【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は回折格子作製方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffraction grating manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知の如く回折格子は光を回折させる光
学素子であって、分光測定等、種々の分野で広く使用さ
れている。回折格子の光学素子としての機能において最
も重要なのは回折効率である。回折効率を左右する因子
としては、回折格子のデューティ比（回折格子における
１ピッチをなす凸部と凹部の比）と格子の深さ（上記凹
部から見た凸部の高さ）が考えられるが、これらのう
ち、回折効率に支配的な影響を持つものは「格子の深
さ」である。従って、所望の回折効率を持った回折格子
を作製するには、上記格子の深さの設計値に対する誤差
がなるべく小さくなるように、格子深さの精度を管理す
る必要がある。As is well known, a diffraction grating is an optical element that diffracts light and is widely used in various fields such as spectroscopic measurement. The most important factor in the function of the diffraction grating as an optical element is the diffraction efficiency. Factors that influence the diffraction efficiency include the duty ratio of the diffraction grating (ratio between the convex portion and the concave portion forming one pitch in the diffraction grating) and the depth of the grating (height of the convex portion viewed from the concave portion). Of these, the one that has a dominant effect on the diffraction efficiency is the "grating depth". Therefore, in order to manufacture a diffraction grating having a desired diffraction efficiency, it is necessary to control the accuracy of the grating depth so that the error with respect to the designed value of the grating depth is as small as possible.
【０００３】また、ブレーズ格子のように、格子の凹凸
形状が特殊なものは、作製も面倒で作製コストの低減が
困難であった。[0003] In addition, it is difficult to reduce the manufacturing cost of a blazed grating having a special concave-convex shape, which is troublesome to manufacture.
【０００４】さらに、近来、光ピックアップにおいて、
光ディスクからの戻り光を、格子ピッチの異なる２つの
領域を持つ回折格子により分割してフォーカシング制御
やトラッキング制御を行うことが知られているが、格子
ピッチが細かくなると、格子ピッチの異なる２以上の領
域を持った回折格子を作製するのが困難であった。Furthermore, recently, in optical pickups,
It is known that the return light from the optical disc is divided by a diffraction grating having two regions having different grating pitches to perform focusing control and tracking control. However, when the grating pitch becomes fine, two or more different grating pitches are obtained. It was difficult to fabricate a diffraction grating with regions.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、格子深さの精度を容易且つ確実に管理できる回折
格子作製方法の提供にある。この発明の他の目的は、ブ
レーズ格子を容易に作製できる回折格子製造方法の提供
にある。この発明の、さらに他の目的は、格子ピッチの
ことなる２以上の領域を持った回折格子を容易且つ確実
に作製できる格子作製方法の提供にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for producing a diffraction grating capable of easily and reliably controlling the accuracy of the grating depth. It is in. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a diffraction grating that can easily manufacture a blazed grating. Still another object of the present invention is to provide a grating manufacturing method capable of easily and reliably manufacturing a diffraction grating having two or more regions having different grating pitches.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の回折格子
作製方法は、基板上にエッチング耐性を有する保護膜を
形成する保護膜形成工程と、上記保護膜に所望の周期パ
ターンを形成するパターン形成工程と、上記周期パター
ンをマスクとして上記基板のエッチングを行うエッチン
グ工程とを、少なくとも有する回折格子作製方法におい
て、「基板として、エッチング速度が互いに異なる２以
上の層を有し、これらの層のエッチング速度が、上記保
護膜に近い層ほど大きくなっているものを用いる」こと
を特徴とする。回折格子作製方法は上記保護膜形成工
程、エッチング工程のほかに、例えば、エッチングによ
り基板表面形状として形成された回折格子に、さらに反
射膜を形成する「反射膜形成工程」等を有していても良
い。A method of manufacturing a diffraction grating according to claim 1, wherein a protective film forming step of forming a protective film having etching resistance on a substrate, and a pattern for forming a desired periodic pattern on the protective film. In a method for producing a diffraction grating having at least a forming step and an etching step of etching the substrate using the periodic pattern as a mask, “a substrate has two or more layers having different etching rates from each other. A layer having an etching rate that is larger as the layer is closer to the protective film is used. ” In addition to the protective film forming step and the etching step, the diffraction grating manufacturing method has, for example, a “reflection film forming step” of forming a reflection film on a diffraction grating formed as a substrate surface shape by etching. Is also good.
【０００７】「周期パターン」は格子状のパターンで、
得られる回折格子と対応関係を持つが、必ずしも、周期
パターンと得られる回折格子とが「合同形状」であると
いうわけではない。The "periodic pattern" is a grid pattern.
Although it has a correspondence relationship with the obtained diffraction grating, the periodic pattern and the obtained diffraction grating are not necessarily "congruent shapes".
【０００８】請求項２記載の回折格子作製方法は、上記
請求項１記載の回折格子作製方法により基板の最表面層
に周期パターンを形成した後、等方性エッチングを行う
ことを特徴とする。The method for producing a diffraction grating according to a second aspect is characterized in that the periodic pattern is formed on the outermost surface layer of the substrate by the method for producing a diffraction grating according to the first aspect, and then isotropic etching is performed.
【０００９】請求項３記載の回折格子作製方法は、保護
膜形成工程と、パターン形成工程と、イオン照射・膜除
去工程と、第２パターン形成工程と、エッチング工程と
を有する。「保護膜形成工程」は、基板の表面にエッチ
ング耐性を有する保護膜を形成する工程である。「パタ
ーン形成工程」は、上記保護膜に第１の周期パターンを
形成する工程である。「イオン照射・膜除去工程」は、
第１の周期パターンをマスクとして、基板表面にイオン
照射を行って基板表面側に、よりエッチング速度の大き
い領域を第１の周期パターンのネガ像として形成し、第
１の周期パターンを構成する保護膜を除去する工程であ
る。A diffraction grating manufacturing method according to a third aspect includes a protective film forming step, a pattern forming step, an ion irradiation / film removing step, a second pattern forming step, and an etching step. The "protective film forming step" is a step of forming a protective film having etching resistance on the surface of the substrate. The "pattern forming step" is a step of forming a first periodic pattern on the protective film. "Ion irradiation / film removal process"
Using the first periodic pattern as a mask, the substrate surface is irradiated with ions to form a region with a higher etching rate on the substrate surface side as a negative image of the first periodic pattern, and to protect the first periodic pattern. This is a step of removing the film.
【００１０】「第２パターン形成工程」は、基板表面
に、エッチング耐性を有する新たな保護膜を形成し、こ
の新たな保護膜に第２の周期パターンを形成する工程で
ある。「エッチング工程」は、第２の周期パターンをマ
スクとして、基板に対して等方性のエッチングを行う工
程である。The "second pattern forming step" is a step of forming a new protective film having etching resistance on the surface of the substrate and forming a second periodic pattern on the new protective film. The “etching step” is a step of performing isotropic etching on the substrate using the second periodic pattern as a mask.
【００１１】第２の周期パターンは、第１の周期パター
ンと同一のピッチを有し、最表面層のイオン照射された
部分の少なくとも一部と、イオン照射されなかった部分
の一部を覆うように形成される。The second periodic pattern has the same pitch as the first periodic pattern and covers at least a part of the ion-irradiated portion of the outermost surface layer and a part of the non-ion-irradiated portion of the outermost surface layer. Is formed.
【００１２】請求項４記載の回折格子作製方法は、保護
膜形成工程と、パターン形成工程と、エッチング工程
と、第２パターン形成工程と、等方性エッチング工程と
を有する。「保護膜形成工程」は、表面側から順次、エ
ッチング速度が小さくなる２以上の層を有する基板の表
面に、エッチング耐性を有する保護膜を形成する工程で
ある。「パターン形成工程」は、保護膜に、第１の周期
パターンを形成する工程である。「エッチング工程」
は、第１の周期パターンをマスクとしてエッチングを行
い、第１の周期パターンに対応する格子形状を基板の最
表面層に形成し、上記第１の周期パターンをなす保護膜
を除去する工程である。A method of manufacturing a diffraction grating according to a fourth aspect includes a protective film forming step, a pattern forming step, an etching step, a second pattern forming step, and an isotropic etching step. The “protective film forming step” is a step of sequentially forming a protective film having etching resistance on the surface of a substrate having two or more layers whose etching rate decreases from the surface side. The “pattern forming step” is a step of forming the first periodic pattern on the protective film. "Etching process"
Is a step of performing etching using the first periodic pattern as a mask to form a lattice shape corresponding to the first periodic pattern on the outermost surface layer of the substrate, and removing the protective film forming the first periodic pattern. .
【００１３】「第２パターン形成工程」は、格子形状の
形成された基板表面に、エッチング耐性を有する新たな
保護膜を形成し、この新たな保護膜に第２の周期パター
ンを形成する工程である。「等方性エッチング工程」
は、第２の周期パターンをマスクとして、最表面層およ
びその下の層に対して等方性のエッチングを行う工程で
ある。The "second pattern forming step" is a step of forming a new protective film having etching resistance on the surface of the substrate on which the lattice shape is formed, and forming a second periodic pattern on the new protective film. is there. "Isotropic etching process"
Is a step of performing isotropic etching on the outermost surface layer and the layer thereunder using the second periodic pattern as a mask.
【００１４】第２の周期パターンは、第１の周期パター
ンと同一のピッチを有し、最表面層の少なくとも一部
と、その下の層の一部を覆うように形成される。The second periodic pattern has the same pitch as the first periodic pattern and is formed so as to cover at least a part of the outermost surface layer and a part of the layer thereunder.
【００１５】請求項５記載の回折格子作製方法は、保護
膜形成工程と、周期パターン形成工程と、イオン照射・
膜除去工程と、第２パターン形成工程と、等方性エッチ
ング工程とを有する。「保護膜形成工程」は、表面側か
ら順次、エッチング速度が小さくなる２以上の層を有す
る基板の表面に、エッチング耐性を有する保護膜を形成
する工程である。「周期パターン形成工程」は、保護膜
に、第１の周期パターンを形成する工程である。「イオ
ン照射・膜除去工程」は、第１の周期パターンをマスク
として、基板の最表面層にイオン照射を行って最表面層
の表面側に、最表面層よりもエッチング速度の大きい領
域を第１の周期パターンのネガ像として形成し、第１の
周期パターンを構成する保護膜を除去する工程である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a diffraction grating manufacturing method, which includes a protective film forming step, a periodic pattern forming step, and ion irradiation.
It has a film removing step, a second pattern forming step, and an isotropic etching step. The “protective film forming step” is a step of sequentially forming a protective film having etching resistance on the surface of a substrate having two or more layers whose etching rate decreases from the surface side. The “periodic pattern forming step” is a step of forming a first periodic pattern on the protective film. In the “ion irradiation / film removal step”, the outermost surface layer of the substrate is irradiated with ions using the first periodic pattern as a mask, and a region having an etching rate higher than that of the outermost surface layer is formed on the surface side of the outermost surface layer. This is a step of forming a negative image of the first periodic pattern and removing the protective film forming the first periodic pattern.
【００１６】「第２パターン形成工程」は、基板表面
に、エッチング耐性を有する新たな保護膜を形成し、こ
の新たな保護膜に第２の周期パターンを形成する工程で
ある。「等方性エッチング工程」は、第２の周期パター
ンをマスクとして、最表面層に対して等方性のエッチン
グを行う工程である。The "second pattern forming step" is a step of forming a new protective film having etching resistance on the substrate surface and forming a second periodic pattern on the new protective film. The “isotropic etching step” is a step of performing isotropic etching on the outermost surface layer using the second periodic pattern as a mask.
【００１７】第２の周期パターンは、第１の周期パター
ンと同一のピッチを有し、最表面層のイオン照射された
部分の少なくとも一部と、イオン照射されなかった部分
の一部を覆うように形成される。The second periodic pattern has the same pitch as the first periodic pattern and covers at least a part of the ion-irradiated portion of the outermost surface layer and a part of the non-ion-irradiated portion. Is formed.
【００１８】請求項６記載の回折格子作製方法は、感光
性薄膜形成工程と、周期パターン露光工程と、均一露光
工程と、保護層形成工程と、第２感光性薄膜形成工程
と、第２周期パターン露光工程と、第２均一露光工程
と、第２保護層形成工程とを有する。「感光性薄膜形成
工程」は、基板上に感光性薄膜を形成する工程である。
「周期パターン露光工程」は、感光性薄膜に所望の周期
パターンを露光する工程である。「均一露光工程」は、
周期パターンを露光された感光性薄膜の、周期パターン
を残す領域を除き、感光性薄膜を均一露光する工程であ
る。「保護層形成工程」は、パターン露光工程と均一露
光工程により光照射された感光性薄膜部分もしくは光照
射されなかった感光性薄膜部分を選択的に除去し、基板
上に残された第１感光性薄膜パターンを保護する保護層
を形成する工程である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a diffraction grating, which includes a photosensitive thin film forming step, a periodic pattern exposing step, a uniform exposing step, a protective layer forming step, a second photosensitive thin film forming step, and a second period. It has a pattern exposure process, a 2nd uniform exposure process, and a 2nd protective layer formation process. The "photosensitive thin film forming step" is a step of forming a photosensitive thin film on a substrate.
The "periodic pattern exposure step" is a step of exposing a photosensitive thin film with a desired periodic pattern. The "uniform exposure process" is
This is a step of uniformly exposing the photosensitive thin film, which has been exposed with the periodic pattern, except the region where the periodic pattern is left. The "protective layer forming step" is a step of selectively removing a photosensitive thin film portion that has been exposed to light or a photosensitive thin film portion that has not been exposed to light by the pattern exposure step and the uniform exposure step, and leaves the first photosensitive layer left on the substrate. Is a step of forming a protective layer for protecting the thin film pattern.
【００１９】「第２感光性薄膜形成工程」は、保護層形
成工程後の基板上に新たな感光性薄膜を形成する工程で
ある。「第２周期パターン露光工程」は、新たに形成さ
れた感光性薄膜に前記周期パターンとは異なる他の周期
パターンを露光する工程である。「第２均一露光工程」
は、他の周期パターンを露光された感光性薄膜の、他の
周期パターンを残す領域を除き、感光性薄膜を均一露光
する工程である。The "second photosensitive thin film forming step" is a step of forming a new photosensitive thin film on the substrate after the protective layer forming step. The "second periodic pattern exposure step" is a step of exposing the newly formed photosensitive thin film with another periodic pattern different from the periodic pattern. "Second uniform exposure process"
Is a step of uniformly exposing the photosensitive thin film, which has been exposed with another periodic pattern, except the region where the other periodic pattern is left.
【００２０】「第２保護層形成手段」は、第２周期パタ
ーン露光工程と第２均一露光工程により光照射された感
光性薄膜部分を除去し、基板上に感光性薄膜により形成
された第２周期パターンを保護する保護層を形成する工
程である。上記各工程を実効することにより、基板上に
「互いに回折特性の異なる２種の回折格子」を得る。The "second protective layer forming means" removes the photosensitive thin film portion irradiated with light in the second periodic pattern exposure step and the second uniform exposure step, and forms a second thin film on the substrate by the photosensitive thin film. This is a step of forming a protective layer that protects the periodic pattern. By carrying out the above steps, "two kinds of diffraction gratings having different diffraction characteristics" are obtained on the substrate.
【００２１】請求項６記載の回折格子作製方法におい
て、保護層形成工程後、第２感光性薄膜形成工程から第
２保護層形成工程までを、露光する周期パターンを変え
て所望回数繰返すことができる（請求項７）。この場
合、互いに格子ピッチの異なる周期パターンを露光して
も良いし、例えば格子ピッチの互いに異なる２種の周期
パターンを交互に露光しても良い。In the method for manufacturing a diffraction grating according to the sixth aspect, after the protective layer forming step, the steps from the second photosensitive thin film forming step to the second protective layer forming step can be repeated a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure. (Claim 7). In this case, periodic patterns having different grid pitches may be exposed, or, for example, two types of periodic patterns having different grid pitches may be alternately exposed.
【００２２】請求項８記載の回折格子形成方法は、感光
性薄膜形成工程と、周期パターン露光工程と、均一露光
工程と、第１エッチング工程と、第２感光性薄膜形成工
程と、第２周期パターン露光工程と、第２均一露光工程
と、第２エッチング工程とを有する。感光性薄膜形成工
程から均一露光工程に到る各工程は、請求項６記載の回
折格子作製方法におけるのと同じである。The method of forming a diffraction grating according to claim 8 is: a photosensitive thin film forming step, a periodic pattern exposing step, a uniform exposing step, a first etching step, a second photosensitive thin film forming step, and a second period. It has a pattern exposure step, a second uniform exposure step, and a second etching step. The steps from the photosensitive thin film forming step to the uniform exposure step are the same as in the diffraction grating manufacturing method according to claim 6.
【００２３】「第１エッチング工程」は、周期パターン
露光工程と均一露光工程により光照射された感光性薄膜
部分もしくは光照射されなかった感光性薄膜部分を除去
し、基板上に感光性薄膜により形成された第１周期パタ
ーンをマスクとして基板をエッチングを行う工程であ
る。「第２感光性薄膜形成工程」は、第１エッチング工
程後、感光性薄膜を除去し、新たな感光性薄膜を形成す
る工程である。「第２周期パターン形成工程」は、新た
に形成された感光性薄膜に前記周期パターンとは異なる
他の周期パターンを露光する工程である。The "first etching step" is to form a photosensitive thin film on the substrate by removing the photosensitive thin film portion which is exposed to light or the photosensitive thin film portion which is not exposed to light in the periodic pattern exposure step and the uniform exposure step. This is a step of etching the substrate using the thus formed first periodic pattern as a mask. The “second photosensitive thin film forming step” is a step of removing the photosensitive thin film and forming a new photosensitive thin film after the first etching step. The "second periodic pattern forming step" is a step of exposing the newly formed photosensitive thin film to another periodic pattern different from the periodic pattern.
【００２４】「第２均一露光工程」は、他の周期パター
ンを露光された感光性薄膜の、他の周期パターンを残す
領域を除き、感光性薄膜を均一露光する工程である。
「第２エッチング工程」は、第２周期パターン露光工程
と第２均一露光工程により光照射された感光性薄膜部分
もしくは光照射されなかった感光性薄膜部分を除去し、
基板上に感光性薄膜により形成された第２周期パターン
をマスクとしてエッチングを行う工程である。The "second uniform exposure step" is a step of uniformly exposing the photosensitive thin film, which has been exposed with another periodic pattern, except for the region where the other periodic pattern is left.
The "second etching step" removes the light-sensitive photosensitive thin film portion or the non-light-irradiated photosensitive thin film portion by the second periodic pattern exposure step and the second uniform exposure step,
This is a step of etching using the second periodic pattern formed of a photosensitive thin film on the substrate as a mask.
【００２５】これらの工程を実行することにより、基板
上に「互いに回折特性の異なる２種の回折格子」を得
る。By performing these steps, "two kinds of diffraction gratings having different diffraction characteristics" are obtained on the substrate.
【００２６】この請求項８記載の回折格子作製方法にお
いて、第１エッチング工程後、第２感光性薄膜形成工程
から第２エッチング工程までを、露光する周期パターン
を変えて所望回数繰返すことが出来る（請求項９）。In the method for producing a diffraction grating according to the present invention, after the first etching step, the steps from the second photosensitive thin film forming step to the second etching step can be repeated a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure ( Claim 9).
【００２７】請求項８または９記載の回折格子作製方法
においては、基板として「表面側から順次エッチング速
度が小さくなる２以上の層を有するものを用い、第１エ
ッチング工程および第２エッチング工程に際しては、感
光性薄膜の光照射されなかった部分を除去する」ように
することができる（請求項１０）。その場合、基板の最
表面層に２種以上の格子形状を得たのち、等方性エッチ
ングを行うことが出来る（請求項１１）。In the method for producing a diffraction grating according to the present invention, a substrate having "two or more layers whose etching rates are gradually reduced from the surface side is used as the substrate, and the first etching step and the second etching step are performed. , A portion of the photosensitive thin film which is not irradiated with light is removed "(claim 10). In that case, isotropic etching can be performed after obtaining two or more types of lattice shapes in the outermost surface layer of the substrate (claim 11).
【００２８】請求項１２記載の回折格子作製方法は、感
光性薄膜形成工程と、周期パターン露光工程と、均一露
光工程と、イオン照射・膜除去工程と、第２周期パター
ン露光工程と、第２均一露光工程と、等方性エッチング
工程と、第２格子形成工程とを有する。感光性薄膜形成
工程から均一露光工程までは、前記請求項６記載の回折
格子作製方法におけるのと同じである。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a diffraction grating, which comprises a photosensitive thin film forming step, a periodic pattern exposure step, a uniform exposure step, an ion irradiation / film removal step, a second periodic pattern exposure step, and a second periodic pattern exposure step. It has a uniform exposure step, an isotropic etching step, and a second grating formation step. The steps from the photosensitive thin film forming step to the uniform exposure step are the same as in the diffraction grating manufacturing method according to claim 6.
