JPH0823601B2 - 回折格子の作製方法 - Google Patents
回折格子の作製方法Info
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- JPH0823601B2 JPH0823601B2 JP1020024A JP2002489A JPH0823601B2 JP H0823601 B2 JPH0823601 B2 JP H0823601B2 JP 1020024 A JP1020024 A JP 1020024A JP 2002489 A JP2002489 A JP 2002489A JP H0823601 B2 JPH0823601 B2 JP H0823601B2
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微細加工を施した高精度な光学素子の一つで
ある、様々な形状の回折格子をガラスあるいはアルミニ
ウムの表面に直接作製する方法に関するものである。
ある、様々な形状の回折格子をガラスあるいはアルミニ
ウムの表面に直接作製する方法に関するものである。
従来の技術 高精度な回折格子を作製するためには、非常に微細な
加工が必要である。従来は機械加工により、軟らかい材
料の表面に一本一本溝を形成することによって、回折格
子を作製していた。しかしながら、このような方法では
溝の間隔は数μｍにするのが限界であり、サブミクロン
の加工はできない。
加工が必要である。従来は機械加工により、軟らかい材
料の表面に一本一本溝を形成することによって、回折格
子を作製していた。しかしながら、このような方法では
溝の間隔は数μｍにするのが限界であり、サブミクロン
の加工はできない。
そこで、最近では、半導体技術を応用した加工方法が
検討されている。
検討されている。
例えば、『ニッケイ メカニカル（NIKKEI MECHANICA
L）』1985.6.17,p.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状に形成し、イオン
流によって物理的に斜方エッチングを行い、のこぎり刃
状にレジストを加工する方法や、特願昭62-331972号に
示されているように、レジストに、二光束干渉露光法に
よって、ホログラム回折格子を形成する方法等が提案さ
れている。
L）』1985.6.17,p.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状に形成し、イオン
流によって物理的に斜方エッチングを行い、のこぎり刃
状にレジストを加工する方法や、特願昭62-331972号に
示されているように、レジストに、二光束干渉露光法に
よって、ホログラム回折格子を形成する方法等が提案さ
れている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの方法では一つの回折格子を作
製するのに大変時間がかかり、また、再現性にも問題が
あり、同じものを大量に作製することは大変困難であ
り、作製時間およびコストが非常にかかってしまう。
製するのに大変時間がかかり、また、再現性にも問題が
あり、同じものを大量に作製することは大変困難であ
り、作製時間およびコストが非常にかかってしまう。
また、これらの方法で作製された回折格子はレジスト
等の軟らかい材料であるので、耐久性に欠けるという課
題があった。
等の軟らかい材料であるので、耐久性に欠けるという課
題があった。
本発明では上記課題に鑑み、物理的方法で高強度な材
料の表面に直接、所望の形状の回折格子を作製すること
を目的としている。
料の表面に直接、所望の形状の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、本発明では平板ガラスあ
るいは平板アルミニウムの表面に感光性樹脂を塗布し、
等間隔でラインアンドスペースのパターンを形成し、イ
オン流に対して、経時的に入斜角を変化させながら、全
体を均一に物理的にエッチグし、平板ガラスあるいは平
板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形成す
ることによって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
るいは平板アルミニウムの表面に感光性樹脂を塗布し、
等間隔でラインアンドスペースのパターンを形成し、イ
オン流に対して、経時的に入斜角を変化させながら、全
体を均一に物理的にエッチグし、平板ガラスあるいは平
板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を形成す
ることによって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
作用 本発明は上記した方法によって、直接平板ガラスある
いは平板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を
形成するので、非常に耐久性の優れた回折格子を作製す
ることができるようになった。
いは平板アルミニウムの表面に所望の形状の回折格子を
形成するので、非常に耐久性の優れた回折格子を作製す
ることができるようになった。
また、感光性樹脂で形成したラインアンドスペースの
パターンは再現性良く、同一パターンが描けるので、基
板傾斜角の経時変化が同一の場合は全く同じ形状の回折
格子が得られることになる。従って、本発明は上記した
方法によって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
パターンは再現性良く、同一パターンが描けるので、基
板傾斜角の経時変化が同一の場合は全く同じ形状の回折
格子が得られることになる。従って、本発明は上記した
方法によって、耐久性の優れた回折格子を容易に、且
つ、再現性良く作製できるようにしたものである。
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。
