KR940000834B1 - 광회절격자소자의 제조방법 - Google Patents

광회절격자소자의 제조방법 Download PDF

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KR940000834B1
KR940000834B1 KR1019900018317A KR900018317A KR940000834B1 KR 940000834 B1 KR940000834 B1 KR 940000834B1 KR 1019900018317 A KR1019900018317 A KR 1019900018317A KR 900018317 A KR900018317 A KR 900018317A KR 940000834 B1 KR940000834 B1 KR 940000834B1
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사까이 게이지
구보 가쯔히로
구라다 유끼오
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샤프 가부시끼가이샤
쓰지 하루오
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Abstract

내용 없음.

Description

광회절격자소자의 제조방법
제1도 내지 제5도는 본 발명의 한 실시예를 표시하는 것.
제1도 (a)~(f)는 각각 광회절격자소자의 제조순서를 표시하는 개략종단면도.
제2도는 제1도(f)의 부분확대도.
제3도(a)(b)는 CF4가스로부터 생성된 이온빔에 의하여 에칭된 톱니모양의 격자의 종단면도.
제4도(a)(b)는 CHF3가스로부터 생성된 이온빔에 의하여 에칭된 톱니모양의 격자의 단면도.
제5도(a)(b)는 C2F6가스로부터 생성된 이온빔에 의하여 에칭된 톱니모양의 격자의 종단면도.
제6도 및 제7도는 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 것.
제6도(a)는 포토마스크의 개략종단면도.
제6도(b)는 광회절격자소자용기판의 표면에 설치된 레지스트막에 창부(窓部)를 형성한 상태를 표시하는 개략 종단면도.
제7도(a)(b)는 Ar 가스로부터 생성된 이온빔에 의하여 에칭된 톱니모양의 격자의 종단면도.
제8도 내지 제10도는 종래예를 표시하는 것.
제8도는 (a)~(f)는 광회절격자소자의 제조순서를 표시하는 개략종단면도.
제9도는 회절격자의 개략종단면도.
제10도(a)는 광회절격자소자용기판의 표면에 설치된 레지스트막에 창부를 형성한 상태를 표시하는 개략종단면도.
제10도(b)는 회절각이 다른 영역을 가지는 광회절격자소자의 개략종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,14 : 기판 2,15 : 차광성박막
3,16 : 포토마스크 4 : 투광성기판
5,17 : 레지스트막 6 : 창부
7,13 : 톱니형상격자 11 : 광회절격자소자
12 : 유리기판 20,21 : 만곡면
본 발명은 각종 광기록매체에 대하여 정보를 기록, 재생, 또는 소거하기 위한 광헤드장치등에 사용되는 광회절격자소자의 제조방법에 관하고, 특히, 광회절격자소자용의 투광성기판에 설정된 복수의 영역의 각각에, 종단면이 톱니형상을 이루고, 또한 입사광에 대한 회절각이 상이하는 회절격자를 형성하는 방법에 관한 것이다.
근년, 재생전용형, 추기형 및 바꿔쓰기가능형등의 각종 광기록매체의 개발이 활발하게 행하여지고 있다.
이것들의 광기록매체에 대하여 정보의 기록, 재생, 또는 소거를 행하기 위한 광헤드장치는, 통상, 레이저광원과, 광학계와, 광검출기와를 구비하고 있다.
상기 광학계는, 레이저광원에서 출사되는 레이저광을 광기록매체로 유도하는 것과 아울러, 광기록매체에서 반사된 반사광을 광검출기로 유도한다.
광검출기는, 광학계에 의하여 유도된 반사광에 의거하여 정보재생의 근원으로 되는 전기신호를 출력한다.
또한, 상기의 광학계에는, 레이저광원으로부터 광기록매체에 이르는 왕로(往路)와, 광기록매체로부터 광검출기에 이르는 복로(復路)와를 분리하기 위한 소자, 예를들면 빔스플립터가 포함되어 있다.
그렇지만, 빔스플립터를 사용하였을 경우, 광헤드장치가 무겁게 되고, 또한 코스트가 높게되기 때문에, 근년, 상기 왕로와 복로와를 분리하기 위한 소자로서 광회절격자소자를 사용하는 것이 제안되고 있다.
광회절격자소자를 사용할 경우, 광회절격자소자를 구성하는 회절격자의 종단면을 톱니형상으로 하면, 광헤드장치의 광효율을 개선할 수 있다는 것이, 제48회 응용 물리학회학술 강연회에 있어서의 [CD용 호로그램광헤드의 고광이용율화]라고 제목을 부친 보고등에서 명백하게 되어 있다.
