JPS6083902A - ブレ−ズド格子の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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作方法に関し、詳しくは
ホログラフィック格子をイオンエツチングでブレーズ化
するブレーズド格子の製作方法に関するものである。

ホーグラム回折格子は９機械切り格子や電子ビーム描画
格子と比較して、ゴーストや迷光の発生が少なく、任意
の格子ピッチのものが容易に製作できる等の利点がある
。さらに製作時の２光束干渉光の位相で格子の周期分布
を制御できるので。

波面変換機能を持つ素子としてホログラムスキャナ、ホ
ログラムレンズ、ホーグラフィックカプラー等への応用
がある。しかしながら、ホログラム格子の回折効率が低
く実用上問題である。現在。

ホログラム格子の高回折効率化の最も効果的な方法とし
ては、あらかじめ形成したホｐグラフイツフレリーフ格
子をシャドウマスクとし、基板の斜め上面方向からイオ
ンビームでエツチングしてブレーズド格子を形成するイ
オンエツチング法がある。ブレーズド格子は格子のブレ
ーズ角を制御することにより特定の回折次数へ理論上１
００％の光を回折させることができる。

ＰＭＭＡ（ポリメタメチルアクリレート）層を形成した
面上のいずれかにホトレジスト例えばＡＺ−１３５０Ｊ
を塗布し、このレジスト層にＨｅ−Ｃｄレーザの２光束
干渉で干渉縞を記録してホトレジストレリーフ格子マス
クを形成し、このマスク格子の格子周期方向の斜め上面
から平行イオンビームで基板面をエツチングし、マスク
のシャドウにより被加工基板面にブレーズド格子を形成
していた１この場合番でおけるイオンエツチングでのシ
ャ・ドウマスクとするレリーフ格子の形状はホログラフ
ィックに形成した半丸ないし正弦波状断面である。

したがって、シャドウ効果が十分でなく、性能の良いブ
レーズド格子が製作できないという欠点がありだ。

本発明の目的は、上記の欠点を除去せしめた高品質のブ
レーズド格子をイオンエツチングで形成する方法を提供
することである。

本発明のブレーズド格子の形成方法は、被加工基板面上
に被加工基板材料よりもイオンエツチング速度の遅い第
１のホトレジストを塗布する工程を形成する工程と、前
記回折格子をマスクとして前記金属膜を化学エツチング
し金属膜を矩形断面の格子パターンに形成する工程と、
前記矩形断面の格子パターンを遮蔽マスクとしてマスク
上面方向から紫外光で前記第１のホトレジスト層を露光
し、前記第１のホトレジストを現像処理して矩形断面の
回折格子を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、
格子の周期分布方向でかつ、基板面に対して斜め上面方
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形成方法である。

以下１本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図から第９図は１本発明による一実施例を工程の順
に説明するための断面図である３、第１図は被加工基板
ｌの面上に被加工基板材料よりもエツチング速度の遅い
第１のホトレジスト２を塗布した状態を示す断面図であ
る。被加工基板としては、イオンエツチング速度の早い
材料であるのが望ましく、エツチング速度の早い材料と
してはＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ａｕ＋　Ａｇ等があるが２本
実施例をスピンナーで塗布した。ホトレジスト層２の膜
厚は形成する格子ピッチにより異なり０．３〜１．０μ
篇とした。この第１のホトレジスト層２を焼しめた後、
第２図に示すよ５に、金属膜３例えばＡ　ｕ、　Ｃｒ、
　Ｎ　ｉ　＋　Ｃｕを数１０００入形成した。さらに金
属膜３の上に第２のホトレジスト４をｇ３図に示すよう
に塗布した。第２のホトレジスト４としては第１のホト
レジスト２と同じＡＺ−１３５０Ｊを用い膜厚を０．３
〜１．０μ落としスピンナーで塗布した。次に、第２の
ホトレジスト膜４にホログラフィックレリーフ格子を形
成するためＫ　、Ｈｅ　−Ｃｄレーザを光源とする２光
束干渉計で干渉縞をホトレジスト膜に露光し現像した。

第４図は現像後の状態を示す断面図である。なお、レー
ザ干渉計を用いるかわりに、銀塩乾板に記録した干渉縞
を濃淡マスクとしてυ■光で密着焼付けによっても第４
図に示すようなホーグラフィックレリーフ格子を形成で
きる。

第４図に示したような試別を化学エツチング液例えば金
属膜３がＡｕの場合ヨウ化カリウムとヨ、声イクとして
金属層３にほば矩形断面の格子を形成・４ることができ
る。次に、第６図に示すように試俗の格子上面から紫外
光（ＵＶ光）５で露光する。

矩形断面゛した金属層の格子パターンが紫外光の遮蔽マ
スクとなり、ホトレジストのガンマが高いので第１のレ
ジスト漸２に矩形形状断面の格子を形成できる。第７図
は現像後の状態を示す断面図である。第２のホトレジス
トの格子４は紫外光５で感光し現像時に溶けてなくなる
。次に、第８図建水すように前述した金属膜の化学エッ
グーング液と同じもので金属層３を除去した矩形格子を
シャドウマスクとして格子の周期分布方向の斜め上面か
らイオンビーム６（アルゴンイオン又は酸素イオン）で
前記矩形格子マスク２が無くなるまでエツチングを行う
と、第９図に示すような７シ・−ズド格子が形成される
。エツチング時間は、第１のホトレジスト材のエツチン
グ速度９入射角度依イｆ性を調べ、設定するイオンビー
ムエツチング角度から算出される。

本実施例においては、ベース基板を被加工旧料とした場
合を説明したが、被加工層をｔＷ　ＩＩ”Ａとした被加
工基板例えば、エツチングレートの早い有機いた場合に
も本方法を適用できる。

以上詳述したように本発明の方１去を用いることで、−
ホログラム格子をエツチングするブレーズ化において、
高性能のブレーズド格子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図は本発明による各プロセス１１凱［で
の基板状態の断面図である。図によ夕いて、］は岐加工
基板２２は第１のホトレジスト膜、３は金属膜、４は第
２のホトレジスト膜、５は紫外光、６はイオンビームで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加工基板面上に被加工基板材料よりもイオンエッチン
   グ速度の遅い第１のホトレジストを塗布する工程と、前
   記第１のホトレジスト膜上に金属膜を形成する工程と、
   前記金属膜上に第２のホトレジスト膜を塗布する工程と
   、塗布された第２のホトレジスト膜にレリーフ型のホロ
   グラフィック回折格子を形成する工程と、前記回折格子
   をマスクとして前記金属膜を化学エツチングし金属膜を
   矩形断面の格子パターンに形成する工程と、前記矩形断
   面の格子パターンを遮蔽マスクとしてマスク上面方向か
   ら紫外光で前記第１のホトレジスト層をｉ光し、１前記
   第１のホトレジストを現像処理して矩形断面の回折格子
   を形成する工程と、前記金属膜を除去した後、格子の周
   期分布方向でかつ。 基板面に対して斜め上面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形成方
   法。