JPS62250401A - Optical device and its manufacture - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To facilitate a process and to make positioning accurate relatively to an optical element by using a photosensitive thin film which increases in transmissivity when irradiated with an electron beam or ion beam. CONSTITUTION:A substrate 11 uses a glass plate which has ITO for charge-up prevention against an electron beam 15 or ion beam on the surface and the photosensitive thin film 12 use a mixture of a natural polysaccharide body such as pulran and a diazo compound. The substrate 11 is coated with the photosensitive material 12 and CMS electron beam resist 14 which has a lower sensitivity than the photosensitive material in that order. Then, an irradiation quantity distribution is given by the electron beam 15 so as to correspond to the phase shift function of a Fresnel lens whose periphery is rectangularly clipped and a development process is carried out to vary the film thickness of the resist 14, thereby forming a Fresnel lens array 13. Thus, a light shield film is simultaneously formed with lenses, so the process becomes extremely simple and the accuracy of the positioning between the lens array 13 and light shield film after completion is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学装置およびその製造方法に関するもので
あり、特に光学特性に優れ、製造方法が容易な薄膜光学
装置とその製造方法を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical device and a method for manufacturing the same, and particularly provides a thin film optical device that has excellent optical properties and is easy to manufacture, and a method for manufacturing the same. It is something.

（従来の技術） 近年、マイクロフレネルレンズやマイクログレーティン
グ、計算機ホログラム等の薄膜光学装置は、薄形軽量で
種々の機能を有する光学素子として注目されており、そ
の製造方法としては、電子ビームやイオンビームによる
リソグラフィが高性能なものが得られるという点で有望
視されている。、今、例えば光学素子としてマイクロフ
レネルレンズを考えてみると、実際に結像素子として用
いるには、ＳＮ比を増やすためにレンズ以外の場所から
、光が回りこまないように遮光膜を付ける必要がある。(Prior art) In recent years, thin film optical devices such as micro Fresnel lenses, micro gratings, and computer generated holograms have attracted attention as optical elements that are thin and lightweight and have various functions. Beam-based lithography is seen as promising in that it can produce high-performance products. Now, for example, if we consider a micro Fresnel lens as an optical element, in order to actually use it as an imaging element, it is necessary to add a light-shielding film to prevent light from entering from places other than the lens in order to increase the S/N ratio. There is.

従来の遮光膜付フレネルレンズアレイとその製造方法を
第６図により説明する。第６図は従来の光学装置の製造
工程を示す断面図で、第６図（ａ）ないし第６図（ｅ）
はその工程順を示したものである。同図において、１は
基板、２は遮光膜、３はレジスト、４はフレネルレンズ
アレイ、５は電子ビーｔ１である。第６図（ａ）は電子
ビームチャージアップ防止用のＩＴＯのついたガラス基
板１で、第６図（ｂ）では基板１−にフォトリソグラフ
ィ等の方法で、レンズの作成しない場所にＣｒ等の金属
膜を用いた遮光膜２を付け、第６図（ｅ）ではその上に
電子ビームレジスト３をコーティングし、第６図（ｄ）
では前記遮光膜２の位置検出を行い、遮光膜２のつけて
いない場所に電子ビーム５を描画し、フレネルレンズア
レイ４の位相シフト関数に対応するように電子ビーム５
の照射量を制御し、第６図（ｅ）では最後に現像処理を
して、遮光膜２付のフレネルレンズアレイ４が完成した
。A conventional Fresnel lens array with a light shielding film and its manufacturing method will be explained with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the manufacturing process of a conventional optical device, and FIGS. 6(a) to 6(e)
shows the order of the steps. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a light shielding film, 3 is a resist, 4 is a Fresnel lens array, and 5 is an electron beam t1. Fig. 6(a) shows a glass substrate 1 coated with ITO to prevent electron beam charge-up, and Fig. 6(b) shows a glass substrate 1 coated with ITO to prevent electron beam charge-up. A light-shielding film 2 made of a metal film is attached, and in FIG. 6(e), an electron beam resist 3 is coated thereon, and as shown in FIG. 6(d).
Then, the position of the light-shielding film 2 is detected, and the electron beam 5 is drawn in a place where the light-shielding film 2 is not attached, and the electron beam 5 is drawn so as to correspond to the phase shift function of the Fresnel lens array 4.
The irradiation amount was controlled, and finally a development process was performed as shown in FIG. 6(e), to complete the Fresnel lens array 4 with the light-shielding film 2.

