JPH05150109A - ラミナー型回折格子製作法 - Google Patents
ラミナー型回折格子製作法Info
- Publication number
- JPH05150109A JPH05150109A JP34013391A JP34013391A JPH05150109A JP H05150109 A JPH05150109 A JP H05150109A JP 34013391 A JP34013391 A JP 34013391A JP 34013391 A JP34013391 A JP 34013391A JP H05150109 A JPH05150109 A JP H05150109A
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- Japan
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- etching
- ion beam
- grating
- diffraction grating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ラミナーグレーティングを反応性イオンビー
ムエッチング法で作成する場合に、格子溝の両岸の垂直
性を確保し、溝底が平滑なエッチングを可能にする。 【構成】ＳｉＯ2 を主成分とする無機化合物を格子素材
１とし、フォトレジスト層２によって格子パターンを形
成し、エッチング用ガスとしてＣＨＦ3 或はＣＦ4 を用
い、この反応性ガスにＡｒを混合して反応性イオンビー
ムエッチングを行う。
ムエッチング法で作成する場合に、格子溝の両岸の垂直
性を確保し、溝底が平滑なエッチングを可能にする。 【構成】ＳｉＯ2 を主成分とする無機化合物を格子素材
１とし、フォトレジスト層２によって格子パターンを形
成し、エッチング用ガスとしてＣＨＦ3 或はＣＦ4 を用
い、この反応性ガスにＡｒを混合して反応性イオンビー
ムエッチングを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は格子溝の上面と底面が平
面である回折格子（ラミナー型回折格子）をイオンビー
ムエッチング法で作成する場合のエッチング方法に関す
る。
面である回折格子（ラミナー型回折格子）をイオンビー
ムエッチング法で作成する場合のエッチング方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】回折格子をエッチング法によって作成す
るには、格子素材の上にレジスト層による格子パターン
のマスクを形成し、格子素材のマスクから露出している
部分をイオンビームエッチングで除去して行くことによ
り格子溝を形成する。従来このイオンビームエッチング
には反応性ガスを用いた反応性イオンビームエッチング
法が用いられている。格子パターンのマスクで格子素材
を覆ってイオンビームエッチングを行う場合、マスク自
体もエッチングを受けるから、格子素材に対してマスク
の方がエッチングされ難い、即ちエッチングレートが小
さいエッチング方法を選択する必要がある。このような
エッチング方法として格子素材にＳｉ系の無機質例えば
石英とかガラス等のＳｉＯ2 を主成分とする物質或はＳ
ｉ純品を用い、エッチングガスとして炭化水素のフッ化
物例えばＣＨＦ3 とかＣＦ4 等をエッチングガスとして
用いる反応性イオンビームエッチングが用いられてい
る。
るには、格子素材の上にレジスト層による格子パターン
のマスクを形成し、格子素材のマスクから露出している
部分をイオンビームエッチングで除去して行くことによ
り格子溝を形成する。従来このイオンビームエッチング
には反応性ガスを用いた反応性イオンビームエッチング
法が用いられている。格子パターンのマスクで格子素材
を覆ってイオンビームエッチングを行う場合、マスク自
体もエッチングを受けるから、格子素材に対してマスク
の方がエッチングされ難い、即ちエッチングレートが小
さいエッチング方法を選択する必要がある。このような
エッチング方法として格子素材にＳｉ系の無機質例えば
石英とかガラス等のＳｉＯ2 を主成分とする物質或はＳ
ｉ純品を用い、エッチングガスとして炭化水素のフッ化
物例えばＣＨＦ3 とかＣＦ4 等をエッチングガスとして
用いる反応性イオンビームエッチングが用いられてい
る。
【０００３】ラミナー型回折格子は格子を構成する突条
の上面と格子溝底が夫々水平面になっており、突条の両
側面即ち格子溝の両岸が垂直になっていることが望まし
いが、このような溝形をイオンビームエッチングで作る
場合、レジスト層に対する格子素材のエッチングレート
が充分大きい必要がある。即ちレジストによる格子パタ