여기서, 종단면이 톱니형상을 이루는 회절격자(이하, 톱니형상격자라고 칭함)에 의하여 구성되는 광회절격자소자의 제조방법에 관하여 설명한다.
우선, 전자계산기에 의하여 형성하고자 하는 적어도 1종류의 격자패턴을 연산하여, 이 패턴에 의거하여 전자빔묘화법(猫畵法)에 의하여 전자빔을 주사한다.
이것에 의하여, 실제의 패턴에 대하여 예를들면 10배로 확대된 패턴을 가지는 래틱클을 만든다. 이 래틱클을 사용하여 포토리피터에 의하여 상기 확대된 패턴을 광학적으로 1/10로 축소하면서, 제8도(a)에 표시하는 바와 같이, 패턴에 의거한 포토마스크(3)를 제작한다.
이 결과, 포토마스크(3)는, 기판(1)상에 차광성박막(2)이 설치되어 있지 않은 광투과부(A)와, 차광성박막(2)이 설치되어 있는 차광부(B)와로 구성된다.
한편, 제8도(b)에 표시하는 바와 같이, 광회절격자소자용의 유리등으로 이루어지는 투광성기판(4)을 준비하고, 이 투광성기판(4)의 표면을 세제, 물, 혹은 유기용제를 사용하여 세척하여 둔다.
계속해서, 제8도(c)에 표시하는 바와 같이, 코팅기기인 스핀코터를 사용하여 투광성기판(4)의 표면을 레지스트막(5)에 의하여 피복한다.
그리고, 제8도(d)에 표시하는 바와 같이, 레지스트막(5)상에 상기의 포토마스크(3)를 밀착시켜서, 자외선을 조사한다. 이것에 의하여, 레지스트막(5)이 노광되고, 포토마스크(3)의 격자패턴이 레지스트막(5)에 잠상(潛像)으로 되어 전사된다.
다음에, 제8도(e)에 표시하는 바와 같이, 레지스트막(5)을 현상하여 레지스트막(5)에 상기 패턴에 대응하는 복수의 창부(6)를 형성한다.
또한, 창부(6)의 폭(wa')과, 이웃하는 창부(6·6)간에 잔존하고 있는 레지스트막(5)의 폭(wb')과의 비는 1:1로 설정되어 있다.
그후, Ar 가스를 사용한 이온빔을 레지스트막(5)의 표면에 대하여 소정의 입사각으로 조사하여 레지스트막(5) 및 투광성기판(4)에 에칭을 시행하면, 제8도(f)에 표시하는 바와 같이, 톱니형상격자(7)가 형성된다.
그런데, 유리는, 내환경성(耐環境性) 및 광학특성등을 고려하면, 상기 광회절격자소자에 있어서의 투광성기판(4)으로서 호적하지만, 일반적으로 Ar가스의 이온빔을 사용하여 물리적으로 에칭할 경우, 유리의 에칭속도는 비교적 늦는다.
이 결과, 유리의 에칭속도와 레지스트막(5)의 에칭속도와의 차가 충분하게 취하여 지지 않게되기 때문에, 톱니형상격자(7)의 단면은, 제9도에 표시하는 바와 같이, 부레이스열림각(τ')(즉, 톱니형상격자(7)의 V자홈을 형성하는 2경사면이 이루어지는 각도)가 둔각(鈍角)을 이루는 형상으로 된다.
이러한 것은, 톱니형상격자(7)를 포함하는 광회절격자소자에 있어서의 +1차회절광과 -1차회절광의 광강도차를 작게한다.
그런데, 광헤드장치의 광효율을 높이기 위하여, 광회절격자소자에 있어서의 +1차회절광과 -1차회절광의 광강도차를 가능한한 크게하고, +1차회절광과 -1차회절광중, 광강도가 큰쪽을 광검출기에 유도하도록 한다.
따라서, 부레이스열림각(τ')이 둔각으로 되면, 광헤드장치의 광효율을 저하시킨다는 상태가 좋지않은 결과를 초래한다. 또, 투광성기판(4)을 형성하는 유리보다도 에칭속도가 다시금 늦은 레지스트막(5)을 사용하는 것도 고려되지만, 이경우, 에칭된 레지스트막(5)의 재부착이 발생하거나, 에칭종료후에 잔존하고 있는 레지스트막(5)의 제거가 곤란하게 되는 문제가 생긴다.
한편, 광헤드장치에 있어서 서보에러신호를 얻는등을 위하여, 제10도(b)에 표시하는 바와 같이, 예를들면 투광성기판(4)을 2개의 영역(4a·4b)으로 구분하고, 입사광에 대한 회절각이 상대적으로 큰 톱니형상격자(7a)를 영역(4a)으로 형성하고, 입사광에 대한 회절각이 상대적으로 작은 톱니형상격자(7b)를 영역(4b)으로 형성하는 방법이 알려지고 있다.
