專利名稱：具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件及其制造方法，特別涉及具有用陽極氧化法形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以前，制造精細(xì)光柵圖案(pattern)等精細(xì)結(jié)構(gòu)的方法，已知有使用光刻技術(shù)(photolithography)和蝕刻技術(shù)的方法、或使用陽極氧化法的方法。近年來，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)元件等具有精細(xì)光柵漕的元件。
圖45是表示以往的作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)概念的斜視圖。以往的波長(zhǎng)板100如圖45所示，在玻璃基板101上形成有構(gòu)成光柵的槽圖案。該光柵漕圖案由空氣層102和采用與玻璃基板101同樣的材料制成的寬度為a的基板材料層103構(gòu)成。該光柵漕具有小于光波長(zhǎng)的周期p。另外，空氣層102的折射率為1，基板材料層103(玻璃基板101)的折射率設(shè)為n。當(dāng)光入射到該波長(zhǎng)板100的光柵漕圖案上時(shí)，波長(zhǎng)板100的折射率是空氣層102的折射率1與基板材料層103的折射率n混合得出的有效折射率。
圖46是圖45所示的以往波長(zhǎng)板(偏振光元件)的有效折射率與占空比(dutyratio)之間關(guān)系的相關(guān)圖。圖46的縱軸表示了有效折射率，橫軸表示的是基板材料層103的寬度a與光柵周期P的比例即占空比(＝a/P)。圖46中的“TE”表示圖45所示的偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向平行的光。而“TM”表示圖45所示的偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向正交的光。
從圖46可知，光柵漕圖案的占空比變化時(shí)，有效折射率也變化。在此情況下，偏振光方向與光柵漕圖案方向平行的光(TE)的有效折射率、和偏振光方向與光柵漕圖案方向正交的光(TM)的有效折射率變成不同的值。像這樣的折射率隨著光的偏振光方向而不同的特性稱為雙折射特性。以往，還已知一種通過調(diào)整占空比、不改變對(duì)具有給定偏振光方向的光的折射率、而只改變對(duì)偏振光反向與該光的偏振光方向正交的光的折射率的偏振光依賴性衍射光柵(偏振光衍射元件)。以下將說明以往的偏振光依賴性衍射光柵。
圖47是作為以往的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的偏振光依賴性衍射光柵(偏振光依賴性衍射元件)的光柵漕圖案的平面圖。參照?qǐng)D46和圖47可知，以往的偏振光依賴性衍射光柵中，在玻璃基板101上交替形成直線狀光柵漕圖案100a和沿著基本正交于光柵漕圖案100a的方向延伸的直線狀光柵漕100b。該光柵漕圖案100a和100b分別具有不同的占空比D1(＝(P-W1)/P)和D2(＝(P-W2)/P)。另外，光柵漕圖案100a和100b具有同樣的周期P。也就是說，可通過調(diào)整光柵漕圖案100a的槽部的寬度W1和光柵漕圖案100b的槽部的寬度W2，來調(diào)整光柵漕圖案100a和100b的占空比D1和D2。
于是，在平行于占空比為D1的光柵漕圖案100a的偏振光方向(TE)的光入射時(shí)，該光在占空比為D2的光柵漕圖案100b中的偏振光方向變成與光柵漕圖案100b正交的偏振光方向(TM)。因此，此時(shí)占空比為D1的光柵漕圖案100a和占空比為D2的光柵漕圖案100b的有效折射率變成圖46所示的N5。另一方面，在正交于占空比為D1的光柵漕圖案100a的偏振光方向(TM)的光入射時(shí)，光在占空比為D2的光柵漕圖案100b中的偏振光方向變成與光柵漕圖案100b平行的偏振光方向(TE)。因此，此時(shí)占空比為D1的光柵漕圖案100a的有效折射率變成N4，占空比為D2的光柵漕圖案100b的有效折射率變成N6。由此，占空比為D1的光柵漕圖案100a與占空比為D2的光柵漕圖案100b，對(duì)偏振光方向與光柵漕圖案100a平行(TE)的光的有效折射率比就可同為N5，所以就能達(dá)到對(duì)偏振光方向與光柵漕圖案100a平行的(TE)的光沒有折射率差異(折射率變化)的狀態(tài)(透明)。
另外，圖45所示的以往波長(zhǎng)板100或圖47所示的以往偏振光依賴性衍射光柵的直線狀光柵漕圖案的制造方法，可以采用例如用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)玻璃基板表面進(jìn)行蝕刻加工而形成直線狀光柵漕圖案的方法。
但是，如果用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)形成圖45所示的以往波長(zhǎng)板或圖47所示的以往偏振光依賴性衍射光柵的直線狀光柵漕圖案，會(huì)難以形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的光柵漕圖案。具體來說，如果使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)較深地形成直線狀光柵漕圖案，那么會(huì)形成圖48所示的深度方向上具有不均勻梯形斷面的光柵漕圖案，因此會(huì)產(chǎn)生光柵漕圖案的上部與下部占空比不同的不良情況。結(jié)果，難以形成具有良好光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，所以存在難以得到具有良好雙折射特性的光學(xué)元件的問題。
H.Masuda等人的“Appl.Phys.Lett.”、第71卷(19)、1997年11月10日、第2770-2772頁中，公開了一種使用陽極氧化法制造三角光柵圖案的方法。該文獻(xiàn)中公開的三角光柵圖案的制造方法可以形成具有均勻深度的細(xì)孔的三角光柵圖案，因而被作為二元光致刻痕(photo nick)結(jié)晶的制造方法之一提出。具體來說，鋁、鈦和鉭等閥用金屬(valve metal)或Si、GaAs等半導(dǎo)體具有在酸性電解液中向陽極通電就會(huì)形成膜面上具有正交排列的細(xì)孔的氧化膜的特性。特別是鋁的氧化膜具有細(xì)孔容易排列成三角光柵狀的材料特性。通過利用這個(gè)特性，就可形成具有深度均勻的細(xì)孔的三角光柵圖案。
