(57)【要約】  ガラス等の基板１上に設けたホトレジスト層２にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターン３を形成を形成した後、その基板１に対し、選択比（基板に対するエッチング速度／ホトレジストに対するエッチング速度）が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射する。そうしてレジストパターン３が完全に消失するまでイオンビームエッチングを実行することで、レジストパターン３の正弦波状の格子溝を基板に転写刻線して断面鋸歯状の格子溝４パターンを形成する。基板１に対するエッチング速度を低くすることで小さなブレーズ角を形成することができ、その場合でも、ブレーズ方向と同方向でなく反対方向の斜め上からイオンビームを当てることで、ブレーズ面を挟んでブレーズ角と反対側のエッジの角度を小さくして回折効率を高めることができる。
2008081555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)基板上に設けたホトレジスト層にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターンを形成するレジストパターン作製工程と、
b)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射することで、前記レジストパターン及び基板表面をエッチングするイオンビームエッチング工程と、
を実行することにより、断面鋸歯状の格子溝パターンを基板に刻線することを特徴とすうブレーズ型回折格子の製造方法。
【請求項２】
a)凹面状の基板上に設けたホトレジスト層にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターンを形成するレジストパターン作製工程と、
b)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１以上であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向の向きの後方側の半面について、ブレーズ方向と同方向の斜めからイオンビームを照射することで前記レジストパターン及び基板表面をエッチングする第１イオンビームエッチング工程と、
c)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向の向きの前方側の半面について、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射することで前記レジストパターン及び基板表面をエッチングする第２イオンビームエッチング工程と、
を実行することにより、断面鋸歯状の格子溝パターンを凹面基板に刻線することを特徴とするブレーズ型回折格子の製造方法。
【請求項３】
第１及び第２イオンビームエッチング工程に際して、エッチングの対象である基板の半面ではない他の半面をマスキングした状態でイオンビームを照射することを特徴とする請求項２に記載のブレーズ型回折格子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光器、光スペクトルアナライザ、ＷＤＭモニタ、分波器、放射光分光、極端紫外線（ＶＵＶ）分光等に使用される波長分離・選択素子である回折格子の製造方法に関し、更に詳しくは、ホログラフィック露光法を使用して作製するブレーズ型回折格子（ブレーズド・ホログラフィック・グレーティング）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子は分光器や分波器等に使用される、波長の分離・選択素子である。回折格子には格子溝断面形状により各種のものが知られているが、その１つに溝の断面形状が鋸歯状であるブレーズ型回折格子（ブレーズド・ホログラフィック・グレーティングとも呼ばれる）がある。従来の一般的な平面ブレーズ型回折格子の基本的な製造方法を、図３により説明する（例えば特許文献１など参照）。【０００３】
まず、図３（ａ）に示すように、石英、ガラスなどの平板状の基板１の表面にホトレジストを塗布してホトレジスト層２を形成する。このホトレジスト層２に二光束干渉による干渉縞を露光・現像し、図３（ｂ）に示すように断面形状が正弦半波状（又は正弦全波状でもよい）のレジストパターン３を形成する（ホログラフィック露光法）。それから、このレジストパターン３をマスクとして、基板１に所望のブレーズ角が形成されるように斜め上方向からレジストパターン３が消失するまでイオンビームによるエッチングを行い、基板１上に断面鋸歯状の格子溝４を形成する（図３（ｃ）〜（ｅ））。その後、表面の反射率を高めるべく、図３（ｆ）に示すように、アルミニウムや金等の反射材料を格子溝４の表面にコーティングすることで反射被膜５を形成し、或る特定の波長に回折光のエネルギーが集中するブレーズ型回折格子が出来上がる。【０００４】