ーンはレジストとしてフォトレジストを用い、ホログラ
フィック露光法により格子パターンを焼付ける場合、レ
ジストのマスクの断面は山形になっており、レジストは
エッチングの進行につれて山の高さが低くなると共に両
側縁が消失してマスクの格子条の幅が次第にせまくなっ
て行く。このため格子素材の露出部の幅が広がって、格
子溝の両側は傾斜面となる。ＣＨＦ3 とかＣＦ4 を用い
た反応性イオンビームエッチング法はレジストに対する
格子素材のエッチングレートを大きくできるが、それで
もラミナー型回折格子を作る場合、格子溝の両岸の垂直
度を満足な程度にすることは困難であった。またこれら
の反応性ガスを用いた反応性イオンビームエッチング法
では炭素が析出したり、チャンバー内の不純物がスパッ
タされて溝底に付着するため、格子溝の溝底が粗面とな
り、回折格子を真空紫外域で使う場合、この粗面による
光の散乱が大きくて、迷光レベルが高まり、回折格子と
しての性能が不十分であった。
の上面と格子溝底が夫々水平面になっており、突条の両
側面即ち格子溝の両岸が垂直になっていることが望まし
いが、このような溝形をイオンビームエッチングで作る
場合、レジスト層に対する格子素材のエッチングレート
が充分大きい必要がある。即ちレジストによる格子パタ
ーンはレジストとしてフォトレジストを用い、ホログラ
フィック露光法により格子パターンを焼付ける場合、レ
ジストのマスクの断面は山形になっており、レジストは
エッチングの進行につれて山の高さが低くなると共に両
側縁が消失してマスクの格子条の幅が次第にせまくなっ
て行く。このため格子素材の露出部の幅が広がって、格
子溝の両側は傾斜面となる。ＣＨＦ3 とかＣＦ4 を用い
た反応性イオンビームエッチング法はレジストに対する
格子素材のエッチングレートを大きくできるが、それで
もラミナー型回折格子を作る場合、格子溝の両岸の垂直
度を満足な程度にすることは困難であった。またこれら
の反応性ガスを用いた反応性イオンビームエッチング法
では炭素が析出したり、チャンバー内の不純物がスパッ
タされて溝底に付着するため、格子溝の溝底が粗面とな
り、回折格子を真空紫外域で使う場合、この粗面による
光の散乱が大きくて、迷光レベルが高まり、回折格子と
しての性能が不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は反応性イオン
ビームエッチングによるラミナー型回折格子の製作にお
いて、格子溝の両岸の垂直性を高め、溝底の荒れをなく
して平滑な溝底が得られるエッチング方法を得ようとす
るものである。
ビームエッチングによるラミナー型回折格子の製作にお
いて、格子溝の両岸の垂直性を高め、溝底の荒れをなく
して平滑な溝底が得られるエッチング方法を得ようとす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】格子素材にＳｉＯ2 系無
機質材料を用い、反応性イオンビームエッチングの反応
ガスにＣＨＦ3 或はＣＦ4 等の炭化水素フッ化物を用
い、同ガスにＡｒを混合してイオンビームエッチングを
行うようにした。
機質材料を用い、反応性イオンビームエッチングの反応
ガスにＣＨＦ3 或はＣＦ4 等の炭化水素フッ化物を用
い、同ガスにＡｒを混合してイオンビームエッチングを
行うようにした。
【０００６】
【作用】炭化水素フッ化物を反応性イオンビームエッチ
ングの反応性ガスとして用いると、ＳｉＯ2 系無機質材
料のレジスト層に対するエッチングレート比は比較的高
くなるが、これにＡｒを混合することにより、レジスト
のエッチングレートが減少し、エッチングレート比を更
に高めることができる。またＡｒの混入は炭化水素フッ
化物単独の場合において生じる析出炭素を除去するので
炭化水素フッ化物単独の場合に比しエッチング面の荒れ
が少なく、平滑な、溝底面が得られる。
ングの反応性ガスとして用いると、ＳｉＯ2 系無機質材
料のレジスト層に対するエッチングレート比は比較的高
くなるが、これにＡｒを混合することにより、レジスト
のエッチングレートが減少し、エッチングレート比を更
に高めることができる。またＡｒの混入は炭化水素フッ
化物単独の場合において生じる析出炭素を除去するので
炭化水素フッ化物単独の場合に比しエッチング面の荒れ
が少なく、平滑な、溝底面が得られる。
【０００７】
【実施例】図１はＡ，Ｂ，Ｃ…の順に本発明方法の工程
の進行を示す。図で１は石英ガラスの格子素材で、図１
Ａに示すようにこの上にフォトレジストＯＦＰＲ５００
０の層２を０．４μｍの厚さに形成する。その後図１Ｂ
に示すようにＨｅ−Ｃｄレーザによる４４１．６ｎｍの
波長の光の２光束干渉による干渉縞をフォトレジスト層
２に投射露光して現像することにより、フォトレジスト