る。
最初に、30mm×30mm、厚さ2mmの平板ガラスの表面を
超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面に研磨した。
超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面に研磨した。
次に、鏡面に研磨した平板ガラスの表面にPMMA（ポリ
メチルメタアクリレート）樹脂をスピンコーティングに
より0.5μｍの厚みで成膜し、120℃で20分間プリベーク
した後、エキシマレーザを光源として、線幅１μｍのラ
インアンドスペースのマスクパターンを密着露光法によ
り樹脂に焼き付けて現像を行った。このようにして平板
ガラスの表面に線幅１μｍ、段差0.5μｍのラインアン
ドスペースのパターンをPMMA樹脂で作製した。この状態
での断面図を第１図に示した。第１図において、11は平
板ガラス基板、12はPMMA樹脂である。
メチルメタアクリレート）樹脂をスピンコーティングに
より0.5μｍの厚みで成膜し、120℃で20分間プリベーク
した後、エキシマレーザを光源として、線幅１μｍのラ
インアンドスペースのマスクパターンを密着露光法によ
り樹脂に焼き付けて現像を行った。このようにして平板
ガラスの表面に線幅１μｍ、段差0.5μｍのラインアン
ドスペースのパターンをPMMA樹脂で作製した。この状態
での断面図を第１図に示した。第１図において、11は平
板ガラス基板、12はPMMA樹脂である。
この基板を、イオン流に対する角度を経時的に変化さ
せることができるECR（エレクトロンサイクロトロン共
鳴）プラズマイオンシャワーエッチング装置にセットし
た。第２図には、このECRプラズマイオンシャワーエッ
チング装置の概略図を示した。第２図において、21はEC
Rプラズマ発生装置、22はイオン引き出し電極、23はシ
ャッター、24は傾斜角の制御可能な基板ホルダー、25は
排気装置である。初め基板はイオン流に対して直角にセ
ットされているが、基板傾斜角の制御装置のスイッチを
入れると制御装置にプログラムした通りに基板傾斜角が
イオン流に対して経時的に変化する。本実施例では基板
傾斜角をイオン流に対して45°から135°までの間で経
時的に種々変化させた。
せることができるECR（エレクトロンサイクロトロン共
鳴）プラズマイオンシャワーエッチング装置にセットし
た。第２図には、このECRプラズマイオンシャワーエッ
チング装置の概略図を示した。第２図において、21はEC
Rプラズマ発生装置、22はイオン引き出し電極、23はシ
ャッター、24は傾斜角の制御可能な基板ホルダー、25は
排気装置である。初め基板はイオン流に対して直角にセ
ットされているが、基板傾斜角の制御装置のスイッチを
入れると制御装置にプログラムした通りに基板傾斜角が
イオン流に対して経時的に変化する。本実施例では基板
傾斜角をイオン流に対して45°から135°までの間で経
時的に種々変化させた。
まず、第一の例としては角速度を一定にしてPMMA樹脂
が全てエッチングされるまでエッチングを行った。この
方法で作製したガラス製の回折格子の断面図を第３図に
示す。第３図において、31はガラス基板、32は加工後の
回折格子の断面形状である。第３図から明らかなよう
に、角速度を一定にした場合は、２μｍピッチで段差が
0.8μｍで左右対称のウェーブ形状のガラス製回折格子
が得られていることがわかる。
が全てエッチングされるまでエッチングを行った。この
方法で作製したガラス製の回折格子の断面図を第３図に
示す。第３図において、31はガラス基板、32は加工後の
回折格子の断面形状である。第３図から明らかなよう
に、角速度を一定にした場合は、２μｍピッチで段差が
0.8μｍで左右対称のウェーブ形状のガラス製回折格子
が得られていることがわかる。
別の例として、イオン流に対する基板傾斜角が45°か
ら90°までと90°から135°で角速度を大きく変化させ
てPMMA樹脂が全てエッチングされるまでエッチングを行
った。この方法で作製したガラス製の回折格子の断面図
を第４図に示す。第４図において、41はガラス基板、42
は加工後の回折格子の断面形状である。第４図から明ら
かなように、イオン流に対する基板傾斜角が45°から90
°までと90°から135°で角速度が大きく異なる場合に
は、ピッチは２μｍで一定であるが、波の頂点が左右い
ずれかに偏ってウェーブ形状のガラス製回折格子が得ら
れていることがわかる。
ら90°までと90°から135°で角速度を大きく変化させ
てPMMA樹脂が全てエッチングされるまでエッチングを行
った。この方法で作製したガラス製の回折格子の断面図
を第４図に示す。第４図において、41はガラス基板、42
は加工後の回折格子の断面形状である。第４図から明ら
かなように、イオン流に対する基板傾斜角が45°から90
°までと90°から135°で角速度が大きく異なる場合に
は、ピッチは２μｍで一定であるが、波の頂点が左右い
ずれかに偏ってウェーブ形状のガラス製回折格子が得ら
れていることがわかる。
このようにイオン流に対する基板傾斜角の角速度を変
化させることによって、回折格子のウェーブ形状を制御
することができる。また、エッチングする前の平板ガラ
スの表面に形成したPMMA樹脂のラインアンドスペースの
パターンを変えることによって、回折格子のピッチおよ
び段差を制御することができる。
化させることによって、回折格子のウェーブ形状を制御
することができる。また、エッチングする前の平板ガラ
スの表面に形成したPMMA樹脂のラインアンドスペースの
パターンを変えることによって、回折格子のピッチおよ
び段差を制御することができる。
従って、本発明の方法によって耐久性の優れたガラス
製の回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよ
うになった。
製の回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製できるよ
うになった。
なお、実施例において、ガラス製の回折格子の作製方
