(57)【要約】金属酸化物からなる光学材料層２、光学材料層２上に設けられた金属または金属シリサイドからなる下地層１１、およびこの金属１１層上に設けられた樹脂層３を備えるアセンブリの樹脂層に対して、微細パターンに対応する設計パターンＡが形成されたモールド５を接触させて設計パターンを転写する。樹脂層３および下地層１１をエッチングすることで樹脂層および下地層に開口を形成し、この開口から光学材料層を露出させる。下地層をマスクとして光学材料層をエッチングして微細パターンを形成する。【選択図】          図４
2016133161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細パターンが形成された光学素子を製造する方法であって、
金属酸化物からなる光学材料層、この光学材料層上に設けられた金属または金属シリサイドからなる下地層、およびこの下地層上に設けられた樹脂層を備えるアセンブリの前記樹脂層に対して、前記微細パターンに対応する設計パターンが形成されたモールドを接触させて前記設計パターンを転写する工程、
前記樹脂層および前記下地層をエッチングすることで前記樹脂層および前記下地層に開口を形成し、この開口から前記光学材料層を露出させる工程、および
前記下地層をマスクとして前記光学材料層をエッチングして前記微細パターンを形成する工程
を有することを特徴とする、光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂層を残膜処理することなくエッチングすることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
同一ガス種を用いて前記樹脂層および前記下地層をエッチングすることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記樹脂層が、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項５】
前記アセンブリが、前記光学材料層を支持する支持基板を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項６】
前記微細パターンが、サブ波長構造、広帯域波長板、波長選択素子、反射制御素子、モス・アイ構造またはブラッググレーティングを形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項７】
前記下地層が金属からなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項８】
前記下地層が金属シリサイドからなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項９】
前記下地層がタングステンシリサイドからなることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレーティング素子などの光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子が有する回折格子を形成する方法として、ナノインプリント（nano-imprinting）法を採用することが検討されている。回折格子の形成にナノインプリント法を採用することで、半導体レーザ等のデバイスの製造コストを低減させることができる等の利点がある。【０００３】
ナノインプリント法によって回折格子を形成する際には、まず、回折格子を形成すべき半導体層上に樹脂層を形成する。そして、この回折格子の形状に対応した凹凸パターンを有するモールドをこの樹脂層に押し付け、その状態で樹脂層を硬化させる。これにより、モールドの凹凸パターンを樹脂層に転写する。その後、この樹脂層の形状を半導体層に転写することにより、半導体層に微細構造を形成する。【０００４】
特許文献１には、ナノインプリント法を用いた分布帰還型半導体レーザの製造方法が記載されている。この方法では、分布帰還型半導体レーザの回折格子のための半導体層のパターニングを、ナノインプリント法で行っている。【０００５】
また、非特許文献１、２には、ナノインプリント技術を利用したサブ波長構造広帯域波長板の製作が記載されている。【０００６】
更に、非特許文献３には、光学デバイスを作製するためにナノインプリント技術を応用することが記載されている。こうした光学デバイスとしては、波長選択素子、反射制御素子、モス・アイ(Moth-Eye)構造などが例示されている。【０００７】
例えば特許文献３には、ナノインプリント法によって回折格子を形成するための手順が述べられている。