通常、上述のようにホトレジストをマスクとして基板１をエッチングする場合、基板１がホトレジストよりも大きな速度で削られるようにする。特に、鋸歯状に基板１を削る（つまりレジストパターン３の直下の基板１を楔状に削る）ためには、基板１に対するエッチング速度がレジストパターン３に対するエッチング速度よりも速いような、即ち、選択比（＝基板の材料（例えばガラス）に対するエッチング速度／ホトレジストに対するエッチング速度）が１よりも大きなエッチングガスを用いてイオンビームエッチングを行う。また、こうしたエッチングガス条件の下で、図３（ｃ）に示すように、ブレーズ方向と同方向で基板１に対し斜めに（基本的にはブレーズ角θ0と同じ角度だけ傾斜した斜め方向から）イオンビームを入射させるようにしている。【０００５】
なお、ブレーズ方向と格子溝４の断面形状との関係は図３（ｆ）に示すようになり、ブレーズ方向と同方向であるとは、図中の角度範囲α内の斜め上方から基板１に対して向かうことを意味する。【０００６】
上記従来の方法によれば、効率よく基板１をエッチングして比較的短時間で断面鋸歯状の格子溝を形成できるという利点がある。しかしながら、選択比が高いエッチングガスを使用した場合、比較的大きなブレーズ角の格子溝は形成し易いものの、数°以下の小さなブレーズ角の格子溝を作製するのは困難である。そのため、ブレーズ角を小さくするためには選択比の小さなエッチングガスを用いる必要があるが、そうするとブレーズ面４ａを挟んでブレーズ角と反対側のエッジの角度（図３（ｅ）中の角度β）が大きくなり易く、回折効率が低下する傾向にある。特に、近年、分光器などで短波長の光を取り扱うためにブレーズ波長の短波長化が必要とされ、２°程度又はそれ以下のきわめて小さなブレーズ角の回折格子が求められるようになってきているが、従来の製造方法では、小さなブレーズ角で且つ回折効率の高いブレーズ型回折格子を得ることは困難であった。【０００７】
また、凹面回折格子では凹面鏡などの結像素子を用いずに分光光学系を構成できることから、ブレーズ型回折格子では平面型だけではなく凹面型のものも広く利用されている。近年、凹面ブレーズ型回折格子を用いた多波長を同時測光可能なポリクロメータ型分光器は、ホトダイオードアレイ検出器の改良によりコンパクトになってきており、その短焦点分光器に用いられる凹面ブレーズ型回折格子では表面の凹面の曲率半径を小さくする必要があるが、この曲率半径が小さくなるほど、格子溝を形成するためのイオンビームの入射角（基板に対する法線と成す角）を小さくせざるを得ない。そのため、平面ブレーズ型回折格子にも増して、ブレーズ角の小さな格子溝を形成するのは困難である。【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１５７１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その第１の目的は、小さなブレーズ角で且つ高い回折効率を達成することができる平面ブレーズ型回折格子の製造方法を提供することにある。【００１０】
また本発明の第２の目的は、従来は特に製造が困難であった小さなブレーズ角の凹面ブレーズ型回折格子を容易に作製するための製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の目的を達成するために成された第１発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法は、
a)基板上に設けたホトレジスト層にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターンを形成するレジストパターン作製工程と、
b)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射することで、前記レジストパターン及び基板表面をエッチングするイオンビームエッチング工程と、
を実行することにより、断面鋸歯状の格子溝パターンを基板に刻線することを特徴としている。【００１２】
この第１発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法は、特に基板が平面である平面ブレーズ型回折格子に小さなブレーズ角の格子溝パターンを形成するのに有用である。【００１３】
第１発明（以下の第２発明でも同様）において、エッチングガスの選択比は、基板に対するエッチング速度／ホトレジスト層（レジストパターン）に対するエッチング速度で定義される。例えばエッチングガスとしてフッ素系ガスに酸素を混合した混合ガスを使用する場合、酸素の混合比を適宜に選ぶことで選択比を制御することが可能である。【００１４】
