(57)【要約】【課題】真空紫外線領域で透過率の高いグリズムを提供する。【解決手段】  プリズムと、複数のバイナリ型回折格子を有する回折格子とを備えているグリズムを提供する。このグリズムでは、プリズムは、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いて形成されており、バイナリ型回折格子は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて形成されており、バイナリ型回折格子の表面粗さの平均二乗偏差値（ｒｍｓ値）は、５ｎｍ以下である。このグリズムは、フッ化リチウムおよびフッ化マグネシウムの屈折率が大きく変化する２００ｎｍから短波長側の吸収端波長までの真空紫外線領域で好適に利用できる。【選択図】  図３
2012013930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムと、複数のバイナリ型回折格子を有する回折格子とを備えているグリズムであって、
前記プリズムは、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いて形成されており、
前記バイナリ型回折格子は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて形成されており、
前記バイナリ型回折格子の表面粗さの平均二乗偏差値（ｒｍｓ値）は、５ｎｍ以下である、グリズム。
【請求項２】
前記複数のバイナリ型回折格子は、前記グリズムの平面に平行な平面と垂直な平面によって区画される２ｘ段の階段形状を有する、請求項１に記載のグリズム。
【請求項３】
前記バイナリ型回折格子は、
第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料の鋳型を形成し、
前記鋳型を用いて前記部材を常温あるいは３００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層し、
前記鋳型を除去することによって形成される、請求項１または２に記載のグリズム。
【請求項４】
前記バイナリ型回折格子は、
第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面にシリコンまたはシリカ（シリコン酸化物）を主成分とする無機系の材料の鋳型としての犠牲層を形成し、
前記鋳型を用いて前記部材を２００℃以上１２００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層し、
前記犠牲層を除去することによって形成される、請求項１または２に記載のグリズム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のグリズムを複数個備えており、前記複数個のグリズムの前記回折格子が同一方向となるように配置されているグリズムアレイ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のグリズムもしくは請求項５に記載のグリズムアレイを備えている、真空紫外線領域を計測範囲に含む分光計測装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のグリズムもしくは請求項５に記載のグリズムアレイを備えている、真空紫外線領域を計測範囲に含むラジカル計測装置。
【請求項８】
プリズムと、バイナリ型回折格子を有する回折格子とを備えているグリズムの製造方法であって、
フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いてプリズムを準備するプリズム準備工程と、
フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて回折格子のバイナリ型回折格子を形成する回折格子形成工程と、を含んでおり、
前記バイナリ型回折格子形成工程は、
前記第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または前記第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料の鋳型を形成する鋳型形成工程と、
前記鋳型を用いて前記部材を常温あるいは３００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層する積層工程と、
前記熱処理工程後に鋳型を除去する鋳型除去工程とを含む、グリズムの製造方法。
【請求項９】
プリズムと、バイナリ型回折格子を有する回折格子とを備えているグリズムの製造方法であって、
フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いてプリズムを準備するプリズム準備工程と、
フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いてバイナリ型回折格子を形成する回折格子形成工程と、を含んでおり、
前記回折格子形成工程は、
前記第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または前記第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面にシリコンまたはシリカ（シリコン酸化物）を主成分とする無機系の材料の鋳型としての犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記鋳型を用いて前記部材を２００℃以上１２００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層する積層工程と、
前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを含む、グリズムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空紫外線領域で利用可能なグリズムとその製造方法に関し、このグリズムを備えた分光計測装置、ラジカル計測装置等の光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グリズム（ｇｒｉｓｍ）は、任意の次数、任意の波長の光を直進あるいは任意の方向に進ませるように、プリズムと、透過型回折格子とを組み合わせた光学素子である。特許文献１、非特許文献１に記載されているように、グリズムは、従来より、天文観測装置や、分光計測装置等に主に分散素子として利用されている。特許文献１には、プリズムの２つの光学平面のうちの一方をエッチング処理し、プリズムの光学平面にノコギリ歯（Saw Tooth）形状の回折格子を形成することによって製造されたグリズムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３０２０６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Astrophysical Journal, vol. 119, 483-495, 1954, “Emission-Line Stars Associated with the Nebulous Cluster NGC 2264”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
