JPS6033501A - プレ−ズド格子の製造方法 - Google Patents
プレ−ズド格子の製造方法Info
- Publication number
- JPS6033501A JPS6033501A JP58142565A JP14256583A JPS6033501A JP S6033501 A JPS6033501 A JP S6033501A JP 58142565 A JP58142565 A JP 58142565A JP 14256583 A JP14256583 A JP 14256583A JP S6033501 A JPS6033501 A JP S6033501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- film
- polymer film
- layer
- organic polymer
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
して使われるブレーズド格子の製造方法に関する。
回折格子は、分光器の波長分散素子やホログラム素子と
して種々の応用、例えば、ホログラフィックスキャナや
、ホログラフィックレンズ等力するが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。
して種々の応用、例えば、ホログラフィックスキャナや
、ホログラフィックレンズ等力するが、一般に回折効率
が低く実用上問題である。
ブレーズド格子は特定の回折次数へ理論上１００％の光
を回折できる特徴があるが、格子溝の形状を制御して製
作しなければならないため製作が困難である。現在量も
現実的と思われるのは、あらかじめ作ったレリーフ格子
をシャドウマスクとし、て基板を斜め方向からイオンビ
ームでイオンエツチングする方法である。この手法で現
在知られているのは、基板をガリウム砒素、又はガラス
板上に塗布したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
としたものであるが、前者は、結晶であるため高価で、
又、不透明のため透過型格子にはできない欠点がある。
を回折できる特徴があるが、格子溝の形状を制御して製
作しなければならないため製作が困難である。現在量も
現実的と思われるのは、あらかじめ作ったレリーフ格子
をシャドウマスクとし、て基板を斜め方向からイオンビ
ームでイオンエツチングする方法である。この手法で現
在知られているのは、基板をガリウム砒素、又はガラス
板上に塗布したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
としたものであるが、前者は、結晶であるため高価で、
又、不透明のため透過型格子にはできない欠点がある。
一方、後者は、ガラス板上に塗布したＰＭＭＡを十分に
乾燥しても、塗膜上にホトレジストでレリーフ格子を形
成する際に、ホトレジストの溶剤でＰＭＭＡ膜が溶解し
、相溶しやすいため、レリーフ格子自体が良質なものが
できず、したがって良質なブレーズド格子が製作できな
い欠点があった。
乾燥しても、塗膜上にホトレジストでレリーフ格子を形
成する際に、ホトレジストの溶剤でＰＭＭＡ膜が溶解し
、相溶しやすいため、レリーフ格子自体が良質なものが
できず、したがって良質なブレーズド格子が製作できな
い欠点があった。
この発明の目的は、上述の欠点を除去した、透過型の高
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
品質のブレーズド格子の製造方法を提供することにある
。
この発明のブレーズド格子の製造方法は、基板に有機高
分子膜を塗布する工程と、塗布された前記有機高分子膜
に前記有機高分子膜よりも酸素イオンエツチング速度の
遅い金属層をコートする工程と、前記金属層に前記金属
層よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジ
スト膜を塗布する工程と、塗布されたホトレジスト膜を
レリーフ型の回折格子に形成する工程と、前記回折格子
をマスクとして、アルゴンイオンビームで前記金属層を
イオンエツチングして、金属層に矩形断面の回折格子を
形成する工程と、前記矩形断面の回折格子をマスクとし
て、酸素イオンビームで前記有機高分子膜をイオンエツ
チングして、有機高分子膜の表層に矩形断面の回折格子
を形成する工程′１と、前記金属層を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
分子膜を塗布する工程と、塗布された前記有機高分子膜
に前記有機高分子膜よりも酸素イオンエツチング速度の
遅い金属層をコートする工程と、前記金属層に前記金属
層よりもアルゴンイオンエツチング速度の遅いホトレジ
スト膜を塗布する工程と、塗布されたホトレジスト膜を
レリーフ型の回折格子に形成する工程と、前記回折格子
をマスクとして、アルゴンイオンビームで前記金属層を
イオンエツチングして、金属層に矩形断面の回折格子を
形成する工程と、前記矩形断面の回折格子をマスクとし