圖49～圖52是采用以往的陽極氧化法制造三角光柵圖案的過程的剖面圖。圖53是二元光致刻痕結(jié)晶的平面圖。下面，參照?qǐng)D49～圖53說明采用以往的陽極氧化法制造三角光柵圖案的過程。
使用以往的陽極氧化法制造三角光柵的過程如圖49所示，在由SiC等硬的材料制成的推壓構(gòu)件116的表面上形成具有三角光柵狀排列的凸起部分116a。然后對(duì)鋁材料115的表面進(jìn)行用推壓構(gòu)件116壓下去的織構(gòu)化(texturing)處理。由此，如圖50所示地在鋁材115的表面上形成了具有三角光柵狀的排列的凹部115a。接著，把形成了凹部115a的鋁材115如圖51所示地在電解液119中進(jìn)行氧化處理。在此情況下，用鉑等作為陰極118，并用硫酸、草酸、磷酸等的水溶液作為電解液119。由此，如圖52和圖53所示，自組織化地形成了具有三角光柵狀排列、并具有以凹部115a為起點(diǎn)的深度均勻的細(xì)孔113a的氧化鋁膜(氧化鋁)113。這些細(xì)孔113a可以形成相當(dāng)于亞微細(xì)粒直徑的10微米以上的深度。
但是，上述的采用以往的陽極氧化法制造三角光柵圖案的過程是作為用于形成二元光致刻痕結(jié)晶細(xì)孔的方法而被人們所知的。因此以前沒有嘗試過采用陽極氧化法來形成圖45和圖47所示的線狀光柵漕圖案。
如上所述，以前難以形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案，因此難以形成具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。
本發(fā)明的發(fā)明人為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用以往的陽極氧化法可以形成深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案。以下說明本發(fā)明的具體內(nèi)容。
本發(fā)明第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；在金屬層表面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成有凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，如果如上所述地將形成有凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化的工序而形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜，使點(diǎn)陣的各個(gè)凹部之間的間隔變小，就能容易地自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案。結(jié)果，可形成具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。在這種情況下，如果將第1方面所述的元件的制造方法適用于形成作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，就能容易地形成具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。
上述第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成凹部點(diǎn)陣的工序最好從形成三角光柵的位置錯(cuò)開地形成凹部點(diǎn)陣。這樣，可以防止在形成三角光柵的位置上形成小孔，從而防止了在光柵漕以外的部分形成小孔。這樣，能形成具有更好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。另外，如果在作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上采用這種方式，就不會(huì)產(chǎn)生因光入射到光柵漕以外的部分形成的小孔上而使折射率變化等的不良情況了。
上述第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好是在將的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔之后，通過蝕刻使對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔擴(kuò)大，形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，通過使對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔擴(kuò)大，使相鄰小孔相連，因此能更容易地形成相鄰小孔相連的良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
上述第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，最好在基板上形成金屬層的工序之前，還具有在基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。這樣，在通過用陽極氧化法使金屬層氧化而形成金屬氧化膜時(shí)，透明導(dǎo)電膜起著電極的作用，因此即使在基板的表面上有凹凸不平的情況下也能使金屬層完全氧化。從而可以防止產(chǎn)生未被氧化的金屬層。
上述第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，能容易地形成具有良好的直線狀光柵漕圖案的元件。
上述第1方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，能容易地形成具有良好的曲線狀光柵漕圖案的元件。
本發(fā)明第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；在金屬層表面上周期性地形成掩蔽層(mask層)的工序；將形成有掩蔽層的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