次に、計算機ホログラムについて考えてみる。Next, let's consider computer generated holograms.

計算機ホログラムは、実存しない像や光波面を再生でき
るホログラムであり、記録方式としては。A computer-generated hologram is a hologram that can reproduce non-existent images and optical wavefronts, and is a recording method.

振幅型、位相型、複素振幅型があるが、任意の像を再生
しようとするには、複素振幅型が種々の点で優れている
。複素振幅型の近似的なものとしてＬｏｈｍａｎｎ型、
　Ｌｅｅ型のホログラムが存在するが、これはホログラ
ム面を分割し、その分割した各画素に、その中心点での
複素振幅と等価な複素振幅を持つように窓の大きさと位
置を決めるものである。There are amplitude type, phase type, and complex amplitude type, but the complex amplitude type is superior in various respects when attempting to reproduce an arbitrary image. As an approximation of the complex amplitude type, the Lohmann type,
There is a Lee type hologram, which divides the hologram surface and determines the size and position of the window so that each divided pixel has a complex amplitude equivalent to the complex amplitude at its center point. .

（小野　明：“コンピュータホログラムによる非球面の
測定″、光光学技術シンタクト２３，８゜ＰＰ５６４−
６２６（１９８５）） （発明が解決しようとする問題点） 従来の遮光膜付光学装置とその製造方法は、第６図によ
りフレネルレンズアレイの場合について説明したように
、遮光膜のパターン化の工程を別に必要とし、又、レジ
スト３が遮光膜２上及び基板１の全面に塗付されている
ため、レンズアレイ４等の光−学素子製作の位置検出が
正確に行えなかった。同時に、電子ビーム描画装置の試
料台の正確な位置制御も高価で困雅な点である。さらに
、レジスト３が遮光膜２近傍で盛り上がるので、完成し
たフレネルレンズアレイ４の遮光膜２との境界のあたり
で、光学特性が悪くなった。(Akira Ono: “Measurement of aspherical surfaces using computer holograms”, Optical Optics Technology Syntact 23, 8゜PP564-
626 (1985)) (Problems to be Solved by the Invention) The conventional optical device with a light-shielding film and its manufacturing method, as explained in the case of a Fresnel lens array with reference to FIG. In addition, since the resist 3 is coated on the light shielding film 2 and the entire surface of the substrate 1, the position of optical elements such as the lens array 4 cannot be accurately detected. At the same time, accurate position control of the sample stage of the electron beam lithography apparatus is also expensive and complicated. Furthermore, since the resist 3 swells near the light shielding film 2, the optical characteristics deteriorate around the boundary between the completed Fresnel lens array 4 and the light shielding film 2.

従来のＬｏｈｍａｎｎ型、Ｌｅｅ型のホログラムは、近
似的には複素振幅型であるが、実際には振幅型のホログ
ラムであるので、再生像には雑音等の問題が多かった。Conventional Lohmann type and Lee type holograms are approximately complex amplitude type holograms, but since they are actually amplitude type holograms, there are many problems such as noise in reproduced images.

本発明は、上記問題点を解決するために、製造方法が容
易で、光学特性に優れた薄膜光学装置とその製造方法を
提供するものである。In order to solve the above problems, the present invention provides a thin film optical device that is easy to manufacture and has excellent optical properties, and a method for manufacturing the same.

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するため、電子ビーム又は
イオンビームの照射で透光性が増加する感光性薄膜を用
いるものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention uses a photosensitive thin film whose translucency increases when irradiated with an electron beam or an ion beam.

