JPS6033504A - ブレ−ズド格子の製造方法 - Google Patents
ブレ−ズド格子の製造方法Info
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- JPS6033504A JPS6033504A JP14256883A JP14256883A JPS6033504A JP S6033504 A JPS6033504 A JP S6033504A JP 14256883 A JP14256883 A JP 14256883A JP 14256883 A JP14256883 A JP 14256883A JP S6033504 A JPS6033504 A JP S6033504A
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- polymer film
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
この発明は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
回折格子は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して種々の応用、例えばホログラフィ、ツクスキャナや
、ホログラフィックレンズ等があるが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。ブレーズド格子は特定の回折
次数へ理論上１００％の光を回折できる特徴があるが、
格子溝の形状を制御して製作しなければならないため製
作が困難である。現在量も現実的と思われるのは、あら
かじめ作ったレリーフ格子をシャドウマスクとじて基板
を斜め方向からイオンビームでイオンエツチングする方
法である。この手法で現在知られているのけ、基板をガ
リウム砒素、又はガラス板上に塗布したポリメチルメタ
クリレ−）（ＰＭＭＡ）としたものであるが、曲者は結
晶であるため高価で、又、不透明のため透過型格子には
できない欠点がある。一方、後者は、ガラス板上に塗布
したＰＭＭＡを十分に乾燥しても、塗膜上にホトレジス
トでレリーフ格子を形成する際にホトレジストの溶剤で
ＰＭＭＡ膜が溶解し、相溶しやすいため、レリーフ格子
自体が良質なものができず、したがって良質なブレーズ
ド格子が製作できない欠点があった。又、従来の方法で
は、ホログラフィックに形成した半丸ないし、正弦波状
断面を持ったレリーフ格子をシャドウマスクとり、てい
たため、シャドウ効果が十分でなく、良質なブレーズド
格子が製作できない欠点があった。
して種々の応用、例えばホログラフィ、ツクスキャナや
、ホログラフィックレンズ等があるが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。ブレーズド格子は特定の回折
次数へ理論上１００％の光を回折できる特徴があるが、
格子溝の形状を制御して製作しなければならないため製
作が困難である。現在量も現実的と思われるのは、あら
かじめ作ったレリーフ格子をシャドウマスクとじて基板
を斜め方向からイオンビームでイオンエツチングする方
法である。この手法で現在知られているのけ、基板をガ
リウム砒素、又はガラス板上に塗布したポリメチルメタ
クリレ−）（ＰＭＭＡ）としたものであるが、曲者は結
晶であるため高価で、又、不透明のため透過型格子には
できない欠点がある。一方、後者は、ガラス板上に塗布
したＰＭＭＡを十分に乾燥しても、塗膜上にホトレジス
トでレリーフ格子を形成する際にホトレジストの溶剤で
ＰＭＭＡ膜が溶解し、相溶しやすいため、レリーフ格子
自体が良質なものができず、したがって良質なブレーズ
ド格子が製作できない欠点があった。又、従来の方法で
は、ホログラフィックに形成した半丸ないし、正弦波状
断面を持ったレリーフ格子をシャドウマスクとり、てい
たため、シャドウ効果が十分でなく、良質なブレーズド
格子が製作できない欠点があった。
この発明の目的は、上述の欠点を除去した、透過型の高
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
この発明のブレーズド格子の製造方法は、基板に第１の
有機高分子膜を塗布する工程と、塗布さる工程と、第２
の有機高分子膜上に前記第２の有機高分子膜よりも酸素
イオンエツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエツチ
ング速度の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布
されたホトレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成す
る工程と、前記回折格子をマスクとして、アルゴンイオ
ンビームで前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を
矩形断面の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の
回折格子をマスクとして、酸素イオンビームで前記第２
の有機高分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折
格子を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
有機高分子膜を塗布する工程と、塗布さる工程と、第２
の有機高分子膜上に前記第２の有機高分子膜よりも酸素
イオンエツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエツチ
ング速度の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布
されたホトレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成す
る工程と、前記回折格子をマスクとして、アルゴンイオ
ンビームで前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を
矩形断面の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の
回折格子をマスクとして、酸素イオンビームで前記第２
の有機高分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折
格子を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
次に図面を参照して、この発明の詳細な説明する。第１
図から第８図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
図から第８図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
第１図は、基板ｌに第１の有機高分子膜２を塗布時は８
０℃で３０分間焼きしめを行なった。アクリル基板の時
は５０℃で６０分間焼きしめを行なった。次に、第１の
有機高分子膜を加速電圧５００■、イオン電流密度０．
５ ｍ Ａ １０ｎｂ２のアルゴンイオンビームで約１
分間イオンエツチングした。この結果第２図に示すよう
に、第１の有機高分子膜の５− 表層に、第２の有機高分子膜の溶媒に対して不溶な層３
ができた。第３図は、不溶層３の上に、第１の有機高分
子膜よりもイオンエツチング速度の遅い第２の有機高分
子膜４としてホトレジスト（シラプレー社１ＡＺ−１３
５０Ｊ ）を塗布、焼きしめ後、第２の有機高分子膜よ
りも酸素イオンエツチング速度の遅い金属膜として金膜
５をスパッタリングで形成し、さらに金膜５の上に金膜
よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジス
ト６（シラプレー社製ＡＺ−１３５０Ｊ）を塗布した状
格子ピッチにより異なり０．３〜１．０μｍと１−だ。
０℃で３０分間焼きしめを行なった。アクリル基板の時
は５０℃で６０分間焼きしめを行なった。次に、第１の
有機高分子膜を加速電圧５００■、イオン電流密度０．
５ ｍ Ａ １０ｎｂ２のアルゴンイオンビームで約１
分間イオンエツチングした。この結果第２図に示すよう
に、第１の有機高分子膜の５− 表層に、第２の有機高分子膜の溶媒に対して不溶な層３
ができた。第３図は、不溶層３の上に、第１の有機高分
子膜よりもイオンエツチング速度の遅い第２の有機高分
子膜４としてホトレジスト（シラプレー社１ＡＺ−１３
５０Ｊ ）を塗布、焼きしめ後、第２の有機高分子膜よ
りも酸素イオンエツチング速度の遅い金属膜として金膜
５をスパッタリングで形成し、さらに金膜５の上に金膜
よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジス
ト６（シラプレー社製ＡＺ−１３５０Ｊ）を塗布した状
格子ピッチにより異なり０．３〜１．０μｍと１−だ。
□灰に、ホトレジスト膜にレリーフ格子を形成するため
に、Ｈｅ−ｃｃｔレーザを光源とする干渉計で干渉縞を
ホトレジスト膜に露光し、現像液で現像し６− た。第４図は、現像後の状態を示す断面図である。
に、Ｈｅ−ｃｃｔレーザを光源とする干渉計で干渉縞を
ホトレジスト膜に露光し、現像液で現像し６− た。第４図は、現像後の状態を示す断面図である。
レーザ干渉計を用いるかわりに乳剤マスクを用いて密着
焼付によっても第４図に示すようなしＩＪ−フ格子を形
成できる。次に、第４図に示すような試料を、イオンエ
ツチング装置を用いてアルゴンイオンビームでイオンエ
ツチングした。イオンエツチング条件はアルゴンガス圧
ｌＯトール、加速電圧５００ｖとした。ホトレジストＡ
Ｚ−１３５ｎ、ｒのイオンエツチング速度は１１ｎＡ／
（ＭＬ のアルゴン断面の格子を製作できる。次に、第
５図の金層５の格子をマスクとして、第２の有機高分子
膜としてのホトレジスト層４を酸素イオンビームでイオ
ンエツチングした。イオンエツチング条件は、酸素ガス
圧２Ｘ１０’）−ル、加速電圧５００■と、した。金の
イオンエツチング速度は１ｍＡ／薗２゛ア酸素イオ、に
対し、約、。。。オアグツ）ヮー）ＡＺ−１３５０Ｊは
３０００オングストロ一ム／分であった。このエツチン
グ速度の差を利用することで、第６図に示すように、第
２の有機高分子膜としてのホトレジスト層４にほぼ矩形
断面の格子を製作できる。金層５の表面には、ホトレジ
スト６が残っているが、次の金の除去工程で金を溶かす
ととで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ（ＫＩ
）とヨウ素（Ｉ）の飽和溶液で金を溶解するととで行な
った。第７図は、金を除去した後の断面図を示す。次に
第７図に示す矩形格子をシャドウマスクとして矢印７で
示す方向からアルゴンイオン又は酸素イオンでイオンエ
ツチングすると、第８図に示すようなブレーズド格子が
得られる。
焼付によっても第４図に示すようなしＩＪ−フ格子を形
成できる。次に、第４図に示すような試料を、イオンエ
ツチング装置を用いてアルゴンイオンビームでイオンエ
ツチングした。イオンエツチング条件はアルゴンガス圧
ｌＯトール、加速電圧５００ｖとした。ホトレジストＡ
Ｚ−１３５ｎ、ｒのイオンエツチング速度は１１ｎＡ／
（ＭＬ のアルゴン断面の格子を製作できる。次に、第
５図の金層５の格子をマスクとして、第２の有機高分子
膜としてのホトレジスト層４を酸素イオンビームでイオ
ンエツチングした。イオンエツチング条件は、酸素ガス
圧２Ｘ１０’）−ル、加速電圧５００■と、した。金の
イオンエツチング速度は１ｍＡ／薗２゛ア酸素イオ、に
対し、約、。。。オアグツ）ヮー）ＡＺ−１３５０Ｊは
３０００オングストロ一ム／分であった。このエツチン
グ速度の差を利用することで、第６図に示すように、第
２の有機高分子膜としてのホトレジスト層４にほぼ矩形
断面の格子を製作できる。金層５の表面には、ホトレジ
スト６が残っているが、次の金の除去工程で金を溶かす
ととで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ（ＫＩ
）とヨウ素（Ｉ）の飽和溶液で金を溶解するととで行な
った。第７図は、金を除去した後の断面図を示す。次に
第７図に示す矩形格子をシャドウマスクとして矢印７で
示す方向からアルゴンイオン又は酸素イオンでイオンエ
ツチングすると、第８図に示すようなブレーズド格子が
得られる。
この時イオンエツチング時間が媛いと、矩形格子の一部
が残り、時間が長ずざるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチンイプＡを用いた場合
を説明したが、本方法に適する他の有機高分子膜材料と
しては、５ＥＬ−ＮタイプＡと同じ様な電子線レジスト
ＥＢＲ，−９、又は、メ：メクリの２つのメチル基をＣ
ＩおよびＣｌ−１ｚＣＦａ−着換した重合体（電子線レ
ジス） ＣＵＰ ）、 Ｖｄ゛、ポリメチルメタアクリ
レート（ＰＭ＋〜４Ａ）、又はポリビニルアルコール（
ＰＶＡ）、又はポリビニルホルマール（ＰＶＩ（”）、
又は、ポリアセクール（ＰＯＭ ）がある。これらは、
いずれも第２の有機高分子膜としてのホトレジストＡＺ
−１３５０Ｊ、および次に述べる第２の有機高分子膜よ
りもイオンエツチング速度が早いので本方法でブレーズ
ド格子を製造できる。第２の有機高分子膜としては、上
に列記した第１の有機高分子膜よりもイオンエツチング
速度が遅いものであればよいが、塗布性が良好である必
要があり、次のようなものがあげられる。ポリスチレン
（Ｐｓｔ）、ボリスチ１７ンとビシクロとの共重合体、
環化ポリブタジェン（ＣＰＢ）、ポリブタジェンメタア
クリレート（ＰＢｚＭＡ）、ポリビフェニール、ポリス
チレン−９＝ とアクリロニトリルとの共重合体、ポリビニルナフタリ
ン（ＰＶＮ）などである。
が残り、時間が長ずざるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチンイプＡを用いた場合
を説明したが、本方法に適する他の有機高分子膜材料と
しては、５ＥＬ−ＮタイプＡと同じ様な電子線レジスト
ＥＢＲ，−９、又は、メ：メクリの２つのメチル基をＣ
ＩおよびＣｌ−１ｚＣＦａ−着換した重合体（電子線レ
ジス） ＣＵＰ ）、 Ｖｄ゛、ポリメチルメタアクリ
レート（ＰＭ＋〜４Ａ）、又はポリビニルアルコール（
ＰＶＡ）、又はポリビニルホルマール（ＰＶＩ（”）、
又は、ポリアセクール（ＰＯＭ ）がある。これらは、
いずれも第２の有機高分子膜としてのホトレジストＡＺ
−１３５０Ｊ、および次に述べる第２の有機高分子膜よ
りもイオンエツチング速度が早いので本方法でブレーズ
ド格子を製造できる。第２の有機高分子膜としては、上
に列記した第１の有機高分子膜よりもイオンエツチング
速度が遅いものであればよいが、塗布性が良好である必
要があり、次のようなものがあげられる。ポリスチレン
（Ｐｓｔ）、ボリスチ１７ンとビシクロとの共重合体、
環化ポリブタジェン（ＣＰＢ）、ポリブタジェンメタア
クリレート（ＰＢｚＭＡ）、ポリビフェニール、ポリス
チレン−９＝ とアクリロニトリルとの共重合体、ポリビニルナフタリ
ン（ＰＶＮ）などである。
以上述べたように本発明により、透過型の高品質のブレ
ーズド格子が得られる。
ーズド格子が得られる。
図は、この発明の工程を第１図から第８図のル１に糸す
断面図である。図において、ｌは基板、２ｉ第１の有機
高分子膜、３は不浴層、４は第２の１ ：・□ □宥゛機高分子膜、５は金属膜、６はホトレジスト、７
の矢印はイオンビームの入射方向を各々表わす。 １０−
断面図である。図において、ｌは基板、２ｉ第１の有機
高分子膜、３は不浴層、４は第２の１ ：・□ □宥゛機高分子膜、５は金属膜、６はホトレジスト、７
の矢印はイオンビームの入射方向を各々表わす。 １０−
Claims (1)
- １、基板に第１の有機高分子膜を塗布する工程と、塗布
された第１の有機高分子膜にイオンビームを照射する工
程と、イオンビームを照射した第１の有機高分子膜上に
、第１の有機高分子膜よりもイオンエツチング速度の遅
い第２の有機高分子膜を塗布する工程と、第２の有機高
分子膜上に前記第２の有機高分子膜よりも酸素イオンエ
ツチング速度の遅い金属膜を形成する工程と、前記金属
膜上に前記金属膜よりもアルゴンイオンエ９チング速度
の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布されたホ
トレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成する工程と
、前記回折格子ヲマスクとして、アルゴンイオンビーム
で前記金属膜をイオンエツチングして金属膜を矩形断面
の回折格子に形成する工程と、前記矩形断面の回折格子
をマスクとして、酸素イオンビームで前記第２の有機高