また、上記「ブレーズ方向とは反対方向の斜めから」イオンビームが照射される状態とは、基板上において、イオンビームの向かう方向を示す矢印に平行な線とブレーズ方向を示す矢印に平行な線との成す角度で且つブレーズ方向の向きの側の角度が鋭角である状態をいう。したがって、「ブレーズ方向とは反対方向の斜めから」イオンビームを照射する状態と「ブレーズ方向と同方向の斜めから」イオンビームを照射する状態とは、基板に対する法線を挟んで互いに鏡面対称となる角度範囲から基板に対しイオンビームが照射されることになる。【００１５】
レジストパターンが形成されたガラス等の基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを用いてイオンビームエッチングを行うと、レジストパターンに対して基板のエッチング速度が遅くなる。即ち、レジストパターンは相対的に短時間で消失するのに対し基板は削れにくくなる。したがって、レジストパターンの正弦全波又は正弦半波が転写されて出来る溝は浅くなり、例えば数°以下の小さなブレーズ角を形成し易くなり、転写前のレジスト表面に微小な突起（粗さ）があったとしても基板への転写後には小さくなるので迷光も減少する。また、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射するため、イオンビームの入射角をレジストパターンの正弦全波又は正弦半波の片側の面にイオンビームが当たらない角度に調整することで、ブレーズ面を挟んでブレーズ角と反対のエッジの角度を従来よりも小さくすることができる。そのため、回折効率を高めることができる。【００１６】
上記第２の目的を達成するために成された第２発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法は、
a)凹面状の基板上に設けたホトレジスト層にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターンを形成するレジストパターン作製工程と、
b)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１以上であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向の向きの後方側の半面について、ブレーズ方向と同方向の斜めからイオンビームを照射することで前記レジストパターン及び基板表面をエッチングする第１イオンビームエッチング工程と、
c)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向の向きの前方側の半面について、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射することで前記レジストパターン及び基板表面をエッチングする第２イオンビームエッチング工程と、
を実行することにより、断面鋸歯状の格子溝パターンを凹面基板に刻線することを特徴としている。【００１７】
なお、第２発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法においては、第１及び第２イオンビームエッチング工程の「第１」、「第２」は時間的な順序を規定するものではなく、いずれの工程を先に実行しても構わない。【００１８】
また第２発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法において、第１及び第２イオンビームエッチング工程に際しては、エッチングの対象である基板の半面ではない他の半面をマスキングした状態でイオンビームを照射するとよい。【００１９】
第２発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法では、凹面状の基板をブレーズ方向の前方と後方との半面ずつの２つの領域に分け、それぞれの領域の湾曲形状に合わせてそれぞれ異なる方向からイオンビームを照射することで、ホトレジストと基板とをエッチングする。即ち、ブレーズ方向の向きの後方の半面ではブレーズ方向と同方向の斜めからイオンビームを照射したときに、外周にいくほど基板に対するイオンビームの入射角が大きくなるので、選択比の大きなエッチングガスを用いてもブレーズ角を小さくすることができる。一方、ブレーズ方向の向きの前方の半面ではブレーズ方向と同方向の斜めからイオンビームを照射すると、基板に対するイオンビームの入射角が小さくなってブレーズ角を小さくすることが難しいため、第１発明に係る製造方法と同じ手法を用いることでブレーズ角を小さくする。
【発明の効果】
【００２０】
第１発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法によれば、小さなブレーズ角で且つ回折効率も良好な平面ブレーズ型回折格子を容易に得ることができる。また、選択比が１未満の、つまりは基板のエッチング速度が遅いイオンビームエッチングを行うので、レジストパターンの転写による格子面の粗さを軽減することができ、より滑らかなブレーズ面を持つ回折格子を得ることができる。これにより、迷光を一層減らして光量の損失の小さな分光器を構成することができる。【００２１】