（作　用） 本発明は、上記したように、感光性薄膜を光学素子の遮
光膜あるいは、計算機ホログラムの振幅分布膜に用い、
これが電子ビーム又はイオンビームで位相分布を表わす
光学素子と同じ工程で製造できるものであり、従って製
造工程が簡単で光学素子との位置合わせが正確になり、
光学特性のよい光学装置を得ることができる。(Function) As described above, the present invention uses a photosensitive thin film as a light shielding film of an optical element or an amplitude distribution film of a computer generated hologram,
This can be manufactured in the same process as optical elements that express phase distribution with electron beams or ion beams, so the manufacturing process is simple and alignment with optical elements is accurate.
An optical device with good optical properties can be obtained.

（実施例） 本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の光学装置の一実施例の
平面図と断面図、第２図は製造工程を示す断面図で、第
２図（ａ）ないし第２図（ｄ）はその工程順を示したも
のである。この装置は、遮光膜付フレネルレンズアレイ
で、第１図、第２図において１１は基板、１２は電子ビ
ーム又はイオンビーム照射により光学装置の使用波長に
おいて透光性が増加する感光性薄膜であり、１３は光学
素子の１つである膜厚が変化した位相型のフレネルレン
ズアレイで、１４はレジスト、１５は電子ビームである
。第１図に示すように、感光性薄膜１２はフレネルレン
ズアレイ１３の下部で透光性を有している。ここでは説
明のためにアレイ１３を構成するレンズの個数は４つで
横一列として図示しであるが、レンズの個数はいくつで
もよく、又二列以上であってもよい。さらにレンズの周
辺を長方形にクリップした形のものを図示したが、これ
も通常の丸形のレンズであってもよい、長方形にクリッ
プした構造のフレネルレンズでアレイ１３を構成すると
レンズ間のすき間がなくなり、それだけ集光効率が増大
するので有利である０本実施例では、基板１１として、
表面に電子ビーム１５又はイオンビームチャージアップ
防止用のＩＴＯの付いたガラス板を用いたが。1(a) and 2(b) are a plan view and a sectional view of an embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process. d) shows the order of the steps. This device is a Fresnel lens array with a light-shielding film, and in FIGS. 1 and 2, 11 is a substrate, and 12 is a photosensitive thin film whose transparency increases at the wavelength used by the optical device by electron beam or ion beam irradiation. , 13 is a phase-type Fresnel lens array with varying film thickness, which is one of the optical elements, 14 is a resist, and 15 is an electron beam. As shown in FIG. 1, the photosensitive thin film 12 is transparent under the Fresnel lens array 13. Here, for the purpose of explanation, the number of lenses constituting the array 13 is illustrated as four in a horizontal row, but the number of lenses may be any number and may be in two or more rows. Furthermore, although a lens with a rectangular shape clipped around the periphery is illustrated, this may also be a normal round lens.If the array 13 is composed of a Fresnel lens with a rectangular clipped structure, the gap between the lenses will be reduced. In this embodiment, the substrate 11 is
A glass plate with ITO for preventing electron beam 15 or ion beam charge-up on the surface was used.

これは使用波長において透光性を有し、電子ビーム１５
又はイオンビームのチャージアップ防止ができるものな
ら何でもよい。又、基板１１にチャージアップ防止用の
物質がついていなくても、レジスト１４や感光性薄膜１
２でチャージアップ防止を実現してもよいし、薄＜Ａｕ
等の薄膜を描画時のときだけ付けてもよい。イオンビー
ムを中性化して描画を行うときは、チャージアップの防
止をする必要がないのは言うまでもない１本実施例では
、感光性薄膜１２として、プルランという天然多糖体に
ジアゾ化合物を混合したものを用いた。この物質は遠紫
外線に感度を有しているが、本発明者らは、電子ビーム
１５やイオンビームにおいて非常に感度が高いことを発
見した。なお、可視光及び近赤外ではほとんど感度がな
いので１本実施例の光学装置は、可視光及び近赤外で用
いても遮光特性が変化しない、。実際に用いた波長は、
０．５７μＩであった。It is transparent at the wavelength used and the electron beam 15
Alternatively, anything that can prevent the ion beam from charging up may be used. Furthermore, even if the substrate 11 is not coated with a substance for preventing charge-up, the resist 14 or the photosensitive thin film 1
2 may be used to prevent charge-up, or thin<Au
A thin film such as the above may be applied only during drawing. It goes without saying that there is no need to prevent charge-up when drawing with a neutralized ion beam. In this example, the photosensitive thin film 12 is made of a mixture of a diazo compound and a natural polysaccharide called pullulan. was used. Although this material is sensitive to deep ultraviolet light, the present inventors have discovered that it is extremely sensitive to electron beams 15 and ion beams. Note that since there is almost no sensitivity in visible light and near infrared light, the optical device of this embodiment does not change its light shielding characteristics even when used in visible light and near infrared light. The wavelength actually used was
It was 0.57μI.

