JPH0830764B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0830764B2 JPH0830764B2 JP3094518A JP9451891A JPH0830764B2 JP H0830764 B2 JPH0830764 B2 JP H0830764B2 JP 3094518 A JP3094518 A JP 3094518A JP 9451891 A JP9451891 A JP 9451891A JP H0830764 B2 JPH0830764 B2 JP H0830764B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- diffraction grating
- resist layer
- gas
- etching
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブレーズド型回折格子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のブレーズド型回折格子の製造方法
は次の通りである。ガラス基板の表面に一定の厚みのレ
ジスト膜を被覆し、２方向から平面波を照射してレジス
ト膜を露光する（ホログラフィック露光）。これによ
り、レジスト膜には両平面波の干渉による平行パターン
が潜在的に形成され、適当なレジスト溶剤で洗うことに
より、基板上に断面がサイン波状の平行線状のレジスト
層が形成される。このとき、レジスト膜の除去をやや多
めに行うことにより、サイン波の底の部分で基板を露出
させる。このようにして平行線状のレジスト層で被覆さ
れた基板に、平行線に直角な斜め上方からイオンビーム
を照射することにより基板及びレジスト層をエッチング
で削り、ブレーズド型グレーティング構造を有する回折
格子を作成する。
は次の通りである。ガラス基板の表面に一定の厚みのレ
ジスト膜を被覆し、２方向から平面波を照射してレジス
ト膜を露光する（ホログラフィック露光）。これによ
り、レジスト膜には両平面波の干渉による平行パターン
が潜在的に形成され、適当なレジスト溶剤で洗うことに
より、基板上に断面がサイン波状の平行線状のレジスト
層が形成される。このとき、レジスト膜の除去をやや多
めに行うことにより、サイン波の底の部分で基板を露出
させる。このようにして平行線状のレジスト層で被覆さ
れた基板に、平行線に直角な斜め上方からイオンビーム
を照射することにより基板及びレジスト層をエッチング
で削り、ブレーズド型グレーティング構造を有する回折
格子を作成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来より、エッチング
効率を上げるため、イオンビームエッチングのエッチン
グガスには基板と化学反応を生じる反応性ガスを使用し
ている。通常、回折格子の基板としては種々のガラスが
用いられるが、エッチングガスとしては、ガラスの主成
分であるＳｉＯ2に対して反応性を有するＣＦ4ガス、Ｃ
ＨＦ3ガス等が用いられている。
効率を上げるため、イオンビームエッチングのエッチン
グガスには基板と化学反応を生じる反応性ガスを使用し
ている。通常、回折格子の基板としては種々のガラスが
用いられるが、エッチングガスとしては、ガラスの主成
分であるＳｉＯ2に対して反応性を有するＣＦ4ガス、Ｃ
ＨＦ3ガス等が用いられている。
【０００４】しかし、これらのガスを用いてイオンビー
ムエッチングを行った場合、回折格子として理想的な断
面（傾斜面）が得られないという問題がある。本来、ブ
レーズド型回折格子の断面は一定の傾きを有する傾斜面
ができるだけ広く形成されていることが望ましいが、図
３（ｂ）に示すように、従来の工程により作成されたグ
レーティング溝の断面形状は傾斜面部分Ｓ2が狭く、し
かも、完全な平面とはなっていない。
ムエッチングを行った場合、回折格子として理想的な断
面（傾斜面）が得られないという問題がある。本来、ブ
レーズド型回折格子の断面は一定の傾きを有する傾斜面
ができるだけ広く形成されていることが望ましいが、図
３（ｂ）に示すように、従来の工程により作成されたグ
レーティング溝の断面形状は傾斜面部分Ｓ2が狭く、し
かも、完全な平面とはなっていない。
【０００５】これは、エッチングガスであるＣＦ4とエ
ッチングマスクであるレジスト膜の双方に炭素（Ｃ）が
含有されており、エッチング時にこれらのＣが基板上に
再堆積して、表面の十分なエッチングを妨げるためと推
定される。また、イオンビーム電極や加工室内からの金
属不純物、それに、エッチングにより一旦除去されたガ
ラス中の金属化合物が基板上に再堆積することも原因の
一つと考えられる。この傾向は特にブレーズ角が小さい
場合やエッチング時間が長い場合に顕著となる。 本発
明は上記課題を解決するために成されたものであり、そ
の目的とするところは、傾斜面が十分に広く、理想的な
形状に近い断面形状を有するブレーズド型回折格子を製
造する方法を提供することにある。
ッチングマスクであるレジスト膜の双方に炭素（Ｃ）が
含有されており、エッチング時にこれらのＣが基板上に
再堆積して、表面の十分なエッチングを妨げるためと推
定される。また、イオンビーム電極や加工室内からの金
属不純物、それに、エッチングにより一旦除去されたガ
ラス中の金属化合物が基板上に再堆積することも原因の
一つと考えられる。この傾向は特にブレーズ角が小さい