【００２９】「イオン照射・膜除去工程」は、パターン
露光工程と均一露光工程により光照射されなかった部分
を選択的に除去し、基板上に残された感光性薄膜による
第１周期パターンをマスクとして基板表面にイオン照射
を行って基板表面側に、基板よりもエッチング速度の大
きい領域を第１の周期パターンのネガ像として形成し、
上第１周期パターンを除去する工程である。「第２周期
パターン露光工程」は、基板表面に新たな感光性薄膜を
形成し、新たな感光性薄膜に第２の周期パターンを露光
する工程である。「第２均一露光工程」は、第２の周期
パターンを露光された新たな感光性薄膜の、第２周期パ
ターンを残す領域を除き感光性薄膜を均一露光する工程
である。「等方性エッチング工程」は、第２周期パター
ンをマスクとして、基板表面に対して等方性のエッチン
グを行い、第１周期パターンに対応する回折格子を形成
する工程である。「第２格子形成工程」は、上記感光性
薄膜形成工程から等方性エッチング工程までを繰返し、
上記第１周期パターンに対応する回折格子が形成されな
い領域に、上記第１周期パターンとは異なる周期パター
ンの他の回折格子を形成する工程である。In the "ion irradiation / film removal step", a portion not exposed to light is selectively removed by the pattern exposure step and the uniform exposure step, and the first periodic pattern of the photosensitive thin film left on the substrate is masked. As a result, ion irradiation is performed on the substrate surface to form a region having a higher etching rate than the substrate on the substrate surface side as a negative image of the first periodic pattern,
This is a step of removing the upper first periodic pattern. The "second periodic pattern exposure step" is a step of forming a new photosensitive thin film on the surface of the substrate and exposing the new photosensitive thin film with the second periodic pattern. The "second uniform exposure step" is a step of uniformly exposing the photosensitive thin film, except for the region where the second periodic pattern is left, of the new photosensitive thin film exposed with the second periodic pattern. The "isotropic etching step" is a step of forming a diffraction grating corresponding to the first periodic pattern by performing isotropic etching on the substrate surface using the second periodic pattern as a mask. The "second lattice formation step" is a repetition of the photosensitive thin film formation step to the isotropic etching step,
A step of forming another diffraction grating having a periodic pattern different from the first periodic pattern in a region where the diffraction grating corresponding to the first periodic pattern is not formed.
【００３０】第２周期パターンは第１周期パターンと同
一のピッチを有し、最表面層のイオン照射された部分の
少なくとも一部と、イオン照射されなかった部分の一部
を覆うように形成される。The second periodic pattern has the same pitch as the first periodic pattern, and is formed so as to cover at least a part of the ion-irradiated portion of the outermost surface layer and a part of the non-ion-irradiated portion. It
【００３１】この請求項１２記載の回折格子作製方法に
おいて、等方性エッチング工程後、第２格子形成工程
を、露光する周期パターンを変えて所望回数繰返すこと
ができる（請求項１３）。In the method for producing a diffraction grating according to the twelfth aspect, the second grating formation step after the isotropic etching step can be repeated a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure (claim 13).
【００３２】請求項９，１０，１１，１３において、繰
返して行われる周期パターン露光は、互いに格子ピッチ
の異なる周期パターンを露光しても良いし、格子ピッチ
の互いに異なる２種の周期パターンを交互に露光しても
良い。In the ninth, tenth, eleventh, and thirteenth aspects, the periodic pattern exposure that is repeatedly performed may expose periodic patterns having different grating pitches, or two types of periodic patterns having mutually different grating pitches may be alternated. It may be exposed to.
【００３３】上記請求項１〜１３に記載された方法で、
回折格子を作製できるが、これらの回折格子作製方法の
うちの任意の方法により形成された回折格子の表面に、
離型膜を形成したものをスタンパーとして用いて回折格
子を作製することが出来る（請求項１４）。According to the method described in claims 1 to 13,
Although a diffraction grating can be manufactured, on the surface of the diffraction grating formed by any of these diffraction grating manufacturing methods,
A diffraction grating can be produced by using a release film formed as a stamper (claim 14).
【００３４】上記請求項１〜５記載の回折格子作製方法
において、基板上に形成される「エッチング耐性を持つ
保護層」、および請求項６〜１３記載の回折格子作製方
法において、基板上に形成される「感光性薄膜」として
は、周知のフォトレジストを用いることができる。In the method for producing a diffraction grating according to any one of claims 1 to 5, the "protective layer having etching resistance" is formed on the substrate, and in the method for producing a diffraction grating according to any one of claims 6 to 13, it is formed on the substrate. A known photoresist can be used as the “photosensitive thin film”.
【００３５】また、請求項１，２，３，５，１０，１
１，１２，１３記載の回折格子作製方法においてエッチ
ング工程や等方性エッチング工程は、ウエットエッチン
グとすることができる。Further, claims 1, 2, 3, 5, 10, 1
In the method for producing a diffraction grating described in Nos. 1, 12, and 13, the etching step and the isotropic etching step can be wet etching.
【００３６】請求項１４記載の回折格子作製方法におけ
る「離型膜」の形成は、例えばＮｉ電鋳やＮｉ薄膜の蒸
着により行うことができる。The "release film" in the method for producing a diffraction grating according to the fourteenth aspect can be formed by, for example, Ni electroforming or vapor deposition of a Ni thin film.
【００３７】[0037]
【作用】基板として、エッチング速度が互いに異なる２
以上の層を有し、これらの層のエッチング速度が表面の
側から次第に遅くなっているものを用いると、表面の側
からエッチングを行うとき、表面側から第２番目の層に
到るまでエッチングが進むときの速さに比して、第２番
目の層でエッチングの進む速さが遅くなる。[Function] As substrates, the etching rates are different from each other.
When the above layers are used and the etching rate of these layers is gradually decreased from the surface side, when etching is performed from the surface side, etching is performed from the surface side to the second layer. Is slower in the second layer than in the second layer.
【００３８】上記表面側の層とその下の第２番目の層の
エッチングレート、即ちエッチング速度の比を、１：ｎ
とすると、ｎ＜１である。もし、基板が一様で、そのエ
ッチング速度が上記表面側の層と同じである場合、所望
の格子深さ：ｄを実現しようとしても、エッチング条件
の微妙なばらつきで、格子深さはバッチ毎に異なるもの
になる。The etching rate of the layer on the surface side and the second layer thereunder, that is, the etching rate is 1: n.
Then, n <1. If the substrate is uniform and its etching rate is the same as that of the layer on the surface side, even if an attempt is made to achieve the desired lattice depth: d, the lattice depth varies from batch to batch due to subtle variations in etching conditions. Will be different.
【００３９】このような、格子深さの「ばらつき」をΔ
ｄとし、格子深さが所望の深さ：ｄ以上となるようにエ
ッチング条件を管理すると、得られる回折格子の格子深
さは、ｄ＋（Δｄ／２）±（Δｄ／２）の範囲でばらつ
くことになる。Such "variation" of the lattice depth is Δ
If the etching conditions are controlled so that the grating depth is d and the desired depth is not less than d, the grating depth of the obtained diffraction grating varies in the range of d + (Δd / 2) ± (Δd / 2). It will be.
【００４０】そこで上記のように、表面側の層とその下
の第２番目の層のエッチングレートが１：ｎのものを用
い、表面側の層の厚さをｄとし、この表面側の層が確実
にエッチングされるようにエッチング条件を管理する
と、得られる回折格子の格子深さは、ｄ＋（ｎ・Δｄ／
２）±（ｎ・Δｄ／２）の範囲でばらつくことになる
が、ｎ＜１であるので、格子深さのばらつきを小さく押
さえることが可能である。Therefore, as described above, the etching rate of the surface side layer and the second layer thereunder is 1: n, and the thickness of the surface side layer is set to d. If the etching conditions are controlled so as to ensure that the diffraction grating is etched, the grating depth of the obtained diffraction grating is d + (n · Δd /
2) It will vary within the range of ± (n · Δd / 2), but since n <1, it is possible to suppress variations in the lattice depth to a small extent.
【００４１】また、通常のエッチングではエッチングは
層の厚み方向に進行するが、等方性エッチングを行う
と、あらゆる方向へ同じ割合でエッチングが進むので、
矩形型の断面形状以外の形状を持った凹部を形成するこ
とができる。Further, in normal etching, the etching proceeds in the thickness direction of the layer, but when the isotropic etching is performed, the etching proceeds in the same ratio in all directions.
It is possible to form a recess having a shape other than the rectangular cross-sectional shape.
【００４２】[0042]
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１は請
求項１記載の回折格子作製方法の１実施例を説明図的に
示している。EXAMPLES Specific examples will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to claim 1.
【００４３】図において、符号１は基板を示している。
基板１は、２つの層１Ａ，１Ｂにより構成されており、
層１Ｂを構成しているのはシリコン基板であり、層１Ａ
は厚み：１μｍのシリコン酸化膜であり、層１Ｂ（シリ
コン基板）上に「減圧ＣＶＤ法」で形成されている。層
１Ａは「最表面層」であって、層１Ｂにおけるよりもエ
ッチング速度が大きい。In the figure, reference numeral 1 indicates a substrate.
The substrate 1 is composed of two layers 1A and 1B,
Layer 1B comprises a silicon substrate and layer 1A
Is a silicon oxide film having a thickness of 1 μm and is formed on the layer 1B (silicon substrate) by the “low pressure CVD method”. Layer 1A is the "outermost layer" and has a higher etching rate than in layer 1B.
【００４４】図１（ａ）は、エッチング速度の大きい最
表面層１Ａの上に、市販のフォトレジストを厚み０．５
μｍに塗布して乾燥させ（保護膜形成工程）、保護膜２
とした状態を示している。保護膜２に、周知の２光束干
渉法により格子のパターンを露光し、光に曝された部分
を除去する現像を行って、図１（ｂ）に示す如き、保護
膜２による周期パターンを得た（パターン形成工程）。
ピッチは、０．５μｍである。FIG. 1A shows a commercially available photoresist having a thickness of 0.5 on the outermost surface layer 1A having a high etching rate.
It is applied to μm and dried (protective film forming step), and the protective film 2
Shows the state. The protective film 2 is exposed by a well-known two-beam interference method to form a grating pattern, and development is performed to remove a portion exposed to light, thereby obtaining a periodic pattern of the protective film 2 as shown in FIG. (Pattern formation process).
The pitch is 0.5 μm.
【００４５】この周期パターンをマスクとし、「エッチ
ング工程」を行った。エッチングはドライエッチングで
あり、ＣＦ4／Ｈ2の混合ガスを用いＨ2を略３５％とし
た。真空度は略０．１Ｔｏｒｒ、エッチングモードは
「リアクティブイオンエッチング」の領域である。この
条件下において、最表面層１Ａと、その下の層１Ｂとの
「エッチングレート」は略３５：１である。Using this periodic pattern as a mask, an "etching step" was performed. The etching is dry etching, and H2 is set to about 35% by using a mixed gas of CF4 / H2 . The degree of vacuum is about 0.1 Torr, and the etching mode is a region of "reactive ion etching". Under this condition, the "etching rate" between the outermost surface layer 1A and the layer 1B thereunder is about 35: 1.
