JPH0727910A - 光学素子の製造方法および回折格子の製造方法並びにそ の製造装置 - Google Patents
光学素子の製造方法および回折格子の製造方法並びにそ の製造装置Info
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- JPH0727910A JPH0727910A JP17068493A JP17068493A JPH0727910A JP H0727910 A JPH0727910 A JP H0727910A JP 17068493 A JP17068493 A JP 17068493A JP 17068493 A JP17068493 A JP 17068493A JP H0727910 A JPH0727910 A JP H0727910A
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回折格子等の光学素子の製造方法およびその
製造装置に関するもので、レジストレスの製造方法によ
り、製造工程を簡略化するとともに、完全ドライ化する
ことができる回折格子の製造方法およびその製造装置を
提供すること。 【構成】 回折格子等の光学素子の製造方法において、
レーザ光１６を基板１２上に照射する際に基板上を走査
する工程を有し、その光を用いた光化学反応あるいはア
ブレーションにより、その走査パターン等に対応した格
子形状の加工を施すという構成を有している。
製造装置に関するもので、レジストレスの製造方法によ
り、製造工程を簡略化するとともに、完全ドライ化する
ことができる回折格子の製造方法およびその製造装置を
提供すること。 【構成】 回折格子等の光学素子の製造方法において、
レーザ光１６を基板１２上に照射する際に基板上を走査
する工程を有し、その光を用いた光化学反応あるいはア
ブレーションにより、その走査パターン等に対応した格
子形状の加工を施すという構成を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光の分光、単色化等に
広く利用されている回折格子をはじめとする各種光学素
子の製造方法およびその製造装置に関するものである。
広く利用されている回折格子をはじめとする各種光学素
子の製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学素子の一つである回折格子
は、波長選択性を有するため、分光器等の波長分散素子
として用いられてきた。また、現在では、光集積回路に
おける光反射素子、光偏光素子として、あるいは、半導
体レーザ等の光共振用ミラー等として、広範囲で利用さ
れている。
は、波長選択性を有するため、分光器等の波長分散素子
として用いられてきた。また、現在では、光集積回路に
おける光反射素子、光偏光素子として、あるいは、半導
体レーザ等の光共振用ミラー等として、広範囲で利用さ
れている。
【０００３】このような回折格子の製造方法としては、
従来、ホログラフィック露光による製法が用いられてき
た。このような従来の製法としては例えば、特開昭６０
−２１６３０４号公報に記載されまた図９に示された方
法がある。以下、図９を参照しながら従来の回折格子の
製造方法について説明する。
従来、ホログラフィック露光による製法が用いられてき
た。このような従来の製法としては例えば、特開昭６０
−２１６３０４号公報に記載されまた図９に示された方
法がある。以下、図９を参照しながら従来の回折格子の
製造方法について説明する。
【０００４】図９は従来の回折格子の製造方法の工程図
である。図９において、９１は基板、９２は薄膜、９３
はレジスト、９４、９４’はレジスト９３に露光作用を
及ぼすレーザ光であ る。以上のような構成において、
その製造方法を説明する。まず、基板９１上全面に薄膜
９２を形成し、その上にレジスト９３を塗布する
（ａ）。次に、レーザ光９４、９４’を用いた干渉露光
法によりレジストを露光する（ｂ）。その後、レジスト
を現像すると、レジストに格子形状が形成される
（ｃ）。このレジストをマスクとして、エッチングを行
うと、レジストの格子形状が薄膜上に転写される
（ｄ）。最後に、残留するレジストを除去することによ
り、回折格子が製造される（ｅ）。
である。図９において、９１は基板、９２は薄膜、９３
はレジスト、９４、９４’はレジスト９３に露光作用を
及ぼすレーザ光であ る。以上のような構成において、
その製造方法を説明する。まず、基板９１上全面に薄膜
９２を形成し、その上にレジスト９３を塗布する
（ａ）。次に、レーザ光９４、９４’を用いた干渉露光
法によりレジストを露光する（ｂ）。その後、レジスト
を現像すると、レジストに格子形状が形成される
（ｃ）。このレジストをマスクとして、エッチングを行
うと、レジストの格子形状が薄膜上に転写される
（ｄ）。最後に、残留するレジストを除去することによ
り、回折格子が製造される（ｅ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、以下のような課題を有していた。 （１）レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジス
ト除去という多段階工程が必要であり、工程数が多い。 （２）レジスト塗布というウェット工程が含まれている
ため、プロセスの完全ドライ化という要望に対して限界
がある。 （３）回折格子を形成すべき薄膜のエッチレートをレジ
ストのエッチレートより充分に大きくできない場合に
は、２種類のレジストを使う等の工程が必要になり、さ
らに工程数が増す。
従来の構成では、以下のような課題を有していた。 （１）レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジス
ト除去という多段階工程が必要であり、工程数が多い。 （２）レジスト塗布というウェット工程が含まれている
ため、プロセスの完全ドライ化という要望に対して限界
がある。 （３）回折格子を形成すべき薄膜のエッチレートをレジ
ストのエッチレートより充分に大きくできない場合に
は、２種類のレジストを使う等の工程が必要になり、さ
らに工程数が増す。
【０００６】本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなさ
れたもので、レジストレスの製造方法により、製造工程
を簡略化するとともに完全ドライ化することができる光
学素子や回折格子の製造方法およびその製造装置を提供
することを目的とする。
れたもので、レジストレスの製造方法により、製造工程
を簡略化するとともに完全ドライ化することができる光
学素子や回折格子の製造方法およびその製造装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の回折格子の製造方法は、パルス光を基板上に
照射する際に基板上走査する工程、あるいは、基板上に
干渉光を照射する工程を有し、それらの光を用いた光化
学反応あるいはアブレーションにより、その走査パター
ンあるいは干渉パターンに対応した格子形状を形成する
という構成を有している。
に本発明の回折格子の製造方法は、パルス光を基板上に
照射する際に基板上走査する工程、あるいは、基板上に
干渉光を照射する工程を有し、それらの光を用いた光化
学反応あるいはアブレーションにより、その走査パター
ンあるいは干渉パターンに対応した格子形状を形成する
という構成を有している。
【０００８】
【作用】本発明は上記構成によって、レジストレスの回
折格子の製造方法を用いることにより、製造工程数を減
少させることができるとともに、プロセスの完全ドライ
化を実現できる、優れた回折格子の製造方法およびその
製造装置を得ることができる。
折格子の製造方法を用いることにより、製造工程数を減
少させることができるとともに、プロセスの完全ドライ
化を実現できる、優れた回折格子の製造方法およびその
製造装置を得ることができる。
【０００９】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造装置の概
略図である。図１において、１１は光化学反応等を起こ
させる反応容器、１２は反応容器１１内に設置される上
面に回折格子が形成される基板、１３は反応容器１１を
所定圧力に排気する排気口、１４は反応ガスを供給する
ガス導入口、１５はレーザ光源、１６はレーザ光源１５
から出射されたレーザ光、１７はレーザ光１６を角度可
変の状態で反射して走査させるミラー、１８はレーザ光
を反応容器１１へ導入する光導入窓、１９は線状のレー
ザ光を生成するシリンドリカルレンズ、２０はレーザ光
１６を走査させるためにミラー１７を回転駆動するミラ
ー駆動系、２１はこの装置全体の動作をコントロールす
る連動制御系である。
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造装置の概
略図である。図１において、１１は光化学反応等を起こ
させる反応容器、１２は反応容器１１内に設置される上
面に回折格子が形成される基板、１３は反応容器１１を
所定圧力に排気する排気口、１４は反応ガスを供給する
ガス導入口、１５はレーザ光源、１６はレーザ光源１５
から出射されたレーザ光、１７はレーザ光１６を角度可
変の状態で反射して走査させるミラー、１８はレーザ光
を反応容器１１へ導入する光導入窓、１９は線状のレー