また第２発明に係るブレーズ型回折格子の製造方法によれば、凹面の全体に亘って小さなブレーズ角を持つ格子溝を容易に形成することができる。これにより、特に短焦点分光器に用いられる曲率半径の小さな回折格子についてもブレーズ波長の短波長化を図ることができ、コンパクトな分光器で短波長領域の分光を実現することができる。また、分割数を増やして各領域に最適なイオン入射方向と最適な選択比を持つエッチングガスを使用することにより、全体に亘ってより小さなブレーズ角を持つ格子溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１発明の一実施形態である平面ブレーズ型回折格子の製造方法の手順を説明するための概略断面図。
【図２】第２発明の一実施形態である凹面ブレーズ型回折格子の製造方法の手順を説明するための概略断面図。
【図３】従来の一般的な平面ブレーズ型回折格子の製造方法の手順を説明するための概略断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１…基板（平面基板）
１１…基板（凹面基板）
２、１２…ホトレジスト層
３、１３…レジストパターン
４、１４…格子溝
４ａ…ブレーズ面
５、１５…反射被膜
１６、１７…マスキング材
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１発明の一実施形態である平面ブレーズ型回折格子を製造するための手順を図１を参照して説明する。【００２５】
（１）ホトレジスト層の形成工程
光学ガラス等から成る平板状の基板１の表面を光学研磨し、超音波洗浄によりその表面を清浄化する。その後、ホトレジストを例えばスピンコート法などによりほぼ一様な厚さに塗布し、コンベクションオーブンで焼成する。それにより、ホトレジスト層２を基板１の表面に形成する（図１（ａ））。【００２６】
（２）レジストパターンの作製工程
ホトレジスト層２が基板１表面に形成されたワークを、ホログラフィック露光装置にセットし、ホトレジスト層２に二光束干渉による所定密度の干渉縞の潜像を露光する。そして、露光されたワークのホトレジスト層２を専用現像液で現像し、純水リンスを行うことで、回折格子パターンが形成されたレジストパターン３を作製する。一般に二光束干渉の干渉縞の強度分布は正弦波状となるため、作製されたレジストパターン３の断面形状も正弦全波状又は正弦半波状となる（図１（ｂ））。なお、レジストパターン３の溝深さは露光時間と現像時間とを制御することで決めることができる。【００２７】
（３）イオンビームエッチング工程
レジストパターン３が形成された基板１に対し、ブレーズ方向（図１では右から左へ向かう矢印の方向）とは反対の方向の斜め上から（基板１の法線Ｐからの角度θ1の入射角で）イオンビームを照射することにより、レジストパターン３及び基板１に対する反応性イオンビームエッチングを行う。このとき、エッチングガスとしては選択比が１未満であるものを用いる。したがって、レジストパターン３は相対的に速く削られ、基板１は相対的に遅く削られる。【００２８】
このとき断面が正弦全波状のレジストパターン３は、図１（ｃ）に示すように、イオンビームが当たっている斜面から削られる。この斜面の角度γはイオンビームの入射角θ1とほぼ等しい。レジストパターン３の底の部分はホトレジスト厚が薄いため、まずこの部分からホトレジストが消失し基板１表面が露出する。そして、基板１に直接、イオンビームが当たり始めるが、選択比が小さいために基板１の削れる速度は遅い。一方、レジストパターン２の削れる速度はより速いため、ホトレジストが消失する部分はブレーズ方向と反対方向に次々に広がり、基板１の表面にイオンビームが当たるようになる（図１（ｄ））。【００２９】
基板１の削れる速度が遅いため、露出した面（つまりブレーズ面４ａ）の傾きは小さくなり、エッチングが進行するに伴いさらに傾きは小さくなる。一方、ブレーズ面４ａと反対の面４ｂはイオンビームの傾きとほぼ同じ傾きで削れる。そうして、ホトレジストが完全に消失したときがエッチングの終点となり、このときには正弦全波状のレジストパターン３が小さなブレーズ角θ0を持った断面鋸波状の格子溝４のパターンに転写されることになる（図１（ｅ））。【００３０】
（４）反射被膜の形成工程
上記エッチングの終了後、格子溝４が刻線された基板１を洗浄し、真空蒸着法により格子溝４の表面に反射被膜５を形成する（図１（ｆ））。反射被膜５の材料は使用波長範囲に応じて適宜のものを用いればよく、例えばアルミニウム、金、白金、或いはＸ線多層膜などを利用することができる。なお、反射被膜５をコーティングすることなく使用することも可能である。【００３１】
以上のようにして、小さなブレーズ角を持ち、且つブレーズ面を挟んでブレーズ角と反対のエッジの角度が小さな、つまりは高い回折効率を実現可能な平面ブレーズ型回折格子を得ることができる。【００３２】