【００４６】図１（ｃ）は、エッチング後の状態を示
す。エッチング後、保護膜２を除去して図１（ｄ）に示
すような回折格子を得た。エッチングは、最表面層１Ａ
が完全にエッチングされるように行った。その結果、エ
ッチング条件の微妙なばらつきにも拘らず、実質的に格
子深さ：１μｍ（実質的に、シリコン酸化膜である層１
Ａの厚みに等しい）の回折格子を安定して得ることがで
きた。FIG. 1C shows a state after etching. After etching, the protective film 2 was removed to obtain a diffraction grating as shown in FIG. Etching is the outermost surface layer 1A
Was completely etched. As a result, the lattice depth is substantially 1 μm (substantially the layer 1 which is a silicon oxide film) despite the slight variation in the etching conditions.
It was possible to stably obtain a diffraction grating having a thickness equal to A).
【００４７】また、このようにして得られた回折格子の
格子表面にＮｉ電鋳を行って離型膜を形成し、これをス
タンパーとして熱硬化性樹脂に表面形状転写を行って、
良好な回折格子を得ることができた（請求項１４）。Further, Ni electroforming is performed on the grating surface of the diffraction grating thus obtained to form a release film, and the surface shape is transferred to a thermosetting resin by using this as a stamper.
A good diffraction grating could be obtained (claim 14).
【００４８】上記と同様の方法で、上記実施例よりもピ
ッチの粗い、ピッチ：５μｍの周期パターンを形成し、
「ウエットエッチング」によりエッチングを行い、同じ
ピッチの回折格子を得ることができた。相対的にピッチ
の粗い格子の場合、ウエットエッチングにより基板のパ
ターニングを行うことにより格子深さの制御性が一段と
向上する。これは、一般にウエットエッチングではエッ
チングレートを大きくとることが可能であるためであ
る。このようにして得られたピッチぃ：５μｍの回折格
子にアルミニウムを蒸着して反射型の回折格子とするこ
とができた。In the same manner as described above, a periodic pattern having a pitch of 5 μm, which pitch is coarser than that in the above embodiment, is formed,
Etching was performed by "wet etching", and a diffraction grating with the same pitch could be obtained. In the case of a grating having a relatively coarse pitch, patterning of the substrate by wet etching further improves the controllability of the grating depth. This is because it is generally possible to increase the etching rate in wet etching. Aluminum was vapor-deposited on the diffraction grating thus obtained having a pitch of 5 μm to obtain a reflection type diffraction grating.
【００４９】図２は請求項２記載の回折格子作製方法の
１実施例を説明図的に示している。尚、繁雑を避けるべ
く、混同の虞れがないと思われるものについては図１に
於けると同一の符号を用いた。符号１Ａは基板の最表面
層、符号１Ｂはその下の層である。層１Ｂは、この例に
おいて石英ガラス基板であり、最表面層１Ａは「プラズ
マＣＶＤ」により形成されたシリコン酸化膜で、石英基
板よりもエッチング速度が大きい。FIG. 2 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to the second aspect. In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for those which are considered to have no possibility of confusion. Reference numeral 1A is the outermost surface layer of the substrate, and reference numeral 1B is the layer below it. The layer 1B is a quartz glass substrate in this example, and the outermost surface layer 1A is a silicon oxide film formed by "plasma CVD" and has an etching rate higher than that of the quartz substrate.
【００５０】図１に即して説明した請求項１記載の方法
により、最表面層１Ａに所定の周期パターンを形成した
状態が、図２（ａ）に示された状態である。この状態か
ら、「等方性のドライエッチング」を行った。その結
果、図２（ｂ）に示すように、層１Ｂである石英ガラス
基板の表面に、ブレーズ形状を持ち、最表面層１Ａに形
成された周期パターンと同一の格子ピッチを持った回折
格子を形成出来た。The state in which a predetermined periodic pattern is formed on the outermost surface layer 1A by the method according to claim 1 described with reference to FIG. 1 is the state shown in FIG. 2 (a). From this state, "isotropic dry etching" was performed. As a result, as shown in FIG. 2B, a diffraction grating having a blaze shape and the same grating pitch as the periodic pattern formed in the outermost surface layer 1A is formed on the surface of the quartz glass substrate which is the layer 1B. I was able to form.
【００５１】等方性エッチングが行われるとき、石英ガ
ラス基板１Ｂの「剥き出しになった表面」は一様に深さ
方向へエッチングされ、最表面層１Ａによる周期パター
ンは周囲から一様にエッチングされていく。従って、最
表面層１Ａの周期パターンの凸部中央部が、エッチング
により除かれる迄、最表面層１Ａによる周期パターン
が、石英ガラス基板１Ｂに対してマスクとして作用する
ので、図２（ｂ）のような表面形状の回折格子が形成さ
れるのである。格子のブレーズ形状のため、この回折格
子は高い回折効率を有する。When isotropic etching is performed, the "bare surface" of the quartz glass substrate 1B is uniformly etched in the depth direction, and the periodic pattern of the outermost surface layer 1A is uniformly etched from the surroundings. To go. Therefore, until the central portion of the convex portion of the periodic pattern of the outermost surface layer 1A is removed by etching, the periodic pattern of the outermost surface layer 1A acts as a mask with respect to the quartz glass substrate 1B. A diffraction grating having such a surface shape is formed. Due to the blazed shape of the grating, this grating has a high diffraction efficiency.
【００５２】図３は請求項２記載の回折格子作製方法の
別実施例を説明図的に示している。図において、符号１
Ｂは、基板の最下層をなす石英ガラス基板を示す。符号
１ａは、石英ガラス基板１Ｂ上に「プラズマＣＶＤ」に
より形成されたシリコン酸化窒化膜による層を示し、符
号１Ａは、層１ａ上に「プラズマＣＶＤ」により形成さ
れたシリコン酸化膜の「最表面層」を示す。プラズマ速
度は、最表面層１Ａ、その下の層１ａ、最下層１Ｂの順
に、順次小さくなっている。FIG. 3 schematically shows another embodiment of the method for producing a diffraction grating according to the second aspect. In the figure, reference numeral 1
B shows a quartz glass substrate which is the lowermost layer of the substrate. Reference numeral 1a indicates a layer of a silicon oxynitride film formed by "plasma CVD" on the quartz glass substrate 1B, and reference numeral 1A indicates a "top surface of the silicon oxide film formed by" plasma CVD "on the layer 1a. Layer ". The plasma velocity gradually decreases in the order of the outermost surface layer 1A, the layer 1a therebelow, and the lowermost layer 1B.
【００５３】図３（ａ）は、請求項１記載の方法によ
り、最表面層１Ａに周期パターンを形成した状態を示
し、この状態で、等方性エッチングをドライエッチング
として行った状態を図３（ｂ）に示す。層１ａのエッチ
ングが最下層１Ｂに到達すると、エッチング速度が遅く
なるので、ブレーズ型回折格子は実質的に層１ａにのみ
形成され、格子深さは層１ａの厚みと実質的に同じにな
る。従って、層１ａの厚さを、所望の格子深さに設定す
れば、極めて精度良く格子深さを管理できることにな
る。FIG. 3A shows a state in which a periodic pattern is formed on the outermost surface layer 1A by the method according to claim 1, and in this state, isotropic etching is performed as dry etching. It shows in (b). When the etching of the layer 1a reaches the lowermost layer 1B, the etching rate becomes slow, so that the blazed diffraction grating is formed substantially only in the layer 1a, and the grating depth becomes substantially the same as the thickness of the layer 1a. Therefore, if the thickness of the layer 1a is set to a desired lattice depth, the lattice depth can be controlled extremely accurately.
【００５４】更に、別の実施例として上記図３の実施例
の場合において、等方性エッチングの方法として、緩衝
フッ酸水溶液を用いるウエットエッチングを行うことが
できる。この方法では、形成できる格子の深さに制限が
有るものの、エッチングレートを極めて大きくとれるた
め、回折格子の深さを極めて正確に制御できる。Further, as another embodiment, in the case of the embodiment of FIG. 3 described above, wet etching using a buffered hydrofluoric acid aqueous solution can be performed as a method of isotropic etching. In this method, although the depth of the grating that can be formed is limited, the etching rate can be made extremely large, so the depth of the diffraction grating can be controlled extremely accurately.
【００５５】図４は請求項３記載の回折格子作製方法の
１実施例を説明図的に示している。請求項３記載の回折
格子作製方法では、先ず、基板１（ガラス基板）の表面
にエッチング耐性を有する保護膜２を形成する保護膜形
成工程が行われ、次で保護膜に第１の周期パターンを形
成するパターン形成工程が行われる。この例において、
保護膜２はフォトレジストであり、これに２光束干渉法
によりパターン形成工程を行った。FIG. 4 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to claim 3. In the method for producing a diffraction grating according to claim 3, first, a protective film forming step of forming a protective film 2 having etching resistance on the surface of the substrate 1 (glass substrate) is performed, and then the first periodic pattern is formed on the protective film. A pattern forming step of forming the is performed. In this example,
The protective film 2 is a photoresist, and a pattern forming process was performed on the protective film 2 by a two-beam interference method.
【００５６】「パターン形成工程」後、図４（ａ）に示
すように、保護膜２による「第１の周期パターン」をマ
スクとして、基板１の表面に「イオン照射」を行って基
板１の表面側に、「よりエッチング速度の大きい領域」
を第１の周期パターンのネガ像として形成する。この例
において、イオン照射は、イオン注入装置を用いてアル
ゴンイオンの注入により行った。その後、第１の周期パ
ターンを構成する保護膜２を除去して「イオン照射・膜
除去工程」を終了した。After the “pattern forming step”, as shown in FIG. 4A, the surface of the substrate 1 is “ion-irradiated” by using the “first periodic pattern” formed by the protective film 2 as a mask to perform the substrate 1 irradiation. "Higher etching rate area" on the surface side
Is formed as a negative image of the first periodic pattern. In this example, ion irradiation was performed by implanting argon ions using an ion implanter. After that, the protective film 2 forming the first periodic pattern was removed, and the “ion irradiation / film removal step” was completed.
【００５７】図４（ｂ）は、イオン照射・膜除去工程後
の状態を示している。符号１ａ’で示す部分はアルゴン
イオンが注入されて、基板１本来の状態よりも「エッチ
ング速度が大きく」なった領域であり、保護膜２による
第１の周期パターンに対し「ネガ像」となっている。FIG. 4B shows the state after the ion irradiation / film removal step. The portion indicated by reference numeral 1a ′ is a region where the etching rate is “higher” than the original state of the substrate 1 by the implantation of argon ions, and is a “negative image” with respect to the first periodic pattern of the protective film 2. ing.