이 경우, 톱니형상격자(7a)의 격자피치(d1')보다 톱니형상격자(7b)의 격자피치(d2')쪽이 크게 되도록 한다.
그렇게 하기 위하여는 레지스트막(5)에 복수의 창부(6)를 설치할즈음에, 제10도(a)에 표시하는 바와 같이, 영역(4a)의 창부(6a)의 폭(wa1')보다 영역(4b)의 창부(6b)의 폭(wa2')을 크게하면 좋다.
그런데, 그 경우, 폭(wa2')이 상대적으로 넓은 창부(6b)를 사이에 두고 에칭되어서된 톱니형상격자(7b)의 깊이(t2')의 쪽이, 상대적으로 좁은 창부(6a)를 사이에 두고 에칭되어서된 톱니형상격자(7a)의 깊이(t1')보다 크게된다.
그 결과, 영역(4a)과 영역(4b)과에서 회절효율에 차가 생긴다. 회절효율에 차가 생기면, 영역(4a)과 영역(4b)과를 사이에 두고 광검출기에 유도되는 각각의 회절광의 강도에 바람직하지 않는 차가 생기기 때문에, 예를들면, 상술의 서보에러신호가 정확하게 얻어지지 않게된다는 문제가 생긴다.
본 발명의 목적은, 광헤드장치의 광효율을 높이는 광회절격자소자의 제조방법을 제공하는데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 입사광에 대한 회절각이 각각 다른 복수의 영역을 가지고 있고, 또한 회절효율이 전체에 걸쳐서 균일한 광회절격자소자의 제조방법을 제공하는데에 있다.
본 발명에 관한 광회절격자소자의 제조방법은, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 이온빔에칭법에 의하여 톱니형상단면을 가지는 회절격자를 유리기판상에 형성하는 공정을 포함하고, 상기 이온빔을 발생시키는 가스로서, 상기 유리기판과 화학반응을 일으키는 가스를 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 제조방법에 의하면, 이온빔을 발생시키는 가스로서, 유리기판과 화학반응을 일으키는 가스를 사용하도록한 것이므로, 유리기판의 에칭은 이온빔의 조사에 의하여 물리적으로 행하여 질 뿐만아니라, 상기 가스와 유리기판끼리의 화학반응에 의하여 화학적으로 행하여진다.
이 결과, 유리기판의 에칭속도가 상승하므로, 유리기판의 에칭속도와 레지스트막의 에칭속도와의 사이에 비교적 큰차가 생기도록 된다.
그러므로, 보다 둔각적인 톱니형상단면을 가지는 회절격자를 형성할 수가 있고, 광회절격자소자의 회절효율을 개선할 수 있으며, 광헤드장치의 광효율을 높일 수가 있다.
또, 레지스트막으로서 특히 에칭속도가 작은 것을 사용할 필요가 없게되므로, 레지스트막의 재부착이 발생하거나, 에칭후에 잔존하고 있는 레지스트막의 제거가 곤란하게 되는 일도 없게 된다.
본 발명에 관한 다른 광회절격자소자의 제조방법은, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 이온빔에칭법에 의하여, 각각 톱니형상단면을 가지는 것과 아울러, 입사광에 대한 회절각의 각각 복수의 회절격자를 투광성기판상에 형성하는 공정을 포함하고, 상기 투광성기판상에 설치된 레지스트막에, 복수의 회절격자패턴에 대응하여 레지스트막이 존재하지 않는 창부를 형성할즈음에, 상기 회절격자패턴에 의하지 않고 창부의 폭을 거의 일정하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 구성에 의하면, 입사광에 대한 회절각이 각각 다른 각 영역과는 무관계로, 상기 창부의 폭을 어디에서도든지 거의 일정하게 하였으므로, 이온빔에칭법에 의하여 형성되는 복수의 회절격자의 홈부의 형상(폭, 깊이, 홈부를 구성하는 2측면이 서로 이루는 각도, 및 상기 측면의 경사각등)이 거의 일정하게 된다.
따라서, 광회절격자소자의 회절효율이 상기 영역에 의하지 않고 거의 균일하게 된다.
이 결과, 본 발명에 관한 제조방법에 의하여 제작된 광회절격자소자를, 예를들면, 광기록재생장치가 구비하는 광헤드장치에 사용하면, 정확한 서보에러신호를 얻을 수가 있다. 발명의 다시금 다른 목적, 특징, 및 뛰어난 점은, 아래에 표시하는 기재에 의하여 충분히 알 수 있을 것이다.