真空紫外線領域（１０〜２００ｎｍ）には多くの中性原子の主量子数ｎ＝１（基底準位）とｎ≧２の間の電子遷移が存在し、プラズマ物理学、高層大気科学、星間物理等において中性原子（多くはラジカル）の存在量を正確に計測するために、重要な波長領域である。特に１２０ｎｍ〜１６５．７ｎｍの波長帯には、窒素ラジカル、水素ラジカル、酸素ラジカル、炭素ラジカルの基底状態の電子遷移吸収線が観測可能な波長が存在する。
【０００６】
しかしながら、真空紫外線領域（１０〜２００ｎｍ）では好適なグリズムを実現することが困難であり、例えば、真空紫外吸収分光法(Vacuum ultraviolet absorption spectroscopy：ＶＵＶ−ＡＳ)のように、反射型回折格子と反射鏡とを備えた分光器では、大きい分散と高い効率の両方を実現するためには回折格子の口径を大きくする必要がある。しかし、回折格子と反射鏡を近接することができない上、光学系が分散素子によって屈曲されるために、光学系の体積が大きくなって、分光器が大型化せざるを得なかった。
【０００７】
波長が１２０〜２００ｎｍの真空紫外線領域において分散が大きく効率が高いグリズムが求められている。１２０ｎｍより長波長側の真空紫外線領域において利用できる光学材料は無機系であるフッ化リチウム（ＬｉＦ）とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）に限られる。紫外線から可視光領域において多くの光学材料は吸収が大きくなり、光が完全に透過しなくなる波長（短波長側の吸収端）近傍において屈折率が急激に増大する。屈折率の変化が大きいために吸収端近傍においてフッ化リチウムやフッ化マグネシウムのプリズムが有効な分散素子として機能する。このためにフッ化リチウムやフッ化マグネシウムのプリズムとフッ化リチウムやフッ化マグネシウムの透過型回折格子を組み合わせたグリズムは入射光と回折光をほぼ直進させることができるばかりでなく、プリズムと回折格子の両方の分散を利用することができるために口径が小さくても高い分散を得ることができるようになる。
しかしながら、波長が短くなるほど、表面の粗さに起因する散乱によって光の損失が大きくなる。このため、波長の短い真空紫外線領域で高い効率を確保するためには、回折格子の表面を滑らかにして表面散乱を抑制する必要がある。従来、無機系の光学材料を用いた回折格子は、光学材料を機械的に切削や研削する方法、あるいは特許文献１に記載されているように光学材料のエッチング処理を行う方法によって、光学材料を削り取ることによって加工されていた。これらの方法によって真空紫外線を透過する光学材料を加工する場合には、回折格子の効率を確保するために必要な表面粗さを得ることが困難であった。
【０００８】
一方、回折格子の材料として、樹脂等の有機系の光学材料を用いれば、回折格子の加工精度を確保することが比較的容易だが、樹脂材料は、２８０ｎｍ以下の紫外線を透過することはできない。このため、樹脂の回折格子をプリズムと組み合わせたグリズムは、真空紫外線領域での光学系に利用することはできない。
【０００９】
上記の課題に鑑み、本願では、吸収損失および散乱損失が少なく、真空紫外線領域で好適に用いることができるグリズムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、プリズムと、複数のバイナリ型回折格子（２のベキ乗（Binary）の段数を有する階段形状の回折格子を意味する。）を有する回折格子とを備えているグリズムであって、前記プリズムは、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いて形成されており、前記バイナリ型回折格子は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて形成されており、前記バイナリ型回折格子の表面粗さの平均二乗偏差値（ｒｍｓ値）は、５ｎｍ以下である、グリズムを提供する。尚、本明細書では、プリズムの材料として用いた光学材料を特に第１光学材料と呼び、バイナリ型回折格子の材料として用いた光学材料を特に第２光学材料と呼ぶ。
【００１１】
本願に係るグリズムによれば、プリズムと回折格子とを備えており、回折格子のバイナリ型回折格子の表面粗さの平均二乗偏差値（ｒｍｓ値）は、５ｎｍ以下であるため、フッ化リチウムおよびフッ化マグネシウムの屈折率が大きく変化する短波長側の吸収端より長い波長の真空紫外線領域での分散が大きく、光の吸収損失および散乱損失が少ない、グリズムを提供することができる。
【００１２】
前記バイナリ型回折格子は、第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料の鋳型を形成し、前記鋳型を用いて前記部材を常温または３００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層し、前記鋳型を除去することによって形成されることが好ましい。バイナリ型回折格子の表面粗さのｒｍｓ値を３ｎｍ以下にすることができ、フッ化リチウムおよびフッ化マグネシウムの屈折率が大きく変化する波長領域を含む真空紫外線領域で、表面散乱損失が少ないグリズムを提供することができる。ここで、第１光学材料と第２光学材料は、異なる材料であってもよいし、同一の材料であってもよい。
【００１３】
前記バイナリ型回折格子は、第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面にシリコンまたはシリカ（シリコン酸化物）を主成分とする無機系の材料の鋳型としての犠牲層を形成し、前記鋳型を用いて前記部材を２００℃以上１２００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層し、前記犠牲層を除去することによって形成されることが好ましい。バイナリ型回折格子の表面粗さのｒｍｓ値を３ｎｍ以下にすることができ、表面や内部散乱損失および、吸収損失が少ない透過型回折格子が実現できる。これによって、フッ化リチウムおよびフッ化マグネシウムの屈折率が大きく変化する波長領域を含む真空紫外線領域での損失がより少ないグリズムを提供することができる。ここで、第１光学材料と第２光学材料は、異なる材料であってもよいし、同一の材料であってもよい。