ナノインプリント法によって例えば回折格子を形成する際には、まず、回折格子を形成すべき半導体層上に樹脂層を形成する。次に、この回折格子の形状に対応した凹凸パターンを有するモールドをこの樹脂層に押し付け、その状態で任意の波長のUV(紫外)光照射、または任意の温度条件下にさらすことにより、樹脂層を硬化させる。これにより、モールドの凹凸パターンを樹脂層に転写する。その後、ドライエッチング(アッシング：ashing)加工による樹脂の残膜除去の後、ドライエッチング加工を施すことでこの樹脂層の形状を半導体層に転写することにより、半導体層に微細構造を形成する。【０００８】
この場合、前述したように、樹脂層にモールドのブラッググレーティングパターンを転写した後、ドライエッチング(アッシング)加工によって、樹脂の残膜を除去する必要がある。【０００９】
非特許文献４には、従来のナノインプリント技術においてはナノインプリント後の種々の工程の1つに樹脂残膜の除去が必要であることが述べられている。加工工程数を減らすための解決策として、ナノ電極リソグラフィ技術が提案されている(導電性モールドが基板にコンタクトした部分が酸化物パタ−ンとして形成される)。【００１０】
また、特許文献４には、従来の手順においてナノインプリント後の残膜除去(（０００３）および図８)を必要とすることを述べ、基材上に残膜がないか、または薄いパターンを形成可能な微細マスクパターンの形成方法を提供することを目的としている。具体的には、図1等記載の樹脂型の凹部にSOG等無機材料を埋め込めこんだもの(スピンコート+エッチバック(etch back)：図1)を基材表面に吸着させ、樹脂型の離型を行うことで、従来のナノインプリントと残膜除去とを行うことと比べ、高精度な凹凸の形成を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−０１６６５０
【特許文献２】特開２００９−１１１４２３
【特許文献３】特願2014-095138
【特許文献４】特開2011-066273
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT」 Vol. 2 (2005) 97〜100頁「ナノインプリント技術を利用したサブ波長構造広帯域波長板の製作」
【非特許文献２】「Synthesiology」 Vol. 1, No. 1 (2008） 24〜30頁「高機能光学素子の低コスト製造へのチャレンジ ―ガラスインプリント法によるサブ波長周期構造の実現―
【非特許文献３】古田著、「ナノインプリント技術と光学デバイスへの応用」、月刊ディスプレイ  2007年6月号  ５４〜６１頁
【非特許文献４】「新しい微細パタン転写技術」  NTT技術シ゛ャーナル,2008.10,ｐ17-20
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者は、支持基板上にクラッド層を介して光導波路層を形成し、光導波路層の表面に数百ｎｍピッチの凹凸（ブラッググレーティングパターン）を形成することを試みた。【００１４】
しかし、樹脂層に微細パターンを転写した後の樹脂残膜をアッシングで除去し、次いで残留した樹脂マスクを利用して光学材料層をエッチングしてみると、微細パターンの転写精度が低下することがあった。すなわち、例えばブラッググレーティングを光学材料層に形成する場合には、凹部の形状精度が低くなり、また凹部を深く形成することが困難なことがあった。【００１５】
本発明の課題は、インプリント法によって樹脂層にモールドの微細パターンを転写し、樹脂層をマスクとして光学材料層に微細パタンを形成するのに際して、光学材料層の形状精度を向上させ、より深い凹部を形成することを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、微細パターンが形成された光学素子を製造する方法であって、
金属酸化物からなる光学材料層、この光学材料層上に設けられた金属または金属シリサイドからなる下地層、およびこの下地層上に設けられた樹脂層を備えるアセンブリ(assembly)の前記樹脂層に対して、前記微細パターンに対応する設計パターンが形成されたモールドを接触させて前記設計パターンを転写する工程、
前記樹脂層および前記下地層をエッチングすることで前記樹脂層および前記下地層に開口を形成し、この開口から前記光学材料層を露出させる工程、および
前記下地層をマスクとして光学材料層をエッチングして前記微細パターンを形成する工程
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明者は、モールドの微細パターンが転写された樹脂層をマスクとして光学材料層をエッチングしたときに、光学材料層に形成される凹部の形状精度が低く、また凹部の深さに限界がある原因を検討した。この結果、光学材料層上に残留する不要な樹脂の残膜をアッシングで除去するときに、樹脂残膜の厚さに場所によるバラツキがあり、光学材料層のエッチング加工にもバラツキが生ずるものと考えられる。【００１８】