次に、製造工程について述べる。第２図（ａ）は基板１
１を示し、第２図（ｂ）では、基板１１に感光性物質１
２とこれより感度が低いＣＭＳ電子ビームレジスト１４
をこの順に、それぞれ例えば２．０Ｈ，０，８Ｈｍ塗付
した。次に、第２図（ｃ）では電子ビーム１５で。Next, the manufacturing process will be described. FIG. 2(a) shows the substrate 1
1, and in FIG. 2(b), a photosensitive material 1 is placed on the substrate 11.
2 and CMS electron beam resist 14, which has lower sensitivity.
were applied in this order, for example, 2.0H and 0.8Hm, respectively. Next, in FIG. 2(c), an electron beam 15 is used.

周囲が長方形にクリップされたフレネルレンズの位相シ
フト関数に対応するように照射量分布を与えた。このと
き、用いた電子ビーム１５の加速電圧は３５にＶであっ
たから、照射した電子ビーム１５はレジスト１４だけで
なく、感光性物［１２も十分に透過しており、レジスト
１４に比べて感光性物質１２は十分に感度が高いため、
レンズ下部では電子ビーム１５照射と同時に透光性が一
様に増加した。The irradiation dose distribution was given to correspond to the phase shift function of a Fresnel lens whose periphery was clipped to a rectangle. At this time, the accelerating voltage of the electron beam 15 used was 35 V, so the irradiated electron beam 15 sufficiently penetrated not only the resist 14 but also the photosensitive material [12]. Since the sexual substance 12 is sufficiently sensitive,
In the lower part of the lens, the light transmittance increased uniformly at the same time as the electron beam 15 was irradiated.

最後に、第２図（ｄ）に示すように、現像処理をしてレ
ジスト１４の膜厚が変化し、フレネルレンズアレイ１３
が作製され光学装置が完成した。従って。Finally, as shown in FIG. 2(d), development is performed to change the film thickness of the resist 14, and the Fresnel lens array 13
was fabricated and the optical device was completed. Therefore.

本装置及び本製造方法によると、従来例のように遮光膜
のパ、ターン形成を別々にすることなく、レンズ作製と
同時に遮光膜が形成されてしまうため、非常に製造工程
が簡単で、完成後のレンズアレイ１３と遮光膜の位置合
わせ精度が十分よかった。又。According to this device and this manufacturing method, the light-shielding film is formed at the same time as the lens is manufactured, without having to separate the pattern and pattern formation of the light-shielding film as in the conventional example. The alignment accuracy between the subsequent lens array 13 and the light shielding film was sufficiently good. or.

遮光膜は、感光性物質１２の透光性を変化させているた
め従来例のように境界部でレジスト１４の盛り上がりも
なく、光学特性もよいものが得られた。Since the light-shielding film changes the light transmittance of the photosensitive material 12, there is no swelling of the resist 14 at the border unlike in the conventional example, and good optical properties were obtained.