또, 본 발명의 이점은, 첨부도면을 참조한 다음의 설명으로 명백하게 될 것이다.
본 발명의 한 실시예를 제1도 내지 제5도에 의거하여 설명하면 아래와 같다.
본 발명에 관한 제조방법에 의하여 제작된 광회절격자소자는, 콤팩트디스크플레이어, 비디오디스크 플레이어, 및 추기형 및 바꿔쓰기형의 광기록재생장치등에 배치되는 광헤드장치의 광학계에 사용할 수가 있다.
본 실시예의 광회절격자소자(11)는, 제1도(f)에 개략적으로 표시하는 것과 같이, 종단면이 톱니형상을 이루는 회절격자(이하, 톱니형상격자라고 칭함)(13)이 유리기판(12)에 형성되어 있다.
예를들면, 광회절격자소자(11)를 구비하는 도시하지 않는 광헤드장치에 있어서, 레이저광으로부터 출사된 레이저광은, 광회절격자소자(11)를 투과하여 광기록매체에 도달한다. 광기록매체에서 반사되어서 재차 광회절격자소자(11)에 되돌아온 반사광은, 광회절격자소자(11)에 의하여 회절되고, 레이저광이 레이저광원으로부터 광회절격자소자(11)에 이루는 왕로와 다른 경로를 통하여 광검출기에 유도된다.
광검출기는, 광회절격자소자(11)를 사이에 두고 유도된 회절광에 의거하여 정보재생의 근원으로 되는 전기신호를 출력한다.
아래에 광회절격자소자(11)의 제조방법을 설명한다.
우선, 전자계산기로 광헤드장치에 있어서의 광회절격자소자(11)와 광검출기의 위치관계등에 대응한 적어도 한 종류의 격자패턴을 연산한다.
그리고, 이 격자패턴에 의거하여 전자빔묘화법에 의하여 전자빔을 주사하고, 예를들면 10배로 확대된 패턴을 가지는 래틱클을 제작한다.
다음에, 이 래틱클을 사용하여 포토리피터에 의하여 상기 확대된 패턴을 광학적으로 1/10으로 축소하고, 제1도(a)에 표시하는 바와 같이, 기판(14)상에 차광성박막(15)이 설치되어 있지 않은 광투과부(C)와, 차광성박막(15)이 설치된 차광부(D)과를 가지는 포토마스크(16)를 작성한다.
한편, 제1도(b)에 표시하는 바와 같이, 광회절격자소자(11)용의 유리기판(12)(청판(靑板)유리, 석영유리등)을 준비하고, 유리기판(12)의 표면을 세제, 물, 혹은 유기용제를 사용하여 세척하여둔다.
계속해서, 제1도(c)에 표시하는 바와 같이, 코팅기기인 스핀코터를 사용하여 유리기판(12)의 표면을 레지스트막(17)으로 피복한다.
다시금, 제1도(d)에 표시하는 바와 같이, 레지스트막(17)상에 상기의 포토마스크(16)를 밀착시켜서, 기판(14)측으로부터 자외선을 조사한다. 이것에 의하여, 레지스트막(17)은 노광되고, 포토마스크(16)에 형성된 격자패턴이 레지스트막(17)에 잠상으로 되어서 전사된다.
이 레지스트막(17)을 현상하여, 제1도(e)에 표시하는 바와 같이, 레지스트막(17)에 상기 격자패턴에 대응하는 복수의 창부(18)를 형성한다.
그후, 상기 유리기판(12)과 화학반응을 일으키는 가스, 예를들면, CF4, CHF3, C2F6, BF3등을 사용하여, 레지스트막(17)의 표면에 대하여 경사위방향으로부터 소정의 입사각에서 이온빔을 조사한다.
이렇게하여, 유리기판(12)은 에칭되고, 제1도(f)에 표시하는 바와 같이, 톱니형상격자(13)가 형성된다. CF4, CHF3, C2F6, NF3등의 가스는 유리기판(12)과 화학반응을 일으키므로, 유리기판(12)은 물리적으로도 화학적으로도 에칭이 시행되고, 에칭이 촉진된다.
이 결과, 제2도에 제1도(f)의 일부를 확대하여 도시한 바와 같이, 회절격자 (13)의 부레이스열림각(τ), 즉, 홈부를 구성하는 경사면 및 경사면에 대향하는 면이 서로 이루어지는 각도는 예각으로 된다.