場合やエッチング時間が長い場合に顕著となる。 本発
明は上記課題を解決するために成されたものであり、そ
の目的とするところは、傾斜面が十分に広く、理想的な
形状に近い断面形状を有するブレーズド型回折格子を製
造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、所定の傾斜角を有する傾斜面を
有する溝が基板上に多数本平行に刻まれて成るブレーズ
ド型回折格子の製造方法において、（ａ）基板上に、線
状のレジスト層を一定の間隔で平行に被覆する工程と、
（ｂ）上記レジスト層で被覆された基板上に、レジスト
層の各線に直角で、かつ、基板表面に対して上記所定傾
斜角に応じて定まる角度だけ傾斜した方向から、基板物
質に対して反応性を有するガスと不活性ガスとの混合ガ
スによるイオンビームエッチングを行う工程とを含むこ
とを特徴とする。
に成された本発明では、所定の傾斜角を有する傾斜面を
有する溝が基板上に多数本平行に刻まれて成るブレーズ
ド型回折格子の製造方法において、（ａ）基板上に、線
状のレジスト層を一定の間隔で平行に被覆する工程と、
（ｂ）上記レジスト層で被覆された基板上に、レジスト
層の各線に直角で、かつ、基板表面に対して上記所定傾
斜角に応じて定まる角度だけ傾斜した方向から、基板物
質に対して反応性を有するガスと不活性ガスとの混合ガ
スによるイオンビームエッチングを行う工程とを含むこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記方法によると、エッチングガス中の不活性
ガスのイオンが、基板上に堆積した炭素や金属層を物理
的スパッタリングにより除去し、基板及びレジスト膜の
表面を常に清浄な状態に保つ。このため、反応性ガスイ
オンによるエッチングは理想的な形で行われ、所期の通
りの断面形状を得ることができる。すなわち、グレーテ
ィング溝の傾斜面がほぼ完全な平面となり、しかも、傾
斜面の平面領域が広い。
ガスのイオンが、基板上に堆積した炭素や金属層を物理
的スパッタリングにより除去し、基板及びレジスト膜の
表面を常に清浄な状態に保つ。このため、反応性ガスイ
オンによるエッチングは理想的な形で行われ、所期の通
りの断面形状を得ることができる。すなわち、グレーテ
ィング溝の傾斜面がほぼ完全な平面となり、しかも、傾
斜面の平面領域が広い。
【０００８】
【実施例】図１及び図２により、本発明を実施した回折
格子の製造方法の一例を説明する。本実施例では基板１
０としてガラス（例えば、商品名ＢＫ−７）を使用する
が石英等、他の材料を使用することもできる。この基板
１０上に、まず、レジスト膜１１を塗布する（図１
（ａ））。ここで、レジスト膜１１には通常のフォトリ
ソグラフィで用いられるもの（例えば商品名マイクロポ
ジット１４００等）を使用することができる。次に、ホ
ログラフィック露光により、レジスト膜１１に平行線状
の潜像パターンを形成する（図１（ｂ））。本実施例で
は露光光としてＨｅ−Ｃｄレーザによる波長４４１６オ
ングストロームの光１２を使用する。
格子の製造方法の一例を説明する。本実施例では基板１
０としてガラス（例えば、商品名ＢＫ−７）を使用する
が石英等、他の材料を使用することもできる。この基板
１０上に、まず、レジスト膜１１を塗布する（図１
（ａ））。ここで、レジスト膜１１には通常のフォトリ
ソグラフィで用いられるもの（例えば商品名マイクロポ
ジット１４００等）を使用することができる。次に、ホ
ログラフィック露光により、レジスト膜１１に平行線状
の潜像パターンを形成する（図１（ｂ））。本実施例で
は露光光としてＨｅ−Ｃｄレーザによる波長４４１６オ
ングストロームの光１２を使用する。
【０００９】２方向からの平面波干渉によりサイン波状
の強弱の露光を受けたレジスト膜１１は、適当な現像液
で洗うことにより、サイン波状の断面を有する多数の平
行線となって基板上に残る（図１（ｃ））。このとき、
サイン波の底の部分で基板１０が露出するまで現像を行
う。なお、平行線状レジスト層１１を形成するための工
程は、ここで述べたホログラフィック露光法以外にも、
通常の光リソグラフィや電子ビームリソグラフィ等、任
意の方法を使用することができる。
の強弱の露光を受けたレジスト膜１１は、適当な現像液
で洗うことにより、サイン波状の断面を有する多数の平
行線となって基板上に残る（図１（ｃ））。このとき、
サイン波の底の部分で基板１０が露出するまで現像を行
う。なお、平行線状レジスト層１１を形成するための工
程は、ここで述べたホログラフィック露光法以外にも、
通常の光リソグラフィや電子ビームリソグラフィ等、任
意の方法を使用することができる。
【００１０】平行線状のレジスト層１１で覆われた基板
１０をイオンビームエッチング装置の中に入れ、レジス
ト層１１の平行線に直角に、かつ、斜め上からイオンビ
ームを照射する。なお、図２（ｄ）では基板１０の方を
傾斜させ、イオンビームを真上から照射するように描い
ているが、両者の方向は相対的なものであり、いずれの
方法でもかまわない。このときの傾斜角（基板１０の表
面とイオンビームの照射方向とが成す角）の大きさは、
作成しようとするグレーティング溝のブレーズ角によっ
て決定される。
１０をイオンビームエッチング装置の中に入れ、レジス
ト層１１の平行線に直角に、かつ、斜め上からイオンビ
ームを照射する。なお、図２（ｄ）では基板１０の方を
傾斜させ、イオンビームを真上から照射するように描い
ているが、両者の方向は相対的なものであり、いずれの
方法でもかまわない。このときの傾斜角（基板１０の表
面とイオンビームの照射方向とが成す角）の大きさは、
作成しようとするグレーティング溝のブレーズ角によっ
て決定される。
【００１１】このイオンビームエッチング工程において
使用するガスとして、本実施例では、基板１０の材料で
あるガラスに対して反応性を有するＣＦ4ガスと、それ
に不活性ガスであるＡｒとを混合したものを用いる。本
実施例では両者の混合比はＣＦ4：Ａｒ＝６：４とす
る。
使用するガスとして、本実施例では、基板１０の材料で
あるガラスに対して反応性を有するＣＦ4ガスと、それ
に不活性ガスであるＡｒとを混合したものを用いる。本
実施例では両者の混合比はＣＦ4：Ａｒ＝６：４とす
る。
【００１２】このようにしてイオンビーム照射を行う
と、レジスト層１１によって覆われていない基板１０の
部分からエッチングされてゆく（図２（ｅ））。この
間、レジスト層１１もエッチングされており、レジスト
層１１が完全に除去された段階でエッチングを終了する
と、図２（ｆ）に示すようなブレーズド型グレーティン
グが得られる。
と、レジスト層１１によって覆われていない基板１０の
部分からエッチングされてゆく（図２（ｅ））。この
間、レジスト層１１もエッチングされており、レジスト
層１１が完全に除去された段階でエッチングを終了する
と、図２（ｆ）に示すようなブレーズド型グレーティン
グが得られる。
【００１３】上記実施例ではＣＦ4とＡｒの混合比は＝
６：４としたが、両者の混合比はより広い範囲のものを
使用することができる。一例として、ＣＦ4：Ａｒ＝
３：７とした混合ガスでイオンビームエッチングを行
い、製造した回折格子の断面形状の実測図を図２（ａ）
に示す。従来の方法で製造した回折格子の断面形状であ
る図２（ｂ）と比較するとわかる通り、傾斜面部分Ｓ1
が広く、しかも、ほぼ完全な平面となっている。また、
反応性ガスとしては、ＣＦ4以外にも、ＣＨＦ3等、従来
用いられているものを使用することができる。不活性ガ
スについても、上記実施例では最も入手しやすいガスと
してＡｒを使用したが、ＮｅやＫｒ等の他の不活性ガス
も単体で、あるいは混合して用いることができる。
６：４としたが、両者の混合比はより広い範囲のものを
使用することができる。一例として、ＣＦ4：Ａｒ＝
３：７とした混合ガスでイオンビームエッチングを行
い、製造した回折格子の断面形状の実測図を図２（ａ）
に示す。従来の方法で製造した回折格子の断面形状であ
る図２（ｂ）と比較するとわかる通り、傾斜面部分Ｓ1
が広く、しかも、ほぼ完全な平面となっている。また、
反応性ガスとしては、ＣＦ4以外にも、ＣＨＦ3等、従来
用いられているものを使用することができる。不活性ガ
スについても、上記実施例では最も入手しやすいガスと
してＡｒを使用したが、ＮｅやＫｒ等の他の不活性ガス
も単体で、あるいは混合して用いることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る方法により製造したブレー
ズド型回折格子は、断面の傾斜面部分が広く、また、傾
斜面がほぼ完全な平面となっている。このため、非常に
高精度で、かつ、回折効率の良い回折格子を製造するこ
とができる。また、回折格子の製造歩留まりが上昇する
ため、製造コストが低下する。さらに、不活性ガスのイ
オンが加工室の内部のクリーニングも行うため、エッチ
ング装置のクリーニングメンテナンスの回数を減らすこ
とができ、また、エッチング終了後の内部残留ガスのＮ
2による置換の時間を減らすことができる。
ズド型回折格子は、断面の傾斜面部分が広く、また、傾
斜面がほぼ完全な平面となっている。このため、非常に
高精度で、かつ、回折効率の良い回折格子を製造するこ
とができる。また、回折格子の製造歩留まりが上昇する
ため、製造コストが低下する。さらに、不活性ガスのイ
オンが加工室の内部のクリーニングも行うため、エッチ
ング装置のクリーニングメンテナンスの回数を減らすこ
とができ、また、エッチング終了後の内部残留ガスのＮ
2による置換の時間を減らすことができる。
【図１】 本発明の一実施例である回折格子の製造工程
の前半を示す工程図。
の前半を示す工程図。
【図２】 本発明の一実施例である回折格子の製造工程
の後半を示す工程図。
の後半を示す工程図。
【図３】 本発明の方法により製造した回折格子（ａ）
と従来の方法により製造した回折格子（ｂ）の断面形状
を比較するグラフ。
と従来の方法により製造した回折格子（ｂ）の断面形状
を比較するグラフ。
１０…基板 １１…レジスト
層 １２…レーザ光
層 １２…レーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の傾斜角を有する傾斜面を有する溝
が基板上に多数本平行に刻まれて成るブレーズド型回折
格子の製造方法において、基板上に、線状のレジスト層
を一定の間隔で平行に被覆する工程と、上記レジスト層
で被覆された基板上に、レジスト層の各線に直角で、か
つ、基板表面に対して上記所定傾斜角に応じて定まる角
度だけ傾斜した方向から、基板物質に対して反応性を有
するガスと不活性ガスとの混合ガスによるイオンビーム
エッチングを行う工程とを含むことを特徴とする回折格