感光性物質１２の波長０．５７μｍの光における透過率
の測定値は、電子ビーム１５未照射時は５％であったも
のが、照射時には９５％にも増加した。電子ビーム１５
の加速電圧の範囲としては、２μｍ程度のレジスト４層
を透過する値でよく、実際には、１５ＫＶ程度より大き
ければよいと考えられる。レジスト１４と感光性物質１
２は、感光性物質１２の方が感度が高くかつ使用波長に
おいて透光性が変化しないものの組み合わせであればよ
い。又、本実施例の製造工程では電子ビーム１５を用い
たものについて説明を行ったが、これはイオンビームを
用いても同様の効果がある。The measured value of the transmittance of the photosensitive material 12 for light having a wavelength of 0.57 μm was 5% when not irradiated with the electron beam 15, but increased to 95% when irradiated with the electron beam 15. electron beam 15
The range of the accelerating voltage may be a value that transmits through four resist layers of approximately 2 μm, and in reality, it is considered that it is sufficient to be greater than approximately 15 KV. Resist 14 and photosensitive material 1
No. 2 may be a combination of materials in which the photosensitive material 12 has higher sensitivity and does not change its light transmittance at the wavelength used. Further, although the manufacturing process of this embodiment has been described using the electron beam 15, the same effect can be obtained even if an ion beam is used.

第３図は、本実施例の遮光膜付きフレネルレンズアレイ
の使用例を示す。第３図における光学装置の構成要素は
、第１図及び第２図と同じで同一番号を付しである。そ
の他について、１６は入射光。FIG. 3 shows an example of use of the Fresnel lens array with a light-shielding film of this embodiment. The components of the optical device in FIG. 3 are the same as in FIGS. 1 and 2 and are given the same numbers. Regarding the others, 16 is incident light.

１７は出射光で、１７□、　１７２．１７３．１７４は
それぞれのレンズからの出射光、１８は集光スポットで
ｔａｌ、ｉａ□。17 is the emitted light, 17□, 172, 173, and 174 are the emitted lights from the respective lenses, and 18 is the converging spot, tal, ia□.

１８３１８４はそれぞれの集光スポットを示している。183184 indicates each focused spot.

入射光１６として波長０．５７μｍの平面波を用いて基
板１１側から、１つが、大きさ１５０ＪＪ’ｌｌ　Ｘ　
１００ＩＪ１１で焦点距離が０．７５ｍｍの４つのレン
ズに入射し、焦点距離上に４つの集光スポット１８１，
１８２，１８３及び１８４が良好に観測された。この遮
光膜レンズアレイは集光だけでなく結像に使えるのは言
うまでもなく、例えば、密着型イメージセンサ用のレン
ズ系として有望である。又、前記フレネルレンズアレイ
１３側から光を入射して用いてもよい０以上光学素子と
してフレネルレンズアレイについて説明を行ったが、こ
れは例えばグレーティング等のような他の光学素子でも
同様の効果があるのは言うまでもない。One beam has a size of 150JJ'll
The light enters four lenses with a focal length of 0.75 mm at 100 IJ11, and four condensed spots 181,
182, 183 and 184 were observed well. Needless to say, this light-shielding film lens array can be used not only for condensing light but also for imaging, and is promising as a lens system for, for example, a contact type image sensor. Further, although the Fresnel lens array has been described as an optical element of 0 or more that may be used by entering light from the Fresnel lens array 13 side, the same effect can be obtained with other optical elements such as a grating. Needless to say, there is.

本発明の他の実施例を第４図及び第５図により説明する
。第４図（ａ）、（ｂ）は本発明の光学装置の他の実施
例の平面図と断面図で、第５図はその製造工程を示す断
面図で、第５図（ａ）ないし第５図（ｅ）はその工程順
を示したものである。この装置は計算機ホログラムの例
である。第４図及び第５図での構成要素は、第１図及び
第２図とほぼ同じで同一のものには同一番号を付してあ
り、その他については１９は光学素子、２０はＡｕ膜、
２１は高加速電圧の電子ビーム、２２は低加速電圧の電
子ビームである。第４図において、１９は膜厚分布をも
つ一般的な位相型の光学素子であり、計算機ホログラム
の位相分布に対応している。又、前記光学素子１９の下
部は、感光性薄膜１２の透光性が変化しており、計算機
ホログラムの振幅分布に対応している。Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4(a) and 4(b) are a plan view and a sectional view of another embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process thereof. FIG. 5(e) shows the order of the steps. This device is an example of a computer generated hologram. Components in FIGS. 4 and 5 are almost the same as in FIGS. 1 and 2, and the same parts are given the same numbers, and 19 is an optical element, 20 is an Au film,
21 is an electron beam with a high acceleration voltage, and 22 is an electron beam with a low acceleration voltage. In FIG. 4, reference numeral 19 denotes a general phase type optical element having a film thickness distribution, which corresponds to the phase distribution of a computer generated hologram. Further, the light transmittance of the photosensitive thin film 12 in the lower part of the optical element 19 changes, and corresponds to the amplitude distribution of the computer generated hologram.