아래에, CF4, CHF3, C2F6각각의 가스로부터 생성된 이온빔을 조사한 결과, 레지스트막(17) 및 유리기판(12)이 에칭되어 형성되는 톱니형상격자(13)의 형상을 설명한다. 톱니형상격자(13)가 CF4가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭되었을 경우, 제3도(a)에 표시하는 바와 같이, 홈부와, 이웃하는 홈부와의 사이에 형성된 평탄한 랜드부와가 서로 교차하여 연속하는 광회절효율이 높은 형상을 이룬다. 홈부의 각 단면은, 랜드부에 평행한 면에 대한 경사가 홈경사각(θ)으로 설정된 경사면과, 이 경사면에 매끄럽게 연속하여, 상기의 경사면에 대향하는 면이 랜드부표면에 대하여 거의 수직으로 상승하는 만곡면(灣曲面)(20)과로 구성되어 있다.
만곡면(20)과 수평면과의 접점(u)은, 만곡면(20)의 최하부로 되어 있다.
또, 만곡면(20)은, 만곡면(20)과 연직선과의 접점(v)으로부터 위쪽이 랜드부표면에 대하여 거의 수직으로 상승하고 있다. 상기의 수평선과 연직선과의 교점을 w로 하고, u-w간의 거리를 d', v-w간의 거리를 t'로 하면, t'와 d'와는 만곡면(20)의 형상을 규정하는 정수로 된다.
톱니형상격자(13)가 CF4가스부로부터 생성되는 이온빔으로 에칭되었을 경우, d'는 격자피치(d1)의 10~20% 정도, t'는 홈부의 깊이(t)이 20~40% 정도로 된다.
또, 톱니형상격자(13)가 CHF3가스로부터 생성되는 이온빔으로 에칭이되었을 경우도 마찬가지로, 제4도(a)에 표시하는 바와 같이, 홈부와 이웃하는 홈부와의 사이에 형성된 평탄한 랜드부가 서로 교차하여 연속하는 광회절효율이 높은 형상을 이룬다.
각 홈부의 단면은, 경사가 상기와 마찬가지로 홈경사각(θ)으로 설정된 경사면과, 곡율이 CF4가스의 경우보다 큰 만곡면(21)과를 구성되어 있다.
만곡면(21)과 수평선과의 접점을 x, 만곡면(21)과 연직선과의 접점을 y, 상기의 수평선과 연직선과의 교점을 z라고 하면, y-z간의 거리 t”와, x-z간의 거리 d”과는 만곡면(21)의 형상을 규정하는 정수로 된다.
톱니형상격자(13)가 CHF3가스로부터 생성되는 이온빔으로 에칭되었을 경우, d”는 격자피치(d1)의 10~20% 정도, t”는 홈부의 깊이(t)의 40~60%정도로 된다.
다시금, 톱니형상격자(13)가 C2F6가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭되었을 경우도 마찬가지로, 제5도(a)에 표시하는 바와 같이, 홈부와, 이웃홈부와의 사이에 형성된 평탄한 랜드부와가 서로 교차하여 연속하는 광회절효율이 높은 형상을 이룬다.
각 홈부의 단면은, 경사가 상기와 마찬가지로 홈경사각(θ)으로 설정된 경사면과, 곡율이 상기 만곡면(20)의 경우와 만곡면(21)의 경우와의 중간의 크기를 가지는 만곡면(22)과로 형성되어 있다.
또한, 불요로된 레지스트막(17)이 에칭후에 잔존하고 있을 경우에는, 예를들면 아세톤등의 용재로 제거하든가, 또는 O2깨스로 회화제거(灰化除去)하면 좋다.
본 실시예에서는, 상기와 같이, 유리기판(12)의 에칭에 유리기판(12)와 화학반응을 일으키는 가스를 사용하는 것에 의하여, 톱니형상격자(13)의 부레이스열림각(τ)을 예각으로 할 수가 있다.
이것에 의하여, 광회절격자소자(11)가 상기 광기록매체에로부터의 반사광을 회절시킨 회절광중, 광검출기에 유도되는 회절광, 예를들면 +1차회절광의 광강도를 증대시켜서, 광검출기에 유도되지 않는 회절광, 예를들면 -1차회절광등의 광강도를 감소시킬 수가 있다.
이러한 것은, 광회절격자소자(11)를 구비하는 광헤드장치의 광효율, 즉, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광이 왕로에서 광회절격자소자(11)를 투과할 때의 상기 레이저강도에 대한 투과광강도의 비율(0차회절효율)과, 광기록매체로부터의 반사광이 복로에서 광회절격자소자(11)로 회절될때의 상기 반사광강도에 대한 +1차회절광강도의 비율(+1차회절효율)과의 적(積)이 향상한다.