【００１４】
本発明では、上記のグリズムを複数個備えており、前記複数個のグリズムの前記回折格子が同一方向となるように配置されているグリズムアレイを提供することもできる。前記グリズムアレイは光学系の長さを短縮できるばかりでなく、前記第１光学材料の吸収端近傍における吸収損失を軽減することが可能になる。
【００１５】
本願に係るグリズムまたはグリズムアレイは、真空紫外線領域を計測範囲に含む、分光計測装置、ラジカル計測装置に好適に用いることができる。これによって、光学装置の真空紫外線領域での吸収損失及び散乱損失を軽減することによる効率の向上、計測装置等の光学装置の小型化を両立することが可能となる。
【００１６】
本発明は、プリズムと、回折格子とを備えているグリズムの製造方法を提供することもできる。本発明に係るグリズムの第１の製造方法は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いてプリズムを準備するプリズム準備工程と、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて回折格子のバイナリ型回折格子を形成する回折格子形成工程と、を含んでいる。前記回折格子形成工程は、前記第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または前記第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料の鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記鋳型を用いて前記部材を常温あるいは３００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料をスパッタ法等により積層する積層工程と、前記熱処理工程後に鋳型を除去する鋳型除去工程とを含む。
【００１７】
本発明に係るグリズムは、第２の製造方法を用いることによっても製造できる。本発明に係るグリズムの第２の製造方法は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いてプリズムを準備するプリズム準備工程と、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて回折格子のバイナリ型回折格子を形成する回折格子形成工程と、を含んでいる。前記回折格子形成工程は、前記第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは前記第１光学材料または前記第２光学材料によって形成された平行平板、のいずれか一方である部材の表面にシリコンまたはシリカ（シリコン酸化物）を主成分とする無機系の材料の鋳型としての犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、前記鋳型を用いて前記部材を２００℃以上１２００℃以下で加熱しながら前記部材の表面に前記第２光学材料を積層する積層工程と、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、吸収損失および散乱損失が少なく、真空紫外線領域で好適に用いることができる分散が大きいグリズムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るグリズムを示す図である。
【図２】実施形態に係るグリズムの回折格子を拡大して示す図である。
【図３】実施形態に係るグリズムと、グリズムを透過する光線を示す図である。
【図４】実施形態に係るグリズムと、グリズムを透過する光線を示す図である。
【図５】実施例１のグリズムの光学特性を示す図である。
【図６】実施形態に係るグリズムアレイを示す図である。
【図７】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図８】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図９】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１０】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１１】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１２】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１３】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１４】グリズムの第１の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１５】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１６】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１７】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１８】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図１９】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２０】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２１】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２２】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２３】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２４】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２５】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【図２６】グリズムの第２の製造方法に係る回折格子形成工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（グリズム）
図１は、実施形態に係るグリズム１０を示す図である。
図１に示すように、グリズム１０は、プリズム１１と回折格子１２とを有している。