しかも、これに加えて、光導波路などの光学素子には高い屈折率が要求されるので、光学材料層を構成する金属酸化物は、結果的に難加工性の材質からなるものが多い。このように、光学材料層が難加工性であることから、光学材料層をエッチングするときに、樹脂マスクの形状が劣化し易い。これらの原因があいまって、エッチングによって光学材料層に凹部を精度よく、深く形成することが困難となっていた。【００１９】
本発明者は、こうした知見を踏まえ、金属酸化物からなる光学材料層と、モールドの微細パターンを転写する樹脂層との間に、金属または金属シリサイドからなる下地層を介在させ、樹脂層と下地層とをエッチングして開口を設け、下地層をマスクとしてその下の光学材料層をエッチングし、光学材料層に微細パターンを転写することを想到した。これによって、光学材料層上の樹脂残膜を除去するアッシングを実施する必要がなく、樹脂残膜の厚さの微細なバラツキや樹脂マスクの形状の劣化に起因する難加工性の光学材料層の凹部の形状の劣化を防止でき、凹部をより深く形成できるようになった。【００２０】
なお、非特許文献４の方法では、新たなモールドの作製、電極、電源等の装置の導入が必要である。また、特許文献４の方法では、樹脂型の作製、樹脂型への材料の埋め込み、基材への吸着等の手間が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は、支持基板１、光学材料層２および樹脂層３からなるアセンブリ(ないし部品)２０を示し、（ｂ）は、樹脂層４にモールド５の設計パターンＡを転写している状態を示し、（ｃ）は、樹脂層に微細パターンＢを転写した状態を示す。
【図２】（ａ）は、樹脂マスク７を利用して光学材料層をエッチングした状態を示し、（ｂ）は、微細パターンＣが形成された光学素子層６を示す。
【図３】比較例で形成されたブラッググレーティングを示す写真である。
【図４】（ａ）は、支持基板１、光学材料層２、下地層１１および樹脂層３からなるアセンブリ２１を示し、（ｂ）は、樹脂層にモールド５の設計パターンＡを転写している状態を示し、（ｃ）は、微細パターンＢが転写された樹脂層４を示す。
【図５】（ａ）は、樹脂層１３および下地層１２をパターニングし、開口１３ａ、１２ａを形成した状態を示し、（ｂ）は、下地層をマスクとして光学材料層１５に微細パターンを形成した状態を示し、（ｃ）は、下地層１６を除去した状態を示す。
【図６】実施例で形成されたブラッググレーティングを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は比較例に係るものである。
まず、図１（ａ）に示すように、支持基板１上に光学材料層２を形成し、その上に樹脂層３を形成することで、アセンブリ２０を得る。
【００２３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、モールド５を樹脂層３に接させることで、モールドの設計パターンＡを樹脂層に転写する。モールド５の設計パターンＡは、例えば多数の周期的に形成された突起５ａからなり、隣接する突起５ａの間に樹脂４ａが充填される。次いでモールド５を除去することにより、図１（ｃ）に示すように、微細パターンＢが転写された樹脂層４が得られる。４ａは突起であり、４ｂは突起間の凹部である。
【００２４】
ここで、凹部４ｂ下には不要な樹脂が残膜２２として残っているので、アッシングを行うことにより、樹脂残膜２２を除去する。これによって樹脂層の凹部間から光学材料層を露出させる。次いで、図２（ａ）に示すように、樹脂層７をマスクとして光学材料層をエッチングし、光学材料層に凹部６ｂを形成する。次いで、樹脂層７を除去することにより、図２（ｂ）に示すように、微細パターンＣが転写された光学素子層６が得られる。６ａは突起である。
【００２５】
図３には、比較例で得られたブラッググレーティングの形状を示す。凹部が湾曲した形状になっており、かつ深さにも限界があった。
【００２６】
ここで、樹脂残膜２２の厚さに場所によるバラツキがあるため、光学材料層上に残留する不要な樹脂の残膜をアッシングで除去するときに、光学材料層まで到達する時間が変動し、高精度のエッチング加工の妨げとなっていると考えられる。更に、金属酸化物からなる光学材料層が難加工性であるので、樹脂マスク７のコーナーもエッチングされ、樹脂マスク７の形状精度が低くなる。このように、樹脂残膜の厚さにバラツキがあること、光学材料層２が難加工性であることと、樹脂マスクの形状が劣化することとがあいまって、エッチングによって光学材料層に凹部を精度よく、深く形成することが困難となっていた。
【００２７】
図４〜図６は本発明実施例に係るものである。
まず、図４（ａ）に示すように、支持基板１上に光学材料層２を形成し、その上に下地層１１を形成し、その上に樹脂層３を形成することで、アセンブリ２１を得る。
