JPS6025761B2 - ホログラフイック・グレ−ティングの製造方法 - Google Patents
ホログラフイック・グレ−ティングの製造方法Info
- Publication number
- JPS6025761B2 JPS6025761B2 JP18554480A JP18554480A JPS6025761B2 JP S6025761 B2 JPS6025761 B2 JP S6025761B2 JP 18554480 A JP18554480 A JP 18554480A JP 18554480 A JP18554480 A JP 18554480A JP S6025761 B2 JPS6025761 B2 JP S6025761B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- grooves
- substrate
- ion beam
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プレーズドされたホログラフイツク・グレー
テイング（Ｂｌａｚｅｄ ＨｏｌｏｇねｐｈｉｃＧ鼠ｔ
ｉｎ袋）の製造方法に関する。
テイング（Ｂｌａｚｅｄ ＨｏｌｏｇねｐｈｉｃＧ鼠ｔ
ｉｎ袋）の製造方法に関する。
近年、ホログラフィーによるグレーテイング（回折格子
）は、通常の機械切りのグレーティングに比較して、溝
間隔の精度が高く、溝間隔を容易に細かくでき、所望の
プレーズド角をもった溝が容易に得られ、および製作に
要する時間と費用が節約できるなど、多くの利点を有す
る理由から非常に注目され、その製作技術の進歩も著し
く、多くの技術が開発・考案されている。
）は、通常の機械切りのグレーティングに比較して、溝
間隔の精度が高く、溝間隔を容易に細かくでき、所望の
プレーズド角をもった溝が容易に得られ、および製作に
要する時間と費用が節約できるなど、多くの利点を有す
る理由から非常に注目され、その製作技術の進歩も著し
く、多くの技術が開発・考案されている。
第１図に、代表的な従来のプレーズドされたホログラフ
ィック・グレーティングの製造方法（侍公昭５５一４瓜
ぬ６号）を模式的に示す。
ィック・グレーティングの製造方法（侍公昭５５一４瓜
ぬ６号）を模式的に示す。
基板１上に塗布したフオトレジスト層２にホログラフィ
ツクにより（レーザなどの二光東干渉縞を記録して現像
処理する方法により）、所定の間隔をもった平行溝の回
折格子３を形成する（第１−１図）。このフオトレジス
トから成る回折格子３をマスクとして、基板面に対し斜
め上方で且つ格子への投影成分が格子の溝と平行となら
ない方向から、イオンビーム４を照射し、基板１そのも
のをエッチングする（第１−２図）。その結果、基板に
プレーズ角８をもった鋸歯状の格子溝５から成るグレー
ティングが得られる（第１−３図）。ところで、フオト
レジストから成る回折格子をマスクとして使用し、この
マスクを介してイオンビームにより基板をエッチングす
る上記従来の製造法では、基板とフオトレジストのエッ
チング速度比が重要な条件であり、適当なエッチンググ
レートをもった材料の組合せでなければならないという
制約がある。
ツクにより（レーザなどの二光東干渉縞を記録して現像
処理する方法により）、所定の間隔をもった平行溝の回
折格子３を形成する（第１−１図）。このフオトレジス
トから成る回折格子３をマスクとして、基板面に対し斜
め上方で且つ格子への投影成分が格子の溝と平行となら
ない方向から、イオンビーム４を照射し、基板１そのも
のをエッチングする（第１−２図）。その結果、基板に
プレーズ角８をもった鋸歯状の格子溝５から成るグレー
ティングが得られる（第１−３図）。ところで、フオト
レジストから成る回折格子をマスクとして使用し、この
マスクを介してイオンビームにより基板をエッチングす
る上記従来の製造法では、基板とフオトレジストのエッ
チング速度比が重要な条件であり、適当なエッチンググ
レートをもった材料の組合せでなければならないという
制約がある。
すなわち、フオトレジスト（例えば、ＡＺ１３５０）よ
りも低いエッチングレートを有する材質の基板（例えば
、石英、ガラスなど）の場合、フオトレジストのマスク
の方が速くエッチングされ、基板に形成するグレーティ
ングのブレーズ角の制御が極めて難しくなる。そのため
、フオトレジストよりも高いエッチングレートを有する
材質の基板（例えば、ＰＭＭＡ．Ｃ船など）を用いる必
要がある。したがって、例えば、エッチングによって生
ずる迷光の増加を抑えるために他の材質の基板を用いた
い場合でも、フオトレジストマスクとのエッチングレー
トの条件から使用することができないという制約があっ
た。 Ｚ一方、最近は、レプリカ技術の進歩によ
