JPS63192078A - 表面レリ−フ型ホログラムの製造方法 - Google Patents

表面レリ−フ型ホログラムの製造方法

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JPS63192078A
JPS63192078A JP2392187A JP2392187A JPS63192078A JP S63192078 A JPS63192078 A JP S63192078A JP 2392187 A JP2392187 A JP 2392187A JP 2392187 A JP2392187 A JP 2392187A JP S63192078 A JPS63192078 A JP S63192078A
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JP
Japan
Prior art keywords
hologram
nickel
stamper
resist pattern
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP2392187A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Amako
淳 尼子
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
Yushi Inagaki
雄史 稲垣
Mineo Moribe
峰生 守部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS63192078A publication Critical patent/JPS63192078A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Holo Graphy (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 パターン精度を向上した表面レリーフ型ホログラムの製
法として、今までレジストパターン上にニッケル薄膜を
形成していたのに代わってニッケルと選択エツチング性
のある金属薄膜を形成し、ニッケルメッキ処理後に金属
薄膜を除去する製造方法。
〔産業上の利用分野〕
本発明は複製精度を向上した表面レリーフ型ホログラム
の製造方法に関する。
ホログラフィは試料によって反射されたコヒーレントな
光と、同じ光源から直接に来た光との干渉縞を写真乾板
に記録して三次元の光像を作る技術として知られている
が、このようにして形成するホログラムには表面レリー
フ型ホログラムと体積型ホログラムとがある。
ここで、前者は干渉縞を記録媒体表面に凹凸の形で形成
したものであり、後者は記録媒体中に濃淡の形で形成し
たものであるが、前者は高回折効率と高機能性に加え、
複製ができることから高性能なデバイスを安価に形成で
きると云う特徴をもっている。
そこで、良質の表面レリーフ型ホログラムを生産性よく
製造する方法が検討されている。
〔従来の技術〕
表面レリーフ型ホログラムを複製するにはスタンパと云
われるニッケル(Ni)製の鋳型にアクリル酸工゛ステ
ルなどのホトポリマを注入した後、紫外線を照射して硬
化せしめ、これを剥離することにより作られている。
第2図は従来のホログラム複製工程を示す断面図であっ
て、ガラス基板1の上にホトレジスト2を約1.0μ−
の厚さにスピンコードした後、レーザ光の三光束干渉露
光を行い、これを現像してレジストパターン3を形成す
る。
ここで、レリーフを形成する格子の刃4のピッチと深さ
は0.5〜1.0μm程度である。(以上同図A) 次に、このレジストパターン3の上にスパッタ法、真空
蒸着法、無電界メッキ法などによりNi膜5を500人
程度の厚さに膜形成する。
これは電鋳(以下略してメッキ)を行うための予備処理
である。(以上同図B) 次に、このNi膜5を陰極として約800μmと厚めに
Niメッキを行い、Ni製の反転パターン6を形成する
。(以上同図C) 次に、溶剤処理によりホトレジスト2を溶解除去するこ
とによりNi膜5と反転パターン6とからなるスタンパ
7が分離される。(以上同図D)同図(E)はか\るス
タンパ7にホトポリマ8を注入し、ガラス基板9を当て
た状態でガラス基板9の側から紫外線を照射してホトポ
リマ8を硬化させ、スタンパ7を剥離して生じたホログ
ラム10の断面図である。
このようにして複製が作られているが、同図(C)の工
程でNiメッキを行う際に、メッキ膜の張力などにより
反転パターン6の変形が生じて凹部11が狭くなってお
り、また同図(E)の工程においてホトポリマ8の硬化
の際に樹脂の収縮が避けられないためにホログラム10
の格子の刃12は同図(A)に示すレジストパターン3
の格子の刃4よりも狭くなり忠実なパターンが得られな
いことが問題であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上記したように従来のスタンパはメッキ時にに発生す
る歪を緩和する膨張力などによりスタンパのレリーフパ
ターンを形成する格子の刃の幅がレジストパターンを形
成する格子の刃の幅よりも狭く形成され、また注入した
ホトポリマは紫外線照射により硬化する際に収縮するの
で、ホログラムの格子の刃が原盤であるレジストパター
ンよりも狭(形成されることが問題である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題はホログラムを転写したレジストパターン上
にニッケルメッキを施した後、該レジストをaCt、て
ニッケルスタンパを作り、該スタンパに透明樹脂の注入
を行ってホログラム基板を形成するに際し、先ず前記レ