て、酸素イオンビームで前記有機高分子膜をイオンエツ
チングして、有機高分子膜の表層に矩形断面の回折格子
を形成する工程′１と、前記金属層を除去した後、基板
に対して斜め方向からイオンエツチングする工程とを含
むことを特徴とするブレーズド格子の製造方法である。
次に図面を参照して、この発明の詳細な説明する。第１
図から第６図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
図から第６図までは、この発明の一実施例を、工程の順
に説明するための断面図である。
第１図は、基板１に有機高分子膜２を塗布した後、その
上に金属層３をコードン、さらにその上にホトレジスト
４を塗布した状態を示す断面図である。
上に金属層３をコードン、さらにその上にホトレジスト
４を塗布した状態を示す断面図である。
基板としてはガラス板及びアクリル板を用いた。
有機高分子膜としては、種々実験した結果、イオンエッ
チレグ速度の早いソマール工業製の電子線レジストＩＬ
−ＮタイプＡを用いた。５ＥＬ−ＮタイプＡはメタクリ
ル酸グリシジルとアクリル酸エチルの共重合体である。
チレグ速度の早いソマール工業製の電子線レジストＩＬ
−ＮタイプＡを用いた。５ＥＬ−ＮタイプＡはメタクリ
ル酸グリシジルとアクリル酸エチルの共重合体である。
基板にはスピナーで回転塗布した。塗布厚は約１．５μ
ｍである。その後、ガラス基板の時は８０℃で３０分間
焼きしめを行なった。アクリル基板の時は５０゛Ｃで６
０分間焼きしめを行なった。次に、電子線レジスト膜２
の表面に電子線レジスト膜２よシも酸素イオンエツチン
グ速度の遅い金属として金（Ａｕ）３を約１０００オン
グストロームの厚さスパッタリングでコートした。続い
て、金３の表面にホトレジスト膜４を塗布した。ホトレ
ジストとしてはシップル−社製ＡＺ−１３５０Ｖを使用
し、スピナーで回転塗布した。焼きしめは、電子線レジ
ストと同じ条件で行なう。塗布厚は０．３μｍ〜０．５
μＩｎとした。
ｍである。その後、ガラス基板の時は８０℃で３０分間
焼きしめを行なった。アクリル基板の時は５０゛Ｃで６
０分間焼きしめを行なった。次に、電子線レジスト膜２
の表面に電子線レジスト膜２よシも酸素イオンエツチン
グ速度の遅い金属として金（Ａｕ）３を約１０００オン
グストロームの厚さスパッタリングでコートした。続い
て、金３の表面にホトレジスト膜４を塗布した。ホトレ
ジストとしてはシップル−社製ＡＺ−１３５０Ｖを使用
し、スピナーで回転塗布した。焼きしめは、電子線レジ
ストと同じ条件で行なう。塗布厚は０．３μｍ〜０．５
μＩｎとした。
次に、ホトレジストにレリーフ格子を形成するために、
Ｈｅ−Ｃｄレーザを光源とする干渉計で干渉ホ 縞を←トレジスト膜に露光し、現像液で現像した。第２
図は、現像後の状態を示す断面図である。
Ｈｅ−Ｃｄレーザを光源とする干渉計で干渉ホ 縞を←トレジスト膜に露光し、現像液で現像した。第２
図は、現像後の状態を示す断面図である。
レーザ干渉計を用いるかわりに乳剤マスクを用いて密着
焼付によっても、第２図に示すようなレリーフ格子を形
成できる。次に、第２図に示すよう５− な試料をイオンエツチング装置を用いて、アルゴンイオ
ンビームでイオンエツチングした。イオンエツチング条
件はアルゴンガス圧１０’）−ル、加速電圧５００ｖと
した。ホトレジストＡＺ−１３５０Ｊのイオンエッチレ
グ速度は１ ｍＡ／ｃｙｙ／’ のアルゴンイオンに対
し３００ Ａ／分であるのに対し、金は、約１０００
Ａ／分であった。この工、チング速度の差を利用するこ
とで、第３図に示すように、レリーフ格子４をマスクと
して、金層３にほぼ矩形断面の格子を製作できる。次に
、第３図の金層３の格子をマスクとして、電子線レジス
ト層２を酸素イオンビームでイオンエツチングした。イ
オンエツチング条件は、酸素ガス圧２Ｘ１０’）−Ｉ゛ ル、加速電圧５００Ｖとした。金のイオンエッチレグ速
度は１ｍＡ／ｍ２の酸素イオンに対して約１０００オン
グストローム／分であるのに対し、電子線レジストＳＥ
Ｌ／Ｎ−Ａは、５３３０オンゲスト四−ム／分、ホトレ
ジストＡＺ−１３５０Ｊは３０００オングストロ一ム／
分であった。このエツチング速度の差を利用することで
、第４図に示６一 ト４が残っているが、次の金の除去工程で、金を溶かす
ことで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ（ＫＩ
）とヨウ素（Ｉ） の飽和溶液で金を溶解することで行
なった。第５図は、金を除去した後の断面図を示す。次
に、第５図に示す矩形格子を矢印５で示す方向からアル
ゴンイオン又は酸素イオンでイオンエツチングすると、
格子自身がイオンビームに対してシャドウマスクとして
作用し、第６図に示すようなブレーズド格子が得られる
。
焼付によっても、第２図に示すようなレリーフ格子を形
成できる。次に、第２図に示すよう５− な試料をイオンエツチング装置を用いて、アルゴンイオ
ンビームでイオンエツチングした。イオンエツチング条
件はアルゴンガス圧１０’）−ル、加速電圧５００ｖと
した。ホトレジストＡＺ−１３５０Ｊのイオンエッチレ
