし、５箇所の切り出し位置は、横方向に３５ｍｍごとの間隔を設けてある。広帯域波長光源であるスーパ・ルミネッセンス・ダイオード（SLD）を使用して、グレーティング素子にTEモードの光を入力して出力光を光スペクトルアナライザで分析することにより、その透過特性から反射特性を評価した。その結果を表１に示す。

5つの素子の反射波長は、狙い波長830.0nmに対し、±0.1nmの範囲にとどまっていることが確認できた。
また、ここではウエハーの横方向に離れた５つの切り出し位置から切り出した素子のピッチ、反射波長の結果のみを示している。しかし、ウエハーの縦方向に３５ｍｍごと離れた５つの切り出し位置から切り出した素子についても、上と同等のピッチおよび反射波長のバラつきとなることも確認した。

（比較例１）
実施例１と同様にして、多数のグレーティング素子が形成されたウエハーを試作した。
ただし、実施例１とは異なり、支持基板２の第二の主面２ｂ上には背面層６を形成しなかった。それ以外は実施例１と同様のグレーティング素子を得た。

得られたブラッググレーティングパターンは、実施例１と同様に深い凹部が形成されており、かつ凹部の形状が矩形に近いことが走査型電子顕微鏡(SEM)画像より確認できた。
続いて、縦200μm×横200μmの転写領域内のピッチ測定を、±0.04nm以下の高精度測定が可能な原子間力顕微鏡(AFM)及びレーザーによる回折光を用いた測定機により実施した。この結果、各ピッチは197±0.2nmとなる結果が得られ、実施例１と比べると、ピッチ精度でやや劣る結果となることを確認した。

さらに、実施例1と同じようにリッジ型光導波路を形成し、上側バッファ層５を成膜した。その後、同様なプロセスにてウエハー上に多数のグレーティング素子１Ｂを形成した。

作製した素子の中で、ウエハーのうち図６に示す５箇所から切り出した５つの素子について、光学特性を測定した。ただし、５箇所のり出し位置は、横方向に３５ｍｍごとの間隔を設けてある。広帯域波長光源であるスーパ・ルミネッセンス・ダイオード（SLD）を使用して、グレーティング素子にTEモードの光を入力して出力光を光スペクトルアナライザで分析することにより、その透過特性から反射特性を評価した。その結果を表２に示す。

５つの素子の反射波長は、狙い波長830.0nmに対し±0.6nmであり、実施例1と比べて反射波長がばらつくことが確認された。
また、ここではウエハーの横方向に離れた５つの切り出し位置から切り出した素子のピッチ、反射波長の結果のみを示している。しかし、ウエハーの縦方向に３５ｍｍごと離れた５つの切り出し位置から切り出した素子についても、上と同等のピッチおよび反射波長のバラつきとなることも確認した。

（実施例２）
実施例１と同様にしてグレーティング素子を試作した。ただし、実施例１とは異なり、背面層６の材質をＴａ_２Ｏ_５とした。

そして、実施例１と同様にして、縦200μm×横200μmの転写領域内のピッチ測定を、±0.04nm以下の高精度測定が可能なAFM及びレーザーによる回折光を用いた測定機により実施した。この結果、各ピッチは１９７±０．１nmとなる結果が得られた。

また、実施例１と同様にして、作製した素子の中で、ウエハーのうち図６に示す５箇所から切り出した５つの素子について、光学特性を測定した。この結果、５つの素子の反射波長は、狙い波長830.0nmに対し±０．１nmであった。

Claims

一方の主面および他方の主面を有する支持基板、
前記支持基板の前記一方の主面上に設けられた下側クラッド層であって、屈折率１．６９以下の材料からなる下側クラッド層、
前記下側クラッド層上に設けられた光学材料層であって、屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなり、ブラッググレーティングが形成された光学材料層、および
前記支持基板の前記他方の主面上に設けられた背面層であって、屈折率１．６９以下の材料または屈折率１．７０以上、３．５０以下の金属酸化物からなる背面層を備えていることを特徴とする、グレーティング素子。
前記光学材料層上に設けられた上側クラッド層であって、屈折率１．６９以下の材料からなる上側クラッド層を備えていることを特徴とする、請求項１記載のグレーティング素子。
前記屈折率１．６９以下の材料がＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２系ガラスまたはＡｌ_２Ｏ_３であることを特徴とする、請求項１記載のグレーティング素子。