ザ光を生成するシリンドリカルレンズ、２０はレーザ光
１６を走査させるためにミラー１７を回転駆動するミラ
ー駆動系、２１はこの装置全体の動作をコントロールす
る連動制御系である。
【００１０】以上のように構成された回折格子の製造装
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板１２を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板１２を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、光源としてＡｒＦエキシマレーザを用
い、Ｓｉ薄膜を堆積する場合には、基板温度を２００℃
程度とし、反応ガスとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6）等を
用いればよい。その後、レーザ光源１５から出射された
レーザ光１６をミラー１７で反射して光導入窓１９を通
して基板１２上に照射すると、レーザ光の照射された部
分に薄膜が堆積する。この際に、レーザ光１６をシリン
ドリカルレンズ１９で線状に集光するとともに、ミラー
１７をミラー駆動系２０からの駆動信号に応じて振動さ
せることにより、基板上で線状に集光されたレーザ光１
６を直交方向に走査させる。レーザはパルスレーザと
し、このパルスレーザの繰り返し周波数と、レーザを基
板上で走査させるためのミラー駆動系２０からの駆動信
号の周波数を同期させるよう連動制御系２１により制御
しながら、薄膜を堆積する。
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板１２を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板１２を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、光源としてＡｒＦエキシマレーザを用
い、Ｓｉ薄膜を堆積する場合には、基板温度を２００℃
程度とし、反応ガスとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6）等を
用いればよい。その後、レーザ光源１５から出射された
レーザ光１６をミラー１７で反射して光導入窓１９を通
して基板１２上に照射すると、レーザ光の照射された部
分に薄膜が堆積する。この際に、レーザ光１６をシリン
ドリカルレンズ１９で線状に集光するとともに、ミラー
１７をミラー駆動系２０からの駆動信号に応じて振動さ
せることにより、基板上で線状に集光されたレーザ光１
６を直交方向に走査させる。レーザはパルスレーザと
し、このパルスレーザの繰り返し周波数と、レーザを基
板上で走査させるためのミラー駆動系２０からの駆動信
号の周波数を同期させるよう連動制御系２１により制御
しながら、薄膜を堆積する。
【００１１】図２は図１の回折格子の製造装置を用いた
回折格子の製造方法の工程図である。図２において、１
２および１６は、それぞれ、図１の基板および線状に整
形されたレーザ光であり、２２は基板１２上に形成した
薄膜である。以上のような構成において、その製造方法
を説明する。まず、基板１２上に、線状のパルスレーザ
光１６を１パルス照射した場合、照射された部分に線状
に初期状態の薄膜が堆積する（ａ）。そして、基板１２
上でレーザ光１６を走査すると、光の照射部分に薄膜が
順次堆積する。この時、レーザ光１６を基板１２上で走
査するためのミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数
と、パルスレーザの繰り返し周波数を同期させて制御す
る。例えば、レーザ光１６を基板１２上で等速度走査
し、その１周期の間に、レーザ光１６を６パルス照射す
るようにした場合、図２（ｂ）のように薄膜が堆積す
る。薄膜が所望の膜厚になるまでレーザ光１６を照射す
ることにより、格子形状の薄膜２２が得られる（ｃ）。
ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レーザ光１６を６
パルス照射するようにしたが、ミラー駆動信号の周波数
およびレーザ光１６の繰り返し周波数は、それぞれ独立
に変えることができるため、薄膜２２の格子間隔を任意
に制御することができる。
回折格子の製造方法の工程図である。図２において、１
２および１６は、それぞれ、図１の基板および線状に整
形されたレーザ光であり、２２は基板１２上に形成した
薄膜である。以上のような構成において、その製造方法
を説明する。まず、基板１２上に、線状のパルスレーザ
光１６を１パルス照射した場合、照射された部分に線状
に初期状態の薄膜が堆積する（ａ）。そして、基板１２
上でレーザ光１６を走査すると、光の照射部分に薄膜が
順次堆積する。この時、レーザ光１６を基板１２上で走
査するためのミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数
と、パルスレーザの繰り返し周波数を同期させて制御す
る。例えば、レーザ光１６を基板１２上で等速度走査
し、その１周期の間に、レーザ光１６を６パルス照射す
るようにした場合、図２（ｂ）のように薄膜が堆積す
る。薄膜が所望の膜厚になるまでレーザ光１６を照射す
ることにより、格子形状の薄膜２２が得られる（ｃ）。
ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レーザ光１６を６
パルス照射するようにしたが、ミラー駆動信号の周波数
およびレーザ光１６の繰り返し周波数は、それぞれ独立
に変えることができるため、薄膜２２の格子間隔を任意
に制御することができる。
【００１２】なお、ここではレーザ光１６をシリンドリ
カルレンズ１９を用いて線状ビームとし、基板上で一次
元走査としたが、レーザ光を点状ビームとし、基板上で
二次元走査させることにより、二次元のパターンを得る
ことができる。例えば、図１において、シリンドリカル
レンズ１９の代わりに球面レンズ等を用いてレーザ光を
点状に集光するとともに、ミラー１７の代わりにミラー
２枚を連動させてレーザ光を基板上で二次元走査させれ
ばよい。
カルレンズ１９を用いて線状ビームとし、基板上で一次
元走査としたが、レーザ光を点状ビームとし、基板上で
二次元走査させることにより、二次元のパターンを得る
ことができる。例えば、図１において、シリンドリカル
レンズ１９の代わりに球面レンズ等を用いてレーザ光を
点状に集光するとともに、ミラー１７の代わりにミラー
２枚を連動させてレーザ光を基板上で二次元走査させれ
ばよい。
【００１３】以上のように本実施例によれば、パルス光
を基板上に照射する際に当該パルス周波数に同期した周
波数で基板上走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、一工程で回折格子を製造する
ことができる。
を基板上に照射する際に当該パルス周波数に同期した周
波数で基板上走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、一工程で回折格子を製造する
ことができる。
【００１４】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について説明する。前記第１の実施例において、堆積し
た薄膜２２の格子形状は基板１２上でのレーザ光１６の
断面形状および強度分布に対応した形となる。したがっ
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変化させる手段を設けることにより、基
板１２上でのレーザ光１６の強度分布を制御することが
でき、これにより、生成される格子形状を制御すること
が可能となる。以下、図１の回折格子の製造装置におい
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変える方法について説明する。まず、基
板１２上でのレーザ光１６の断面形状（ビーム幅）を変
える手段としては、図１のシリンドリカルレンズ１９を
光軸に対し平行に移動する機構を設けるか、あるいは、
焦点距離の異なるレンズを用いればよい。また、レーザ
光１６の基板１２上での線状方向の強度分布を制御する
手段としては、例えば、図１のシリンドリカルレンズ１
９の前段に、減光率が集光方向で変化している減光 フ
ィルターを挿入すればよい。
について説明する。前記第１の実施例において、堆積し
た薄膜２２の格子形状は基板１２上でのレーザ光１６の
断面形状および強度分布に対応した形となる。したがっ
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変化させる手段を設けることにより、基
板１２上でのレーザ光１６の強度分布を制御することが
でき、これにより、生成される格子形状を制御すること
が可能となる。以下、図１の回折格子の製造装置におい
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変える方法について説明する。まず、基
板１２上でのレーザ光１６の断面形状（ビーム幅）を変
える手段としては、図１のシリンドリカルレンズ１９を
光軸に対し平行に移動する機構を設けるか、あるいは、
焦点距離の異なるレンズを用いればよい。また、レーザ
光１６の基板１２上での線状方向の強度分布を制御する