プリズム１１は、直角プリズムであり、光学平面１１１，回折側平面１１２，底面１１３を有している。光学平面１１１は、直角プリズムの頂角を形成する面であるとともに、直角を形成する面である。回折側平面１１２は、光学平面１１１と頂角を成す面である。底面１１３は、光学平面１１１と直角を成す面である。回折側平面１１２には、回折格子１２が形成されている。回折格子１２は、表面側は平面上に形成されたバイナリ型回折格子であり、裏面側は平面である回折格子である。グリズム１０では、回折格子１２とプリズム１１とは、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）からなる群から選ばれる少なくとも一種である、同一の光学材料によって形成されている。本実施形態では、回折格子１２は、プリズム１１と同一の光学材料によって回折側平面１１２に直接形成されており、回折側平面１１２において、プリズム１１と回折格子１２は一体化されている。回折側平面１１２は回折格子１２の裏面側（バイナリ型回折格子が形成されていない側）と一体化されているが、本明細書では、プリズム１１と回折格子１２との境界として、便宜的に、回折側平面１１２の用語を用い、図１等の図面に図示する。フッ化リチウム、フッ化マグネシウムは、１２０ｎｍより長波長の真空紫外線透過率に優れた材料であるため、グリズム１０は、１２０ｎｍより長波長の真空紫外線透過率に優れている。光学材料としてフッ化リチウムを用いる場合、吸収端波長は１０５ｎｍ近傍であり、屈折率が大きく変化する屈折率変化領域（短波長側の吸収端波長から吸収端波長の２倍近傍における屈折率が大きく変化する波長領域）は１１０〜２００ｎｍである。光学材料としてフッ化マグネシウムを用いる場合、吸収端波長は１１０ｎｍ近傍であり、屈折率が大きく変化する屈折率変化領域は１１５〜２００ｎｍである。ただし、どちらの物質も吸収端の波長から１２０ｎｍ未満までは吸収が大きく、実用性が低い。
【００２１】
図２は、グリズム１０の回折格子１２の形状を説明するために、回折格子１２を拡大して示す図である。図１、図２に示すように、回折格子１２は、バイナリ型回折格子が形成されている回折格子である。格子間隔は等間隔であり、隣り合う格子の同一形状部分同士の距離（図２に図示する距離Ｄ）であり、全て同じである。回折格子１２のそれぞれは、回折側平面１１２に垂直な平面と回折側平面１１２に平行な平面によって区画される２ｘ段のバイナリ型回折格子を有している。各格子の格子高さ（階段形状の最も高い段の上面から、最も低い段までの距離）はＨであり、全て同じである。格子高さＨは、波長の整数倍となるように設計されている。各格子の階段形状の幅は、グリズム１０の頂角に近い側の幅ｄ１が狭く、頂角に遠い側の幅ｄ２が広くなっている。図１に示す幅ｄ１の階段形状の角部に接する面を接触面１２３とし、幅ｄ２の階段形状の角部に接する面を接触面１２１とすると、プリズム１１の材質と回折格子１２の材質が同一であり、設計波長の回折光を入射光に対して直進させる場合に、回折効率の向上のためには接触面１２１と光学平面１１１が平行であり、接触面１２３と底面１１３が平行であることが望ましく、接触面１２１と接触面１２３が直交するように、幅ｄ１と幅ｄ２の値が設計されている。各格子において、段の高さｈは同じである。すなわち、図２に示すように４段のバイナリ型回折格子では、ｄ１＋ｄ２＝Ｄ／４、ｈ＝Ｈ／３である。
【００２２】
図２では、各格子の段数が４段であるバイナリ型回折格子の場合を図示しているが、これに限定されない。段数は、２のｘ乗（２ｘ、但しｘ≧１：Binary）であればよく、例えば、２段、４段、８段、１６段としてもよい。各格子の段数が多いほど回折効率が高くなるが、段数が１６段以上となると、滑らかな斜面のノコギリ歯形状の格子の回折効率に漸近する。ノコギリ歯形状の格子の回折効率を１００％とした場合、段数が２段の場合の回折効率の最大値は４１％であり、４段の場合には８１％、８段の場合には９５％、１６段の場合には９９％である（Scientific American, May 1992, 50-55, “Binary Optics”を参照）。また、ノコギリ歯形状の格子において、格子間隔が波長の１０倍である場合には回折効率の最大値は８５％程度となり、格子間隔が波長の５倍である場合には回折効率の最大値は８０％程度となり、格子間隔が波長の４倍である場合には、回折効率の最大値は７５％程度となり、格子間隔が波長の３倍である場合には、回折効率の最大値は６０％程度となる(Proc. SPIE 5005, 8-19, (2003), “Optimization of a Volume Phase Holographic Grism for Astronomical Observation using the Photopolymer” を参照)。バイナリ型回折格子を有する回折格子１２の回折効率は、上記に説明したノコギリ歯形状の格子の回折効率に、ノコギリ歯形状の格子を１００％とした場合のバイナリ型回折格子の段数による回折効率の割合を乗じることによって求めることができる。例えば、格子間隔が波長の５倍であり、バイナリ型回折格子の段数が８段の場合には、８０％と９５％とを乗じた７６％程度の回折効率を得ることができる。尚、全ての格子の段数を同じにする必要は無い。
【００２３】
散乱は光学系の効率を低下させるばかりではなく、迷光の一因にもなるため、散乱損失が少ないほど望ましい。散乱が大きくなると測定値に誤差が生じてしまうことがあり、実用的には目的に応じて光学素子の散乱損失が１％以下から２４％以下であることが求められる場合が多い。特に強い背景光がある場合の分光計測等においては、より散乱損失が少ないグリズムが求められる。一方、単色光源を用いた吸光度測定等においては散乱損失が５０％以上のグリズムであっても実用的に使用できる。
【００２４】
グリズム１０の回折格子１２のバイナリ型回折格子における散乱損失Ｌｓは、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscopy：ＡＦＭ）によって１ｎｍ間隔で測定した場合に表面粗さの平均二乗偏差の値（ｒｍｓ値）が大きくなるほど大きくなる。表面粗さのｒｍｓ値をσとし、波長λを与えると、散乱損失Ｌｓ（％）は、下記の式（１）によって求めることができる。
Ｌｓ＝［１−ｅｘｐ{−(４πｎσｃｏｓθ／λ)２}］×１００  ……  （１）
ここでθは光束の出入射角であり、ｎは媒質の屈折率である（J.M. Bennet and L. Mattson著 “Introduction to surface roughness and scattering”, Optical Society of America, Washington D.C., 1989. 参照）。
【００２５】