子の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094518A JPH0830764B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 回折格子の製造方法 |
| US07/854,684 US5234537A (en) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Dry etching method and its application |
| EP92104852A EP0504912B1 (en) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Dry etching method and its application |
| SG1996003773A SG49673A1 (en) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Dry etching method and its application |
| DE69223534T DE69223534T2 (de) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Trockenätzverfahren und Anwendung davon |
| CN92102953A CN1036868C (zh) | 1991-03-22 | 1992-03-21 | 干刻方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094518A JPH0830764B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 回折格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324401A JPH04324401A (ja) | 1992-11-13 |
| JPH0830764B2 true JPH0830764B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=14112550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094518A Expired - Fee Related JPH0830764B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-04-25 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830764B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6514576B1 (en) * | 1999-03-11 | 2003-02-04 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method of manufacturing a diffraction grating |
| JP4349104B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2009-10-21 | 株式会社島津製作所 | ブレーズド・ホログラフィック・グレーティング、その製造方法、及びレプリカグレーティング |
| US7175773B1 (en) | 2004-06-14 | 2007-02-13 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Method for manufacturing a blazed grating, such a blazed grating and a spectrometer having such a blazed grating |
| US7346977B2 (en) * | 2005-03-03 | 2008-03-25 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for making a magnetoresistive read head having a pinned layer width greater than the free layer stripe height |
| TW202239270A (zh) * | 2017-10-30 | 2022-10-01 | 美商元平台技術有限公司 | 利用化學輔助反應離子束蝕刻製造傾斜表面浮雕結構的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03253802A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 微細加工方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3094518A patent/JPH0830764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04324401A (ja) | 1992-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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