【００２８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、モールド５を樹脂層に接させることで、モールドの設計パターンＡを樹脂層に転写する。モールド５の設計パターンＡは、例えば多数の周期的に形成された突起５ａからなり、隣接する突起５ａの間に樹脂４ａが充填される。
【００２９】
次いで、モールド５を除去することにより、図４（ｃ）に示すように、微細パターンＢが転写された樹脂層４が得られる。４ａは突起であり、４ｂは突起間の凹部である。
ここで、凹部４ｂ下には不要な樹脂が残膜２２として残っているが、本例では、樹脂残膜を除去するためのアッシングを行わない。
【００３０】
すなわち、この段階で樹脂層４および下地層１１をエッチングする。エッチングによって、樹脂層４の全体が除去されていくが、残膜２２のある凹部４ｂにおいて最初に下地層１１が露出し、下地層１１のエッチングが始まる。この結果、図５（ａ）に示すように、樹脂層１３には開口１３ｂが形成され、開口１３ｂ下では下地層１２がエッチングされて開口１２ａが形成される。そして、開口１３ｂ、１２ａから光学材料層２の表面１４が露出する。
【００３１】
この段階では、樹脂残膜を除去するのと同時にその下の下地層の除去も進行させ、下地層のエッチングが主たる工程となる。従って、樹脂残膜の厚さにバラツキがあっても、下地層のエッチングを進行させる間にそのバラツキの影響が少なくなる。更に、金属または金属シリサイドからなる下地層は金属酸化物よりもエッチングし易いので、下地層のエッチングが進行する間に樹脂マスク１３の形状が劣化することも防止できる。
【００３２】
次いで、図５（ｂ）に示すように、光学材料層をエッチングし、所定パターンの突起１５ｂと凹部１５ａとを形成する。この段階のエッチングにより、樹脂層１３が除去され、更にその下にあるマスクとして機能した下地層１２も薄くなり、下地層１６が残留している。下地層１６には開口１６ａが形成されており、開口１６ａから凹部１５ａが露出している。
【００３３】
次いで、残留した下地層１６を除去することによって、図５（ｃ）に示す光学素子層１５を露出させる。光学素子層１５には微細パターンＤが形成されており、微細パターンＤは、所定周期で形成された突起１５ｂと凹部１５ａとからなる。
【００３４】
本発明では、下地層１２をマスクとして使用して金属酸化物をエッチングするが、この場合には金属または金属シリサイドのエッチングを抑制して金属酸化物のエッチングを促進するようなエッチング条件やエッチャントを利用できる。したがって、例えば図６に示すように、より深い凹部を高い形状精度で形成することができる。
【００３５】
本発明の効果として、例えば凹部の形状については、ピッチ間距離が「想定ピッチ間距離±0.5nm(1ピッチあたり平均)」に収まり、かつ金属酸化物のエッチング後の深さが「100nm以上の深さ±5nm」、凹部テーパー角70°以上の構造を得ることができた。また、前述の通り、常法(ナノインプリント後のアッシングによる樹脂残膜の除去)を実施せずにエッチング工程を実施することが可能となった。
【００３６】
以下、本発明の構成要素について更に述べる。
モールドの設計パターンのインプリントを行う際には、樹脂層３が熱可塑性樹脂からなる場合には、樹脂層３を樹脂の軟化点以上に加熱することによって樹脂層を軟化させ、モールドを押しつけて樹脂を変形させることができる。この後の冷却時に樹脂層３が硬化する。
【００３７】
樹脂層３が熱硬化性樹脂からなる場合には、未硬化の樹脂層に対してモールドを押しつけて樹脂を変形させ，次いで樹脂層を樹脂の重合温度以上に加熱して硬化させることができる。樹脂層３を光硬化性樹脂によって形成した場合には、未硬化の樹脂層にモールドを押しつけて変形させ、設計パターンを転写し、樹脂層３に光を照射して硬化させることができる。
【００３８】
支持基板の具体的材質は特に限定されず，ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、石英ガラスなどのガラス、合成石英、水晶、Ｓｉなどを例示することができる。ここで、支持基板の加工し易さという観点からは、支持基板の材質は、石英ガラスなどのガラス、合成石英、水晶、Ｓｉであることが好ましい。
【００３９】
支持基板の厚さは、ハンドリングの観点からは、２５０μｍ以上が好ましく、また小型化という観点からは、１ｍｍ以下が好ましい。
光学材料層を構成する金属酸化物は、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化タンタル、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、五酸化ニオブ、酸化マグネシウムの光学材料を例示できる。また、光学材料層の屈折率は、１．７以上が好ましく、２以上がさらに好ましい。