２による格子パタークのマスクを形成する。フォトレジ
ストに感光した干渉縞は現像により断面正弦波状にな
り、現像時間の調節で、格子素材１表面に断面正弦半波
状にフォトレジストを残す。その後反応性イオンビーム
エッチングを行うが、このとき、イオンビーム照射方向
は格子素材１の表面に対して垂直とし、反応性ガスとし
てＣＦ4を用い、Ａｒとの混合比を５０％対５０％とし
た。このエッチングにより格子溝が形成されて行き、溝
の深さは面積当たりのイオンビーム電流を一定に保ち、
エッチング時間で制御する。このようにして図１Ｃに示
すように格子溝が形成される。この過程でフォトレジス
ト２のエッチングの進行は格子素材のＳｉＯ2 に比し著
しく遅いので、フォトレジストのマスクの幅は殆ど減少
せず、溝の両岸は略垂直である。溝が所定の深さに達し
た時、エッチングを止め、残ったフォトレジスト２はＯ
2 のプラズマエッチングにより灰化除去し、その後図１
Ｅのように表面にＡｕ層３をコートして溝本数１２００
本／ｍｍのラミナー型回折格子が完成される。
の進行を示す。図で１は石英ガラスの格子素材で、図１
Ａに示すようにこの上にフォトレジストＯＦＰＲ５００
０の層２を０．４μｍの厚さに形成する。その後図１Ｂ
に示すようにＨｅ−Ｃｄレーザによる４４１．６ｎｍの
波長の光の２光束干渉による干渉縞をフォトレジスト層
２に投射露光して現像することにより、フォトレジスト
２による格子パタークのマスクを形成する。フォトレジ
ストに感光した干渉縞は現像により断面正弦波状にな
り、現像時間の調節で、格子素材１表面に断面正弦半波
状にフォトレジストを残す。その後反応性イオンビーム
エッチングを行うが、このとき、イオンビーム照射方向
は格子素材１の表面に対して垂直とし、反応性ガスとし
てＣＦ4を用い、Ａｒとの混合比を５０％対５０％とし
た。このエッチングにより格子溝が形成されて行き、溝
の深さは面積当たりのイオンビーム電流を一定に保ち、
エッチング時間で制御する。このようにして図１Ｃに示
すように格子溝が形成される。この過程でフォトレジス
ト２のエッチングの進行は格子素材のＳｉＯ2 に比し著
しく遅いので、フォトレジストのマスクの幅は殆ど減少
せず、溝の両岸は略垂直である。溝が所定の深さに達し
た時、エッチングを止め、残ったフォトレジスト２はＯ
2 のプラズマエッチングにより灰化除去し、その後図１
Ｅのように表面にＡｕ層３をコートして溝本数１２００
本／ｍｍのラミナー型回折格子が完成される。
【０００８】上述実施例は反応性ガスとしてＣＦ4 を用
い、Ａｒの混合比５０％としたが、別実施例は反応性ガ
スとしてＣＨＦ3 を用い、ＣＨＦ3 ７０％、Ａｒ３０％
の混合ガスで反応性イオンビームエッチングを行い、そ
の他の工程は前例と同じにして、前例と同様の回折格子
を得た。格子基板は石英ガラスでなく普通ガラスでもよ
い。
い、Ａｒの混合比５０％としたが、別実施例は反応性ガ
スとしてＣＨＦ3 を用い、ＣＨＦ3 ７０％、Ａｒ３０％
の混合ガスで反応性イオンビームエッチングを行い、そ
の他の工程は前例と同じにして、前例と同様の回折格子
を得た。格子基板は石英ガラスでなく普通ガラスでもよ
い。
【０００９】
【効果】炭化水素フッ化物を用いた反応性イオンビーム
エッチングにおいて、Ａｒを混合することによりレジス
トと格子素材とのエッチングレートが大きくなり、溝岸
が急峻な格子溝が得られ、Ａｒの清浄作用により炭素の
析出が防がれて溝底が平滑になるので、ラミナー型回折
格子の性能が向上する。またエッチング装置内面の析出
炭素もＡｒの清拭作用で除去されるので、エッチング装
置自体の手入れ頻度も減少される。
エッチングにおいて、Ａｒを混合することによりレジス
トと格子素材とのエッチングレートが大きくなり、溝岸
が急峻な格子溝が得られ、Ａｒの清浄作用により炭素の
析出が防がれて溝底が平滑になるので、ラミナー型回折
格子の性能が向上する。またエッチング装置内面の析出
炭素もＡｒの清拭作用で除去されるので、エッチング装
置自体の手入れ頻度も減少される。
【図１】本発明の一実施例の工程の各段階を示す図。 １ 格子素材 ２ フォトレジスト ３ Ａｕコート
Claims (1)
- 【請求項１】 格子素材にＳｉＯ2 を主成分とする無機
質材料を用い、その上にフォトレジスト層による回折格
子パターンを形成して、炭化水素フッ化物にＡｒを混合
したガスを用いて格子素材面に垂直の方向からイオンビ
ームエッチングを行って格子溝を形成することを特徴と