이것에 의하여, 광검출기에 의하여 정확하게 정보의 검출등이 행하여 지게되고, 광헤드장치의 출력신호에 있어서의 S/N가 향상한다.
이상과 같은 효과는, 특히, 유리기판(12)으로서 석영유리를 사용할 경우에 현저하게 나타난다.
또, 레지스트막으로서 에칭속도가 특히 늦는 것을 사용할 필요가 없으므로, 레지스트막의 재부착이 발생하거나, 에칭후의 레지스트막의 제거가 곤란하게 되는 일도 없다.
본 발명의 다른 실시예를 제3도 내지 제7도에 의거하여 설명하면, 아래와 같다.
또한, 설명의 편의상, 상기의 실시예의 도면에 표시한 부재와, 동일한 기능을 가지는 부재에는, 동일한 부호를 부기하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 광회절격자소자(11')는, 유리등으로 이루어지는 투광성기판(12)이 복수의 영역으로 구분되고, 예를들면 제6도(c)에 개략적으로 표시하는 바와 같이, 격자피치(d1)을 가지는 톱니형상격자(13a)와 격자피치(d2)를 가지는 톱니형상격자(13b)와로 이루어지고 있다.
단, 격자피치(d1·d2)의 값은 서로 다르고, 예를들면 d1〈d2라는 관계가 있다.
여기서, 광회절격자소자(11')에 톱니형상격자(13a)형성된 범위를 영역(12a)라고 칭하고, 톱니형상격자(13b)가 형성된 범위를 영역(12b)라고 칭한다(또한, 본 실시예에는, 상기와 같이 2영역으로 구분된 광회절격자소자(11')를 표시하지만, 구분수는 2개로 한정되는 것은 아니고 3개이상이라도 좋다).
이와 같이, 광회절격자소자(11')는, 격자피치(d1·d2)가 상이한 결과, 입사광에 대한 회절각이 영역(12a)과 영역(12b)과에서 다르게 되도록 형성되어 있다.
상기 광회절격자소자(11')를 구비하는 도시하지 않는 광헤드장치에 있어서, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광은 광회절격자소자(11')를 투과하여 광기록매체에 이르고, 광기록매체에서 반사되어 재차 광회절격자소자(11')로 되돌아온 반사광은, 광회절격자소자(11')에 의하여 회절되고, 레이저광이 레이저광원으로부터 광회절격자소자(11)에 이르는 왕로와 다른 경로를 통하여 광검출기에 유도된다.
그때에, 반사광이 광회절격자소자(11')의 영역(12a)과 영역(12b)과에서 상이하는 방향으로 회절된 쌍방의 빛에 의거하여, 광검출기는 서보에러신호를 생성할 수가 있다.
아래에, 광회절격자소자(11')의 제조방법을 설명한다.
우선, 상술한 포토마스크(16)와 마찬가지로 하여, 포토마스크(16')를 제작한다.
단 포토마스크(16')는, 제6도(a)에 표시하는 바와 같이, 광회절격자소자 (11')의 상기 영역(12a·12b)에 각각 대응하는 2개의 영역(16a·16b)을 가지고 있다.
예를들면, 영역(16b)에 있어서의 차광부(B2)의 폭(w2)의 쪽이 영역(16a)에 있어서의 차광부(B1)의 폭(w1)보다 크게 설정되어 있다.
또, 본 발명의 중요한 특징으로서, 영역(16a)에 있어서의 광투과부(A1)의 폭과 영역(16b)에 있어서의 광투과부(A2)의 폭은 서로 같게 w로 설정되어 있다.
즉, 포토마스크(16')에 있어서의 광투과부의 폭은, 영역(16a·16b)에 의하지 않고 일정하게 되어 있다.
한편, 상술한 것과 마찬가지로, 투광성기판(12)의 표면을 레지스트막(17')로 피복하고, 상기 포토마스크(16')를 사이에 두고 레지스트막(17')을 노광한다.
다시금 노광된 레지스트막(17')을 현상하여, 레지스트막(17')에 격자패턴에 대응하는 복수의 창부를 형성한다. 이때에, 제6도(b)에 표시하는 바와 같이, 영역(12a)에 있어서의 창부(18a)의 폭과 영역(12b)에 있어서의 창부(18b)의 폭과는, 공히 wa에 똑같게 된다.
즉, 레지스트막(17')에 있어서의 창부의 폭은, 영역(12a·12b)에 의하지 않고 일정하게 되어 있다.
이것에 대하여, 영역(12b)에 있어서 이웃하는 창부(18b·18b)간에 잔존하는 레지스트막(17')의 폭(wb2)은, 영역(12a)에 있어서 이웃하는 창부(18a·18a)간에 잔존하는 레지스트막(17')의 폭(wb1)보다 크게된다.
