(57)【要約】【課題】ウエットエッチングを実行せず、容易に検査ができる回折格子の製造方法を提供する。【解決手段】マスター回折格子２０の格子面上に格子溝形状の離型剤膜４１を形成する離型剤膜形成工程と、離型剤膜４１上に格子溝形状の金属膜４２を形成する金属膜形成工程と、接着用樹脂層１２を介して金属膜４２とレプリカ基板１１とを密着させる密着工程と、レプリカ基板１１をマスター回折格子２０から取り外すことで、レプリカ基板１１に接着用樹脂層１２および金属膜４２が接着されたレプリカ反射型回折格子１０’を作製する反射型回折格子作製工程とを含み、レプリカ反射型回折格子１０’の金属膜４２に粘着テープ３０を貼付後、粘着テープ３０をレプリカ反射型回折格子１０’から剥がすことで、格子面を有するレプリカ基板１１と接着用樹脂層１２とからなるレプリカ透過型回折格子１０を作製する透過型回折格子作製工程を含む。【選択図】図３Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスター回折格子の格子面上に格子溝形状の離型剤膜を形成する離型剤膜形成工程と、
前記離型剤膜上に格子溝形状の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
接着用樹脂層を介して前記金属膜とレプリカ基板とを密着させる密着工程と、
前記レプリカ基板を前記マスター回折格子から取り外すことで、前記レプリカ基板に前記接着用樹脂層および前記金属膜が接着されたレプリカ反射型回折格子を作製する反射型回折格子作製工程とを含む回折格子製造方法であって、
前記レプリカ反射型回折格子の前記金属膜に粘着テープを貼り付けた後、前記粘着テープを前記レプリカ反射型回折格子から取り外すことで、格子面を有する前記接着用樹脂層と前記レプリカ基板とからなるレプリカ透過型回折格子を作製する透過型回折格子作製工程を含むことを特徴とする回折格子製造方法。
【請求項２】
前記粘着テープは、基材と、前記基材上に形成された粘着層とを備えることを特徴とする請求項１に記載の回折格子製造方法。
【請求項３】
前記粘着テープの粘着層は、アクリル系粘着剤で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回折格子製造方法。
【請求項４】
前記接着用樹脂層をなす接着用樹脂として、前記粘着層と金属との接着力よりも、金属との接着力が弱い紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂が選択されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回折格子製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回折格子製造方法で作製されたものであることを特徴とするレプリカ回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外、可視、近赤外分光、光通信機器等の分光技術に用いられるレプリカ回折格子の回折格子製造方法、および、それにより作製されたレプリカ回折格子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反射型回折格子を量産する際に、マスター回折格子からレプリカ回折格子を作製する製造方法（Ｗｈｉｔｅ＆Ｆｒａｓｅｒレプリカ法）が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
「Ｗｈｉｔｅ＆Ｆｒａｓｅｒレプリカ法」では、まず、マスター基板（ガラス基板）の上面にアルミニウム等の金属を蒸着してマスター金属薄膜を形成し、そのマスター金属薄膜に格子溝を形成することによりマスター回折格子を作製する。次に、このマスター回折格子を母型として、その格子面（マスター金属薄膜）の上面に薄く油膜（離型剤膜）を形成し、油膜の上面に真空蒸着によりレプリカ金属薄膜を形成して、格子溝形状のレプリカ金属薄膜を形成する。次に、このレプリカ金属薄膜の上面に接着剤を介してレプリカ基板（ガラス基板）を接着し、接着剤が硬化した後にレプリカ基板を母型から外す。これにより、油膜の上面に形成されていたレプリカ金属薄膜がレプリカ基板に移り、レプリカ反射型回折格子が完成する。
【０００３】
一方、透過型回折格子として、互いに異なる材質からなる第１の要素と第２の要素とが密着接合され、第１の要素と第２の要素との境界面に回折格子溝が形成された回折光学素子を製造する透過型回折格子の製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