式（１）を用いてバイナリ型回折格子の散乱損失Ｌｓを計算すると、波長１２０ｎｍにおいて、垂直入射（θ＝０）、屈折率ｎ＝１、表面粗さのｒｍｓ値σが１ｎｍである場合の散乱損失Ｌｓは１％、表面粗さのｒｍｓ値σが３ｎｍである場合の散乱損失Ｌｓは１０％、表面粗さのｒｍｓ値σが５ｎｍである場合の散乱損失Ｌｓは２４％、表面粗さのｒｍｓ値σが１０ｎｍである場合の散乱損失Ｌｓは６７％である。波長が短い真空紫外線領域でグリズムを用いる場合には、表面粗さが大きくなるほど、散乱の影響によって真空紫外線の透過率が低減する割合が多くなる。回折格子１２のバイナリ型回折格子をＡＦＭによって１ｎｍ間隔で測定した場合に表面粗さのｒｍｓ値は５ｎｍ以下であるため、波長１２０ｎｍにおける散乱損失が２４％以下である。波長が短いほど、散乱損失は大きくなることから、回折格子１２は、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の真空紫外線において散乱損失が２４％以下であり、用途によって波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の真空紫外線において実用的に使用することができる。回折格子１２の表面粗さのｒｍｓ値は、３ｎｍ以下であればより好ましく、１ｎｍ以下であれば、特に好ましい。回折格子１２の表面粗さのｒｍｓ値を３ｎｍ以下とすれば、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の真空紫外線における散乱損失は１０％以下に低減でき、その表面粗さのｒｍｓ値が１ｎｍ以下とすれば、散乱損失は１％以下に低減させることができる。
【００２６】
本実施形態に係るグリズム１０は、図３に示すように、光学平面１１１が光軸Ｚに概ね垂直になるように、光学系に設置することができる。（光束が入射する面や出射する面を光軸と垂直に配置するとゴーストが生じやすくなるために、実用上は３〜１０°程度傾けるか、直角から３〜１０°程度鋭角なプリズムを使用する。）また、グリズム１０は、図４に示すように、光学平面１１１が光軸Ｚに垂直とならないように、光学系に設置することができる。図３、図４に示すように、いずれの場合にも、光を直進させることが可能である。ただし、図４のような場合にはグリズム１１に入射前と出射後では、光束の光軸Ｚが平行移動する。さらに、図３と図４の光路では、同一のグリズムであっても、グリズムの分散や直進波長が多少異なる。
【００２７】
尚、本実施例に係るグリズム１０は、プリズム１１の回折側平面１１２と回折格子１２の裏面側が一体化されている場合を例示して説明したが、プリズムと回折格子が別になっており、プリズムの回折側平面と回折格子の裏面側あるいは表面側（バイナリ型回折格子側）が対峙するように配置されているグリズムも、本発明の一実施形態に含まれる。
【実施例１】
【００２８】
次に、実施形態に係るグリズムをさらに具現化した実施例１について説明する。
図５は、実施形態に係るグリズム１０の一実施例について、シミュレーションを行い、その光学特性を調べた結果を示している。横軸はグリズム等に透過させる光線の波長を示しており、縦軸は、グリズム等を透過した光の屈折角もしくは回折角を示している。シミュレーションを行ったグリズム１０は、材質がフッ化マグネシウムであり、プリズム１１は頂角３０°の直角プリズムであり、回折格子１２の格子間隔は１１５５本／ｍｍであり、２次回折光のシミュレーション結果を図５に参照番号２１０として示している。また、比較のため、プリズムを用いた場合のシミュレーション結果を参照番号２１１とし、回折格子を用いた場合のシミュレーション結果を参照番号２１２として示している。比較例として用いた回折格子は、３６００本／ｍｍの回折格子であり、２次回折光についてのシミュレーション結果を示している。比較例として用いたプリズムは、は頂角３０°の直角プリズムである。グリズムは１２５ｎｍの光が直進するように設計されており、プリズム、回折格子のいずれも１２５ｎｍの光の屈折角もしくは回折角が０°になるように角度が加減されている
【００２９】
尚、回折格子は、隣り合う格子に入射した光束と出射した光束が波長の整数倍の光路差を持つように設計されている。すなわち、回折次数ｍ、波長をλ、ｎを媒質の屈折率、格子間隔をｄ、入射角をθ１、回折角をθ２とすると、下記の式（２）によって表される回折格子の式を満たしている。
ｍλ＝ｎｄ（ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ２）                          ……  （２）
ここでｍ＝１、ｎ＝１、θ１＝０（垂直入射）とすると、
λ＝ｄｓｉｎθ２                                            ……  （３）
【００３０】
図３に示すように、実施例に係るグリズム（２１０）は、プリズムの分散と回折格子の分散が加算されるため、１２０ｎｍより長波長において、比較例に係るプリズム（２１１）を用いた場合や、１４２ｎｍより短波長において、回折格子（２１２）を用いた場合と比較して、大きな分散を得ることができる（図３において傾きが大きいほど分散が大きい）。
【００３１】
上記のとおり、本実施形態に係るグリズム１０は、１２０〜２００ｎｍの真空紫外線において効率が高く、真空紫外線領域の分散光学素子として好適に利用することができる。本実施形態に係るグリズムは、例えば、真空紫外線を用いた光学装置に利用可能であり、真空紫外線を用いて測定を行う分光計測装置に好適に用いることができる。
【００３２】
本実施形態に係るグリズム１０は、グリズムアレイとしても利用することができる。例えば、図６に示すように、複数個のグリズム１０が光軸Ｚに垂直な面に沿って同じ向きに配置されており、回折格子１２が同じ向きとなるように配置されているグリズムアレイ１００であってもよい。グリズムアレイ１００では、光軸Ｚの方向にグリズムの厚さを小さくすることができるため、光学材料を通過する光の吸収を小さくすることができる。
【００３３】
本実施形態に係るグリズム１０もしくはグリズムアレイ１００は、特に、プラズマ中に存在する水素ラジカル（Ｈ），窒素ラジカル（Ｎ）、酸素ラジカル（Ｏ）、炭素ラジカル（Ｃ）等の絶対数を計測するラジカル計測装置に好適に用いることができる。これらのラジカルの基底状態の電子遷移吸収線が観測可能な波長は、窒素ラジカルが１２０ｎｍ、水素ラジカルが１２１．６ｎｍ、酸素ラジカルが１３０．４ｎｍ、炭素ラジカルが１６５．７ｎｍである。かかるラジカル計測装置では、窒素ラジカル、水素ラジカル、酸素ラジカルを測定する場合には１２０ｎｍ〜１３０．４ｎｍの真空紫外線領域における電子遷移吸収線を測定する。さらに、炭素ラジカルも測定したい場合には、１２０ｎｍ〜１６５．７ｎｍの真空紫外線波長領域における電子遷移吸収線を測定する。このような波長領域の真空紫外線を透過する材料としては、フッ化マグネシウムとフッ化リチウムが挙げられるが、従来、これらの材料を用いて、プリズムと回折格子とを組み合わせ、これによって真空紫外線領域で好適に用いることができるグリズムを提供することはできなかった。これは、従来提案されていた光学材料を切削や研削する方法や、エッチング加工する方法によって製作された格子の表面粗さでは真空紫外線の散乱損失が大きくて実用的ではなく、良好な表面粗さが得られる回折格子の実現方法が提案されていなかったことが一因であると考えられる。