グ速度は１ ｍＡ／ｃｙｙ／’ のアルゴンイオンに対
し３００ Ａ／分であるのに対し、金は、約１０００
Ａ／分であった。この工、チング速度の差を利用するこ
とで、第３図に示すように、レリーフ格子４をマスクと
して、金層３にほぼ矩形断面の格子を製作できる。次に
、第３図の金層３の格子をマスクとして、電子線レジス
ト層２を酸素イオンビームでイオンエツチングした。イ
オンエツチング条件は、酸素ガス圧２Ｘ１０’）−Ｉ゛ ル、加速電圧５００Ｖとした。金のイオンエッチレグ速
度は１ｍＡ／ｍ２の酸素イオンに対して約１０００オン
グストローム／分であるのに対し、電子線レジストＳＥ
Ｌ／Ｎ−Ａは、５３３０オンゲスト四−ム／分、ホトレ
ジストＡＺ−１３５０Ｊは３０００オングストロ一ム／
分であった。このエツチング速度の差を利用することで
、第４図に示６一 ト４が残っているが、次の金の除去工程で、金を溶かす
ことで除去できる。金の除去には、ヨウ化カリ（ＫＩ
）とヨウ素（Ｉ） の飽和溶液で金を溶解することで行
なった。第５図は、金を除去した後の断面図を示す。次
に、第５図に示す矩形格子を矢印５で示す方向からアル
ゴンイオン又は酸素イオンでイオンエツチングすると、
格子自身がイオンビームに対してシャドウマスクとして
作用し、第６図に示すようなブレーズド格子が得られる
。
、この時イオンエツチング時間が短いと矩形格子の一部
が残り、時間が長すぎるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチング時間の制御が重要
である。
が残り、時間が長すぎるとブレーズド格子の角がまるく
なってしまうので、イオンエツチング時間の制御が重要
である。
１本実施例では、有機高分子膜として５ＥＬ−Ｎり、１
□・１イブＡを用いた場合を説明したが、本方法に適す
６他の有機高分子膜材料としては、８ＢＬ−Ｎタイ１ ブＡと同じ様な電子線レジストＢＢＲ−９、又は、メタ
クリの２つのメチル基をＣ１およびＣＨ２ＣＦ３７− で置換した重合体（電子線レジス）ＣＯＰ）、ｒ 又は
、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ） 、又はポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）、又はポリビニルホルマ
ール（ＰＶＦ）、又は、ポリアセタール（ＰＯＭ ）が
ある。これらは、いずれも金（Ａｕ ）よりも、酸素イ
オンエツチング速度が早いので、本方法でブレーズド格
子を製造できる。
６他の有機高分子膜材料としては、８ＢＬ−Ｎタイ１ ブＡと同じ様な電子線レジストＢＢＲ−９、又は、メタ
クリの２つのメチル基をＣ１およびＣＨ２ＣＦ３７− で置換した重合体（電子線レジス）ＣＯＰ）、ｒ 又は
、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ） 、又はポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）、又はポリビニルホルマ
ール（ＰＶＦ）、又は、ポリアセタール（ＰＯＭ ）が
ある。これらは、いずれも金（Ａｕ ）よりも、酸素イ
オンエツチング速度が早いので、本方法でブレーズド格
子を製造できる。
以上述べた様に本発明により、透過型の高品質のブレー
ズド格子が得られる。
ズド格子が得られる。
に示す断面図である。図において、ｌは基板、２は有機
高分子膜、３は金属層、４はホトレジスト、５の矢印は
イオンビームの入射方向を各々表わす。
高分子膜、３は金属層、４はホトレジスト、５の矢印は
イオンビームの入射方向を各々表わす。
８−
Claims (1)
- １、基板に有機高分子膜を塗布する工程と、塗布された
前記有機高分子膜に前記有機高分子膜よりも酸素イオン
エツチング速度の遅い金属層をコートする工程と、前記
金属層に前記金属層よりもアルゴンイオンエツチング速
度の遅いホトレジスト膜を塗布する工程と、塗布された
ホトレジスト膜をレリーフ型の回折格子に形成する工程
と、前記回折格子をマスクとして、アルゴンイオンビー
ムで前記金属層をイオンエツチングして、金属層に矩形
断面の回折格子を形成する工程と、前記矩形断面の回折
格子をマスクとして、酸素イオンビームで前記有機高分
子膜をイオンエツチングして、有機高分子膜の表層に矩
形断面の回折格子を形成する工程と、前記金属層を除去
した後、基板に対して斜め方向からイオンエツチングす