【００４０】
光学材料層を構成する金属酸化物中には、光導波路の耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種以上の金属元素を含有させてもよく、この場合、マグネシウムが特に好ましい。また結晶中には、ドープ成分として、希土類元素を含有させることができる。希土類元素としては、特にＮｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｐｒが好ましい。
【００４１】
光学材料層の厚さは、特に限定されないが、光の伝搬損失を低減するという観点からは、０．５〜３μｍが好ましい。
【００４２】
光学材料層に接する下側クラッド層、上側クラッド層を設ける場合には、各クラッド層の厚さを厚くすることによって、伝搬光の支持基板への染み出しを抑制できるので、この観点からは、各クラッド層の厚さは０．５μｍ以上が好ましい。
【００４３】
下側クラッド層および上側クラッド層を設ける場合には、光学材料層の材質よりも低い屈折率を有する材質から形成するが、たとえば酸化珪素、酸化タンタル、酸化亜鉛によって形成することができる。また、下側クラッド層や上側クラッド層にドーピングすることによって、その屈折率を調整することができる。こうしたドーパントとしては、P、B、Al、Gaを例示できる。
【００４４】
樹脂層下に設ける下地層の材質は、金属または金属シリサイドである。
下地層を構成する金属としては、Ti,Cr,Mo,W,Ta,Si,Ni, Al, V,Fe,Nb,Re,Co,Pd,Ptおよびこれらの合金が挙げられる。
また、下地層を構成する金属シリサイドとしては、タングステンシリサイド、バナジウムシリサイド、鉄シリサイド、ニオブシリサイド、モリブデンシリサイド、レニウムシリサイド、クロムシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド、パラジウムシリサイド、白金シリサイドが挙げられる。
特に好ましくは、下地層を構成する金属が、Ti,Cr,Ni,Alまたはこれらの合金である。
【００４５】
光学材料層、下側クラッド層、上側クラッド層、下地層は、それぞれ、単層からなっていてよく、あるいは多層膜であっても良い。
【００４６】
また、光学材料層、下側クラッド層、上側クラッド層、下地層は、薄膜形成法によって成膜して形成してよい。こうした薄膜形成法としては、スパッタ、蒸着、ＣＶＤを例示できる。
【００４７】
支持基板や光学材料層に形成する微細パターンとは、一周期が１０μｍ以下のパターンを意味しており、一周期が１μｍ以下のパターンに対して特に効果的である。また、微細パターンの具体例としては、サブ波長構造広帯域波長板、波長選択素子、反射制御素子、モス・アイ構造、ブラッググレーティング、リッジ型光導波路などを例示できる。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、下地層をエッチングする際には、エッチング方法としては以下が好ましい。
すなわち、ドライエッチングをおこなう際のガス種の選択においては、樹脂のエッチレートと金属または金属シリサイドのエッチレートとの選択比が大きく、かつ金属酸化物層をエッチングしないものが好ましい。また、前記ガス種を用いたドライエッチング手法としては、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチングを例示できる。ガス種としては、一例として、BCl3,またはCl2等の塩素系ガスが候補として挙げられるが、フッ素系ガスを使用しても良い。
【００４９】
本発明によれば、樹脂層および下地層をエッチングするのに際して、一回のエッチング工程で両者をエッチングすることができる。この際、樹脂層単独で残膜処理（アッシング）は不要となる。ここで、一回のエッチング工程とは、アセンブリをエッチャントに接触させてエッチングを行い、アセンブリへのエッチャントの接触を終了するまでの工程を意味する。このエッチング工程中でガス種は同一であることが好ましいが、ガス種の種類や組成を変化させることも可能である。
【００５０】
また、図５（ｂ）に示すように、下地層をマスクとして金属酸化物層をエッチングする際には、エッチング方法としては以下が好ましい。  すなわちドライエッチングを行うのに際して、ガス種の選択においては、金属または金属シリサイドのエッチレートと金属酸化物のエッチレートとの選択比が大きいことが好ましい。また、前記ガス種を用いたドライエッチング手法としては、ICPドライエッチングがその手法として例示できる。一例として、CHF3,またはC2F6等のフッ素系ガスが候補として挙げられるが、この限りではない。
【実施例】
【００５１】
（モールドの仕様）