具体的には、第１の要素を成形するための回折格子溝を有する型を、第１の要素に押し付けて第１の要素を型押し成形する工程と、型押し成形された第１の要素を硬化させる工程と、硬化した第１の要素を型から取り外す工程と、取り外した第１の要素における回折格子溝が形成された面に光硬化樹脂を滴下する工程と、滴下された光硬化樹脂に対し第１の要素を通して光照射により光硬化樹脂を硬化させて第２の要素を形成する工程とからなる。
【０００４】
なお、透過型回折格子は、主として分光器に利用されるが、分光器において透過型回折格子の格子面が粗い場合には入射光に対する散乱が増え、正規の回折光と同じ方向に散乱光が反射して迷光となる。例えば、分光器のスペクトルモードで試料を分析する場合は、透過型回折格子で波長分離させた単色光を試料に入射させてその吸収度合を計測するが、入射光にその単色光以外の波長の光、つまり迷光が混じると、それがノイズとなって分析感度や分析精度を低下させる大きな要因となる。こうした迷光は、取り扱う光の波長が比較的長い場合、具体的には赤外光や可視光であればあまり問題とならないが、特に、取り扱う波長を短波長化する場合、例えば軟Ｘ線等の分光を行う際には大きな問題となる。そのため、軟Ｘ線等の分光を行うための透過型回折格子は、分光器への取り付け前に格子面の面粗さや傷の有無が検査されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６１０１０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したＷｈｉｔｅ＆Ｆｒａｓｅｒレプリカ法で作製されたレプリカ反射型回折格子を透過型回折格子とするためには、水酸化ナトリウム等を用いたウエットエッチングを行うことにより、接着剤層からレプリカ金属薄膜を剥離することになる。しかしながら、ウエットエッチングは、接着剤層に化学的な悪影響を与えることがあるという問題点があった。
【０００７】
また、上述した透過型回折格子の製造方法により作製された透過型回折格子は、表面の傷の有無が区別しづらいという問題点があった。
そこで、本発明は、ウエットエッチングを行うことなく、容易に検査することができる回折格子製造方法、および、それにより作製されたレプリカ回折格子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】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の回折格子製造方法は、マスター回折格子の格子面上に格子溝形状の離型剤膜を形成する離型剤膜形成工程と、前記離型剤膜上に格子溝形状の金属膜を形成する金属膜形成工程と、接着用樹脂層を介して前記金属膜とレプリカ基板とを密着させる密着工程と、前記レプリカ基板を前記マスター回折格子から取り外すことで、前記レプリカ基板に前記接着用樹脂層および前記金属膜が接着されたレプリカ反射型回折格子を作製する反射型回折格子作製工程とを含む回折格子製造方法であって、前記レプリカ反射型回折格子の前記金属膜に粘着テープを貼り付けた後、前記粘着テープを前記レプリカ反射型回折格子から取り外すことで、格子面を有する前記接着用樹脂層と前記レプリカ基板とからなるレプリカ透過型回折格子を作製する透過型回折格子作製工程を含む。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の回折格子製造方法によれば、Ｗｈｉｔｅ＆Ｆｒａｓｅｒレプリカ法を用いながら、ウエットエッチングを行うことなく透過型回折格子を作製することができる。また、透過型回折格子作製工程の実行前に面粗さや傷の検査を実行する際には、回折格子が金属膜を有していることにより、光を反射させて物理的・光学的に検査することができる。さらに、透過型回折格子作製工程の実行前の状態で保管することにより、保管時の樹脂表面やバルクの悪化を防ぐことができる。そして、部分的に金属膜を剥離させることで、使用用途に応じて反射型回折格子・透過型回折格子を選択的に作製することができる。
【００１０】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明の回折格子製造方法において、前記粘着テープは、基材と、前記基材上に形成された粘着層とを備えるようにしてもよい。
また、本発明の回折格子製造方法において、前記粘着テープの粘着層は、アクリル系粘着剤で形成されるようにしてもよい。
また、本発明の回折格子製造方法では、前記接着用樹脂層をなす接着用樹脂として、前記粘着層と金属との接着力よりも、金属との接着力が弱い紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂が選択されるようにしてもよい。
【００１１】
さらに、本発明のレプリカ回折格子は、上述したような回折格子製造方法で作製されたものであるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るレプリカ透過型回折格子の一例を示す断面図。
【図２】本発明で用いる粘着テープの一例を示す断面図。
【図３Ａ】本発明に係る回折格子製造方法の説明図。
【図３Ｂ】本発明に係る回折格子製造方法の説明図。
【図３Ｃ】本発明に係る回折格子製造方法の説明図。
【図４】マスター回折格子の一例を示す断面図。
【図５】本発明に係るレプリカ反射透過型回折格子の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
【００１４】
図１は、本発明に係るレプリカ透過型回折格子の一例を示す断面図である。
レプリカ透過型回折格子１０は、レプリカ基板１１と、接着用樹脂層１２とを備える。
【００１５】
レプリカ基板１１は、上下の面と前後左右の側面からなる６面を有し、例えば、厚さ６．０ｍｍ、前後３０ｍｍ、左右３０ｍｍの平板形状である。
上記レプリカ基板の材質としては、例えば、石英ガラス、ゼロデュア（ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）：ＳＣＨＯＴＴ社製）等の低膨張性結晶ガラス、ＢＫ７（合成石英の一種）、パイレックス（ＰＹＲＥＸ（登録商標））ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
【００１６】
接着用樹脂層１２は、レプリカ基板１１の下面に形成され、接着用樹脂層１２の下面（格子面）には格子溝（例えば溝本数１６００本／ｍｍ、ブレーズ角４°の鋸歯形状）が形成されている。
上記接着用樹脂層の材質としては、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等が挙げられる。なお、本発明では、金属との接着力が、後述する粘着層と金属との接着力よりも弱いものが選択されており、具体的には超耐熱透明封止材（ＣＥＬＶＥＮＵＳ（登録商標）−Ｌｕ１１０６ＨＡ：株式会社ダイセル製）であることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明に係る回折格子製造方法で用いる粘着テープについて説明する。図２は粘着テープの一例を示す断面図である。
粘着テープ３０は、薄板形状の基材３１と、基材３１の下面に形成された粘着層３２とを備える。
【００１８】
上記基材の厚さは１μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、その材質としては、例えば、アセテートフィルム等が挙げられる。
上記粘着層の厚さは１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、その材質としては、例えば、特殊アクリル系粘着剤等が挙げられる。
上記粘着テープの具体例としては、メンディングテープ（スコッチ（登録商標）：スリーエムジャパン株式会社製）等が挙げられる。
【００１９】
ここで、本発明に係る回折格子製造方法の一例について図３を用いて説明する。
本発明の回折格子製造方法は、マスター回折格子準備工程（Ａ−１）と、離型剤膜形成工程（Ａ−２）と、金属膜形成工程（Ａ−３）と、密着工程（Ａ−４）と、反射型回折格子作製工程（Ａ−５）と、検査・保管工程（Ａ−６）と、透過型回折格子作製工程（Ｂ−１）とを含む。
【００２０】
（Ａ−１）マスター回折格子準備工程
母型としてマスター回折格子２０を準備する。図４は、マスター回折格子の一例を示す断面図である。マスター回折格子２０は、マスター基板２１と、マスター金属薄膜２２とを備える。
マスター基板２１は、上面（格子面）と下面および前後左右の側面からなる６面を有し、マスター基板２１の上面には格子溝（例えば溝本数１６００本／ｍｍ、ブレーズ角４°の鋸歯形状）が形成されている。
上記マスター基板の材質としては、例えば、上記レプリカ基板と同様の、石英ガラス、ゼロデュア等の低膨張性結晶ガラス、ＢＫ７、パイレックスガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
【００２１】
マスター金属薄膜２２は、マスター基板２１の上面（格子面）に所定の厚さとなるように形成されたものである。すなわち、マスター金属薄膜２２は格子溝形状となっている。
上記マスター金属薄膜の所定の厚さは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、その材質としては、例えば、アルミニウム、金、白金等が挙げられる。
なお、このようなマスター回折格子２０の製造方法としては、ガラス、ＳｉＯ２等の無機材料基板に直接刻線を施すか、または、基板にアルミニウム等の金属薄膜を蒸着してそこに刻線を施すこと等が挙げられる。また、刻線は、回折格子彫刻装置による機械刻線でも、イオンビームエッチングによる刻線でもよい。
【００２２】
（Ａ−２）離型剤膜形成工程（図３（ａ）参照）
マスター回折格子２０の格子面上に油（離型剤）を塗布することで、所定の厚さとなるように油膜（離型剤膜）４１を形成する。
上記油膜の所定の厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、その材質としては、例えば、シリコーングリース等が挙げられる。
【００２３】
（Ａ−３）金属膜形成工程（図３（ｂ）参照）
油膜４１上に、真空蒸着によって所定の厚さとなるようにレプリカ金属薄膜４２を形成する。すなわち、レプリカ金属薄膜４２は格子溝形状となる。
上記レプリカ金属薄膜の所定の厚さは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、その材質としては、例えば、アルミニウム、金、白金等が挙げられる。
【００２４】
（Ａ−４）密着工程
レプリカ基板１１を用意し、レプリカ基板１１の下面をフッ素系溶剤（ＡＫ−２５５：旭硝子株式会社製）等で洗浄した後に、レプリカ基板１１の下面に接着用樹脂を塗布して接着用樹脂層１２’を形成する（図３（ｃ）参照）。このときに用いられる接着用樹脂としては、レプリカ金属薄膜４２との接着力が、後述する粘着層３２とレプリカ金属薄膜４２との接着力よりも弱いものが選択される。
そして、接着用樹脂層１２’を介してレプリカ金属薄膜４２にレプリカ基板１１を適度な圧力で押し付ける（図３（ｄ）参照）。このとき、接着用樹脂層１２’がレプリカ金属薄膜４２の断面鋸歯形状の格子溝を埋めるように広がることにより、下面に格子溝形状を有した接着用樹脂層１２となる。その後、接着用樹脂層１２に紫外線を照射したり熱を加えたりすることで硬化させる。
【００２５】
（Ａ−５）反射型回折格子作製工程（図３（ｅ）参照）
レプリカ基板１１をマスター回折格子２０から上方側に取り外すと、油膜（離型剤膜）４１を境にして、レプリカ金属薄膜４２と接着用樹脂層１２とがレプリカ基板１１とともに取り外される。なお、レプリカ金属薄膜４２の下面に残った油膜４１はフッ素系溶剤等で洗浄して除去する。
その結果、レプリカ基板１１に接着用樹脂層１２とレプリカ金属薄膜４２とが接着されたレプリカ反射型回折格子１０’が作製される。
【００２６】
（Ａ−６）検査・保管工程
レプリカ反射型回折格子１０’の完成後に、格子面の面粗さや傷の検査を実行したり保管したりすることになる。このとき、レプリカ金属薄膜４２があることで、光を反射させて物理的・光学的に検査することができるとともに、保管時の接着用樹脂層１２表面およびバルクの悪化を防ぐことができる。
【００２７】
（Ｂ−１）透過型回折格子作製工程
レプリカ反射型回折格子１０’のレプリカ金属薄膜４２の下面に粘着テープ３０の粘着層３２を貼り付ける（図３（ｆ）参照）。そして、粘着テープ３０をレプリカ反射型回折格子１０’から剥がすと、レプリカ金属薄膜４２が粘着テープ３０とともに剥離される（図３（ｇ）参照）。このとき、レプリカ反射型回折格子１０’から剥離したいレプリカ金属薄膜４２の部分に、粘着テープ３０の粘着層３２を貼り付けて引き剥がすことになる。
これにより、レプリカ基板１１と格子面を有する接着用樹脂層１２とからなるレプリカ透過型回折格子１０（図１参照）が作製でき、また、格子面を有するレプリカ金属薄膜４２部分と格子面を有する接着用樹脂層１２部分とレプリカ基板１１とからなるレプリカ反射透過型回折格子１１０（図５参照）を作製することができる。
【００２８】
以上のように、本発明の回折格子製造方法によれば、Ｗｈｉｔｅ＆Ｆｒａｓｅｒレプリカ法を用いながら、ウエットエッチングを行うことなくレプリカ透過型回折格子１０を作製することができる。また、部分的にレプリカ金属薄膜４２を剥離させることで、使用用途に応じて反射型回折格子・透過型回折格子を選択的に作製することができる。
【００２９】
＜他の実施形態＞
なお、本発明の回折格子製造方法の原理は、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、ＣＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスの製造にも応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、分光光度計等に用いられるレプリカ回折格子等に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  レプリカ透過型回折格子
１０’  レプリカ反射型回折格子
１１  レプリカ基板
１２  接着用樹脂層
２０  マスター回折格子
３０  粘着テープ
４１  油膜（離型剤膜）
４２  レプリカ金属薄膜（金属膜）
【図１】
2016161757.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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