【００３４】
本実施形態に係るグリズム１０のように、回折格子１２が、回折側平面１１２に垂直な平面と回折側平面１１２に平行な平面によって区画される２ｘ段の階段形状を有している、複数のバイナリ型回折格子を有していれば、例えば回折側平面１１２の表面に鋳型を形成し、この鋳型を用いて回折側平面１１２の表面に回折格子１２のバイナリ型回折格子として用いられる光学材料を積層し、鋳型を取り除くリフトオフ工程を行うことによって、容易に精度よく加工することができる。この鋳型を用いてバイナリ型回折格子を成形し、その後、鋳型を除去すれば、バイナリ型回折格子の形状を十分に確保し、回折格子のバイナリ型回折格子の表面粗さを小さくすることができる。ＡＦＭによって１ｎｍ間隔で測定した場合に回折格子１２のバイナリ型回折格子の表面粗さのｒｍｓ値が５ｎｍ以下であるグリズム１０を実現することができるため、光の散乱損失を小さくすることができ、真空紫外線の透過率を向上させることができる。また、回折格子１２を熱処理してもよい。熱処理は、グリズムとなる部材の温度が２００℃以上１２００℃以下となる条件で行うことが好ましく、これによって、真空紫外線の透過率をさらに向上させることが可能となる。
【００３５】
本実施形態に係るグリズムもしくはグリズムアレイは、真空紫外線を用いる光学装置に好適に用いることができる。特に、真空紫外線を含む波長領域において測定を行う分光計測装置に用いれば、これらの装置を小型化することが可能となる。さらに、ＭＣＰ（Multi-Channel Plate）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のアレイ検出器と組み合わせることによって、任意の波長帯域を同時に能率よく計測することができるようになる。例えば、上記において説明したラジカル計測装置に適用すれば、真空紫外線の分光計測装置部を手の平サイズに納めて小型化されたラジカル計測装置を実現することも可能である。本実施形態に係るグリズム１０もしくはグリズムアレイ１００によれば、ラジカル計測装置の分光器を小型化することが可能となる。また、分光器の検出器にＭＣＰを使用することによって、波長が異なる窒素ラジカル（１２０ｎｍ）、水素ラジカル（１２１．６ｎｍ）、酸素ラジカル（１３０．４ｎｍ）等を同時に能率よく計測することができるようになる。このように小型化されたラジカル計測装置は、様々な製造装置に組み込むことができる。例えば、半導体製造装置にラジカル計測装置を組み込んで、製造プロセスを実行しながら、実行中の製造プロセスで現に発生しているラジカル計測を行うことができる。ラジカルの計測値に基づいて半導体装置の製造プロセスの条件を制御できるため、製造における歩留まりを向上させることができる。
【００３６】
（グリズムの第１の製造方法）
次に、実施形態に係るグリズム１０の第１の製造方法について説明する。
本実施形態に係る第１の製造方法は、プリズム１１を形成するプリズム形成工程と、回折格子１２を形成する回折格子形成工程と、を含んでいる。
本実施形態に係るプリズム１１は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第１光学材料を用いて形成され、一般的なプリズムの製造方法を用いて容易に形成することができるため、詳細な説明を省略する。以下、本実施形態に係る回折格子１２を形成する回折格子形成工程について、図７〜図１４を参照しながら説明する。
【００３７】
第１の製造方法に係る回折格子形成工程では、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である光学材料を用いて、部材の表面に回折格子１２を形成する。部材は、第１光学材料によって形成されたプリズム、もしくは第１光学材料または第２光学材料によって形成された平行平板のいずれか一方である。尚、本明細書では、プリズムの材料として用いた光学材料を特に第１光学材料と呼び、バイナリ型回折格子の材料として用いた光学材料を特に第２光学材料と呼ぶ。
【００３８】
回折格子形成工程では、第１のリフトオフ工程をｘ回繰返す。ｘ回行われるそれぞれの第１のリフトオフ工程を「ｉ回目のリフトオフ工程」（ｉ＝１，２，…，ｘ）と呼ぶ。ｉ回目の第１のリフトオフ工程は、鋳型形成工程と、積層工程と、鋳型除去工程とを含んでいる。必要に応じて、鋳型除去工程の後あるいは最終工程において熱処理工程を追加することもできる。
【００３９】
ｉ回目の第１のリフトオフ工程において、鋳型形成工程では、レジストとして一般に用いられている、樹脂を主成分とする有機系の材料を用いて鋳型を部材の表面（プリズムの回折側平面１１２、あるいは平行平板の表面）に形成する。この鋳型形成工程では、バイナリ型回折格子の格子間隔Ｄ／２（ｉ-１）と、バイナリ型回折格子の段数２ｘに応じてパターニングされた鋳型が配置される。積層工程では、樹脂の鋳型を用いて部材（プリズムまたは平行平板）の表面に第２光学材料をスパッタリング法等によって積層する。積層工程では、部材温度は常温であってもよく、部材温度が３００℃以下となるように部材を加熱してもよい。鋳型除去工程では、有機溶剤やアッシング（Ashing：酸素ラジカル照射）等によって有機系の材料の鋳型を取り除く。必要に応じて、熱処理工程を行ってもよい。熱処理工程では、第２光学材料を積層した回折格子を、２００℃以上１２００℃以下の部材温度で焼結する。２００℃以上１２００℃以下で熱処理を施すことにより、空隙が消滅するために緻密化して内部散乱が軽減し、着色中心（Color center：格子欠陥に電子や正孔が捕らえられて光を吸収する部分）が消滅して透過率を向上することができる。熱処理工程は、リフトオフ工程中に行ってもよいし、ｘ回のリフトオフ工程が全て完了した後に行ってもよい。鋳型形成工程、積層工程、鋳型除去工程、（熱処理工程）は、同様の手順によって繰返して実行してもよい。
以下、ｘ＝２の場合、すなわち４段のバイナリ型回折格子を回折側平面１１２に形成する方法を例示して、回折格子形成工程について具体的に説明する。
【００４０】
（１回目の第１のリフトオフ工程）
（１回目の鋳型形成工程）