上面に光学素子１９が形成されていない感光性薄膜１２
の部分は、透光性が小さく遮光膜としての役割を果たす
。しかし、この部分はなくても計算機ホログラムとして
の機能を有する。第５図により、製造工程について説明
する。ただし、本実施例で用いた機構材料は前記第１の
実施例で用いたものと同じである。第５図（ａ）はガラ
ス基板１１を示し、第５図（ｂ）では、ガラス基板１１
に感光性物質１２とレジスト１４をこの順にそれぞれ例
えば２．０ｐｙａ。Photosensitive thin film 12 on which no optical element 19 is formed
The portion has low translucency and functions as a light-shielding film. However, even without this part, it still functions as a computer generated hologram. The manufacturing process will be explained with reference to FIG. However, the mechanical material used in this example is the same as that used in the first example. FIG. 5(a) shows the glass substrate 11, and FIG. 5(b) shows the glass substrate 11.
For example, the photosensitive material 12 and the resist 14 are applied in this order at 2.0 pya each.

０．８μｍ塗布し、電子ビームのチャージアップ防止の
ために例えば５００人厚のＡｕ膜２ｏを蒸着した０次に
、第５図（ｃ）では、例えば３５ＫＶの高加速電圧の電
子ビーム２１で、計算機ホログラムの振幅分布に対応す
るように、感光性物［１２の感度に基づいて照射量を制
御し、透光性を変化させた。なお、レジスト１４の方が
十分感度が低いので、このとき電子ビーム２１の照射で
はレジスト１４は影響をほとんど受けない。このとき電
子ビーム２１の加速電圧の値としては、電子ビーム２１
が、レジスト１４を通り抜ける値でよ＜、１５ＫＶ以上
であればよいと考えられる。In FIG. 5(c), the electron beam 21 with a high accelerating voltage of 35 KV is applied, and an Au film 2o with a thickness of, for example, 500 layers is deposited to prevent charge-up of the electron beam. The irradiation amount was controlled based on the sensitivity of the photosensitive material [12] to change the light transmittance so as to correspond to the amplitude distribution of the computer generated hologram. Note that since the resist 14 has a sufficiently lower sensitivity, the resist 14 is hardly affected by the electron beam 21 irradiation at this time. At this time, the value of the acceleration voltage of the electron beam 21 is
However, it is considered that a value that passes through the resist 14 should be 15 KV or more.

次に、第５図（ｄ）では、例えば１３にＶの低加速電圧
の電子ビーム２２で、計算機ホログラムの位相分布に対
応するように、レジスト１４の感度に基づいて照射量を
制御した。低加速電圧の電子ビーム２２を用いると、電
子ビームの侵入深さが比較的小さいため、感光性物質１
２への影響はほとんど生じない、侵入深、さを検討した
結果、加速電圧１３ＫＶで２μｍ程度の侵入深さを示し
たので、本実施例では。Next, in FIG. 5(d), the irradiation amount was controlled based on the sensitivity of the resist 14 so as to correspond to the phase distribution of the computer generated hologram using the electron beam 22 with a low acceleration voltage of, for example, 13V. When the electron beam 22 with a low acceleration voltage is used, the penetration depth of the electron beam is relatively small, so the photosensitive material 1
As a result of examining the penetration depth, which has almost no effect on 2.2, it was found that the penetration depth was about 2 μm at an accelerating voltage of 13 KV, so in this example.