り、使用されているほとんどのグレーテイングがしブリ
カグレーテイングであり、レプリカグレーテイングから
更にレプリカを取ることも容易である。そのため基板に
直接、グレーテイングを形成することは特殊な用途の場
合を除き必ずしも必要でない。本発明は上記に鑑み、ホ
ログラフイツク・グレーティングの製造について鋭意開
発研究を重ねた。
りも低いエッチングレートを有する材質の基板（例えば
、石英、ガラスなど）の場合、フオトレジストのマスク
の方が速くエッチングされ、基板に形成するグレーティ
ングのブレーズ角の制御が極めて難しくなる。そのため
、フオトレジストよりも高いエッチングレートを有する
材質の基板（例えば、ＰＭＭＡ．Ｃ船など）を用いる必
要がある。したがって、例えば、エッチングによって生
ずる迷光の増加を抑えるために他の材質の基板を用いた
い場合でも、フオトレジストマスクとのエッチングレー
トの条件から使用することができないという制約があっ
た。 Ｚ一方、最近は、レプリカ技術の進歩によ
り、使用されているほとんどのグレーテイングがしブリ
カグレーテイングであり、レプリカグレーテイングから
更にレプリカを取ることも容易である。そのため基板に
直接、グレーテイングを形成することは特殊な用途の場
合を除き必ずしも必要でない。本発明は上記に鑑み、ホ
ログラフイツク・グレーティングの製造について鋭意開
発研究を重ねた。
その結果、ホログラフイにより基板上のフオトレジスト
層に正弦波状の格子溝を形成し、この正弦波状の格子溝
そのものをイオンビームによりエッチングすることによ
り、フオトレジスト自体にブレーズされた鋸歯状の格子
緩から成るグレーティングが得られることを見出した。
本発明は上記知見に基づくものであって、以下、添付図
を用いて説明する。
層に正弦波状の格子溝を形成し、この正弦波状の格子溝
そのものをイオンビームによりエッチングすることによ
り、フオトレジスト自体にブレーズされた鋸歯状の格子
緩から成るグレーティングが得られることを見出した。
本発明は上記知見に基づくものであって、以下、添付図
を用いて説明する。
第２−１図及び第２一２図は本発明の製造法を榛式的に
示したものである。第２一１図に示す如く、ホログラフ
ィにより基板１上のフオトレジスト層２に断面が正弦波
状の平行な格子溝６を形成し、この格子溝に、斜め上方
で且つ格子への投影成分が格子溝と平行にならない方向
の角度、例えば基板面に対して約３０ｏの入射角でイオ
ンビーム４を照射する。フオトレジストのイオンビーム
によるエッチング速度は、フオトレジスト表面法線に対
するイオンビームの入射角に依存しており、実験的に入
射角６００近辺でエッチング速度は最大となり、これよ
り大きくなっても小さくなっても減少していく。このこ
とは実験的にも既に確認されていることでもあるので詳
細は省略する。いま格子の溝面に対するイオンビームの
入射角は、格子溝の頂点において最大となり、中腹にい
くにつれて減少し、中腹をすぎると再び増加する。した
がって、エッチング速度は格子溝の頂点付近が最も速く
、中腹にいくにつれて遅くなる。中腹をすぎると隣りの
山によってイオンビームの照射が防げられ、その山がエ
ッチングされて低くなるにつれて照射されるようになる
ので積の底部はエッチングが最も遅れる。このような経
過をふまえながら、ある一定時間後には最初の正弦波状
溝は、第２−２図に示すように断面が１まゞ鋸歯状に近
い格子溝５に変形していき、ブレーズされたグレーティ
ングが得られる。このとき、ブレーズ角０を決めるのは
、最初にフオトレジスト層に形成する正弦波状の格子溝
６の深さと単位長さ当りの溝数すなわち格子定数、さら
にイオンビームの入射角である。したがって、これらの
条件を適宜選択することにより、所望のブレーズ角を有
するホログラフイツク・グレーティングを製造すること
ができる。以下、実施例により本発明を詳しく説明する
。
示したものである。第２一１図に示す如く、ホログラフ
ィにより基板１上のフオトレジスト層２に断面が正弦波
状の平行な格子溝６を形成し、この格子溝に、斜め上方
で且つ格子への投影成分が格子溝と平行にならない方向
の角度、例えば基板面に対して約３０ｏの入射角でイオ
ンビーム４を照射する。フオトレジストのイオンビーム
によるエッチング速度は、フオトレジスト表面法線に対
するイオンビームの入射角に依存しており、実験的に入
射角６００近辺でエッチング速度は最大となり、これよ
り大きくなっても小さくなっても減少していく。このこ
とは実験的にも既に確認されていることでもあるので詳
細は省略する。いま格子の溝面に対するイオンビームの
入射角は、格子溝の頂点において最大となり、中腹にい
くにつれて減少し、中腹をすぎると再び増加する。した
がって、エッチング速度は格子溝の頂点付近が最も速く