그후, Ar가스, 혹은 투광성기판(12)에 유리재료(청판유리, 석영유리등)를 사용하였을 경우에는, 상기 실시예에 개시한 CF4, CHF3, C2F6, NF3등의 가스를 사용하여, 레지스트막(17')의 표면에 대하여 경사위 방향으로부터 소정의 입사각으로 이온빔을 조사하여 에칭을 시행한다.
레지스트막(17') 및 투광성기판(12)이, 예를들면 Ar 가스로부터 생성되는 이온빔으로 에칭되였을 경우, 제7도(a)에 표시하는 바와 같이, 영역(12a)에 격자피치(d1)를 가지는 톱니형상격자(13g)가 형성되고, 제7도(b)에 표시하는 바와 같이, 영역(12b)에 격자피치(d2)를 가지는 톱니형상격자(13h)가 형성된다.
톱니형상격자(13g), 톱니형상격자(13h)는 공히, 비대칭의 V자형을 이루는 홈부와, 이웃하는 홈부의 사이에 형성된 평탄한 랜드부과가 서로 교차하여 연속하는 광회절효율이 높은 형상으로 되어 있다.
격자피치(d1·d2)는 각각의 홈부의 폭(L)과 랜드부의 폭(M)과를 만족시킨 것이다.
격자피치(d2)는, 상기와 같이, 격자피치(d1)보다 크게되어 있다.
이것은, 영역(12b)에 잔존한 레지스트막(17')의 폭(wb2)을, 영역(12a)에 잔존한 레지스트막(17')의 폭(wb1)보다 크게 하였기 때문이다.
다시금, 본 발명의 가장 중요한 특징으로서, 레지스트막(17')의 창부(18as)의 폭과 창부(18b)의 폭과를 공히 wa에 똑같이 하는 것에 의하여, 톱니형상격자 (13g)의 홈부의 폭(L), 홈부의 깊이(t), 및 홈경사각(θ)은, 톱니형상격자(13h)의 홈부의 폭(L), 홈부의 길이(t), 및 홈경사각(θ)과 거의 똑같게 되어 있다.
여기서, 홈경사각(θ)이란, 홈부의 긴 경사면과, 홈부의 밑부분을 통하고 랜드부의 평탄면에 평행한 면과 이루는 각도이다.
또, 부레이스열림각(τ)은 어디서나 거의 직각으로 되어 있다.
이상에서 명백한 바와 같이 격자피치(d1·d2)는 랜드부의 폭(M)이 변하는 것에 의하여 변하도록 되어 있다.
즉, 격자피치(d2)와 격자피치(d1)과의 차에 상당하는 몫만큼 영역(12b)의 랜드부의 폭(M)이 넓게되어 있다.
다음에, 레지스트막(17') 및 유리재료를 사용한 투광성기판(12)이, 투광성기판(12)과 화학반응을 일으키는 가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭된 경우에 있어서의 영역(12a·12b)에 각각 형성되는 톱니형상격자(13)의 형상에 관하여, 아래에 설명한다.
CF4가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭하였을 경우, 톱니형상격자(13a)를 제3도(a)에, 톱니형상격자(13b)를 제3도(b)에 표시한다.
또, CHF3가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭하였을 경우, 톱니형상격자 (13c)를 제4도(a)에, 톱니형상격자(13d)를 제4도(b)에 표시한다.
다시금, C2F6가스로부터 생성된 이온빔으로 에칭하였을 경우, 톱니형상격자 (13e)를 제5도(a)에, 톱니형상격자(13f)를 제5도(b)에 표시한다.
상기 어느경우에 있어서도, Ar 가스의 경우와 마찬가지로, 에칭되어 형성된 각 홈부는, 홈경사각(θ)을 이루는 긴 경사면과, 만곡면(20)(21 또는 22)과로 구성되고, 홈부의 형상은 영역(12a·12b)에 의하지 않고 거의 동일하게 되어 있다.
또, 상기와 마찬가지로, 격자피치(d2)는, 랜드부의 폭(M)이 넓게되어 있는 몫만큼 격자피치(d1)보다 크게되어 있다.
이와 같이, 영역(12a·12b)에 의하지 않고, 홈부의 형상을 동일하게 설정하는 것은, 격자피치가 다른 영역(12a·12b)쌍방의 0차회절효율을 서로 똑같게 하고, 다시금 영역(12a·12b) 쌍방의 1차회절효율을 서로 똑같게 하기 위함이다.
이 결과, 톱니형상격자(13a·13b)등으로 구성된 광회절격자소자(11')의 회절효율을 전체걸쳐서 거의 균일하게 할 수가 있다.
그래서, 광기록재생장치에 배치구비되는 광헤드장치의 광학계에, 상기의 특징을 이루는 광회절격자소자(11')를 사용하면 레이저광원이 발사한 레이저광이 광기록매체의 기록트랙에 공정밀도로 집광되는 것을 방해하는 일없고, 다시금, 광헤드장치의 출력신호에 있어서의 S/N를 향상시킬 수가 있다.
다시금, 광회절격자소자(11')를 이용하여 서보에러신호의 생성을 행할 경우에, 영역(12a)과 영역(12b)와 에서 다른 방향으로 회절된 빛의 강도를 거의 똑같이 할 수가 있으므로, 정확한 서보에러제어를 가능하게 한다.
발명의 상세한 설명의 항에 있어서 이룬 구체적인 실시형태, 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명백히 하는 것으로서, 그와 같은 구체예에만 한정하여 좁은 의미로 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구항의 범위내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 광회절격자소자의 제조방법은, 유리기판상에 레지스트막을 형성하는 제1공정과, 상기 레지스트막에 노광 및 현상처리를 시행하여 회절격자패턴을 형성하는 제2공정과, 유리기판표면에 대하여 경사윗방향으로 부터 이온빔을 조사하여, 상기 레지스트막 및 유리기판을 에칭하는 것에 의하여, 톱니형상단면을 가지는 회절격자를 상기 유리기판상에 형성하는 제3공정과를 포함하고, 상기 제3공정에 있어서, 상기 이온빔을 생성하는 가스로서, 유리기판과 화학반응을 일으키는 가스를 사용하도록 되어있는 광회절격자소자의 제조방법.
  2. 광회절격자소자의 제조방법은, 투광성기판상에 레지스트막을 형성하는 제1공정과, 복수의 회절격자패턴에 대응하여 상기 레지스트막에 노광 및 현상처리를 시행하고, 레지스트막이 존재하지 않는 창부를 형성하는 제2공정과, 투광성기판표면에 대하여 경상윗방향으로부터 이온빔을 조사하여, 상기 레지스트막 및 투광성기판을 에칭하는 것에 의하여, 각각 톱니형상단면을 가지는 것과 아울러, 입사광에 대한 회절각의 다른 복수의 회절격자를 투광성기판상에 형성하는 제3공정과를 포함하고, 상기 제2공정에 있어서, 상기 복수의 회절격자패턴에 의하지 않고, 상기 창부의 폭은 거의 일정하게 설정되도록 되어 있는 광회절격자소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 광회절격자소자의 제조방법이고, 상기 가스는, 예를들면, CF4, CHF3, C2F6, NF3인 광회절격자소자의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 광회절격자소자의 제조방법은, 다시금, 복수의 회절격자패턴에 대응하여 기판상에 차광성박막이 설치되어 있지 않은 광투과부와, 차광성박막이 설치된 차광부와를 가지는 포토마스크를 작성하는 공정을 포함하고, 상기 차광부의 폭은, 형성되는 상기 회절격자의 격자피치가 클수록 넓게 설정되고, 상기 광투과부의 폭은, 복수의 회절격자패턴에 의하지 않고 거의 일정하게 설정되어 있는 광회절격자소자의 제조방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234537A (en) * 1991-03-22 1993-08-10 Shimadzu Corporation Dry etching method and its application
DE69421519D1 (de) * 1994-04-08 1999-12-09 Enea Ente Nuove Tec Verfahren und Gerät für die Herstellung von Beugungsgittern in schnellem Bearbeitungssystem
FR2763420A1 (fr) * 1997-05-15 1998-11-20 Marie G R P Dispositif provoquant et utilisant la micro fusion thermonucleaire
KR100845004B1 (ko) * 2007-04-30 2008-07-09 삼성전자주식회사 나노 갭을 갖는 금속막 패턴의 형성 방법 및 이를 이용한분자크기의 소자 제조 방법
CN104297828A (zh) * 2014-09-30 2015-01-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 变栅距光栅的制作方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63240502A (ja) * 1987-03-27 1988-10-06 Shimadzu Corp Ａｕ透過型グレ−テイングの製作法
JPH0644664B2 (ja) * 1987-07-01 1994-06-08 日本電気株式会社 半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法
JPS6442885A (en) * 1987-08-10 1989-02-15 Nec Corp Semiconductor laser
US4895790A (en) * 1987-09-21 1990-01-23 Massachusetts Institute Of Technology High-efficiency, multilevel, diffractive optical elements

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