ジストパターン上にニッケルと選択エツチング性のある
金属薄膜をスパッタ法、真空蒸着法、無電解メッキ法な
どにより形成しする。
特に、アルゴン(Ar)などの不活性ガスを利用した低
真空蒸着法によれば良好な薄膜を形成することができる
次に、該金属薄膜を陰極としてニッケルメッキを行った
後にレジストと前記金属薄膜とを除去してニッケルスタ
ンパを得る表面レリーフ型ホログラムの製造方法により
解決することができる。
〔作用〕
本発明は表面レリーフ型ホログラムの複製の際にレジス
トパターンの格子の刃に較べて複製したホログラムの格
子の刃が狭く形成され、従って当初に設計したデユーテ
ィ比より小さな値となり、透過回折効率が低下するのを
改善するためになされたものである。
ここで、デユ−ティ比は格子の刃の幅Wの格子のピッチ
dに対する比w / dとして定義されており、一般に
0.4程度の値がとられている。
本発明は第2図(A)に示すレジストパターン3の格子
の刃4にくらべ同図(E)に示すホログラム10の格子
の刃12は10%かそれ以上狭くなっていることから、
この補正手段として同図(B)に示すNi膜5に代えて
Niと選択エツチング性のある金属例えば金(Au)を
用いるもので、この金属膜を格子ピッチの10〜20%
(0,1〜0.2μm)を目安として形成し、スタンパ
形成後に除去する方法をとることによりデユーティ比の
低下をなくするものである。
〔実施例〕
第1図は本発明に係るホログラム複製工程を示す断面図
である。
すなわち、従来と同様にガラス基板1の上に塗布したホ
トレジスト(シブレイ社1品名S 1400)2に二光
束干渉露光を行って後、現像してレジストパターン3を
形成した。(以上同図A)次に、この上にスパッタ法に
よりAu膜13を0.1μmの厚さに形成した。(以上
同図B)次に、Au膜13を陰極としてメッキを行い従
来と同様にNiからなる反転パターン6を形成した。
(以上同図C) 次に、ホトレジスト2を同社製の剥離液を用いて溶解除
去した後(以上同図D)、沃化カリ(Kl)と沃素(■
りの飽和水溶液に浸漬して^U膜13を溶解してNi製
のスタンパ14を形成した。
(以上同図E) これに従来と同様にホトポリマを注入した後に紫外線照
射を行い、硬化後に剥離してホログラム15を形成した
(以上同図F) このように形成したスタンパ14は凹部16が広く、こ
れを用いて形成したホログラム15はニッケルメッキの
内部歪による膨張変形やホトポリマの収縮による格子の
刃の細りを補償しており、レジストパターン3のデユー
ティ比に近似した値を得ることができる。
第3図と第4図は複製したホログラムについて透過回折
効率ηとデユーティ比との関係図であって、第3図はS
偏向すなわちヘリウム・ネオン(He−Ne)  レー
ザ光(波長0.633μm)の振動面が格子縞に平行な
偏光について、また第4図はP偏向すなわち振動面が直
角な偏光についての特性であって、実線17は一次の回
折光を、また破線18は0次の透過回折光についてデユ
ーティ比を変えた場合の回折効率の変化を示しており、
S偏光についてはデユーティ比0.3〜0.4にピーク
があり、またP偏光については0.4程度にピークが存
在している。
そのため、このピーク値となるデユーティ比を得るよう
にレジストパターンを設計し、作成するが、従来の複製
技術ではホログラムのデユーティ比は0.3よりも低め
にシフトしていた。
そのために透過回折効率ηが特にP偏光再生時に大幅に
低下し、そのため特性の劣化が避けられなかった。
然し、デユーティ比の低下を補償する本発明の実施によ
りこの問題の解決が可能となった。
〔発明の効果〕
以上記したように本発明の実施により、設計のデユーテ
ィ比に近似したホログラムの複製が可能となり、これに
より高品質の表面レリーフ型ホログラムを生産性よく複
製することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るホログラム複製工程を示す断面図
、 第2図は従来のホログラム複製工程を示す断面図、 第3図はS偏光について透過回折効率とデユーティ比と
の関係図、 第4図はP偏光について透過回折効率とデユーティ比と
の関係図、 である。 図において、 2はホトレジスト、    3はレジストパターン、4
.12は格子の刃、   5はNi膜、6は反転パター
ン、    7,14はスタンパ、8はホトポリマ、 
   10.15はホログラム、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レジスト膜に記録した表面レリーフ型ホログラム上にニ
    ッケルメッキを施した後、該レジストを剥離してニッケ
    ルスタンパを作り、該スタンパに透明樹脂の注入を行っ
    てホログラム基板を形成するに際し、前記レジストホロ
    グラム上にニッケルと選択エッチング性のある金属薄膜
    を形成し、該金属薄膜を陰極としてニッケルメッキを行
    い、次にレジストと前記金属薄膜とを除去してニッケル
    スタンパを得ることを特徴とする表面レリーフ型ホログ
    ラムの製造方法。
JP2392187A 1987-02-04 1987-02-04 表面レリ−フ型ホログラムの製造方法 Pending JPS63192078A (ja)

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JP2002169010A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Minolta Co Ltd 回折光学素子
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