、中腹にいくにつれて遅くなる。中腹をすぎると隣りの
山によってイオンビームの照射が防げられ、その山がエ
ッチングされて低くなるにつれて照射されるようになる
ので積の底部はエッチングが最も遅れる。このような経
過をふまえながら、ある一定時間後には最初の正弦波状
溝は、第２−２図に示すように断面が１まゞ鋸歯状に近
い格子溝５に変形していき、ブレーズされたグレーティ
ングが得られる。このとき、ブレーズ角０を決めるのは
、最初にフオトレジスト層に形成する正弦波状の格子溝
６の深さと単位長さ当りの溝数すなわち格子定数、さら
にイオンビームの入射角である。したがって、これらの
条件を適宜選択することにより、所望のブレーズ角を有
するホログラフイツク・グレーティングを製造すること
ができる。以下、実施例により本発明を詳しく説明する
。
シップレー社のポジフオトレジスト（ＡＺ−１３５０Ｊ
）をガラス基板上に０．８仏の厚さでスピンナー塗布し
、公３敗の方法でレーザ光で露光させ、これを現像処理
して断面が正弦波状の平行な格子溝（１２０止本／燭）
を形成したものにイオンエッチングを行った。エッチン
グ条件：アルゴンによるイオンエッチング。基板面に対
するイオンビームの入射角度；６ｒ。ィオンビ−ムの電
圧と電流密度；５０正Ｖ−０．７仇Ａ′肌。次表は、得
られた各グレーティング試料の効率に関する実験データ
を示したものである。
）をガラス基板上に０．８仏の厚さでスピンナー塗布し
、公３敗の方法でレーザ光で露光させ、これを現像処理
して断面が正弦波状の平行な格子溝（１２０止本／燭）
を形成したものにイオンエッチングを行った。エッチン
グ条件：アルゴンによるイオンエッチング。基板面に対
するイオンビームの入射角度；６ｒ。ィオンビ−ムの電
圧と電流密度；５０正Ｖ−０．７仇Ａ′肌。次表は、得
られた各グレーティング試料の効率に関する実験データ
を示したものである。
この表からも明らかなように、波長２４触れにおける迷
光の測定においては、エッチング時間の長・短にか）わ
らずあまり変化していない。
光の測定においては、エッチング時間の長・短にか）わ
らずあまり変化していない。
又、機械切りで製作した１２００本／帆の溝をもつ市販
の他社のグレーティングに比較して迷光が少なく、本発
明によって得られるグレーテイングの方が優れているこ
とも明らかである。第３図、第４図、第５図は、上表中
の試料ａ、ｂ、ｆの走査電子顕微鏡写真（倍率１ぴ）で
ある。
の他社のグレーティングに比較して迷光が少なく、本発
明によって得られるグレーテイングの方が優れているこ
とも明らかである。第３図、第４図、第５図は、上表中
の試料ａ、ｂ、ｆの走査電子顕微鏡写真（倍率１ぴ）で
ある。
これらの図から明らかなように、本発明によると、第３
図でほゞ正弦波状であった格子溝が、第４図、第５図で
はほゞ鋸歯状の格子溝に形成されていることが明確に示
されている。たゞ、第５図は、第４図に比較して格子溝
がや）不鮮明な感がある。第６図は上表の試料ａ〜ｆの
波長効率特性を示したものである。
図でほゞ正弦波状であった格子溝が、第４図、第５図で
はほゞ鋸歯状の格子溝に形成されていることが明確に示
されている。たゞ、第５図は、第４図に比較して格子溝
がや）不鮮明な感がある。第６図は上表の試料ａ〜ｆの
波長効率特性を示したものである。
この図から明らかなように、試料ｄのものが短波長にお
いて最も回折効率が高く、試料ｄ、ｅ、ｆが短波長から
長波長にかけてはゞ一様に効率が変化している。以上の
結果から、本発明により製造されるホログラフィック・
グレーテイングは、エッチング時間の長短等によって効
率に変動があるというものの、エッチング時間をコント
ロールすることにより、十分実用に耐え得るものであり
、且つその製造工程も従来の工程に比較し、基板を自由
に選択できる等の利点があり、本発明による工業的価値
は非常に高い。
いて最も回折効率が高く、試料ｄ、ｅ、ｆが短波長から
長波長にかけてはゞ一様に効率が変化している。以上の
結果から、本発明により製造されるホログラフィック・
グレーテイングは、エッチング時間の長短等によって効
率に変動があるというものの、エッチング時間をコント
ロールすることにより、十分実用に耐え得るものであり
、且つその製造工程も従来の工程に比較し、基板を自由
に選択できる等の利点があり、本発明による工業的価値
は非常に高い。
第１−１図〜第１−３図は従来の製造法を説明するため
の模式図、第２−１図と第２−２図は本発明の製造法を
説明するための漠式図、第３図〜第５図は本発明の実施
例で得られたホログラフィック・グレーティングの走査
電子顕微鏡写真、第６図は本発明の実施例で得られたホ
ログラフィック・グレーティングの波長効率特性を示す