するラミナー型回折格子製作法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3340133A JP2737815B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | ラミナー型回折格子製作法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3340133A JP2737815B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | ラミナー型回折格子製作法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150109A true JPH05150109A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2737815B2 JP2737815B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=18334043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3340133A Expired - Lifetime JP2737815B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | ラミナー型回折格子製作法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737815B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9939577B2 (en) | 2016-04-20 | 2018-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Diffraction structure, diffraction grating, diffraction grating array, optical phased array, optical modulator, optical filter, laser source |
| KR20220024996A (ko) * | 2019-07-01 | 2022-03-03 | 쇼오트 글라스 테크놀로지스 (쑤저우) 코퍼레이션 리미티드. | 회절 광학 소자 및 회절 광학 소자의 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02244002A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-28 | Sekinosu Kk | 射出成形用光回折格子コアの作成方法 |
| JPH03253802A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 微細加工方法 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP3340133A patent/JP2737815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02244002A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-28 | Sekinosu Kk | 射出成形用光回折格子コアの作成方法 |
| JPH03253802A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 微細加工方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9939577B2 (en) | 2016-04-20 | 2018-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Diffraction structure, diffraction grating, diffraction grating array, optical phased array, optical modulator, optical filter, laser source |
| KR20220024996A (ko) * | 2019-07-01 | 2022-03-03 | 쇼오트 글라스 테크놀로지스 (쑤저우) 코퍼레이션 리미티드. | 회절 광학 소자 및 회절 광학 소자의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737815B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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