レジスト１４の膜厚２μ■に合わせて、　１３ＫＶの加
速電圧を用いた。これは、レジスト１４の膜厚に合わせ
て適当に設定すればよく、実際の値としては１５ＫＶ未
滴になると考えられる。第５図（ｅ）では、最後に、Ａ
ｕ膜２０の除去を行い、現像処理をしてレジスト１４の
膜厚を変化させ、計算機ホログラムが完成した。なお、
本実施例では、電子ビームを用いて説明したが、イオン
ビームを用いても同様に効果が得られる。又、第５図（
Ｃ）の工程と第５図（ｄ）の工程は順序を逆にしてもよ
い。An accelerating voltage of 13 KV was used in accordance with the film thickness of the resist 14 of 2 μm. This may be set appropriately according to the film thickness of the resist 14, and the actual value is considered to be 15 KV. In FIG. 5(e), finally, A
The U film 20 was removed and developed to change the thickness of the resist 14, completing a computer generated hologram. In addition,
Although this embodiment has been described using an electron beam, the same effect can be obtained using an ion beam. Also, Figure 5 (
The order of the step C) and the step of FIG. 5(d) may be reversed.

以上説明してきたように１本実施例のように、透光性を
変化させた薄膜層と、膜厚を変化させた薄膜層を重ね合
わせる、つまりホログラム面上で振幅分布と位相分布を
それぞれ別々に設定することにより、ＳＮ比のよい任意
の像再生を実現することが可能である。しかも、本実施
例のように、電子ビーム又はイオンビームだけで、位相
分布と振幅分布の両方を実現することが可能であるから
、位相と振幅の位置合わせが正確となり、つまりはある
点での位相と振幅が忠実に実現され、良好な像再生が行
えることになる。実際に、０．５７μＩの光を入射し、
良好な像再生を確認した。As explained above, as in this embodiment, a thin film layer with different translucency and a thin film layer with different film thickness are superimposed, that is, the amplitude distribution and phase distribution are separated from each other on the hologram surface. By setting , it is possible to realize arbitrary image reproduction with a good S/N ratio. Moreover, as in this example, it is possible to realize both phase distribution and amplitude distribution using only an electron beam or an ion beam, so the phase and amplitude alignment is accurate, which means that it is possible to achieve accurate positioning of the phase and amplitude at a certain point. The phase and amplitude are faithfully realized, and good image reproduction can be performed. Actually, when light of 0.57 μI is incident,
Good image reproduction was confirmed.

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、光学装置の遮光膜又は
振幅分布膜と、その位相分布を表わす薄膜光学素子とを
電子ビーム又はイオンビームを用いて同じ工程で製造で
き、従って製造工程が簡単で位置合わせが確実となり、
つまりは光学特性のよい光学装置が実現できるという効
果を有する。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the light shielding film or amplitude distribution film of an optical device and the thin film optical element representing the phase distribution can be manufactured in the same process using an electron beam or an ion beam. Therefore, the manufacturing process is simple and the alignment is reliable.
In other words, it has the effect that an optical device with good optical characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の光学装置の一実施例の平面図と断面図
、第２図はその製造工程を示す断面図、第３図はその使
用例を示す図、第４図は本発明の光学装置の他の実施例
の平面図と断面図、第５図はその製造工程を示す断面図
、第６図は従来の光学装置の製造工程を示す断面図であ
る。 １１　　・・基板、１２・・・感光性薄膜、１３・・・
フレネルレンズアレイ（光学素子）、１４・・・レジス
ト、１５・・・電子ビーム又はイオンビーム、１９・・
・光学素子。２０・・・Ａｕ膜。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第１図 １１・・・甚板 １２・・・感丸捜簿月失 １３°゛°フレネｌレレンズアレ４ 第２図 第３図 １６・・・入祖尤 １７・・・＄引克 旧・・・東元スポット 第４図 １９・・・光３系と ］９ 第５図 第　６　図FIG. 1 is a plan view and a sectional view of an embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process thereof, FIG. 3 is a diagram showing an example of its use, and FIG. FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of another embodiment of the optical device, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process thereof, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the conventional optical device. 11...Substrate, 12...Photosensitive thin film, 13...
Fresnel lens array (optical element), 14... resist, 15... electron beam or ion beam, 19...
・Optical element. 20...Au film. Patent Applicant: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Figure 1 11...Jinban 12...Kanmaru Sobo Getsuro 13°゛° Fresnel Lens Are 4 Figure 2 Figure 3 16...Nyuso 17. ...$ Hikikatsu old... Donggen spot Figure 4 19... Hikari 3 system] 9 Figure 5 Figure 6