次に、第２発明の一実施形態である凹面ブレーズ型回折格子を製造するための手順を図２を参照して説明する。【００３３】
（１）ホトレジスト層の形成工程
光学ガラス等から成る凹面の基板１１の表面を光学研磨し、超音波洗浄によりその表面を清浄化する。その後、ホトレジストをほぼ一様な厚さに塗布し、コンベクションオーブンで焼成する。それにより、ホトレジスト層を基板１１の表面に形成する。【００３４】
（２）レジストパターンの作製工程
上記平面ブレーズ型回折格子と同様に、ホログラフィック露光法により基板１１の表面上に断面が正弦全波状又は正弦半波状であるレジストパターン１３を形成する（図２（ａ））。【００３５】
（３）第１イオンビームエッチング工程
レジストパターン３が形成された基板１１に対し、まずブレーズ方向の前方の半面（図２では左半面）にイオンビームが当たらないようにマスキング材１６を用いてマスキングを施した上で、ブレーズ方向と同方向の斜め上から（基板１１の法線Ｐから角度θ2の入射角で）イオンビームを照射することにより、レジストパターン１３及び基板１１に対する反応性イオンビームエッチングを行う（図２（ｂ）、（ｃ））。このとき、エッチングガスとしては選択比が１以上であるものを用い、好ましくは２以上であるものを用いるとよい。【００３６】
基板１１の表面は円弧状凹面であるため、外周にいくほど（図２では右方にいくほど）実質的な入射角は大きくなり、ブレーズ角を小さくすることができる。また、選択比が大きいので、ホトレジストが消失して基板１１が露出した部分では、基板１１が楔状に深く削れ易くなる。そうして、ホトレジストが完全に消失して半面に格子溝１４が形成されたならば、このエッチングを終了する（図２（ｄ））。【００３７】
（４）第２イオンビームエッチング工程
上記基板１１に対し、今度は、先に格子溝１４が形成された、ブレーズ方向の後方の半面（図２では右半面）にイオンビームが当たらないようにマスキング材１７を用いてマスキングを施した上で、上記第１発明におけるエッチングの手法、即ち、ブレーズ方向とは反対方向の斜め上からイオンビームを照射することにより、ブレーズ方向の前方の半面に残るレジストパターン１３と基板１１に対する反応性イオンビームエッチングを行う（図２（ｅ）、（ｆ））。このとき、エッチングガスとしては選択比が１未満のものを用いる。この場合、選択比が小さいので基板１１は相対的に削れにくく、上述したようにブレーズ角を小さくすることができる。そうして、ホトレジストが完全に消失して残りの半面に格子溝１４が形成されたならば、このエッチングを終了する（図２（ｇ））。【００３８】
以上のような２段階の条件の相違するイオンビームエッチングで凹面状の基板１１表面に半面ずつ格子溝１４を形成することにより、全体的に小さなブレーズ角を持った断面鋸波状の格子溝４のパターンを作製することができる。【００３９】
（５）反射被膜の形成工程
上記平面ブレーズ型回折格子と同様に、真空蒸着法により格子溝１４の形成された基板１１の表面に反射被膜１５を形成する（図２（ｈ））。【００４０】
以上のようにして、基板１１の全体で小さなブレーズ角を持つ凹面ブレーズ型回折格子を得ることができる。なお、この場合、平面ブレーズ型回折格子とは異なり、ブレーズ角は一定ではなく、その位置により相違する。
【実施例１】
【００４１】
第１発明の一実施形態による平面ブレーズ型回折格子の製造の具体例を説明する。【００４２】
この実施例では、基板１として、約６０ｍｍ×６０ｍｍ×１０ｍｍのサイズのＢＫ７光学ガラスから成る平面基板を用いた。なお、基板１は、ＢＫ７以外でもよく、例えばＢＳＣ２、パイレックス（ＰＹＲＥＸ：コーニング社の登録商標）ガラス、ソーダガラス、石英ガラス、ゼロデュア（ＳＣＨＯＴＴ社製、ＺＥＲＯＤＵＲ：カールツアイス社の登録商標）、クリストロン（ＨＯＹＡ株式会社の登録商標）等の低熱膨張結晶ガラスが有用である。基板１の表面は光学研磨され、この表面にスピナーを用いてホトレジスト層２を形成した。ホトレジストとしては、シプレイ社製のＭＰ１８０５を使用し、３０００ｒｐｍの速度で４０秒間、スピンコートを行った後に、コンベクションオーブンで９０℃、３０秒間、ベーキングし、厚さが約０．３μｍのホトレジスト層２を形成した。ホトレジストはホログラフィック露光が可能なものであればよく、シプレイ社製のＭＰ１８００シリーズのほか、東京応化社製のＯＦＰＲ５０００などを使用してもよい。【００４３】
その後、レーザ光の二光束干渉露光を行った後に現像をすることで、正弦波状の回折格子パターンを基板１上に形成した。露光に使用したレーザはＨｅ−Ｃｄレーザ（波長：４４１．６ｎｍ）であるが、ホトレジストに感度のある波長（約３５０〜４５０ｎｍ）であれば、Ａｒ＋イオンレーザなどを用いることもできる。また、現像にはシプレイ社製のＭＰ３０３Ａの現像液を用いた。これにより、基板１上に形成されたレジストパターン３の格子溝は本数６００本／ｍｍで溝深さが０．２μｍｍの正弦波状である。二光束干渉の干渉縞の強度分布は正弦波であるため、ホトレジストの格子溝パターンも正弦波状となる。【００４４】