本發(fā)明第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，通過如上所述地在金屬層表面上周期性地形成掩蔽層之后，將金屬層的表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行阻極氧化、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜，能容易地只在未形成掩蔽層的區(qū)域上自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案。結(jié)果，就能容易地形成具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。在此情況下，如果將第2方面的元件的制造方法適用于具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件的形成上，就能容易地形成具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。另外，通過形成掩蔽層，可以防止在光柵漕以外的部分(掩蔽層的形成區(qū)域)上形成小孔，因此就不會(huì)產(chǎn)生因光入射到光柵漕以外的部分形成的小孔上而使折射率變化等的不良情況。
上述第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好是在將形成有掩蔽層的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化而在未形成掩蔽層的金屬氧化膜表面上形成細(xì)微小孔之后，通過蝕刻來使細(xì)微小孔擴(kuò)大，形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，通過將貫通金屬氧化膜的細(xì)微小孔擴(kuò)大，使相鄰小孔相連，就能更容易地形成相鄰小孔相連的良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
上述第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，最好在形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序之前，還具有將掩蔽層作為掩模、對(duì)金屬層進(jìn)行蝕刻而形成蝕刻槽的工序。這樣，在由蝕刻槽而形成的落差部分上容易產(chǎn)生電場(chǎng)的偏移，因此在位于形成了掩蔽層的區(qū)域和蝕刻槽之間的邊界區(qū)域上的蝕刻槽的落差部分上容易產(chǎn)生細(xì)微小孔。由此可提高形成細(xì)微小孔的位置的精度。
在此情況下，將蝕刻槽的寬度設(shè)為S、掩蔽層的寬度設(shè)為L(zhǎng)時(shí)，使蝕刻槽的寬度S和掩蔽層的寬度L之間滿足L≠2S的關(guān)系式。這樣，可以防止形成三角光柵的孔的假設(shè)位置相互一致的情況，從而就能抑制在形成掩蔽層的區(qū)域上產(chǎn)生細(xì)微小孔。
上述第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，最好在基板上形成金屬層的工序之前，還具有在基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。這樣，在通過用陽極氧化法使金屬層氧化而形成金屬氧化膜時(shí)，透明導(dǎo)電膜起著電極的作用，因此即使在基板的表面上有凹凸不平的情況下也可以使金屬層完全氧化。從而可以防止產(chǎn)生未被氧化的金屬層。
上述第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，能容易地形成具有良好的直線狀光柵漕圖案的元件。
上述第2方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，能容易地形成具有良好的曲線狀光柵漕圖案的元件。
發(fā)明第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；將金屬層的表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有細(xì)微小孔的金屬氧化膜的工序；在金屬氧化膜的表面上周期性地形成掩蔽層的工序；將掩蔽層作為掩模、通過蝕刻來使未形成掩蔽層的區(qū)域上的細(xì)微小孔擴(kuò)大、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
該第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，通過如上所述地將金屬層的表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有細(xì)微小孔的金屬氧化膜之后，在金屬氧化膜的表面上周期性地形成掩蔽層，并將掩蔽層作為掩模、通過蝕刻來使未形成掩蔽層的部分上的細(xì)微小孔擴(kuò)大，使得未形成掩蔽層的部分上的各細(xì)微小孔因擴(kuò)大而相連，就可以只在未形成掩蔽層的部分上形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案。結(jié)果，能容易地形成具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。在此情況下，如果將第3方面的元件的制造方法適用于形成作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，就能容易地形成具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。
上述第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有細(xì)微小孔的金屬氧化膜的工序最好形成具有排列成三角光柵狀的細(xì)微小孔的金屬氧化膜。這樣，與隨機(jī)地形成細(xì)微小孔的場(chǎng)合相比，可以提高細(xì)微小孔連接形成的光柵漕圖案的尺寸精度。
上述第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，在基板上形成金屬層的工序之前，最好還具有在基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。這樣，在用陽極氧化法使金屬層氧化而形成金屬氧化膜時(shí)，透明導(dǎo)電膜起著電極的作用，因此即使在基板的表面上有凹凸不平的情況下也可以使金屬層完全氧化。由此可以防止產(chǎn)生未被氧化的金屬層。
上述第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，可以容易地形成具有良好的直線狀光柵漕圖案的元件。
上述第3方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序最好形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。這樣，可以容易地形成具有良好的曲線狀光柵漕圖案的元件。
本發(fā)明第4方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；在金屬層表面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成有凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
第4方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，通過如上所述地將形成有凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜，使點(diǎn)陣的各個(gè)凹部之間的間隔變小，就能容易地自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的線狀光柵漕圖案。在此情況下，如果將第4方面的元件的制造方法適用于形成作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，就可以容易地形成具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。
本發(fā)明第5方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；在金屬層的側(cè)面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成了凹部點(diǎn)陣的金屬層側(cè)面在與陰極端相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有沿著基本平行于基板表面的方向延伸的光柵孔圖案的金屬氧化膜的工序。
第5方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法中，通過將形成了凹部點(diǎn)陣的金屬層側(cè)面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有沿著基本平行于基板的方向延伸的細(xì)孔列圖案的金屬氧化膜，能容易地自組織化地形成具有沿著基本平行于基板表面的方向延伸的在深度方向上具有均勻孔徑的細(xì)孔列圖案。結(jié)果，可以容易地形成具有良好的細(xì)孔列圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。另外，如果將第5方面的元件的制造方法適用于形成作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，并使光沿著與金屬氧化膜的表面正交的方向入射，就可以用偏振光方向與細(xì)孔列圖案延伸方向平行的光、和偏振光方向與細(xì)孔列圖案延伸方向正交的光來使有效折射率變化。
本發(fā)明第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件包括基板、和形成在基板上的具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，如上所述地在基板上形成了具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜，并且該金屬氧化膜采用陽極氧化法形成，就可以自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的光柵漕圖案，從而可以容易地得到具有良好的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。如果將第6方面的結(jié)構(gòu)適用于作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，就可以容易地得到具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，線狀光柵漕圖案最好包括細(xì)孔連接成線狀的細(xì)孔列圖案。這樣，能用以往形成細(xì)孔列的陽極氧化法容易地形成細(xì)孔連接成線狀的光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，還包括形成于基板與金屬氧化膜之間的透明導(dǎo)電膜。這樣，通過用陽極氧化法使金屬層氧化而形成金屬氧化膜時(shí)，透明導(dǎo)電膜起著電極的作用，因此即使在基板的表面上有凹凸不平的情況下也可以使金屬層完全氧化。由此可以防止產(chǎn)生未被氧化的金屬層。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，線狀光柵漕圖案最好包括直線狀光柵漕圖案。這樣，可以容易地得到具有良好的直線狀光柵漕圖案的元件。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，線狀光柵漕圖案最好包括曲線狀光柵漕圖案。這樣，可以容易地形成具有良好的曲線狀光柵漕圖案的元件。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，線狀光柵漕圖案包括沿著第1方向延伸的線狀第1槽圖案、和沿著與第1槽圖案基本正交的方向延伸的線狀第2槽圖案，并且第1槽圖案與第2槽圖案可以相互交替地形成。這樣，如果將這種結(jié)構(gòu)適用于作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上，可以制成不同偏振光依賴性的衍射光柵。這樣，如果調(diào)整第1槽圖案和第2槽圖案的占空比，例如使第1槽圖案與第2槽圖案只對(duì)偏振光方向與第1槽圖案正交的光的折射率相同，就可以達(dá)到?jīng)]有折射率差異(折射率變化)的狀態(tài)(透明)。由此可以得到良好的消光比。另外，通過采用陽極氧化法使第1槽圖案以及第2槽圖案具有均勻的槽寬，因此上部和下部的占空比可以變得均一。結(jié)果，能得到更好的消光比。
上述第6方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜可以用于偏振光元件、偏振光依賴性衍射元件和多層膜元件中的任意一個(gè)。這樣，可以容易地得到具有光柵漕圖案的偏振光元件、偏振光依賴性衍射元件和多層膜元件。
本發(fā)明第7方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件包括基板、和形成在基板上的具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
第7方面所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件中，如上所述地在基板上形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜，且該金屬氧化膜用陽極氧化法形成，就可以自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的直線狀光柵漕圖案，因此可以容易地得到具有良好的直線狀光柵漕圖案等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。如果在作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的一個(gè)例子的光學(xué)元件上使用這種第7方面的結(jié)構(gòu)，可以容易地得到具有良好的雙折射特性的光學(xué)元件。
附圖簡(jiǎn)述

圖1和圖2是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的制造過程的剖面圖。
圖3是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的制造過程的平面圖。
圖4和圖5是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的制造過程的剖面圖。
圖6和圖7是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的制造過程的平面圖。
圖8是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件一個(gè)例子的1/4波長(zhǎng)板(偏振光元件)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖9是用于說明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式的變形例中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的偏振光依賴性衍射光柵(偏振光依賴性衍射元件)的光柵漕圖案的平面圖。
圖10～圖12是用于說明作為本發(fā)明第2實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖13～圖15是用于說明作為本發(fā)明第3實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖16是用于說明作為本發(fā)明第4實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的剖面圖。
圖17是用于說明作為本發(fā)明第4實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的斜視圖。
圖18是用于說明作為本發(fā)明第4實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的剖面圖。
圖19是用于說明作為本發(fā)明第4實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的斜視圖。
圖20是用于說明作為本發(fā)明第5實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的斜視圖。
圖21～圖23是用于說明作為本發(fā)明第6實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的剖面圖。
圖24是用于說明進(jìn)行氧化處理時(shí)孔的生成位置的平面圖。
圖25是用于說明作為本發(fā)明第6實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖26是用于說明作為本發(fā)明第6實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的剖面圖。
圖27是用于說明作為本發(fā)明第6實(shí)施方式的變形例的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的偏振光依賴性衍射光柵(偏振光依賴性衍射元件)的斜視圖。
圖28是圖27所示的本發(fā)明第6實(shí)施方式的變形例的偏振光依賴性衍射光柵的光柵漕圖案的平面圖。
圖29是圖27所示的本發(fā)明第6實(shí)施方式的變形例的偏振光依賴性衍射光柵的有效折射率與周期之間關(guān)系的相關(guān)圖。
圖30～圖31是用于說明作為本發(fā)明第7實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖32是圖31沿500-500線剖開的剖面圖。
圖33是用于說明作為本發(fā)明第7實(shí)施方式中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖34是圖33沿600-600線剖開的剖面圖。
圖35和圖36是用于說明作為本發(fā)明第7實(shí)施方式的變形例的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖37是圖36沿700-700線剖開的剖面圖。
圖38是用于說明作為本發(fā)明第7實(shí)施方式的變形例的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的光柵漕圖案的制造過程的平面圖。