る工程とを含むことを特徴とするブレーズド格子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142565A JPS6033501A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | プレ−ズド格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142565A JPS6033501A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | プレ−ズド格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033501A true JPS6033501A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15318280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58142565A Pending JPS6033501A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | プレ−ズド格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033501A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004088764A3 (en) * | 2003-04-03 | 2005-01-20 | Microemissive Displays Ltd | Ion beam method for removing an organic light emitting material |
| JP2006259325A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Shimadzu Corp | ホログラフィックグレーティング製造方法 |
| CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
| WO2013056627A1 (zh) * | 2011-10-19 | 2013-04-25 | 苏州大学 | 一种全息双闪耀光栅的制作方法 |
| CN110244395A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 中国科学技术大学 | 一种平面双角闪耀光栅的制作方法 |
| WO2021031111A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 诚瑞光学(常州)股份有限公司 | 表面浮雕光栅结构的制作方法 |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP58142565A patent/JPS6033501A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004088764A3 (en) * | 2003-04-03 | 2005-01-20 | Microemissive Displays Ltd | Ion beam method for removing an organic light emitting material |
| US7731860B2 (en) | 2003-04-03 | 2010-06-08 | Microemissive Displays Limited | Ion beam method for removing an organic light emitting material |
| JP2006259325A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Shimadzu Corp | ホログラフィックグレーティング製造方法 |
| CN102360093A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-02-22 | 苏州大学 | 一种全息闪耀光栅制作方法 |
| WO2013056627A1 (zh) * | 2011-10-19 | 2013-04-25 | 苏州大学 | 一种全息双闪耀光栅的制作方法 |
| US9075194B2 (en) | 2011-10-19 | 2015-07-07 | Soochow University | Method for manufacturing holographic bi-blazed grating |
| US9864113B2 (en) | 2011-10-19 | 2018-01-09 | Soochow University | Method for manufacturing holographic blazed grating |
| CN110244395A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 中国科学技术大学 | 一种平面双角闪耀光栅的制作方法 |
| CN110244395B (zh) * | 2019-06-28 | 2020-10-27 | 中国科学技术大学 | 一种平面双角闪耀光栅的制作方法 |
| WO2021031111A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 诚瑞光学(常州)股份有限公司 | 表面浮雕光栅结构的制作方法 |
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