グラフ。 図中の符号：１・・・・・・基板、２・・・・・・フオ
トレジスト層、３・・・・・・回折格子、４・・・・・
・イオンビーム、５・…・・鋸歯状の格子溝、６・・・
・・・正弦波状の格子溝、ａ……ブレーズ角。 第１−１図 第１−２図 第１−３図 第２−１図 第２−２図 第３図 第４図 第５図 第６図
の模式図、第２−１図と第２−２図は本発明の製造法を
説明するための漠式図、第３図〜第５図は本発明の実施
例で得られたホログラフィック・グレーティングの走査
電子顕微鏡写真、第６図は本発明の実施例で得られたホ
ログラフィック・グレーティングの波長効率特性を示す
グラフ。 図中の符号：１・・・・・・基板、２・・・・・・フオ
トレジスト層、３・・・・・・回折格子、４・・・・・
・イオンビーム、５・…・・鋸歯状の格子溝、６・・・
・・・正弦波状の格子溝、ａ……ブレーズ角。 第１−１図 第１−２図 第１−３図 第２−１図 第２−２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ ホログラフイーにより基板上のフオトレジスト層に
断面が正弦波状の平行な格子溝を形成し、この格子溝に
イオンビームを、前記基板面に対し斜め上方で且つ格子
への投影成分が格子溝と平行とならない方向から照射し
て、フオトレジスト層をエツチングすることによりフオ
トレジスト層に鋸歯状の格子溝を形成することを特徴と
するホログラフイツク・グレーテイングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18554480A JPS6025761B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | ホログラフイック・グレ−ティングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18554480A JPS6025761B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | ホログラフイック・グレ−ティングの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57112705A JPS57112705A (en) | 1982-07-13 |
| JPS6025761B2 true JPS6025761B2 (ja) | 1985-06-20 |
Family
ID=16172655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18554480A Expired JPS6025761B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | ホログラフイック・グレ−ティングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025761B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60244925A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置およびその製造方法 |
| JPH0827404B2 (ja) * | 1986-11-07 | 1996-03-21 | 松下電器産業株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| JPH04170502A (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回折格子の作製方法 |
| FR2791781B1 (fr) * | 1999-03-30 | 2002-05-31 | Instruments Sa | Filtre polarisant et son procede de fabrication |
| JP4349104B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2009-10-21 | 株式会社島津製作所 | ブレーズド・ホログラフィック・グレーティング、その製造方法、及びレプリカグレーティング |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP18554480A patent/JPS6025761B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112705A (en) | 1982-07-13 |
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