モールドとして、以下のサンプルを準備した。具体的には、ArF液浸ステッパ露光を使用してグレーティングモールドを作製した。グレーティングのピッチは200nmであり、深さは100nmであり、デューティー比は1:1である。また、転写領域の寸法は縦200μm×横200μmである。グレーティングのピッチ測定結果は、所望の200±0.5nm以下となっている。
このモールドに対しては、HD-1101Z(ダイキン工業社製)を用いて、モールド表面に離型層を形成させた。【００５２】
（実施例１）
図４、図５を参照しつつ説明した方法に従い、光学素子を試作した。
具体的には、Φ6インチのSiからなる支持基板１上に、SiO2からなる下側クラッド層を1.0μm成膜し、その上面にTa2O5からなる光学材料層２を1.0μm成膜した。更に、その上面にＴｉからなる下地層１１（厚さ50nm）をスパッタにて成膜し、ナノインプリント樹脂層３を塗布してアセンブリ２１を得た。次いで、上記モールド５をプレス・紫外線硬化させ、離型させ、樹脂層にグレーティングマスクパターンＢを形成した（図４（ｃ））。【００５３】
次に、塩素系ガス(BCl3)によるドライエッチングにて、樹脂マスクパターンをマスクとし、下地層１１を光学材料層の表面までエッチングし、同時に樹脂の残膜を除去した（図５（ａ））。さらに、下地層１２をマスクとし、光学材料層をフッ素系ガス(CHF3)によってドライエッチングし、深さ100nmの深さまでエッチングを継続した。そして下地層の残りを除去した。【００５４】
以上により、200nmピッチ・深さ100nm・デューティ比1:1のブラッググレーティングが形成された。このグレーティング部については、Ta2O5表面基準から下方に有る形状となっている。【００５５】
縦200μm×横200μmの転写領域内のピッチ測定を、±0.04nm以下の高精度測定が可能なAFM及びレーザーによる回折光を用いた測定機により実施した。この結果、φ6インチウェハ面内全てにおいて、転写領域の小さい（パターン密度が小さな）グレーティングでも、200±0.2nmの超高精度な所望ピッチが得られた。
得られたブラッググレーティングのSEM写真を図６に示す（倍率100,000倍）。深い凹部が形成されており、かつ凹部の形状が矩形に近いことがわかる。【００５６】
（比較例１）
図１、図２を参照しつつ説明した方法にしたがって、グレーティング素子を試作した。
すなわち、Φ6インチのSiからなる支持基板１上に、SiO2からなる下側クラッド層を1.0μm成膜し、その上面にTa2O5からなる光学材料層２（厚さ1.0μm）をスパッタにて成膜し、ナノインプリント樹脂層３を塗布してアセンブリ２０を得た（図１（ａ））。次いで、上記モールドをプレス・紫外線硬化させ、離型させて、樹脂層４にグレーティングマスクパターンＢを形成した後（図１（ｃ））、プラズマアッシングにより、樹脂残膜２２を除去した。【００５７】
次に、樹脂層７をマスクとしてフッ素系ガス(CHF3)により光学材料層２のドライエッチングを実施した（図２（ａ））。【００５８】
以上の結果、縦200μm×横200nmの転写領域が点在したパターン密度が小さいブラッググレーティング(200nmピッチ・深さ100nm・Duty比1:1)を形成することができなかった。
すなわち、得られたブラッググレーティングのSEMを図３に示す（倍率100,000倍）。凹部の深さが50nm程度しかなく、かつ凹部の輪郭が丸く湾曲していることがわかる。【００５９】
このように、本発明によれば、従来のナノインプリント工程における残膜除去工程を経ることなく、ナノインプリント直後の樹脂の凹凸形状と同等の形状精度で凹凸が形成された回折格子を得ることが可能となった。【００６０】
（実施例２）
実施例１において、下地層の材質をクロムに変更した。この結果、実施例１とほぼ同等の形状のブラッググレーティングが形成された。【００６１】
（実施例３）
実施例１において、下地層の材質をニッケルに変更した。この結果、実施例１とほぼ同等の形状のブラッググレーティングが形成された。【００６２】
（実施例４）
実施例１において、下地層の材質をアルミニウムに変更した。この結果、実施例１とほぼ同等の形状のブラッググレーティングが形成された。【００６３】
（実施例５）
実施例１において、下地層の材質をタングステンシリサイド(WSix)に変更した。この結果、実施例１とほぼ同等の形状のブラッググレーティングが形成された。このグレーティング部については、Ta2O5表面基準から下方に有る形状となっている。
また、縦200μm×横200μmの転写領域内のピッチ測定においても、実施例１と同等の所望ピッチが得られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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