手段としては、例えば、図１のシリンドリカルレンズ１
９の前段に、減光率が集光方向で変化している減光 フ
ィルターを挿入すればよい。
【００１５】図３は本発明の他の一実施例におけるレー
ザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造方法の工程図であ
る。図３において、１２は図１の基板であり、３１は上
記手段により強度分布を変えたレーザ光、３２はレーザ
光３１の強度分布、３３は基板１２上に形成した薄膜で
ある。以上のような構成において、その製造方法を説明
する。まず、基板１２上に、強度分布が３２のように変
化したパルスレーザ光３１を１パルス照射した場合、照
射された部分に強度分布３２に対応した形状に薄膜が堆
積する（ａ）。そして、基板１２上でレーザ光３１を走
査すると、このレーザ光３１の照射部分に薄膜が堆積す
る。この時、レーザ光３１を基板１２上で走査するため
のミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数と、パルス
レーザの繰り返し周波数を同期させて制御する。例え
ば、レーザ光３１を基板１２上で等速度走査し、その１
周期の間に、レーザ光３１を６パルス照射するようにし
た場合、図３（ｂ）のように薄膜が堆積する。薄膜が所
望の膜厚になるまでレーザ光３１を照射することによ
り、強度分布３２に対応した格子形状の薄膜３３が得ら
れる（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レー
ザ光３１を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動
信号の周波数およびレーザ光３１の繰り返し周波数は、
それぞれ独立に変えることができるため、薄膜３３の格
子間隔を任意に制御することができる。
ザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造方法の工程図であ
る。図３において、１２は図１の基板であり、３１は上
記手段により強度分布を変えたレーザ光、３２はレーザ
光３１の強度分布、３３は基板１２上に形成した薄膜で
ある。以上のような構成において、その製造方法を説明
する。まず、基板１２上に、強度分布が３２のように変
化したパルスレーザ光３１を１パルス照射した場合、照
射された部分に強度分布３２に対応した形状に薄膜が堆
積する（ａ）。そして、基板１２上でレーザ光３１を走
査すると、このレーザ光３１の照射部分に薄膜が堆積す
る。この時、レーザ光３１を基板１２上で走査するため
のミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数と、パルス
レーザの繰り返し周波数を同期させて制御する。例え
ば、レーザ光３１を基板１２上で等速度走査し、その１
周期の間に、レーザ光３１を６パルス照射するようにし
た場合、図３（ｂ）のように薄膜が堆積する。薄膜が所
望の膜厚になるまでレーザ光３１を照射することによ
り、強度分布３２に対応した格子形状の薄膜３３が得ら
れる（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レー
ザ光３１を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動
信号の周波数およびレーザ光３１の繰り返し周波数は、
それぞれ独立に変えることができるため、薄膜３３の格
子間隔を任意に制御することができる。
【００１６】以上のように本実施例によれば、強度分布
３２を変化させたレーザ光３１のパルスを基板上に照射
するとともに、当該パルス周波数に同期した周波数で基
板１２上を走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄膜
３３を堆積することにより、任意の格子形状を有する回
折格子を一工程で製造することができる。
３２を変化させたレーザ光３１のパルスを基板上に照射
するとともに、当該パルス周波数に同期した周波数で基
板１２上を走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄膜
３３を堆積することにより、任意の格子形状を有する回
折格子を一工程で製造することができる。
【００１７】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第３の実施例におけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格
子の製造装置の概略図である。この図において、前記第
１の実施例の回折格子の製造装置におけると同一の部材
には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図４
において、４１は反応容器１１内に設置され上面に回折
格子が形成される基板、４２はレーザ光源１５から出射
されたレーザ光１６を分割するビームスプリッタ、４３
ａ、４３ｂはビームスプリッタ４２によって分割された
レーザ分割光、４４ａ、４４ｂはそれぞれのレーザ分割
光４３ａ、４３ｂを反射する反射ミラー、４５ａ、４５
ｂは反応容器１１に各レーザ分割光に対応して設けられ
た光導入窓である。
について、図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第３の実施例におけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格
子の製造装置の概略図である。この図において、前記第
１の実施例の回折格子の製造装置におけると同一の部材
には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図４
において、４１は反応容器１１内に設置され上面に回折
格子が形成される基板、４２はレーザ光源１５から出射
されたレーザ光１６を分割するビームスプリッタ、４３
ａ、４３ｂはビームスプリッタ４２によって分割された
レーザ分割光、４４ａ、４４ｂはそれぞれのレーザ分割
光４３ａ、４３ｂを反射する反射ミラー、４５ａ、４５
ｂは反応容器１１に各レーザ分割光に対応して設けられ
た光導入窓である。
【００１８】以上のように構成された回折格子の製造装
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板４１を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板４１を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、レーザ光源１５としてＡｒイオンレー
ザを用い、基板４１上にタングステン（Ｗ）の薄膜を堆
積する場合の反応ガスとしては、六弗化タングステン
（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）の組合せ等を用いればよい。
その後、レーザ光源１５から出射されたレーザ光１６を
ビームスプリッタ４２でレーザ分割光４３ａ、４３ｂに
分割し、それぞれのレーザ分割光４３ａ、４３ｂをミラ
ー４４ａ、４４ｂで反射して、光導入窓４５ａ、４５ｂ
を通して基板４１に２方向から照射し、干渉させる。
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板４１を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板４１を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、レーザ光源１５としてＡｒイオンレー
ザを用い、基板４１上にタングステン（Ｗ）の薄膜を堆
積する場合の反応ガスとしては、六弗化タングステン
（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）の組合せ等を用いればよい。
その後、レーザ光源１５から出射されたレーザ光１６を
ビームスプリッタ４２でレーザ分割光４３ａ、４３ｂに
分割し、それぞれのレーザ分割光４３ａ、４３ｂをミラ
ー４４ａ、４４ｂで反射して、光導入窓４５ａ、４５ｂ
を通して基板４１に２方向から照射し、干渉させる。
【００１９】図５は図４の回折格子の製造装置を用いた
回折格子の製造方法の工程図である。図５において、符
号４１および４３ａ、４３ｂは、それぞれ図４の基板４
１およびレーザ分割光であり、５１は基板４１上に形成
した薄膜である。以上のような構成において、その製造
方法を説明する。先に述べた手順で、基板４１に、２つ
のレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から照射する
（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂが
干渉することにより基板４１上で光の強度分布が形成さ
れ、その強度分布に対応した形状に薄膜５１が堆積す
る。
回折格子の製造方法の工程図である。図５において、符
号４１および４３ａ、４３ｂは、それぞれ図４の基板４
１およびレーザ分割光であり、５１は基板４１上に形成
した薄膜である。以上のような構成において、その製造
方法を説明する。先に述べた手順で、基板４１に、２つ
のレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から照射する
（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂが
干渉することにより基板４１上で光の強度分布が形成さ
れ、その強度分布に対応した形状に薄膜５１が堆積す
る。
【００２０】以上のように本実施例によれば、レーザ干
渉光を基板４１上に照射し、そのレーザ干渉光を用いた
光ＣＶＤにより薄膜５１を堆積することにより、一工程
で回折格子を製造することができる。
渉光を基板４１上に照射し、そのレーザ干渉光を用いた
光ＣＶＤにより薄膜５１を堆積することにより、一工程
で回折格子を製造することができる。
【００２１】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について説明する。実施例３では、基板４１上に照射す
る２方向からのレーザ分割光４３ａ、４３ｂの波面の形
状が等しいため、堆積した薄膜５１は一定の格子間隔お
よび形状となっていたが、基板４１上に照射する２方向
からのレーザ分割光４３ａ、４３ｂの少なくとも一方に
ついて、波面の形状を変える手段を設けることにより、
基板４１上でのレーザ光の強度分布を制御することがで
き、これにより、得られる格子間隔および形状を制御す
ることが可能となる。例えば、図４の回折格子の製造装
置において、レーザ分割光４３ａを基板４１に照射する
光路上の所定の部位、例えばミラー４４ａの後段に、凹
面レンズを挿入することにより、レーザ分割光４３ａの
波面の形状を変えることができる。以下、上記の装置を
用いて回折格子を製造する方法について、図面を参照し
ながら説明する。
について説明する。実施例３では、基板４１上に照射す
る２方向からのレーザ分割光４３ａ、４３ｂの波面の形
状が等しいため、堆積した薄膜５１は一定の格子間隔お
よび形状となっていたが、基板４１上に照射する２方向
からのレーザ分割光４３ａ、４３ｂの少なくとも一方に
ついて、波面の形状を変える手段を設けることにより、
基板４１上でのレーザ光の強度分布を制御することがで
き、これにより、得られる格子間隔および形状を制御す
ることが可能となる。例えば、図４の回折格子の製造装
置において、レーザ分割光４３ａを基板４１に照射する
光路上の所定の部位、例えばミラー４４ａの後段に、凹
面レンズを挿入することにより、レーザ分割光４３ａの
波面の形状を変えることができる。以下、上記の装置を
用いて回折格子を製造する方法について、図面を参照し
ながら説明する。
【００２２】図６は上記の回折格子の製造装置を用いた
回折格子の製造方法の工程図である。図６において、４
１は図４の基板、６１は図４のレーザ分割光４３ｂに相
当しここでは平面波とする。６２は上記凹面レンズによ
り図４のレーザ分割光４３ａを球面波に変えたレーザ分
割光であり、６３は基板４１上に形成した薄膜である。
以上のような構成において、その製造方法を説明する。
実施例３で述べた手順で、基板４１に、レーザ分割光６
１、６２を２方向から照射する（ａ）。すると、２つの
レーザ分割光６１、６２が干渉することにより基板４１
上で光の強度分布が形成され、その強度分布に対応した
格子形状に薄膜６３が堆積する。
回折格子の製造方法の工程図である。図６において、４
１は図４の基板、６１は図４のレーザ分割光４３ｂに相
当しここでは平面波とする。６２は上記凹面レンズによ
り図４のレーザ分割光４３ａを球面波に変えたレーザ分
割光であり、６３は基板４１上に形成した薄膜である。
以上のような構成において、その製造方法を説明する。
実施例３で述べた手順で、基板４１に、レーザ分割光６
１、６２を２方向から照射する（ａ）。すると、２つの
レーザ分割光６１、６２が干渉することにより基板４１
上で光の強度分布が形成され、その強度分布に対応した
格子形状に薄膜６３が堆積する。
【００２３】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、一工程で回折格子を製造する
ことができ、さらに、基板に照射する光の波面の形状を
制御することにより、回折格子の格子形状を制御するこ
とができる。
基板上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、一工程で回折格子を製造する
ことができ、さらに、基板に照射する光の波面の形状を
制御することにより、回折格子の格子形状を制御するこ
とができる。
【００２４】（実施例５）以下、本発明の第５の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図７は２種類
の薄膜を交互に積層した多層膜からなる回折格子の製造
方法の工程図である。ここでは、図１の回折格子の製造
装置を用いた、Ｘ線領域で用いられているＷ／Ｃ多層膜
からなる回折格子の製造方法について述べる。図７にお
いて、７１は基板、７２はＣ薄膜、７３はＷ薄膜、７４
はＷ／Ｃ多層膜である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、図１の反応容器１１内に
基板７１を設置し、実施例１に述べた手順で、反応ガス
としてベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）あるいはアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）を用い、基板７１上に、光の 強度分布に対応し
た形状にＣ薄膜７２を所定の膜厚まで堆積する（ａ）。
次に、反応ガスの供給を止め、図１の反応容器１１内を
高真空排気する。続いて、反応ガスとして六弗化タング
ステン（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）を用い、Ｃ薄膜７２を
堆積した上に、Ｗ薄膜７３を所定の膜厚まで堆積する
（ｂ）。以上の手順を繰り返し、所定の層対数を有する
Ｗ／Ｃ多層膜７４を堆積する（ｃ）。
について、図面を参照しながら説明する。図７は２種類
の薄膜を交互に積層した多層膜からなる回折格子の製造
方法の工程図である。ここでは、図１の回折格子の製造
装置を用いた、Ｘ線領域で用いられているＷ／Ｃ多層膜
からなる回折格子の製造方法について述べる。図７にお
いて、７１は基板、７２はＣ薄膜、７３はＷ薄膜、７４
はＷ／Ｃ多層膜である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、図１の反応容器１１内に
基板７１を設置し、実施例１に述べた手順で、反応ガス
としてベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）あるいはアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）を用い、基板７１上に、光の 強度分布に対応し
た形状にＣ薄膜７２を所定の膜厚まで堆積する（ａ）。
次に、反応ガスの供給を止め、図１の反応容器１１内を
高真空排気する。続いて、反応ガスとして六弗化タング
ステン（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）を用い、Ｃ薄膜７２を
堆積した上に、Ｗ薄膜７３を所定の膜厚まで堆積する
（ｂ）。以上の手順を繰り返し、所定の層対数を有する
Ｗ／Ｃ多層膜７４を堆積する（ｃ）。
【００２５】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、レジストレスの真空一貫プロ
セスで、多層膜からなる回折格子を製造することができ
る。なお、ここでは各薄膜の堆積に実施例１の方法を用
いたが、実施例２から４のいずれの方法を用いてもよ
い。さらに、ここでは基板７１上に回折格子を形成する
のに２種類の薄膜を用いたが、本手法を用いて３種類以
上の薄膜を積層した多層膜からなる回折格子を製造する
ことができることはいうまでもない。
基板上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤにより薄
膜を堆積することにより、レジストレスの真空一貫プロ
セスで、多層膜からなる回折格子を製造することができ
る。なお、ここでは各薄膜の堆積に実施例１の方法を用
いたが、実施例２から４のいずれの方法を用いてもよ
い。さらに、ここでは基板７１上に回折格子を形成する
のに２種類の薄膜を用いたが、本手法を用いて３種類以
上の薄膜を積層した多層膜からなる回折格子を製造する
ことができることはいうまでもない。
【００２６】以上、実施例１から５で述べてきた本発明
の方法は、光ＣＶＤを用いた薄膜形成の原理に基づき、
Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ等の金属膜、Ｓｉ等の半導体膜、あるい
は、ＳｉＯ2 等の絶縁膜のいずれの薄膜形成にも適用可
能である。また、基板材料が限定されることもない。
の方法は、光ＣＶＤを用いた薄膜形成の原理に基づき、
Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ等の金属膜、Ｓｉ等の半導体膜、あるい
は、ＳｉＯ2 等の絶縁膜のいずれの薄膜形成にも適用可
能である。また、基板材料が限定されることもない。