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）基板上に、電子ビーム又はイオンビームを照射す
ることにより透光性が増加する感光性薄膜を有し、前記
感光性薄膜上に光学素子を設けたことを特徴とする光学
装置。(1) An optical device comprising, on a substrate, a photosensitive thin film whose translucency increases by irradiation with an electron beam or an ion beam, and an optical element provided on the photosensitive thin film. （２）感光性薄膜は光学素子の下部で透光性を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光学装
置。(2) The optical device according to claim (1), wherein the photosensitive thin film has a light-transmitting property below the optical element. （３）感光性薄膜は光学装置の振幅分布、光学素子は前
記光学装置の位相分布に対応することを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の光学装置。(3) The optical device according to claim (1), wherein the photosensitive thin film corresponds to the amplitude distribution of the optical device, and the optical element corresponds to the phase distribution of the optical device. （４）光学素子はフォトレジスト材料で形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光学
装置。(4) The optical device according to claim (1), wherein the optical element is formed of a photoresist material. （５）光学素子はフレネルレンズであることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の光学装置。(5) The optical device according to claim (1), wherein the optical element is a Fresnel lens. （６）光学素子はグレーティングであることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の光学装置。(6) The optical device according to claim (1), wherein the optical element is a grating. （７）基板上に、電子ビーム又はイオンビームを照射す
ることにより、透光性が増加する感光性物質を塗付し、
前記感光性物質上に前記感光性物質よりも感度が低いレ
ジストを塗付し、前記レジスト上に前記電子ビーム又は
前記イオンビームを照射して現像処理を行い、前記感光
性物質の透光性と前記レジストの膜厚を変化させること
を特徴とする光学装置の製造方法。(7) Applying a photosensitive material that increases translucency by irradiating the substrate with an electron beam or ion beam,
A resist whose sensitivity is lower than that of the photosensitive material is applied onto the photosensitive material, and a development process is performed by irradiating the resist with the electron beam or the ion beam to improve the translucency of the photosensitive material. A method for manufacturing an optical device, comprising changing the film thickness of the resist. （８）光学装置の位相分布に対応するように低加速電圧
で電子ビーム又はイオンビームの照射量をレジストの感
度特性に基づいて制御し、又、光学装置の振幅分布に対
応するように高加速電圧で電子ビーム又はイオンビーム
の照射量を感光性物質の感度に基づいて制御することを
特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載の光学装置の
製造方法。(8) Control the irradiation amount of the electron beam or ion beam at a low acceleration voltage based on the sensitivity characteristics of the resist so as to correspond to the phase distribution of the optical device, and at high acceleration to correspond to the amplitude distribution of the optical device. 7. A method of manufacturing an optical device according to claim 7, wherein the irradiation amount of the electron beam or ion beam is controlled by voltage based on the sensitivity of the photosensitive material. （９）低加速電圧は１５ＫＶ未満であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（８）項記載の光学装置の製造方法
。(9) The method for manufacturing an optical device according to claim (8), wherein the low acceleration voltage is less than 15 KV. （１０）高加速電圧は、１５ＫＶ以上であることを特徴
とする特許請求の範囲第（８）項記載の光学装置の製造
方法。(10) The method for manufacturing an optical device according to claim (8), wherein the high acceleration voltage is 15 KV or more.