【００５８】次で、第２パターン形成工程を行って、基
板１の表面にエッチング耐性を有する新たな保護膜２Ａ
をフォトレジスト伸そうとして形成し、この保護膜２Ａ
に、２光束干渉法により「第２の周期パターン」を形成
した状態が、図４（ｃ）の状態である。「第２の周期パ
ターン」は、第１の周期パターン（図４（ａ））と同一
のピッチを有し、最表面層のイオン照射された部分１
ａ’の少なくとも一部と、イオン照射されなかった部分
の一部を覆うように形成される。Next, a second pattern forming step is performed to form a new protective film 2A having etching resistance on the surface of the substrate 1.
Of the protective film 2A
In FIG. 4C, the state in which the "second periodic pattern" is formed by the two-beam interference method is shown in FIG. The “second periodic pattern” has the same pitch as the first periodic pattern (FIG. 4A), and is the ion-irradiated portion 1 of the outermost surface layer.
It is formed so as to cover at least a part of a ′ and a part of the part that has not been irradiated with ions.
【００５９】続いて、エッチング工程により、保護膜２
Ａによる「第２の周期パターン」をマスクとして、基板
１に対して等方性のエッチングを行うことにより、基板
１がエッチングされ、図４（ｄ）に示すような表面形状
のブレーズ型回折格子が得られた。エッチングは、ウエ
ットエッチングである。イオン照射は、上記例において
アルゴンイオンの注入により行ったが、照射するイオン
はアルゴンイオンに限らず、キセノンイオン等、基板
に、基板本来のエッチング速度よりも「エッチング速度
の大きい領域」を形成できるものであればよく、イオン
照射の方法もイオン注入に限らず、平行平板型のプラズ
マを用いてもよい。Then, a protective film 2 is formed by an etching process.
The substrate 1 is etched by performing isotropic etching on the substrate 1 using the “second periodic pattern” of A as a mask, and the blazed diffraction grating having a surface shape as shown in FIG. was gotten. The etching is wet etching. Ion irradiation was performed by implanting argon ions in the above example, but the ions to be irradiated are not limited to argon ions, and xenon ions or the like can be formed on the substrate to form a “region with a higher etching rate” than the original etching rate of the substrate. However, the ion irradiation method is not limited to ion implantation, and parallel plate plasma may be used.
【００６０】図５は請求項４記載の回折格子作製方法の
１実施例を説明図的に示している。請求項４記載の回折
格子作製方法では、「表面側から順次、エッチング速度
が小さくなる２以上の層を有する基板」が用いられる。
図５（ａ）で符号１で示す基板は、ガラス基板１Ｂ上に
「プラズマＣＶＤ」により、シリコン酸化膜を最表面層
１Ａとして形成したものである。最表面層１Ａをなすシ
リコン酸化膜は、ガラス基板１Ｂよりもエッチング速度
が大きい。FIG. 5 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to claim 4. In the method for producing a diffraction grating according to the fourth aspect, "a substrate having two or more layers in which the etching rate decreases in order from the surface side" is used.
The substrate indicated by reference numeral 1 in FIG. 5A is a glass substrate 1B on which a silicon oxide film is formed as the outermost surface layer 1A by "plasma CVD". The silicon oxide film forming the outermost surface layer 1A has a higher etching rate than the glass substrate 1B.
【００６１】この基板１に対し、図１の実施例と同様に
して、保護膜形成工程、パターン形成工程と、エッチン
グ工程とを行って、基板１の表面に最表面層１Ａによる
格子形状を形成した状態が、図５（ｂ）に示す状態であ
る。この状態に対して、エッチング耐性を有する新たな
保護膜（フォトレジスト）を形成し、この新たな保護膜
２ａを形成した状態を図５（ｃ）に示す。The substrate 1 is subjected to a protective film forming step, a pattern forming step and an etching step in the same manner as in the embodiment of FIG. 1 to form a lattice shape by the outermost surface layer 1A on the surface of the substrate 1. The completed state is the state shown in FIG. FIG. 5C shows a state in which a new protective film (photoresist) having etching resistance is formed in response to this state, and the new protective film 2a is formed.
【００６２】この新たな保護膜に、マスクを用いて露光
を行い「第２の周期パターン」を形成した。この状態を
図５（ｄ）に示す（２パターン形成工程）。保護膜２ａ
による第２の周期パターンは、第１の周期パターンと同
一のピッチ（最表面層１Ａによる格子形状のピッチと同
ピッチである）を有し、最表面層１Ａの少なくとも一部
と、その下の層１Ｂの一部を覆うように形成される。This new protective film was exposed using a mask to form a "second periodic pattern". This state is shown in FIG. 5D (two pattern forming step). Protective film 2a
The second periodic pattern according to (1) has the same pitch as that of the first periodic pattern (the same pitch as the lattice shape of the outermost surface layer 1A), and at least part of the outermost surface layer 1A and It is formed so as to cover a part of the layer 1B.
【００６３】保護膜２ａによる第２の周期パターンをマ
スクとして、最表面層１Ａおよびその下の層１Ｂに対し
て等方性のエッチングを行い（等方性エッチング工
程）、保護膜を除去すると、図５（ｅ）に示すようなブ
レーズ型回折格子が、ガラス基板１Ｂの表面形状として
得られる。なお、等方性エッチングは、図１に即して説
明した例と同様、ＣＦ4／Ｈ2の混合ガスを用い、チェン
バーとして石英製円筒型ベルジャーを用い、圧力を略
１．０Ｔｏｒｒとして行った。ガラス基板１Ｂと、最表
面層１Ａであるシリコン酸化膜とのエッチングレートは
１：５であった。Using the second periodic pattern of the protective film 2a as a mask, the outermost surface layer 1A and the underlying layer 1B are isotropically etched (isotropic etching step), and the protective film is removed. A blazed diffraction grating as shown in FIG. 5E is obtained as the surface shape of the glass substrate 1B. Note that the isotropic etching was performed using a mixed gas of CF4 / H2, a quartz cylindrical bell jar as a chamber, and a pressure of about 1.0 Torr, as in the example described with reference to FIG. . The etching rate of the glass substrate 1B and the silicon oxide film which is the outermost surface layer 1A was 1: 5.
【００６４】このようにして得られたブレーズ型回折格
子は、そのまま使用することもできるが、その表面にＮ
ｉ電鋳により離型膜を形成して、これをスタンパーとし
て用いることにより、光硬化製樹脂を用いて効率よくブ
レーズ型回折格子を作製できる。図５（ｆ）は、このよ
うにして得られる回折格子１０を示している。The blazed diffraction grating thus obtained can be used as it is, but the surface of the blazed diffraction grating has N
By forming a release film by i electroforming and using this as a stamper, a blazed diffraction grating can be efficiently produced using a photocurable resin. FIG. 5F shows the diffraction grating 10 thus obtained.
【００６５】ここで図６を参照して、図５の（ｄ）から
（ｅ）に到る等方性エッチングの様子を説明する。図６
（ａ）は、図５（ｄ）の状態の一部を拡大して示してい
る。等方性エッチングの効果を、図の左側の領域Ｉと右
側の領域ＩＩとに分けて示すと、領域Ｉでは、左側の部
分にエッチング耐性のある保護膜２ａがある。Now, with reference to FIG. 6, a description will be given of the state of isotropic etching from (d) to (e) of FIG. Figure 6
FIG. 5A is an enlarged view of a part of the state shown in FIG. When the effect of isotropic etching is divided into a region I on the left side and a region II on the right side in the figure, the region I has a protective film 2a having etching resistance on the left side portion.
【００６６】従って、領域Ｉにおいては、等方性エッチ
ングがなされると、保護膜２ａに被覆されていない部分
では、エッチングはガラス基板１Ｂの厚み方向へ進行
し、保護膜２ａに覆われている部分では、保護膜２ａの
端部の部分から、その下のガラス基板１Ｂの内部へ円筒
状にエッチングが進行する（図６（ｂ）〜（ｄ））。Therefore, in the region I, when isotropic etching is performed, etching proceeds in the thickness direction of the glass substrate 1B and is covered with the protective film 2a in the portion not covered with the protective film 2a. In the portion, the etching progresses in a cylindrical shape from the end portion of the protective film 2a to the inside of the glass substrate 1B thereunder (FIGS. 6B to 6D).
【００６７】これに対し、領域ＩＩにおいては、図の右
側には、ガラス基板１Ｂよりもエッチング速度の大きい
最表面層１Ａが存在している。従って、等方性エッチン
グはは、ガラス基板１Ｂの、剥き出しの部分では厚み方
向へ進行するが、同時に、最表面層１Ａでは図の右側へ
向かってエッチングが進行する。最表面層１Ａのエッチ
ング速度はガラス基板１Ｂのエッチング速度より大き
く、最表面層１Ａのエッチングが進行するに連れて、そ
れまで最表面層１Ａに覆われていたガラス基板１Ｂの表
面が剥き出しになり、この部分に等方性エッチングが及
ぶようになる。このため、ガラス基板１Ｂの最表面層１
Ａに覆われている部分では、エッチングの作用面（エッ
チングにより侵食されつつある表面）の形状は、図に示
すように最表面層１Ａの右側端部から左側端部に向かっ
て傾斜した面になる。On the other hand, in the region II, the outermost surface layer 1A having an etching rate higher than that of the glass substrate 1B exists on the right side of the drawing. Therefore, isotropic etching proceeds in the thickness direction in the exposed portion of the glass substrate 1B, but at the same time, in the outermost surface layer 1A, etching proceeds toward the right side of the drawing. The etching rate of the outermost surface layer 1A is higher than that of the glass substrate 1B, and as the etching of the outermost surface layer 1A progresses, the surface of the glass substrate 1B covered by the outermost surface layer 1A is exposed. The isotropic etching reaches this part. Therefore, the outermost surface layer 1 of the glass substrate 1B
In the portion covered with A, the shape of the etching action surface (the surface being eroded by etching) is a surface inclined from the right end portion to the left end portion of the outermost surface layer 1A as shown in the figure. Become.
【００６８】従って、最終的には、図６（ｅ）に示すよ
うに、円筒状の部分６ａと、平面状の部分６ｂと、斜面
状の部分６ｃとの組合せにより、「格子の１単位」が形
成されるのである。この説明を参照すれば、先に図２，
３において説明した回折格子の格子形状も容易に理解さ
れよう。Therefore, finally, as shown in FIG. 6 (e), by combining the cylindrical portion 6a, the flat portion 6b, and the inclined portion 6c, "one unit of lattice" is obtained. Is formed. Referring to this description, first, referring to FIG.
The grating shape of the diffraction grating described in 3 will be easily understood.