【００２７】（実施例６）以下、本発明の第６の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図８は図４の
回折格子の製造装置を用いた回折格子の製造方法の工程
図である。図８において、４３ａ、４３ｂは図４に示さ
れたのと同様のレーザ分割光であり、８１はその表面に
回折格子を製造する基板である。以上のような構成にお
いて、その製造方法を説明する。実施例３で述べた、図
４の回折格子の製造装置を用いて回折格子を製造する際
の動作において、反応容器１１内に反応ガスを導入する
代わりにエッチング用ガスを導入する。例えば、基板８
１にＳｉ基板を用いた場合、エッチング用ガスとして
は、弗素系ガス（ＮＦ3 等）を用いればよい。そして、
２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８
１に照射する （ａ）。すると、２つのレーザ分割光４
３ａ、４３ｂが干渉することにより基板８１上で光の強
度分布が形成され、光の強められた所が格子形状にエッ
チングされる（ｂ）。
について、図面を参照しながら説明する。図８は図４の
回折格子の製造装置を用いた回折格子の製造方法の工程
図である。図８において、４３ａ、４３ｂは図４に示さ
れたのと同様のレーザ分割光であり、８１はその表面に
回折格子を製造する基板である。以上のような構成にお
いて、その製造方法を説明する。実施例３で述べた、図
４の回折格子の製造装置を用いて回折格子を製造する際
の動作において、反応容器１１内に反応ガスを導入する
代わりにエッチング用ガスを導入する。例えば、基板８
１にＳｉ基板を用いた場合、エッチング用ガスとして
は、弗素系ガス（ＮＦ3 等）を用いればよい。そして、
２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８
１に照射する （ａ）。すると、２つのレーザ分割光４
３ａ、４３ｂが干渉することにより基板８１上で光の強
度分布が形成され、光の強められた所が格子形状にエッ
チングされる（ｂ）。
【００２８】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板上に照射し、その干渉光を用いたエッチングにより
基板の一部を格子形状に除去することにより、一工程で
回折格子を製造することができる。なお、実施例１から
４で述べた回折格子の製造方法において、反応容器内に
反応ガスを導入する代わりにエッチング用ガスを導入す
れば、いずれの方法を用いても回折格子を製造すること
ができる。
基板上に照射し、その干渉光を用いたエッチングにより
基板の一部を格子形状に除去することにより、一工程で
回折格子を製造することができる。なお、実施例１から
４で述べた回折格子の製造方法において、反応容器内に
反応ガスを導入する代わりにエッチング用ガスを導入す
れば、いずれの方法を用いても回折格子を製造すること
ができる。
【００２９】（実施例７）以下、本発明の第７の実施例
について説明する。実施例６では、基板８１の一部を格
子形状に除去する方法としてエッチングを用いたが、こ
こでは、レーザ光１６を照射して表面層を分解し除去す
るアブレーションを用いる。回折格子の製造方法の工程
図は、図８と同様である。図４の回折格子の製造装置を
用いて回折格子を製造する際の動作において、反応容器
１１内にガスを導入せず、真空に保ったまま、２つのレ
ーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８１に照射
する（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３ａ、４３
ｂが干渉することにより基板８１上で光の強度分布が形
成され、光の強められた所でアブレーションが生じ、基
板の一部が格子形状に除去される（ｂ）。
について説明する。実施例６では、基板８１の一部を格
子形状に除去する方法としてエッチングを用いたが、こ
こでは、レーザ光１６を照射して表面層を分解し除去す
るアブレーションを用いる。回折格子の製造方法の工程
図は、図８と同様である。図４の回折格子の製造装置を
用いて回折格子を製造する際の動作において、反応容器
１１内にガスを導入せず、真空に保ったまま、２つのレ
ーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８１に照射
する（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３ａ、４３
ｂが干渉することにより基板８１上で光の強度分布が形
成され、光の強められた所でアブレーションが生じ、基
板の一部が格子形状に除去される（ｂ）。
【００３０】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板上に照射し、その干渉光を用いたアブ レーション
により基板８１の一部を格子形状に除去することによ
り、一工程で回折格子を製造することができる。なお、
実施例１から４で述べた回折格子の製造方法において、
反応容器内に反応ガスを導入せず真空に保ったままレー
ザ光１６を照射すれば、いずれの方法を用いても同様に
回折格子を製造することができる。
基板上に照射し、その干渉光を用いたアブ レーション
により基板８１の一部を格子形状に除去することによ
り、一工程で回折格子を製造することができる。なお、
実施例１から４で述べた回折格子の製造方法において、
反応容器内に反応ガスを導入せず真空に保ったままレー
ザ光１６を照射すれば、いずれの方法を用いても同様に
回折格子を製造することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明は、一工程で回折格
子を製造することができ、工程数を大幅に減少させるこ
とができるとともに、レジストレスプロセスであること
から完全ドライ化でき、さらに格子形状を制御すること
ができる優れた回折格子の製造方法を得ることができ、
実用上きわめて有利なものである。
子を製造することができ、工程数を大幅に減少させるこ
とができるとともに、レジストレスプロセスであること
から完全ドライ化でき、さらに格子形状を制御すること
ができる優れた回折格子の製造方法を得ることができ、
実用上きわめて有利なものである。
【図１】本発明の第１の実施例における回折格子の製造
装置の概略図
装置の概略図
【図２】本発明の第１の実施例における回折格子の製造
方法の工程図
方法の工程図
【図３】本発明の第２の実施例における回折格子の製造
方法の工程図
方法の工程図
【図４】本発明の第３の実施例における回折格子の製造
装置の概略図
装置の概略図
【図５】本発明の第３の実施例における回折格子の製造
方法の工程図
方法の工程図
【図６】本発明の第４の実施例における回折格子の製造
方法の工程図
方法の工程図
【図７】本発明の第５の実施例における回折格子の製造
方法の工程図
方法の工程図
【図８】本発明の第６および第７の実施例における回折
格子の製造方法の工程図
格子の製造方法の工程図
【図９】従来の回折格子の製造方法の工程図
１１ 反応容器 １２、４１、７１、８１ 基板 １３ 排気口 １４ ガス導入口 １５ レーザ光源 １６、３１、４３、４３’、６１、６２ レーザ光 １７、４４、４４’ ミラー １８、４５、４５’ 光導入窓 １９ シリンドリカルレンズ ２０ ミラー駆動系 ２１ 連動制御系 ２２、３３、５１、６３ 薄膜 ３２ レーザ光３１の強度分布 ４２ ビームスプリッタ ７２ Ｃ薄膜 ７３ Ｗ薄膜 ７４ Ｗ／Ｃ多層膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】図９は従来の回折格子の製造方法の工程図
である。図９において、９１は基板、９２は薄膜、９３
はレジスト、９４、９４’はレジスト９３に露光作用を
及ぼすレーザ光である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、基板９１上全面に薄膜９
２を形成し、その上にレジスト９３を塗布する（ａ）。
次に、レーザ光９４、９４’を用いた干渉露光法により
レジストを露光する（ｂ）。その後、レジストを現像す
ると、レジストに格子形状が形成される（ｃ）。このレ
ジストをマスクとして、エッチングを行うと、レジスト
の格子形状が薄膜上に転写される（ｄ）。最後に、残留
するレジストを除去することにより、回折格子が製造さ
れる（ｅ）。
である。図９において、９１は基板、９２は薄膜、９３
はレジスト、９４、９４’はレジスト９３に露光作用を
及ぼすレーザ光である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、基板９１上全面に薄膜９
２を形成し、その上にレジスト９３を塗布する（ａ）。
次に、レーザ光９４、９４’を用いた干渉露光法により
レジストを露光する（ｂ）。その後、レジストを現像す
ると、レジストに格子形状が形成される（ｃ）。このレ
ジストをマスクとして、エッチングを行うと、レジスト
の格子形状が薄膜上に転写される（ｄ）。最後に、残留
するレジストを除去することにより、回折格子が製造さ
れる（ｅ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】以上のように構成された回折格子の製造装