分子膜をイオンエツチングして矩形断面の回折格子を形
成する工程と、前記金属膜を除去した後５基板に対して
斜め方向から、イオンエツチングする工程とを含むこと
を特徴とするブレーズド格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14256883A JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14256883A JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033504A true JPS6033504A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0217002B2 JPH0217002B2 (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=15318347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14256883A Granted JPS6033504A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | ブレ−ズド格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033504A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4858254A (en) * | 1986-07-30 | 1989-08-22 | Softub, Inc. | Tub apparatus |
| US5092951A (en) * | 1986-07-30 | 1992-03-03 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
| US5133818A (en) * | 1986-07-30 | 1992-07-28 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
| US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
| CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
| CN102466980A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 基于电子束光刻和x射线曝光制作多层膜闪耀光栅的方法 |
| US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
| WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0623402U (ja) * | 1992-06-30 | 1994-03-29 | なか 新井 | 万能草取具 |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP14256883A patent/JPS6033504A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4858254A (en) * | 1986-07-30 | 1989-08-22 | Softub, Inc. | Tub apparatus |
| US5092951A (en) * | 1986-07-30 | 1992-03-03 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
| US5133818A (en) * | 1986-07-30 | 1992-07-28 | Softub, Inc. | Method of forming a tub apparatus |
| US6723474B2 (en) | 1998-09-02 | 2004-04-20 | Fujitsu Limited | Method of fabricating diffraction grating and diffraction grating |
| CN102466980A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 基于电子束光刻和x射线曝光制作多层膜闪耀光栅的方法 |
| CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
| US9864113B2 (en) | 2011-10-19 | 2018-01-09 | Soochow University | Method for manufacturing holographic blazed grating |
| US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
| WO2022243598A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Dispelix Oy | Method for fabricating a blazed grating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0217002B2 (ja) | 1990-04-19 |
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