以下、第１光学材料によって形成されたプリズム１１の回折側平面１１２となる面を部材８００の表面として、説明する。まず、図７に示すように、部材８００の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料であるレジスト８２０を形成し、マスク８３０を介して、レジスト８２０に露光を行う。マスク８３０は、開口部８３１と遮光部８３２とを有しているため、レジスト８２０の開口部８３１の下方に位置する部分にのみ光が照射される。バイナリ型回折格子の格子間隔をＤとした場合に、開口部８３１と遮光部８３２を加算したピッチは、Ｄとなっている。
【００４１】
露光を行った後、現像すると、図８に示すように、レジスト８２０をパターニングすることができる。レジスト８２０は、第２光学材料を積層しない箇所に形成されているようにパターニングされている。
【００４２】
（１回目の積層工程）
図８の状態の部材に対して、第２光学材料を積層すると、図９に示すように、部材８００の表面に第２光学材料８０２が積層され、レジスト８２０の表面に第２光学材料８０３が積層される。積層工程では、バイナリ型回折格子が有する階段形状の２段分の高さまで、第２光学材料が積層される。尚、１回目の積層工程において、レジスト８２０の表面に形成された第２光学材料層８０３が、部材８００の表面に積層された第２光学材料層８０２と接触しないように、上述の１回目のレジスト形成工程で形成するレジスト８２０の厚さが調整されている。第２光学材料は、例えば、スパッタリング法によって積層することができる。スパッタリング法による光学材料の積層に際しては、部材８００の温度は常温であってもよく、３００℃以下となるように部材８００等を加熱してもよい。
【００４３】
（１回目の鋳型除去工程）
次に、第２光学材料８０３をレジスト８２０とともに有機溶剤やアッシングによって除去すると、図１０に示す状態となる。
【００４４】
必要に応じて図１０の状態の部材の熱処理を行う。熱処理は、部材８００の温度が２００℃以上１２００℃以下となる条件で行うことが好ましい。２００℃以上１２００℃以下の部材温度で光学材料の熱処理を行うことにより、光学材料の真空紫外線透過率をより高くすることが可能となる場合がある。
【００４５】
以上で、１回目の第１のリフトオフ工程を終了し、次に、２回目の第１のリフトオフ工程を実施する。
【００４６】
（２回目の第１のリフトオフ工程）
（２回目の鋳型形成工程）
次に、２回目の鋳型形成工程を行う。図１０に示す状態の部材８００および第２光学材料層８０２の表面に、図１１に示すように、樹脂を主成分とする有機系の材料であるレジスト８２２を形成し、マスク８４０を介して、レジスト８２２に露光を行う。マスク８４０は、開口部８４１と遮光部８４２とを有しているため、レジスト８２０の開口部８４１の下方に位置する部分にのみ光が照射される。バイナリ型回折格子の格子間隔をＤとした場合に、開口部８４１と遮光部８４２を加算したピッチは、Ｄ／２となっている。露光を行った後、現像すると、図１２に示すように、レジスト８２２をパターニングすることができる。
【００４７】
（２回目の積層工程）
図１２の状態の部材に対して、バイナリ型回折格子の材料となる第２光学材料を積層すると、図１３に示すように、部材８００と第２光学材料８０２の表面に第２光学材料８０４が積層され、レジスト８２２の表面に第２光学材料８０５が積層される。積層工程では、バイナリ型回折格子が有する階段形状の１段分の高さまで、第２光学材料がスパッタリング法等により積層される。尚、２回目の積層工程において、レジスト８２２の表面に形成された第２光学材料層８０５が、第２光学材料８０２の表面に積層された第２光学材料８０４と接触しないように、上述の２回目のレジスト形成工程で形成するレジスト８２２の厚さが調整されている。
【００４８】
（２回目の鋳型除去工程）
１回目の鋳型除去工程と同様に、２回目の鋳型除去工程を行って、第２光学材料８０５をレジスト８２２とともに有機溶剤やアッシングによって除去すると、図１４に示す状態となる。必要に応じて図１４の状態の部材の熱処理を行ってもよい。
【００４９】
以上で、２回目の第１のリフトオフ工程を終了し、回折格子のバイナリ型回折格子を形成する第２工程が完了する。図１４に示すように、４段のバイナリ型回折格子を形成することができる。
【００５０】
上記のとおり、２ｘ段の階段形状を有するバイナリ型回折格子は、第２光学材料によって形成されている部材の表面に、樹脂を主成分とする有機系の材料の鋳型を形成し、この鋳型を用いて、部材を常温あるいは３００℃以下で加熱しながら部材の表面に第２光学材料をスパッタリング法等により積層し、第２光学材料を積層した後の部材から鋳型を取り除き、必要に応じて、鋳型を取り除いた後の部材を２００℃以上１２００℃以下の部材温度で熱処理する、第１のリフトオフ工程をｘ回繰返すことによって形成することができる。ｘ回繰返される第１のリフトオフ工程のうち、ｉ回目の第１のリフトオフ工程では、バイナリ型回折格子の格子間隔Ｄと、バイナリ型回折格子の段数２ｘに応じてパターニングされた鋳型が配置される。必要に応じて、第１のリフトオフ工程をｘ回繰返した後の部材を熱処理してもよい。
【００５１】
上記に説明した手順の回折格子形成工程により、回折格子１２を形成することができ、さらに、回折格子１２のバイナリ型回折格子を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって１ｎｍ間隔で測定した場合に、表面粗さのｒｍｓ値を３ｎｍ以下とすることができる。従来提案されていた、無機系の光学材料を切削や研削する方法や、エッチング加工する方法を用いた場合には、原子間力顕微鏡によって１ｎｍ間隔で測定した場合の表面粗さのｒｍｓ値が５ｎｍ以下（真空紫外線領域で実用的に利用可能なｒｍｓ値）である回折格子を有するグリズムを製造することは非常に困難であり、実質不可能であったが、上記の第１の製造方法によれば、それよりもさらに小さいｒｍｓ値（３ｎｍ以下）を有するグリズムを、簡易な製造方法によって製造することができる。さらに、２００℃以上１２００℃以下の部材温度での熱処理によってバイナリ型回折格子の材料となる材質が緻密化して内部散乱がより少なくなり、着色中心が消滅して透過率が高くなるため、より散乱損失や吸収損失が少ないグリズムを製造することができる。
【００５２】
（グリズムの第２の製造方法）
本実施形態に係るグリズム１０は、以下に説明する第２の製造方法によっても製造することができる。グリズム１０の第２の製造方法は、回折格子１２のバイナリ型回折格子を形成する回折格子形成工程において上記に説明した第１の製造方法と異なっている。
【００５３】