【００６９】図７は、請求項４記載の回折格子作製方法
の変形実施例を説明図的に示している。基板は、シリコ
ン基板１Ｂとその上に「減圧ＣＶＤ法」により厚み１μ
ｍに形成されたシリコン酸化膜１Ａ、さらにその上に
「プラズマＣＶＤ」により最表面層１Ｃとして形成され
た「シリコン酸化窒化膜」により構成されている。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a modified embodiment of the method for producing a diffraction grating according to claim 4. The substrate has a silicon substrate 1B and a thickness of 1 μm formed thereon by the “reduced pressure CVD method”.
It is composed of a silicon oxide film 1A formed on m, and a "silicon oxynitride film" formed thereon as an outermost surface layer 1C by "plasma CVD".
【００７０】この基板に対し、保護膜形成工程、パター
ン形成工程と、エッチング工程とを行って、基板表面に
最表面層１Ｃによる格子形状を形成し、この状態に対
し、エッチング耐性を有する新たな保護膜（フォトレジ
スト）２ａを形成し、マスクを用いて露光を行い「第２
の周期パターン」を形成した。この状態を図７（ａ）に
示す。保護膜２ａによる第２の周期パターンは、第１の
周期パターンと同一のピッチ（最表面層１Ｃによる格子
形状のピッチと同ピッチである）を有し、最表面層１Ｃ
の少なくとも一部と、その下の層１Ａの一部を覆うよう
に形成される。A protective film forming step, a pattern forming step, and an etching step are performed on this substrate to form a lattice shape by the outermost surface layer 1C on the surface of the substrate, and a new etching resistance against this state is provided. A protective film (photoresist) 2a is formed, and exposure is performed using a mask,
Periodic pattern "was formed. This state is shown in FIG. The second periodic pattern formed by the protective film 2a has the same pitch as the first periodic pattern (the same pitch as the lattice-shaped pitch formed by the outermost surface layer 1C).
Is formed so as to cover at least a part thereof and a part of the layer 1A thereunder.
【００７１】保護膜２ａによる第２の周期パターンをマ
スクとし、最表面層１Ｃおよびその下の層１Ａに対して
等方性エッチングを行い、保護膜を除去すると図７
（ｂ）に示すようなブレーズ型回折格子が層１Ａの厚み
により形成される。図３の実施例同様に、格子深さの精
度を良好に制御できる。等方性エッチングはウエットエ
ッチングにより行った。図７（ｂ）の回折格子の表面に
Ｎｉ電鋳により離型膜を形成して、これをスタンパーと
して用いることにより効率よくブレーズ型回折格子を作
製できた。Using the second periodic pattern of the protective film 2a as a mask, isotropic etching is performed on the outermost surface layer 1C and the underlying layer 1A to remove the protective film, as shown in FIG.
A blazed diffraction grating as shown in (b) is formed by the thickness of the layer 1A. Similar to the embodiment of FIG. 3, the accuracy of the grating depth can be controlled well. The isotropic etching was performed by wet etching. By forming a release film on the surface of the diffraction grating of FIG. 7B by Ni electroforming and using this as a stamper, a blazed diffraction grating could be efficiently manufactured.
【００７２】図８は請求項５記載の回折格子作製方法の
１実施例を説明図的に示している。表面側から順次、エ
ッチング速度が小さくなる２以上の層を有する基板とし
て、図８（ａ）に示すように、シリコン基板１Ｂ上に、
最表面層１Ａとして、シリコン酸化膜を「熱酸化」によ
り厚さ：１μｍに形成した基板１を用いた。基板１の最
表面層１Ａ上に「保護膜形成工程」により、エッチング
耐性を有する保護膜２をフォトレジストにより厚さ略１
μｍに形成し、マスクを用いた露光により、保護膜２に
第１の周期パターンを形成した。FIG. 8 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to the fifth aspect. As a substrate having two or more layers in which the etching rate decreases in order from the surface side, as shown in FIG. 8A, on a silicon substrate 1B,
As the outermost surface layer 1A, a substrate 1 having a thickness of 1 μm formed by a silicon oxide film by “thermal oxidation” was used. A protective film 2 having etching resistance is formed on the outermost surface layer 1A of the substrate 1 by a "protective film forming step" with a photoresist to a thickness of approximately 1
Then, the first periodic pattern was formed on the protective film 2 by exposure with a mask.
【００７３】図８（ａ）に示すように、保護膜２による
「第１の周期パターン」をマスクとして、基板１の最表
面層１Ａにアルゴンイオンをイオン注入装置により注入
し、最表面層１Ａの表面側に最表面層よりもエッチング
速度の大きい領域１ａ’を、「第１の周期パターンのネ
ガ像」として形成した。その後、第１の周期パターンを
構成する保護膜２を除去した（イオン照射・膜除去工
程）。As shown in FIG. 8A, using the "first periodic pattern" formed by the protective film 2 as a mask, argon ions are implanted into the outermost surface layer 1A of the substrate 1 by an ion implanter to form the outermost surface layer 1A. A region 1a ′ having a higher etching rate than the outermost surface layer was formed on the surface side of “as a“ negative image of the first periodic pattern ”. After that, the protective film 2 forming the first periodic pattern was removed (ion irradiation / film removal step).
【００７４】次いで、基板１の表面にエッチング耐性を
有する新たな保護膜２ａをフォトレジストにより形成
し、図８（ｂ）に示すように、新たな保護膜２ａに、マ
スクを用いる露光により第２の周期パターンを形成した
（第２パターン形成工程）。新たな保護膜２ａによる第
２の周期パターンは、第１の周期パターンと同一のピッ
チを有し、最表面層１Ａのイオン照射された部分の少な
くとも一部と、イオン照射されなかった部分の一部を覆
うように形成される。Next, a new protective film 2a having etching resistance is formed on the surface of the substrate 1 by a photoresist, and as shown in FIG. 8B, the new protective film 2a is exposed to a second light by a mask. Was formed (second pattern forming step). The second periodic pattern formed by the new protective film 2a has the same pitch as the first periodic pattern, and is composed of at least a part of the ion-irradiated portion of the outermost surface layer 1A and a portion not ion-irradiated. It is formed so as to cover the part.
【００７５】新たな保護膜２ａによる「第２の周期パタ
ーン」をマスクとして、最表面層１Ａに対して等方性エ
ッチングを「緩衝フッ酸の水による希釈溶液」によるウ
エットエッチングで行い（等方性エッチング工程）、図
８（ｃ）に示すような、ブレーズ型回折格子を得た。斜
面状の部分（領域１ａ’に対応する部分）のテーパー比
は略１／１０であった。Using the "second periodic pattern" formed by the new protective film 2a as a mask, isotropic etching is performed on the outermost surface layer 1A by wet etching using "diluted solution of buffered hydrofluoric acid in water" (isotropic). Etching process), and a blazed diffraction grating as shown in FIG. 8C was obtained. The taper ratio of the inclined portion (the portion corresponding to the region 1a ') was about 1/10.
【００７６】請求項３記載の方法と同じく、照射するイ
オンはアルゴンイオンに限らず、最表面層本来のエッチ
ング速度よりも「エッチング速度の大きい領域」を最表
面層に形成できるものであればよく、イオン照射の方法
もイオン注入に限らず、平行平板型のプラズマを用いて
もよい。As in the method according to the third aspect, the ions to be irradiated are not limited to argon ions, and any ion can be used as long as it can form in the outermost surface layer a region having a higher etching rate than the original etching rate of the outermost surface layer. The ion irradiation method is not limited to ion implantation, and parallel plate plasma may be used.
【００７７】図８（ｃ）に示す回折格子の表面にＮｉ電
鋳（Ｎｉの真空蒸着でも良い）により離型膜を形成して
スタンパーとし、光硬化性樹脂を用いて、効率良く回折
格子を作製することができた。A release film is formed on the surface of the diffraction grating shown in FIG. 8C by Ni electroforming (Ni vacuum evaporation may be used) to form a stamper, and the diffraction grating is efficiently formed by using a photocurable resin. It was possible to make.
【００７８】図９は請求項６記載の回折格子作製方法の
１実施例を説明図的に示している。図９（ａ）にしめす
ように、基板１上に感光性薄膜２０としてフォトレジス
トの層を形成し（感光性薄膜形成工程）、この感光性薄
膜２０の全面に２光束干渉法により所望の周期パターン
を露光した（周期パターン露光工程）。FIG. 9 schematically shows one embodiment of the method of manufacturing a diffraction grating according to the sixth aspect. As shown in FIG. 9A, a photoresist layer is formed as the photosensitive thin film 20 on the substrate 1 (photosensitive thin film forming step), and a desired period is formed on the entire surface of the photosensitive thin film 20 by the two-beam interference method. The pattern was exposed (periodic pattern exposure step).
【００７９】続いて（ｂ）に示すように、周期パターン
を露光された感光性薄膜２０の、周期パターンを残す領
域（領域ＩＩ）を除き、感光性薄膜２０を均一露光した
（均一露光工程）。領域ＩＩはマスクで覆い、均一露光
されないようにした。Subsequently, as shown in (b), the photosensitive thin film 20 was uniformly exposed except the region (region II) of the photosensitive thin film 20 exposed with the periodic pattern, where the periodic pattern was left (uniform exposure step). . Region II was covered with a mask to prevent uniform exposure.
【００８０】図９（ｃ）は、パターン露光工程と均一露
光工程により光照射された感光性薄膜部分を選択的に除
去した状態を示す。続いて、（ｄ）に示すように、基板
上に残された感光性薄膜２０による「第１感光性薄膜パ
ターン」を保護する保護層３をアルミの薄膜として蒸着
形成した（保護層形成工程）。FIG. 9C shows a state in which the light-exposed photosensitive thin film portion is selectively removed by the pattern exposure process and the uniform exposure process. Subsequently, as shown in (d), a protective layer 3 for protecting the "first photosensitive thin film pattern" formed by the photosensitive thin film 20 left on the substrate was formed by vapor deposition as an aluminum thin film (protective layer forming step). .
【００８１】その後、保護層３を形成された基板１上に
新たな感光性薄膜４０を形成し（第２感光性薄膜形成工
程）、感光性薄膜４０の全面に２光束干渉法により、他
の周期パターンを露光し（第２周期パターン露光工
程）、他の周期パターンを露光された感光性薄膜４０
の、他の周期パターンを残す領域（領域Ｉ）をマスクで
遮光し、感光性薄膜４０を均一露光し（第２均一露光工
程）、第２周期パターン露光工程と第２均一露光工程に
より光照射された感光性薄膜部分４０を除去することに
より、領域Ｉの保護膜３上に、感光性薄膜４０による
「第２感光性薄膜パターン」を得た（図９（ｅ））。Then, a new photosensitive thin film 40 is formed on the substrate 1 on which the protective layer 3 is formed (second photosensitive thin film forming step), and another photosensitive thin film 40 is formed on the entire surface of the photosensitive thin film 40 by the two-beam interference method. Photosensitive thin film 40 that has been exposed with a periodic pattern (second periodic pattern exposure step) and has been exposed with another periodic pattern
The other region (region I) where the periodic pattern is left is shielded by a mask, the photosensitive thin film 40 is uniformly exposed (second uniform exposure process), and light irradiation is performed by the second periodic pattern exposure process and the second uniform exposure process. By removing the formed photosensitive thin film portion 40, a "second photosensitive thin film pattern" by the photosensitive thin film 40 was obtained on the protective film 3 in the region I (FIG. 9 (e)).
【００８２】その後、第２感光性薄膜パターン上に第２
保護層を形成して（第２保護層形成工程）、基板１上
に、互いに回折特性の異なる２種の回折格子を得ること
ができた。なお、第２保護層形成手段は、省略すること
も可能である。また、周期パターン露光工程と均一露光
工程、第２周期パターン露光工程と第２均一露光工程と
は、それぞれ実行の順序を入れ替えても良い。After that, a second film is formed on the second photosensitive thin film pattern.
By forming the protective layer (second protective layer forming step), it was possible to obtain two types of diffraction gratings having different diffraction characteristics on the substrate 1. The second protective layer forming means can be omitted. Further, the periodic pattern exposure step and the uniform exposure step, and the second periodic pattern exposure step and the second uniform exposure step may be interchanged in the order of execution.
【００８３】上の実施例では、基板上の領域を領域Ｉ，
ＩＩに分け、各領域に互いに異なる回折格子を作製した
が、基板上の領域を２以上に分け、請求項６記載の回折
格子作製方法における保護層形成工程後、第２感光性薄
膜形成工程から第２保護層形成工程までを、露光する周
期パターンを変えて所望回数繰返せば、同一基板上に３
種以上の異なる回折格子を作製できる（請求項７）。In the above embodiment, the area on the substrate is the area I,
II, different diffraction gratings were produced in each region, but the region on the substrate was divided into two or more, and after the protective layer forming step in the diffraction grating producing method according to claim 6, from the second photosensitive thin film forming step. By repeating the process up to the second protective layer forming process a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure, it is possible to perform 3 steps on the same substrate.
More than one kind of different diffraction grating can be produced (Claim 7).
【００８４】図１０は、請求項８記載の回折格子作製方
法の１実施例を説明図的に示している。基板１としてガ
ラス基板を用い、その表面にフォトレジストにより感光
性薄膜２０を形成し（感光性薄膜形成工程）、２光束干
渉法により所望の周期パターンを露光し（周期パターン
露光工程）、周期パターンを露光された感光性薄膜２０
の、周期パターンを残す領域（領域ＩＩ）をマスクで遮
光し、他の部分に均一露光を行い（均一露光工程）、周
期パターン露光工程および均一露光工程において、光を
照射されなかった感光性薄膜部分を除去した。FIG. 10 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to the eighth aspect. A glass substrate is used as the substrate 1, a photosensitive thin film 20 is formed on the surface of the substrate by a photoresist (photosensitive thin film forming step), a desired periodic pattern is exposed by a two-beam interference method (periodic pattern exposing step), and a periodic pattern is formed. Exposed light-sensitive thin film 20
Of the photosensitive thin film that was not irradiated with light in the periodic pattern exposure step and the uniform exposure step, by shielding the area (area II) where the periodic pattern is left with a mask and uniformly exposing the other area (uniform exposure step). The portion was removed.
【００８５】この状態を図１０（ａ）に示す。基板１上
に感光性薄膜２０により形成された第１周期パターンを
マスクとして基板１をエッチングし（第１エッチング工
程）、感光性薄膜２０を除去した状態が図１０（ｂ）で
ある。周期パターンに対応する回折格子１００が領域Ｉ
Ｉに形成されている。This state is shown in FIG. FIG. 10B shows a state in which the substrate 1 is etched using the first periodic pattern formed by the photosensitive thin film 20 on the substrate 1 as a mask (first etching step) and the photosensitive thin film 20 is removed. The diffraction grating 100 corresponding to the periodic pattern is the region I.
I is formed.
【００８６】続いて、基板１の表面に、新たな感光性薄
膜を形成し（第２感光性薄膜形成工程）、新たに形成さ
れた感光性薄膜に上記周期パターンとは異なる「他の周
期パターン」を露光し（第２周期パターン露光工程）、
他の周期パターンを残す領域（領域Ｉ）をマスクで遮光
して、感光性薄膜を均一露光し（第２均一露光工程）、
第２周期パターン露光工程と第２均一露光工程により光
照射されなかった感光性薄膜部分を除去し、基板上に感
光性薄膜により形成された第２周期パターンをマスクと
してエッチングを行った（第２エッチング工程）。Subsequently, a new photosensitive thin film is formed on the surface of the substrate 1 (second photosensitive thin film forming step), and the newly formed photosensitive thin film is provided with "another periodic pattern" different from the above periodic pattern. Is exposed (second period pattern exposure step),
A region where the other periodic pattern is left (region I) is shielded from light by a mask, and the photosensitive thin film is uniformly exposed (second uniform exposure step),
The photosensitive thin film portion which was not irradiated with light was removed by the second periodic pattern exposure process and the second uniform exposure process, and etching was performed using the second periodic pattern formed by the photosensitive thin film on the substrate as a mask (second Etching process).
【００８７】その結果、図１０（ｃ）に示すように、基
板１上の領域Ｉ，ＩＩに、互いに回折特性の異なる２種
の回折格子１０１，１００を得ることができた。As a result, as shown in FIG. 10C, two types of diffraction gratings 101 and 100 having different diffraction characteristics could be obtained in the regions I and II on the substrate 1.
【００８８】請求項８記載の回折格子作製方法において
も、第１エッチング工程後、第２感光性薄膜形成工程か
ら第２エッチング工程までを、露光する周期パターンを
変えて所望回数繰返すことにより、同一基板に３種以上
の回折格子を形成することができる。Also in the method of manufacturing a diffraction grating according to claim 8, the same steps are performed after the first etching step by repeating the second photosensitive thin film forming step to the second etching step a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure. Three or more types of diffraction gratings can be formed on the substrate.
【００８９】また、図１０における基板１として、「表
面側から順次エッチング速度が小さくなる２以上の層を
有するもの」を用い、第１エッチング工程および第２エ
ッチング工程に際しては、感光性薄膜の光照射されなか
った部分を除去することによっても図１０の実施例と同
様の結果を得ることが出来る（請求項１０）。Further, as the substrate 1 in FIG. 10, "one having two or more layers in which the etching rate is gradually decreased from the surface side" is used, and the light of the photosensitive thin film is used in the first etching step and the second etching step. The same result as in the embodiment of FIG. 10 can be obtained by removing the non-irradiated portion (claim 10).
【００９０】実際に、図１０の基板１として、石英ガラ
スの表面側に、最表面層として「プラズマＣＶＤ」によ
りシリコン酸化膜を形成されたものを用いて、請求項１
０記載の方法を実施したところ、基板上に形成される複
数種のを回折格子の格子深さを実質的に最表面層である
シリコン酸化膜の厚さに揃えることが出来た。Actually, as the substrate 1 of FIG. 10, a substrate having a silicon oxide film formed by "plasma CVD" as the outermost surface layer on the surface side of quartz glass is used.
When the method described in 0 was carried out, it was possible to make the diffraction depths of a plurality of types formed on the substrate substantially equal to the thickness of the silicon oxide film which is the outermost surface layer.
【００９１】また、この請求項１０記載の回折格子作製
方法により、基板の最表面層に２種以上の格子形状を得
たのち、等方性エッチングを行うことにより、２種以上
の格子をブレーズ型回折格子とすることができた（請求
項１１）。Further, according to the method for producing a diffraction grating according to the present invention, two or more kinds of grating shapes are obtained on the outermost surface layer of the substrate, and then isotropic etching is performed to blaze the two or more kinds of gratings. Type diffraction grating could be obtained (Claim 11).
【００９２】図１１は、請求項１２記載の回折格子作製
方法の１実施例を説明図的に示している。符号１０で示
す基板はガラス基板である。この基板１０上にフォトレ
ジストにより感光性薄膜２０を形成し（感光性薄膜形成
工程）、２光束干渉法により、所望の周期パターンを露
光し（周期パターン露光工程）、周期パターンを露光さ
れた感光性薄膜２０の、周期パターンを残す領域（領域
ＩＩ）を除き、感光性薄膜２０を均一露光し（均一露光
工程）、パターン露光工程と均一露光工程により光照射
されなかった部分を選択的に除去した。FIG. 11 is an explanatory view showing one embodiment of the method for producing a diffraction grating according to claim 12. The substrate indicated by reference numeral 10 is a glass substrate. A photosensitive thin film 20 is formed on the substrate 10 with a photoresist (photosensitive thin film forming step), a desired periodic pattern is exposed by a two-beam interference method (periodic pattern exposing step), and the photosensitive layer is exposed. The photosensitive thin film 20 is uniformly exposed except for the region (region II) where the periodic pattern is left in the photosensitive thin film 20 (uniform exposure process), and the portion not irradiated with light is selectively removed by the pattern exposure process and the uniform exposure process. did.
【００９３】図１１（ａ）に示すように、基板上に残さ
れた感光性薄膜２０による第１周期パターンをマスクと
して、基板１０の表面にアルゴンイオン注入による「イ
オン照射」を行って基板１０表面側に、基板１０よりも
エッチング速度の大きい領域１０ａ’を上記第１の周期
パターンのネガ像として形成し、マスクとして用いられ
た感光性薄膜２０を除去したのち（イオン照射・膜除去
工程）、基板１０の表面に新たな感光性薄膜２０’を形
成し、新たな感光性薄膜２０’にマスクを用いて第２の
周期パターンを露光した（第２周期パターン露光工
程）。As shown in FIG. 11A, the first periodic pattern of the photosensitive thin film 20 left on the substrate is used as a mask to perform “ion irradiation” by implanting argon ions on the surface of the substrate 10 to perform the substrate 10 irradiation. A region 10a 'having a higher etching rate than the substrate 10 is formed as a negative image of the first periodic pattern on the front surface side, and the photosensitive thin film 20 used as a mask is removed (ion irradiation / film removal step). Then, a new photosensitive thin film 20 'was formed on the surface of the substrate 10, and the new photosensitive thin film 20' was exposed with a second periodic pattern using a mask (second periodic pattern exposure step).
【００９４】第２の周期パターンを露光された新たな感
光性薄膜２０’の、第２の周期パターンを残す領域ＩＩ
を除き、感光性薄膜を均一露光し（第２均一露光工
程）、第２パターン露光工程と第２均一露光工程により
光照射されなかった部分を選択的に除去し、基板上に残
された新たな感光性薄膜２０’による第２周期パターン
をマスクとして、基板１０の表面に対して等方性のエッ
チングを行い（等方性エッチング工程）、図１１（ｃ）
に示すようなブレーズ型回折格子１１０を得た。回折格
子１１０は、第１周期パターンと同じ格子ピッチを有し
ている。Region II of the new photosensitive thin film 20 'exposed with the second periodic pattern, where the second periodic pattern is left.
Except the above, the photosensitive thin film is uniformly exposed (second uniform exposure step), and the portions not exposed to light are selectively removed by the second pattern exposure step and the second uniform exposure step. 11 (c), the surface of the substrate 10 is isotropically etched using the second periodic pattern of the photosensitive thin film 20 'as a mask (isotropic etching step).
A blazed diffraction grating 110 as shown in (1) was obtained. The diffraction grating 110 has the same grating pitch as the first periodic pattern.
【００９５】次いで、上記感光性薄膜形成工程から等方
性エッチング工程までを繰返し、第１周期パターンに対
応する回折格子１１０が形成されない領域Ｉに、第１周
期パターンとは異なる周期パターンの他の回折格子１２
０を形成した（第２格子形成工程）。このようにして、
同一基板１０の異なる領域Ｉ，ＩＩに、互いに異なるブ
レーズ型の回折格子１２０，１１０を得ることができ
た。Next, the process from the photosensitive thin film forming process to the isotropic etching process is repeated, and in the region I where the diffraction grating 110 corresponding to the first periodic pattern is not formed, another periodic pattern different from the first periodic pattern is formed. Diffraction grating 12
0 was formed (second lattice formation step). In this way
Blazed diffraction gratings 120 and 110 different from each other could be obtained in different regions I and II of the same substrate 10.
【００９６】上記請求項１２記載の回折格子作製方法に
おいて、等方性エッチング工程後、第２格子形成工程
を、露光する周期パターンを変えて所望回数繰返すこと
により、同一基板上に３種以上の回折格子を形成出来た
（請求項１３）。In the diffraction grating manufacturing method according to the twelfth aspect, after the isotropic etching step, the second grating forming step is repeated a desired number of times by changing the periodic pattern for exposure, so that three or more kinds are formed on the same substrate. A diffraction grating could be formed (claim 13).
【００９７】また、これら次子異例に選りえられた回折
格子の表面に、Ｎｉ薄膜蒸着等により離型膜を形成した
ものをスタンパーとして用い、多数の回折格子を容易に
作製することが出来た（請求項１４）。A large number of diffraction gratings could be easily manufactured by using as a stamper a mold release film formed by Ni thin film deposition on the surface of the diffraction gratings selected as anomalies. (Claim 14).
【００９８】[0098]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
回折格子作製方法を提供できる。請求項１〜５記載の発
明は上記の如き構成となっているから、格子深さを精度
良く制御して、回折効率のよい回折格子を作製できる。
また請求項２〜５記載の発明では、容易且つ確実にブレ
ーズ型の回折格子の作製が可能である。As described above, according to the present invention, a novel diffraction grating manufacturing method can be provided. Since the inventions according to claims 1 to 5 are configured as described above, it is possible to manufacture a diffraction grating having a high diffraction efficiency by accurately controlling the grating depth.
In the inventions according to claims 2 to 5, the blazed diffraction grating can be easily and reliably manufactured.
【００９９】請求項６〜１３記載の発明は、上記の如き
構成となっているので、同一基板表面の異なる領域に、
２以上の異なる回折格子を作製できる。請求項７〜１３
記載の発明では、同一基板の表面に、２以上の異なる回
折格子を精度の良い格子深さで形成出来、請求項８〜１
３記載の発明では、同一基板の表面に、精度良い格子深
さをもったブレーズ型の回折格子を形成できる。Since the inventions according to claims 6 to 13 are configured as described above, different areas on the same substrate surface can be
Two or more different diffraction gratings can be produced. Claims 7 to 13
In the invention described above, two or more different diffraction gratings can be formed with a precise grating depth on the surface of the same substrate.
According to the third aspect of the invention, a blazed diffraction grating having a precise grating depth can be formed on the surface of the same substrate.
【０１００】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
〜１３記載の発明により製造された回折格子をスタンパ
ー化して、多量の回折格子を容易且つ確実に作製でき
る。According to the invention of claim 14, claim 1
It is possible to easily and surely manufacture a large amount of diffraction gratings by stamping the diffraction gratings manufactured by the inventions described in 1 to 13 above.
【図１】請求項１記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the invention according to claim 1;
【図２】請求項２記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the invention according to claim 2;
【図３】請求項２記載の発明の別実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating another embodiment of the invention according to claim 2;
【図４】請求項３記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the invention according to claim 3;
【図５】請求項４記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the invention according to claim 4;
【図６】図５の実施例における等方性エッチングを説明
するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining isotropic etching in the embodiment of FIG.
【図７】請求項４記載の発明の別実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 7 is a diagram schematically illustrating another embodiment of the invention according to claim 4;
【図８】請求項５記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing an embodiment of the invention according to claim 5;
【図９】請求項６記載の発明の１実施例を説明図的に示
す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing an embodiment of the invention according to claim 6;
【図１０】請求項８記載の発明の１実施例を説明図的に
示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing an embodiment of the invention according to claim 8;
【図１１】請求項１２記載の発明の１実施例を説明図的
に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing an embodiment of the invention according to claim 12;
１ 基板 ２ 保護膜 １Ａ 基板の最表面層 １Ｂ 最表面層１Ａよりもエッチング速度の遅い層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Protective film 1A Outermost surface layer of substrate 1B Outermost surface layer 1A having a slower etching rate than 1A
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25850393AJPH07113905A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Diffraction grating fabrication method |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25850393AJPH07113905A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Diffraction grating fabrication method |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113905Atrue JPH07113905A (en) | 1995-05-02 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JPH07113905A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388232B1 (en)* | 2000-08-22 | 2003-06-19 | (주)해빛정보 | Method for grating-pattern formation on glass substrate |
| EP1557701A1 (en)* | 2004-01-26 | 2005-07-27 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder and method of manufacturing scales |
| EP2006712A2 (en) | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Mitutoyo Corporation | Scale for a surface reflection encoder |
| JP2010085625A (en)* | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing three-dimensional patterned body |
| JP2019528475A (en)* | 2016-08-22 | 2019-10-10 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | Nano-grating method and apparatus |
| US11733456B2 (en) | 2017-01-23 | 2023-08-22 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| CN119620272A (en)* | 2025-02-12 | 2025-03-14 | 泉州信息工程学院 | Method for making depth-varying grating for terahertz band |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388232B1 (en)* | 2000-08-22 | 2003-06-19 | (주)해빛정보 | Method for grating-pattern formation on glass substrate |
| EP1557701A1 (en)* | 2004-01-26 | 2005-07-27 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder and method of manufacturing scales |
| US7129475B2 (en) | 2004-01-26 | 2006-10-31 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder and method of manufacturing scales |
| CN100397045C (en)* | 2004-01-26 | 2008-06-25 | 三丰株式会社 | Photoelectric encoder and method of manufacturing scales |
| EP2006712A2 (en) | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Mitutoyo Corporation | Scale for a surface reflection encoder |
| JP2009002670A (en)* | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Mitsutoyo Corp | Scale for surface-reflection type encoder and surface-reflection type encoder using the same |
| US7916305B2 (en) | 2007-06-19 | 2011-03-29 | Mitutoyo Corporation | Surface reflection encoder scale and surface reflection encoder using the same |
| JP2010085625A (en)* | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing three-dimensional patterned body |
| JP2019528475A (en)* | 2016-08-22 | 2019-10-10 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | Nano-grating method and apparatus |
| US11428859B2 (en) | 2016-08-22 | 2022-08-30 | Magic Leap, Inc. | Projector architecture incorporating artifact mitigation |
| US11604310B2 (en) | 2016-08-22 | 2023-03-14 | Magic Leap, Inc. | Multi-layer diffractive eyepiece with front cover plate and wavelength-selective reflector |
| US11822112B2 (en) | 2016-08-22 | 2023-11-21 | Magic Leap, Inc. | Projector architecture incorporating artifact mitigation |
| US12164134B2 (en) | 2016-08-22 | 2024-12-10 | Magic Leap, Inc. | Method of reducing optical artifacts |
| US12298550B2 (en) | 2016-08-22 | 2025-05-13 | Magic Leap, Inc. | Multi-layer diffractive eyepiece having multilevel metasurface |
| US11733456B2 (en) | 2017-01-23 | 2023-08-22 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| US12216311B2 (en) | 2017-01-23 | 2025-02-04 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| CN119620272A (en)* | 2025-02-12 | 2025-03-14 | 泉州信息工程学院 | Method for making depth-varying grating for terahertz band |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5982545A (en) | Structure and method for manufacturing surface relief diffractive optical elements | |
| JP2004012856A (en) | Optical element, mold for optical element, and method for manufacturing optical element | |
| US5925578A (en) | Method for forming fine patterns of a semiconductor device | |
| JP2001042114A (en) | Optical element manufacturing method | |
| JPH07113905A (en) | Diffraction grating fabrication method | |
| JPH07219237A (en) | Formation method of minute resist pattern | |
| JPH06186412A (en) | Formation of fine pattern | |
| JP2002350623A (en) | Method for manufacturing diffractive optical element | |
| JPH0450943A (en) | Mask pattern and its manufacture | |
| JPH06201907A (en) | Production of blaze grating | |
| JPS60230650A (en) | Fine pattern manufacturing method | |
| JP3408217B2 (en) | Method for producing fine structure and diffractive optical element | |
| CN115308826A (en) | Manufacturing method of blazed grating | |
| JPH07198919A (en) | Production of reflector | |
| JPH0821908A (en) | Optical element manufacturing method | |
| US6656664B2 (en) | Method of forming minute focusing lens | |
| JPH0980738A (en) | Manufacturing method of phase shift photomask for optical fiber processing | |
| CN1058337C (en) | Surface relief diffractive optical element and manufacturing method thereof | |
| JPH0226851B2 (en) | ||
| WO2002010857A2 (en) | Process for making a periodic profile | |
| CN116609871B (en) | Manufacturing method of unequal-height straight tooth grating | |
| US20080160429A1 (en) | Method for manufacturing a photomask | |
| CN117826293A (en) | Method for manufacturing blazed grating, optical waveguide, and AR device | |
| JPH047504A (en) | Production of diffraction grating | |
| US20050214692A1 (en) | Method for producing microhole structures |