上記のように作製したワークをイオンビームエッチング装置の真空チャンバ内に装着し、真空チャンバ内部を減圧して反応性ビームエッチングを実行した。具体的には、レジストパターン３に対し、基板１に対する法線から入射角θ1＝７６°でブレーズ方向と反対方向の斜め上からイオンビームを照射した。このとき、エッチングガスとして、ＣＦ４とＯ２ガスとを混合比Ｏ２／（ＣＦ４＋Ｏ２）＝３０[％]で混合したガスを用いた。このときの選択比は０．７であり、１以下である。なお、エッチング時のガス圧は２×１０−２Ｐａとした。【００４５】
上記条件の下でのイオンビームエッチングを、レジストパターン３が完全に基板１の格子溝４のパターンに転写刻線されるまで実行した。それに要するエッチング時間は約１０分であった。こうした処理の結果、ブレーズ角θ0が２°である、小さなブレーズ角を持つ平面ブレーズ型回折格子を得ることができた。
【実施例２】
【００４６】
第２発明の一実施形態による凹面ブレーズ型回折格子の製造の具体例を説明する。【００４７】
この実施例では、基板１１として、約３０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ、曲率半径８０ｍｍのＢＫ７光学ガラスから成る凹面基板を用いた。なお、基板１１として他のものを用いることができることは実施例１と同じである。この基板１１の表面を光学研磨した後、この表面にスピナーを用いてホトレジスト層を形成した。ホトレジスト層の材料や形成条件は実施例１と同じである。またその後、ホログラフィック露光及び現像により、正弦波状のレジストパターン１３を基板１１上に形成したが、その条件も実施例１と同じである。これにより、基板１１上に形成されたレジストパターン１３の格子溝は本数６００本／ｍｍで溝深さが０．２μｍｍの正弦波状である。【００４８】
上記のように作製したワークをイオンビームエッチング装置の真空チャンバ内に装着し、真空チャンバ内部を減圧して反応性ビームエッチングを実行した。具体的には、まず、ブレーズ方向の向きの前方の半面の表面に、同じ曲率を持つ凸形状の半円のガラスをマスキング材１６として、レジストパターン１３に傷を付けないように注意深く載せ、これをマスクとして他の半面、つまりブレーズ方向の向きの後方の半面をエッチングする。このとき、格子溝パターンに対し、基板１１に対する法線から入射角θ2＝７８°でブレーズ方向と同方向の斜め上からイオンビームを照射した。このとき、エッチングガスとして選択比が２以上となるように、ＣＦ４とＡｒガスとを混合比Ａｒ／（ＣＦ４＋Ａｒ）＝４０[％]で混合したガスを用いた。このときの選択比は２．１である。なお、エッチング時のガス圧は２×１０−２Ｐａであった。【００４９】
上記条件の下でのイオンビームエッチングを、レジストパターン１３が完全に基板１１の格子溝１４のパターンに転写刻線されるまで実行した。それに要するエッチング時間は約１３分であった。【００５０】
次に、先にエッチングした半面をマスキング材１７としての耐熱性テープで被覆し、残りの半面（ブレーズ方向の向きの前方の半面）を露出させて、入射角θ3＝７１°でブレーズ方向と同方向の斜め上からイオンビームを照射した。このとき、エッチングガスとして選択比が１以下となるように、ＣＦ４とＯ２ガスとを混合比Ｏ２／（ＣＦ４＋Ｏ２）＝３０[％]で混合したガスを用いた。このときの選択比は０．７である。なお、エッチング時のガス圧は２×１０−２Ｐａであった。【００５１】
上記条件の下での残りの半面のイオンビームエッチングを、レジストパターン１３が完全に基板１１の格子溝１４のパターンに転写刻線されるまで実行した。エッチング時間は約７分であった。こうして出来上がった凹面ブレーズ型回折格子のブレーズ角θ0は一様ではないが、平均して３°であった。従来の方法では、この程度の曲率半径の小さな基板１１に３°もの小さなブレーズ角の格子溝を形成するのは困難であったが、第２発明に係る製造方法によれば比較的容易に製造することができる。
【図１】
2008081555.tif 000003
【図２】
2008081555.tif 000004
【図３】
2008081555.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
a)基板上に設けたホトレジスト層にホログラフィック露光法により正弦全波又は正弦半波状のレジストパターンを形成するレジストパターン作製工程と、
b)前記レジストパターンが形成された基板に対し、選択比が１未満であるエッチングガスを使用し、ブレーズ方向とは反対方向の斜めからイオンビームを照射することで、前記レジストパターン及び基板表面をエッチングするイオンビームエッチング工程と、
を実行することにより、断面鋸歯状の格子溝パターンを基板に刻線することを特徴とするブレーズ型回折格子の製造方法。
【国際調査報告】
2008081555.tif 000006
2008081555.tif 000007