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板１２を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板１２を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、光源としてＡｒＦエキシマレーザを用
い、Ｓｉ薄膜を堆積する場合には、基板温度を２００℃
程度とし、反応ガスとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ 6 ）等を
用いればよい。その後、レーザ光源１５から出射された
レーザ光１６をミラー１７で反射して光導入窓１８を通
して基板１２上に照射すると、レーザ光の照射された部
分に薄膜が堆積する。この際に、レーザ光１６をシリン
ドリカルレンズ１９で線状に集光するとともに、ミラー
１７をミラー駆動系２０からの駆動信号に応じて振動さ
せることにより、基板上で線状に集光されたレーザ光１
６を直交方向に走査させる。レーザはパルスレーザと
し、このパルスレーザの繰り返し周波数と、レーザを基
板上で走査させるためのミラー駆動系２０からの駆動信
号の周波数を同期させるよう連動制御系２１により制御
しながら、薄膜を堆積する。
置について、回折格子を製造する際の動作について説明
する。まず、反応容器１１内に基板１２を設置し、反応
容器１１内を密閉して排気口１３から反応容器１１内を
高真空排気する。次に、基板１２を所定の温度に加熱
し、ガス導入口１４から反応容器１１内に反応ガスを導
入する。例えば、光源としてＡｒＦエキシマレーザを用
い、Ｓｉ薄膜を堆積する場合には、基板温度を２００℃
程度とし、反応ガスとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ 6 ）等を
用いればよい。その後、レーザ光源１５から出射された
レーザ光１６をミラー１７で反射して光導入窓１８を通
して基板１２上に照射すると、レーザ光の照射された部
分に薄膜が堆積する。この際に、レーザ光１６をシリン
ドリカルレンズ１９で線状に集光するとともに、ミラー
１７をミラー駆動系２０からの駆動信号に応じて振動さ
せることにより、基板上で線状に集光されたレーザ光１
６を直交方向に走査させる。レーザはパルスレーザと
し、このパルスレーザの繰り返し周波数と、レーザを基
板上で走査させるためのミラー駆動系２０からの駆動信
号の周波数を同期させるよう連動制御系２１により制御
しながら、薄膜を堆積する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】図２は図１の回折格子の製造装置を用いた
回折格子の製造方法の工程図である。図２において、１
２および１６は、それぞれ、図１の基板および線状に整
形されたレーザ光であり、２２は基板１２上に形成した
薄膜である。以上のような構成において、その製造方法
を説明する。まず、基板１２上に、線状のパルスレーザ
光１６を１パルス照射した場合、照射された部分に線状
に初期状態の薄膜が堆積する（ａ）。そして、基板１２
上でレーザ光１６を走査すると、光の照射部分に薄膜が
順次堆積する。この時、レーザ光１６を基板１２上で走
査するためのミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数
と、パルスレーザの繰り返し周波数を同期させて制御す
る。例えば、レーザ光１６を基板１２上で等速度走査
し、その１周期の間に、レーザ光１６を６パルス照射す
るようにした場合、図２（ｂ）のように薄膜が堆積す
る。薄膜が所望の膜厚になるまでレーザ光１６を照射す
ることによ り、格子形状の薄膜２２が得られる
（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レーザ光
１６を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動信号
の周波数およびレーザ光１６の繰り返し周波数は、それ
ぞれ独立に変えることができるため、薄膜２２の格子間
隔を任意に制御することができる。
回折格子の製造方法の工程図である。図２において、１
２および１６は、それぞれ、図１の基板および線状に整
形されたレーザ光であり、２２は基板１２上に形成した
薄膜である。以上のような構成において、その製造方法
を説明する。まず、基板１２上に、線状のパルスレーザ
光１６を１パルス照射した場合、照射された部分に線状
に初期状態の薄膜が堆積する（ａ）。そして、基板１２
上でレーザ光１６を走査すると、光の照射部分に薄膜が
順次堆積する。この時、レーザ光１６を基板１２上で走
査するためのミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数
と、パルスレーザの繰り返し周波数を同期させて制御す
る。例えば、レーザ光１６を基板１２上で等速度走査
し、その１周期の間に、レーザ光１６を６パルス照射す
るようにした場合、図２（ｂ）のように薄膜が堆積す
る。薄膜が所望の膜厚になるまでレーザ光１６を照射す
ることによ り、格子形状の薄膜２２が得られる
（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レーザ光
１６を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動信号
の周波数およびレーザ光１６の繰り返し周波数は、それ
ぞれ独立に変えることができるため、薄膜２２の格子間
隔を任意に制御することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について説明する。前記第１の実施例において、堆積し
た薄膜２２の格子形状は基板１２上でのレーザ光１６の
断面形状および強度分布に対応した形となる。したがっ
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変化させる手段を設けることにより、基
板１２上でのレーザ光１６の強度分布を制御することが
でき、これにより、生成される格子形状を制御すること
が可能となる。以下、図１の回折格子の製造装置におい
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変える方法について説明する。まず、基
板１２上でのレーザ光１６の断面形状（ビーム幅）を変
える手段としては、図１のシリンドリカルレンズ１９を
光軸に対し平行に移動する機構を設けるか、あるいは、
焦点距離の異なるレンズを用いればよい。また、レーザ
光１６の基板１２上での線状方向の強度分布を制御する
手段としては、例えば、図１のシリンドリカルレンズ１
９の前段に、減光率が集光方向で変化している減光フィ
ルターを挿入すればよい。
について説明する。前記第１の実施例において、堆積し
た薄膜２２の格子形状は基板１２上でのレーザ光１６の
断面形状および強度分布に対応した形となる。したがっ
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変化させる手段を設けることにより、基
板１２上でのレーザ光１６の強度分布を制御することが
でき、これにより、生成される格子形状を制御すること
が可能となる。以下、図１の回折格子の製造装置におい
て、基板１２上でのレーザ光１６の断面形状および／ま
たは強度分布を変える方法について説明する。まず、基
板１２上でのレーザ光１６の断面形状（ビーム幅）を変
える手段としては、図１のシリンドリカルレンズ１９を
光軸に対し平行に移動する機構を設けるか、あるいは、
焦点距離の異なるレンズを用いればよい。また、レーザ
光１６の基板１２上での線状方向の強度分布を制御する
手段としては、例えば、図１のシリンドリカルレンズ１
９の前段に、減光率が集光方向で変化している減光フィ
ルターを挿入すればよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】図３は本発明の他の一実施例におけるレー
ザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造方法の工程図であ
る。図３において、１２は図１の基板であり、３１は上
記手段により強度分布を変えたレーザ光、３２はレーザ
光３１の強度分布、３３は基板１２上に形成した薄膜で
ある。以上のような構成において、その製造方法を説明
する。まず、基板１２上に、強度分布が３２のように変
化したパルスレーザ光３１を１パルス照射した場合、照
射された部分に強度分布３２に対応した形状に薄膜が堆
積する（ａ）。そして、基板１２上でレーザ光３１を走
査すると、このレーザ光３１の照射部分に薄膜が堆積す
る。この時、レーザ光３１を基板１２上で走査するため
のミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数と、パルス
レーザの繰り返し周波数を同期させて制御する。例え
ば、レーザ光３１を基板１２上で等速度走査し、その１
周期の間に、レーザ光３１を６パルス照射するようにし
た場合、図３（ｂ）のように薄膜が堆積する。薄膜が所
望の膜厚になるまでレーザ光３１を照射することによ
り、強度分布３２に対応した格子形状の薄膜３３が得ら
れる（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レー