法について示したが、物理的にエッチングできる材料、
例えば、アルミニウム基板などを用いても、本発明の方
法によれば、回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製
できることは言うまでもない。また、実施例において、
物理的なエッチング方法としてECRプラズマイオンシャ
ワーエッチングを用いたが、反応性イオンエッチング、
反応性イオンビームエッチングやスパッタエッチング等
のエッチング方法を用いても、同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
法について示したが、物理的にエッチングできる材料、
例えば、アルミニウム基板などを用いても、本発明の方
法によれば、回折格子を容易に、且つ、再現性良く作製
できることは言うまでもない。また、実施例において、
物理的なエッチング方法としてECRプラズマイオンシャ
ワーエッチングを用いたが、反応性イオンエッチング、
反応性イオンビームエッチングやスパッタエッチング等
のエッチング方法を用いても、同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
発明の効果 本発明の方法により、ガラスあるいはアルミニウムに
直接、所望の形状の回折格子を容易に、且つ、再現性良
く作製することが可能となり、耐久性の優れた回折格子
が得られるようになった。
直接、所望の形状の回折格子を容易に、且つ、再現性良
く作製することが可能となり、耐久性の優れた回折格子
が得られるようになった。
第１図はエッチング前のガラス基板の断面図、第２図は
ECRプラズマイオンシャワーエッチング装置の概略図、
第３図および第４図は本発明の方法で作製したガラス製
回折格子の断面図である。 11……平板ガラス基板、12……PMMA樹脂。
ECRプラズマイオンシャワーエッチング装置の概略図、
第３図および第４図は本発明の方法で作製したガラス製
回折格子の断面図である。 11……平板ガラス基板、12……PMMA樹脂。
Claims (1)
- 【請求項１】平板ガラスあるいは平板アルミニウムの表
面に感光性樹脂を塗布し、等間隔でラインアンドスペー
スのパターンを形成し、イオン流に対して、経時的に入
射角を変化させながら、全体を均一に物理的にエッチン
グし、平板ガラスあるいは平板アルミニウムの表面に所
望の形状の回折格子を形成することを特徴とする回折格
子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020024A JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020024A JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199401A JPH02199401A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0823601B2 true JPH0823601B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12015516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020024A Expired - Fee Related JPH0823601B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 回折格子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823601B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334560A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-17 | 中国科学技术大学 | 一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2841441B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1998-12-24 | 株式会社島津製作所 | 回折格子およびその製作方法 |
| US6517734B1 (en) * | 2000-07-13 | 2003-02-11 | Network Photonics, Inc. | Grating fabrication process using combined crystalline-dependent and crystalline-independent etching |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947282B2 (ja) * | 1980-02-12 | 1984-11-17 | 理化学研究所 | エシエレツト格子の製造方法 |
| JPS60186806A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | ブレ−ズド格子の製作方法 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020024A patent/JPH0823601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334560A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-17 | 中国科学技术大学 | 一种旋转刻蚀角度来刻蚀光栅槽型的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02199401A (ja) | 1990-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |