JPH0456801A - 回折格子の作製方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐久性の良いガラス表面に微細加工を施し、
信軽性の良い高精度な回折格子を容易に作製する方法に
関するものである。

従来の技術 従来、高精度な回折格子を作製する方法として、高精度
なルーリングエンジンを用いて、直接、平面ガラス板に
アルミニウム（ＡＮ）などの金属を謂着した面上に、ダ
イヤモンドツールを押えつけて等間隔に溝を形成する方
法や、ｒＮ　Ｉ　ＫＫＥ　ＩＭＥＣＨＡＮＩＣＡＩ−Ｊ
　１９Ｂ５．６．１７゜ρ、８５に示されているように
、レジスト上に等間隔で他のレジストをラインアンドス
ペースパターンに形成し、物理的にエンチングを行って
、のこぎり歯状にレジストを加工する方法や、特願昭６
２−３３１９７２に示されているように、ホログラム露
光によって感光性樹脂を回折格子形状にし、現像後、樹
脂上にアルミニウムなどの金属を蒸着して反射型ホログ
ラフィック回折格子を作製する方法が検討されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法では一つの回折格子を作製す
るのに非常に長い時間を必要とし、さらに、高精度のも
のを大量に作製することが難しく、再現性に問題があっ
た。また、作製した回折格子はいずれも軟らかい材料に
回折格子形状を刻んでいるために、耐久性にも問題があ
った。

本発明は上記課題に鑑み、物理的手法を用いてガラスの
表面に所望の形状を刻み込むことによって、ガラス製の
耐久性の良い回折格子を作製することを目的としている
。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明では平面ガラス基板
の表面にラインアンドスペースパターンのマスクを形成
して、ドライエツチングによってガラス表面に回折格子
形状を形成することによって、ガラス製の耐久性の良い
回折格子の作製を可能としたものである。

また、マスクの厚みおよびラインアンドスペースパター
ンの線幅によって、回折格子形状を制御することができ
るので、再現性良く同じ形状の回折格子を容易に得るこ
とを可能としたものである。

作用 本発明は上記した方法によって、容易に所望の形状の高
精度で高強度なガラス製回折格子を作製することを可能
にしたものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

ガラス基板の表面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨を行
った後、ガラス基板表面にポジ型のレジストをスピンコ
ードによって０．５μｍの厚みでコーティングした。

このレジストに、第１図に示したように波長４４１．６
ｎｍのレーザー光を二光束に分離して干渉させて照射し
、現像液によって感光部を溶解させた後、１２０°Ｃで
ベーキングを行って第２図に示すような回折格子形状を
ガラス表面に形成した。

第１図において、１１は光源、１２はハーフミラ、１３
は反射板、１４はピンホール、１５は試料である。第２
図において、２１はレジスト、２２はガラス基板である
。

次に、このガラス基板上にクロム（Ｃｒ）膜を蒸着法に
よって０．１μｍの厚みで成膜した。このときのガラス
基板の断面形状を第３図に示す。第３図において、３Ｉ
はレジスト、３２はＣｒ薄膜、３３はガラス基板である
。

この後、レジストのみを有機溶剤を用いて溶解させた。

このときの断面形状を第４図に示す。第４図において、
４１はＣｒ薄膜、４２はガラス基板である。第４図より
明らかなように、ガラス基板上に線幅０．５μｍ、ピッ
チ１．０μｍのラインアンドスペースパターンのＣｒマ
スクが形成されていることがわかる。

第４図の状態のガラス基板を第５図に示すＥＣＲ（電子
サイクロトロン共鳴）プラズマイオンシャワーエツチン
グ装置にイオン源に対して直角にセントシ、ＣＨＦ、ガ
スによってエツチングし、断面形状を観測した精巣、第
６図に示すように、Ｃｒマスクがすべてエツチングされ
た時点の形状は、段差が１．０．ｕｍでピッチが１．０
μｍの波状の回折格子が形成されていることがわかる。

第５図において、５１はイオン引き出し電極、５２はイ
オン源、５３はシャッター、５４は基板ホルダー、５５
は排気系である。第６図において、６１はガラス基板で
ある。

又、イオン源に対してガラス基板を４５°傾けてセット
すると、第７図に示すようなサーフィンウェーブ形状の
回折格子が得られた。第７図において、７１はガラス基
板である。

さらに、同一ピンチのラインアンドスペースパターンの
Ｃｒマスクの線幅を変化させたときのガラス基板表面に
形成できる回折格子形状を第８図から第１０図に示す。

第８図に示した回折格子は、ラインとスペースの線幅の
比率が４：１である。

第９図は１：１、第１０図は１：４である。第８図、第
９図、第１０図において、８１．９１１０１はガラス基
板である。このように、ラインとスペースの線幅の比率
を変化させることによって、種々の形状の回折格子を作
製することができる。

このようにしてガラス基板表面に直接回折格子形状を刻
んだ後、表面上に反射膜として金（Ａ　ｕ　）薄膜を蒸
着法によって形成した。このときの、各回折格子の回折
効率を表１に示す。

（以　下　余　白） 表１　各回折格子の回折効率 表１より、形状の違いによって、回折効率が異なること
がわかる。従って、マスクのラインとスペースの線幅の
比を変えることによって、回折効率を変化させることが
可能であることがわかる。

又、基板の角度によって回折効率をさらに向上させるこ
とが可能であることもわかる。

以上のように本発明によれば、所望の形状のガラス製回
折格子を容易に形成できることがわかる。

なお、本実施例においては、マスク材としてＤｒ薄膜を
用いたが、ガラスとの選択エツチングのできる材料であ
れば、どんなものでもマスク材として用いることができ
るのは言うまでもない。

さらに、用いるマスク材及びエンチング条件によって、
形成できる回折格子形状も変化させることができる。

発明の効果 本発明の方法によって、非常に高強度で耐久性の良いガ
ラス表面に微細加工を容易に施すことが可能となり、所
望の形状の回折格子を容易に得ることができるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例における三光束干渉露光装置の概略図、
第２図、第３図、第４図は実施例におけるプロセスの各
段階での作製試料の断面図、第５図は実施例に用いたエ
ツチング装置の概略図、第６図、第７図、第８図、第９
図、第１０図は本発明方法によって作製できたガラス製
回折格子の断面図である。 １１・・・・・・光源、１２・・・・・・ハーフミラ−
１１３・・・・・・反射板、１４・・・・・・ピンホー
ル、１５・・・・・・ｔ＆Ｔ４゜代理人の氏名　弁理士
　粟野重孝　はか１名１１−一−先）原 第４図 ＼４２ ！２ｖ４ 第　５　図 ｍ−２２ 第３図 ９イ 第 図 第 図 第 図 第 図 第１゜ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平面ガラス基板の表面にラインアンドスペースパ
   ターンのマスクを形成して、ドライエッチングによって
   ガラス表面に回折格子形状を形成することを特徴とする
   回折格子の作製方法。
2. （２）マスクの厚みおよびラインアンドスペースパター
   ンの線幅によって、回折格子形状を制御することを特徴
   とする請求項（１）記載の回折格子の作製方法。