ザ光３１を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動
信号の周波数およびレーザ光３１の繰り返し周波数は、
それぞれ独立に変えることができるため、薄膜３３の格
子間隔を任意に制御することができる。
ザＣＶＤ法を用いた回折格子の製造方法の工程図であ
る。図３において、１２は図１の基板であり、３１は上
記手段により強度分布を変えたレーザ光、３２はレーザ
光３１の強度分布、３３は基板１２上に形成した薄膜で
ある。以上のような構成において、その製造方法を説明
する。まず、基板１２上に、強度分布が３２のように変
化したパルスレーザ光３１を１パルス照射した場合、照
射された部分に強度分布３２に対応した形状に薄膜が堆
積する（ａ）。そして、基板１２上でレーザ光３１を走
査すると、このレーザ光３１の照射部分に薄膜が堆積す
る。この時、レーザ光３１を基板１２上で走査するため
のミラー駆動系２０からの駆動信号の周波数と、パルス
レーザの繰り返し周波数を同期させて制御する。例え
ば、レーザ光３１を基板１２上で等速度走査し、その１
周期の間に、レーザ光３１を６パルス照射するようにし
た場合、図３（ｂ）のように薄膜が堆積する。薄膜が所
望の膜厚になるまでレーザ光３１を照射することによ
り、強度分布３２に対応した格子形状の薄膜３３が得ら
れる（ｃ）。ここでは、ミラー駆動１周期の間に、レー
ザ光３１を６パルス照射するようにしたが、ミラー駆動
信号の周波数およびレーザ光３１の繰り返し周波数は、
それぞれ独立に変えることができるため、薄膜３３の格
子間隔を任意に制御することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】以上のように本実施例によれば、強度分布
３２を変化させたパルス光を基板上に照射するととも
に、当該パルス周波数に同期した周波数で基板１２上を
走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄膜３３を堆積
することにより、任意の格子形状を有する回折格子を一
工程で製造することができる。
３２を変化させたパルス光を基板上に照射するととも
に、当該パルス周波数に同期した周波数で基板１２上を
走査し、その光を用いた光ＣＶＤにより薄膜３３を堆積
することにより、任意の格子形状を有する回折格子を一
工程で製造することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第３の実施例におけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格
子の製造装置の概略図である。この図において、前記第
１の実施例の回折格子の製造装置におけると同一の部材
には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図４
において、４１は反応容器１１内に設置され上面に回折
格子が形成される基板、４２はレーザ光源１５から出射
されたレーザ光１６を分割するビームスプリッタ、４３
ａ、４３ｂはビームスプリッタ４２によって分割された
レーザ分割光、４４ａ、４４ｂはそれぞれのレーザ分
割光４３ａ、４３ｂを反射するミラー、４５ａ、４５ｂ
は反応容器１１に各レーザ分割光に対応して設けられた
光導入窓である。
について、図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第３の実施例におけるレーザＣＶＤ法を用いた回折格
子の製造装置の概略図である。この図において、前記第
１の実施例の回折格子の製造装置におけると同一の部材
には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図４
において、４１は反応容器１１内に設置され上面に回折
格子が形成される基板、４２はレーザ光源１５から出射
されたレーザ光１６を分割するビームスプリッタ、４３
ａ、４３ｂはビームスプリッタ４２によって分割された
レーザ分割光、４４ａ、４４ｂはそれぞれのレーザ分
割光４３ａ、４３ｂを反射するミラー、４５ａ、４５ｂ
は反応容器１１に各レーザ分割光に対応して設けられた
光導入窓である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板４１上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤによ
り薄膜５１を堆積することにより、一工程で回折格子を
製造することができる。
基板４１上に照射し、その干渉光を用いた光ＣＶＤによ
り薄膜５１を堆積することにより、一工程で回折格子を
製造することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】（実施例５）以下、本発明の第５の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図７は２種類
の薄膜を交互に積層した多層膜からなる回折格子の製造
方法の工程図である。ここでは、図１の回折格子の製造
装置を用いた、Ｘ線領域で用いられているＷ／Ｃ多層膜
からなる回折格子の製造方法について述べる。図７にお
いて、７１は基板、７２はＣ薄膜、７３はＷ薄膜、７４
はＷ／Ｃ多層膜である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、図１の反応容器１１内に
基板７１を設置し、実施例１に述べた手順で、反応ガス
としてベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）あるいはアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）を用い、基板７１上に、光の強度分布に対応した
形状にＣ薄膜７２を所定の膜厚まで堆積する（ａ）。次
に、反応ガスの供給を止め、図１の反応容器１１内を高
真空排気する。続いて、反応ガスとして六弗化タングス
テン（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）を用い、Ｃ薄膜７２を堆
積した上に、Ｗ薄膜７３を所定の膜厚まで堆積する
（ｂ）。以上の手順を繰り返し、所定の層対数を有する
Ｗ／Ｃ多層膜７４を堆積する（ｃ）。
について、図面を参照しながら説明する。図７は２種類
の薄膜を交互に積層した多層膜からなる回折格子の製造
方法の工程図である。ここでは、図１の回折格子の製造
装置を用いた、Ｘ線領域で用いられているＷ／Ｃ多層膜
からなる回折格子の製造方法について述べる。図７にお
いて、７１は基板、７２はＣ薄膜、７３はＷ薄膜、７４
はＷ／Ｃ多層膜である。以上のような構成において、そ
の製造方法を説明する。まず、図１の反応容器１１内に
基板７１を設置し、実施例１に述べた手順で、反応ガス
としてベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）あるいはアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）を用い、基板７１上に、光の強度分布に対応した
形状にＣ薄膜７２を所定の膜厚まで堆積する（ａ）。次
に、反応ガスの供給を止め、図１の反応容器１１内を高
真空排気する。続いて、反応ガスとして六弗化タングス
テン（ＷＦ6 ）と水素（Ｈ2 ）を用い、Ｃ薄膜７２を堆
積した上に、Ｗ薄膜７３を所定の膜厚まで堆積する
（ｂ）。以上の手順を繰り返し、所定の層対数を有する
Ｗ／Ｃ多層膜７４を堆積する（ｃ）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】（実施例６）以下、本発明の第６の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図８は図４の
回折格子の製造装置を用いた回折格子の製造方法の工程
図である。図８において、４３ａ、４３ｂは図４に示さ
れたのと同様のレーザ分割光であり、８１はその表面に
回折格子を製造する基板である。以上のような構成にお
いて、その製造方法を説明する。実施例３で述べた、図
４の回折格子の製造装置を用いて回折格子を製造する際
の動作において、反応容器１１内に反応ガスを導入する
代わりにエッチング用ガスを導入する。例えば、基板８
１にＳｉ基板を用いた場合、エッチング用ガスとして
は、弗素系ガス（ＮＦ 3 等）を用いればよい。そして、
２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８
１に照射する（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３
ａ、４３ｂが干渉することにより基板８１上で光の強度
分布が形成され、光の強められた所が格子形状にエッチ
ングされる（ｂ）。
について、図面を参照しながら説明する。図８は図４の
回折格子の製造装置を用いた回折格子の製造方法の工程
図である。図８において、４３ａ、４３ｂは図４に示さ
れたのと同様のレーザ分割光であり、８１はその表面に
回折格子を製造する基板である。以上のような構成にお
いて、その製造方法を説明する。実施例３で述べた、図
４の回折格子の製造装置を用いて回折格子を製造する際
の動作において、反応容器１１内に反応ガスを導入する
代わりにエッチング用ガスを導入する。例えば、基板８
１にＳｉ基板を用いた場合、エッチング用ガスとして