第２の製造方法に係る回折格子形成工程では、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である第２光学材料を用いて、第２のリフトオフ工程をｘ回繰返すことによって、回折格子１２のバイナリ型回折格子を形成する。ｘ回行われるそれぞれの第２のリフトオフ工程を「ｉ回目の第２のリフトオフ工程」（ｉ＝１，２，…，ｘ）と呼ぶ。ｉ回目の第２のリフトオフ工程は、有機系の材料の鋳型を形成する鋳型形成工程と、無機系の材料の鋳型としての犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、有機系の材料の鋳型を除去する鋳型除去工程と、積層工程と、犠牲層除去工程とを含んでいる。有機系の材料の鋳型形成工程では、第２光学材料によって形成されている部材の表面に有機系の材料であるレジストの鋳型を形成する。
【００５４】
第２の製造方法では、第１の製造方法と異なり、有機系の材料の鋳型を用いて、リフトオフ法によってシリコンまたはシリカ（シリコン酸化物）を主成分とする犠牲層を形成し、この犠牲層を第２光学材料を積層するための鋳型として用いる。この犠牲層を形成する犠牲層形成工程においては、バイナリ型回折格子の格子間隔Ｄと、バイナリ型回折格子の段数２ｘに応じてパターニングされた犠牲層が配置される。犠牲層形成工程の後で、有機系の材料の鋳型を除去する鋳型除去工程を実施する。その後、積層工程を行う。積層工程では、この犠牲層を用いて部材を２００℃から１２００℃で加熱しながら表面に第２光学材料を抵抗加熱蒸着法や電子ビーム蒸着法等により積層する。犠牲層除去工程では、第２光学材料を積層した後の部材から等方性エッチングにより余分に積層した第２光学材料を犠牲層とともに取り除く。
【００５５】
以下、第１光学材料によって形成されたプリズム１１の回折側平面１１２となる面を部材９００の表面として、第２の製造方法の一例を説明する。例えば、図１５に示すように、部材９００の表面に有機系の材料の鋳型としてレジスト９２０を形成する。次に、図１５、図１６に示すように、開口部９３１と遮光部９３２とを有するマスク９３０を用いて間隔Ｄでレジスト９２０をパターニングする（１回目の有機系の材料の鋳型形成工程）。その後、図１７に示すように、スパッタリング法等によってシリコンあるいはシリカを積層して、犠牲層９５０，９５１を形成する（１回目の犠牲層形成工程）。これによって、部材９００の表面に犠牲層９５０が積層され、レジスト９２０の表面に犠牲層９５１が積層される。その後、犠牲層９５１をレジスト９２０とともに有機溶剤やアッシングによって除去すると、図１８に示す状態となる（１回目の有機系の材料の鋳型除去工程）。
【００５６】
図１８に示すように、部材９００の表面に形成された犠牲層９５０を鋳型にして、図１９に示すように、バイナリ型回折格子が有する階段形状の２段分の高さまで、第２光学材料層９０２および９０３を積層する。これによって、部材９００の表面に第２光学材料層９０２が積層され、犠牲層９５０の表面に第２光学材料層９０３が積層される。等方性エッチングにより犠牲層９５０を除去すると、図２０に示すように、犠牲層９５０とともにその表面に形成された第２光学材料層９０３が除去される（１回目の犠牲層除去工程）。
【００５７】
次に、図２１，図２２に示すように、部材９００の表面にレジスト９２２を形成し、開口部９４１と遮光部９４２とを有するマスク９４０を用いて間隔Ｄ／２でレジスト９２２をパターニングする（２回目の有機系の材料の鋳型形成工程）。その後、２回目の犠牲層形成工程によって、図２３に示すように、第２光学材料層９０２の表面に犠牲層９５２が積層され、レジスト９２２の表面に犠牲層９５３を積層する（２回目の犠牲層形成工程）。その後、レジスト９２２を除去すると、図２４に示すように、レジスト９２２とともにその表面に形成された犠牲層９５３が除去される（２回目の有機系の材料の鋳型除去工程）。その後、犠牲層９５２を鋳型にして２回目の第２光学材料の積層工程によって第２光学材料を積層すると、部材９００および第２光学材料層９０２の表面に第２光学材料層９０４が積層され、犠牲層９５２の表面に第２光学材料層９０５が積層される。その後、犠牲層９５２を除去すると、図２５，図２６に示すように、犠牲層９５２とその表面に形成された第２光学材料層９０５が除去される（２回目の犠牲層除去工程）。上記の第２の製造方法によっても、回折格子１２のバイナリ型回折格子を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって１ｎｍ間隔で測定した場合に、表面粗さのｒｍｓ値を３ｎｍ以下とすることができる。表面粗さのｒｍｓ値が、真空紫外線領域で実用的に利用可能なｒｍｓ値（５ｎｍ以下）よりもさらに小さい回折格子を実現することができる。
【００５８】
尚、上記に説明した第１の製造方法と第２の製造方法では、グリズム１０の回折格子１２とプリズム１１が同一の材料であるために、第２光学材料と第１光学材料には、同一の材料を用いることができる。第１光学材料と第２光学材料とは、同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００５９】
上記においては、回折格子１２とプリズム１１が同一材料によって一体に形成されているグリズム１０を例示して、第１の製造方法と第２の製造方法を説明したが、これに限定されない。尚、第１の製造方法と第２の製造方法においては、プリズム１１の回折側平面１１２となる面上に直接１回目の鋳型形成工程によって鋳型を形成し、バイナリ型回折格子の材料となる第２光学材料を回折側平面１１２となる面上に直接積層したが、グリズムの形態によっては、プリズム１１の回折側平面１１２となる面全体に、第１光学材料または第２光学材料の平行平板である部材を形成した後で、鋳型形成工程を行ってもよいことは、当業者であれば当然に理解することができる。また、回折格子とプリズムを別々に製造した後で、プリズムの回折側平面と回折格子の裏面あるいは表面側（バイナリ型回折格子側）が対峙するように配置することによっても、本発明の一形態に係るグリズムを製造することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００６１】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０   グリズム
１１   プリズム
１２   回折格子
１００  グリズムアレイ
１１１  光学平面
１１２  回折側平面
１１３  底面
８００，９００       部材
８０２，８０３，８０４，８０５，９０２，９０３，９０４，９０５  光学材料層
８２０，８２２，９２０，９２２     レジスト
８３０，８４０，９３０，９４０     マスク
８３１，８４１，９３１，９４１     開口部
８３２，８４２，９３２，９４２     遮光部
９５０，９５２，９５３  シリコン層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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