は、弗素系ガス（ＮＦ 3 等）を用いればよい。そして、
２つのレーザ分割光４３ａ、４３ｂを２方向から基板８
１に照射する（ａ）。すると、２つのレーザ分割光４３
ａ、４３ｂが干渉することにより基板８１上で光の強度
分布が形成され、光の強められた所が格子形状にエッチ
ングされる（ｂ）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】以上のように本実施例によれば、干渉光を
基板上に照射し、その干渉光を用いたアブレーションに
より基板８１の一部を格子形状に除去することにより、
一工程で回折格子を製造することができる。なお、実施
例１から４で述べた回折格子の製造方法において、反応
容器内に反応ガスを導入せず真空に保ったままレーザ光
１６を照射すれば、いずれの方法を用いても同様に回折
格子を製造することができる。
基板上に照射し、その干渉光を用いたアブレーションに
より基板８１の一部を格子形状に除去することにより、
一工程で回折格子を製造することができる。なお、実施
例１から４で述べた回折格子の製造方法において、反応
容器内に反応ガスを導入せず真空に保ったままレーザ光
１６を照射すれば、いずれの方法を用いても同様に回折
格子を製造することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １１ 反応容器 １２、４１、７１、８１ 基板 １３ 排気口 １４ ガス導入口 １５ レーザ光源 １６、３１ レーザ光 １７、４４ａ、４４ｂ ミラー １８、４５ａ、４５ｂ 光導入窓 １９ シリンドリカルレンズ ２０ ミラー駆動系 ２１ 連動制御系 ２２、３３、５１、６３ 薄膜 ３２ レーザ光３１の強度分布 ４２ ビームスプリッタ４３ａ、４３ｂ、６１、６２ レーザ分割光 ７２ Ｃ薄膜 ７３ Ｗ薄膜 ７４ Ｗ／Ｃ多層膜
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (20)
- 【請求項１】 光を走査する工程と、前記光を走査する
工程で生成された走査光を基板に照射する工程と、前記
照射される走査光を用い、前記基板上に前記走査光の走
査パターンに対応した光学的現象を呈する形状を形成す
る工程とを有する光学素子の製造方法。 - 【請求項２】 光を干渉させ基板上で干渉光を生成する
工程と、前記生成された干渉光により基板を照射するこ
とにより、前記基板上に前記干渉光の干渉パターンに対
応した光学的現象を呈する形状を形成する工程とを有す
る光学素子の製造方法。 - 【請求項３】 光を走査する工程と、前記光を走査する
工程で生成された走査光を基板に照射する工程と、前記
照射される走査光を用い、前記基板上に前記走査光の走
査パターンに対応した格子形状を形成する工程とを有す
る回折格子の製造方法。 - 【請求項４】 格子形状を形成する工程において、照射
される走査光を用いた光化学反応により前記基板上に前
記走査光の走査パターンに対応した格子形状を形成する
請求項３記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項５】 格子形状を形成する工程において、照射
される走査光を用いたアブレーションにより前記基板上
に前記走査光の走査パターンに対応した格子形状を形成
する請求項３記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項６】 光を干渉させ基板上で干渉光を生成する
工程と、前記生成された干渉光により基板を照射するこ
とにより、前記基板上に前記干渉光の干渉パターンに対
応した格子形状を形成する工程とを有する回折格子の製
造方法。 - 【請求項７】 格子形状を形成する工程において、照射
される干渉光を用いた光化学反応により前記基板上に前
記干渉光の干渉パターンに対応した格子形状を形成する
請求項６記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項８】 格子形状を形成する工程において、照射
される干渉光を用いたアブレーションにより前記基板上
に前記干渉光の干渉パターンに対応した格子形状を形成
する請求項６記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項９】 反応性ガスを供給する工程を有し、基板
上に格子形状を形成する工程で、前記反応性ガスを供給
する工程で供給された反応性ガスを用いた光化学反応に
より、基板上に薄膜を少なくとも１層以上堆積する請求
項３、４、６または７のいずれかに記載の回折格子の製
造方法。 - 【請求項１０】 エッチングガスを供給する工程を有
し、基板上に格子形状を形成する工程で、前記エッチン
グガスを供給する工程で供給されたエッチングガスを用
いた光化学反応により、基板をエッチングする請求項
３、４、６または７のいずれかに記載の回折格子の製造
方法。 - 【請求項１１】 走査光の断面形状および／または強度
分布を制御する工程を有する請求項３乃至５、９または
１０のいずれかに記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項１２】 走査光が基板上における走査方向と略
直交方向に延在する線状形状である請求項３乃至５、９
乃至１０のいずれかに記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項１３】 走査光として用いられる光は所定の発
光時間を有するパルス光であり、前記パルス光が発光す
る時間間隔と実質的に同期して、前記パルス光が基板上
を走査される請求項３乃至５、９乃至１２のいずれかに
記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項１４】 干渉光の波面形状を制御する工程を有
する請求項６乃至１０のいずれかに記載の回折格子の製
造方法。 - 【請求項１５】 パルス光を生成するパルス光生成手段
と、前記パルス光が入射可能な窓部を有してその内部が
真空排気可能である容器と、前記容器内で基板を保持す
るための基板ホルダ手段と、前記基板ホルダ手段に保持
された基板上に、前記パルス光を照射して走査パターン
を生成し、前記走査パターンを用いて基板上に格子形状
を形成する手段を有する回折格子の製造装置。 - 【請求項１６】 第１の光を生成する第１の光生成手段
と、第２の光を生成する第２の光生成手段と、前記第１
および第２の光が入射可能な窓部を有してその内部が真
空排気可能である容器と、前記容器内で基板を保持する
ための基板ホルダ手段と、前記基板ホルダ手段に保持さ
れた基板上に、前記第１および第２の光を、各々対応す
る第１および第２の方向から照射して干渉パターンを生
成し、前記格子パターンを用いて基板上に格子形状を形
成する手段を有する回折格子の製造装置。 - 【請求項１７】 走査光の断面形状および／または強度
分布を制御する手段を有する請求項１５記載の回折格子
の製造装置。 - 【請求項１８】 パルス光の発光時間に対応して基板上
において前記パルス光を走査できるように、前記パルス
光の繰返し周波数と走査周波数とを同期させる同期手段
を有する請求項１５または１７記載の回折格子の製造装
置。 - 【請求項１９】 基板上に照射される第１および第２の
光の少なくとも一方について、波面の形状を変化させる
手段を有する請求項１６記載の回折格子の製造装置。 - 【請求項２０】 容器内に所定のガスを導入するガス導
入手段を有する請求項１５乃至１９のいずれかに記載の
回折格子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17068493A JPH0727910A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学素子の製造方法および回折格子の製造方法並びにそ の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17068493A JPH0727910A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学素子の製造方法および回折格子の製造方法並びにそ の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727910A true JPH0727910A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15909482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17068493A Pending JPH0727910A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光学素子の製造方法および回折格子の製造方法並びにそ の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727910A (ja) |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17068493A patent/JPH0727910A/ja active Pending
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