圖39是圖38沿800-800線剖開的剖面圖。
圖40是按照本發(fā)明的精細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法制成的波導(dǎo)式波長(zhǎng)濾光器的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖41～圖44是顯示可由本發(fā)明的精細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法制成的光柵漕圖案的形狀的例子的平面圖。
圖45是以往作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的波長(zhǎng)板(偏振光元件)概念的斜視圖。
圖46是圖45所示的以往的波長(zhǎng)板(偏振光元件)的有效折射率與占空比之間關(guān)系的相關(guān)圖。
圖47是以往作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的偏振光依賴性衍射光柵(偏振光依賴性衍射元件)的光柵漕圖案的平面圖。
圖48是用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)形成的具有以往的光柵漕圖案的元件的剖面圖。
圖49是用于說明采用以往的陽極氧化法制造光柵孔圖案的過程的剖面圖。
圖50是用于說明采用以往的陽極氧化法制造光柵孔圖案的過程的剖面圖。
圖51是用于說明采用以往的陽極氧化法制造光柵孔圖案的過程的剖面圖。
圖52是用于說明采用以往的陽極氧化法制造光柵孔圖案的過程的剖面圖。
圖53是采用以往的陽極氧化法形成的二元光致刻痕結(jié)晶的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照?qǐng)D面說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
第1實(shí)施方式參照?qǐng)D1～圖7，說明本發(fā)明第1實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程。
首先如圖1所示，采用蒸鍍法在玻璃基板1的上面依次形成由ITO或者是ZnO構(gòu)成的透明電極模2和具有約3微米膜厚的鋁膜3。玻璃基板是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子，透明電極膜2是本發(fā)明“透明導(dǎo)電層”的一個(gè)例子，鋁膜3是本發(fā)明“金屬層”的一個(gè)例子。
接著如圖2所示，為了進(jìn)行織構(gòu)化處理，在由SiC等硬材料構(gòu)成的推壓構(gòu)件4的表面上形成具有規(guī)則排列的凸起部分4a。第1實(shí)施方式中，如圖3所示，按照使織構(gòu)化處理后的鋁膜3表面上形成的凹部3a的點(diǎn)陣每隔三角光柵圖案5(用排列成多個(gè)列狀的虛線表示)的1列形成的方式，形成推壓構(gòu)件的凸起部分4a(參照?qǐng)D2)。然后如圖2所示，把推壓構(gòu)件4壓在鋁膜3的表面進(jìn)行織構(gòu)化處理，從而在鋁膜3的表面上形成具有圖3所示的排列的凹部3a的點(diǎn)陣。
接著，如圖4所示，采用陽極氧化法對(duì)形成了凹部3a(參照?qǐng)D3)的點(diǎn)陣的鋁膜3進(jìn)行氧化處理，形成了對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔(圖中未示出)。具體來說是將作為陽極的鋁膜3的表面和由鉑制成的陰極6的表面對(duì)向放置。然后在約5％濃度的硫酸水溶液7中施加約30伏的電壓，進(jìn)行約20分鐘的氧化處理。此時(shí)，在第1實(shí)施方式中通過形成于玻璃基板1與鋁膜3之間的透明電極膜2向鋁膜3施加電壓。由此可以在氧化處理中一直向鋁膜3施加電壓，因而即使在玻璃基板1的表面上有凹凸不平的情況下，也能防止未被氧化的鋁膜3殘留等的不良情況。這樣，可以自組織化地形成具有細(xì)微小孔的氧化鋁膜8。另外，已知將通過該陽極氧化處理而形成的細(xì)微小孔中相鄰小孔之間的最大距離設(shè)為U、陽極氧化電壓設(shè)為Va時(shí)，成立U＝0.0025Va(微米)的關(guān)系式。該關(guān)系式公開于例如H.Masuda等人的“Jpn.J.Apol.Phys.”、第37卷、1998、第L1340-L1342頁等中。
然后，在第1實(shí)施方式中使用含有約5重量％磷酸的水溶液，在約30℃下，對(duì)通過陽極氧化處理而形成的對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔進(jìn)行濕式蝕刻法使他們擴(kuò)大。此時(shí)如圖5和圖6所示，通過使對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔擴(kuò)大，令相鄰小孔相連，因此能容易地完全除去位于槽部8a的形成區(qū)域的氧化鋁膜8。由此，形成了具有直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜(氧化鋁)8。此外，氧化鋁膜8是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。該光柵漕圖案包含細(xì)孔連接成直線狀而形成的槽部8a。另外，光柵漕圖案的槽部8a的深度到透明電極模2為止，同時(shí)槽部8a在深度方向上均勻地形成。而且，位于槽部8a之間的氧化鋁膜8的表面上形成小孔9。小孔9的形成原因如圖7所示，認(rèn)為是受到因織構(gòu)化處理而形成的凹部3a的應(yīng)變和因陽極氧化而產(chǎn)生的應(yīng)變的影響，而在相應(yīng)于未形成凹部3a的三角光柵圖案5(參照?qǐng)D3)的位置上形成了小孔。
第1實(shí)施方式中，如上所述地在鋁膜3的表面上形成如圖3所示的凹部3a的點(diǎn)陣，同時(shí)將該鋁膜3的表面在與由鉑制成的陰極6的表面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，就可采用以往用于形成細(xì)孔圖案的陽極氧化法來容易地形成細(xì)孔連接成直線狀的光柵漕圖案。
另外，第1實(shí)施方式中，通過采用陽極氧化法可以形成包含上部和下部具有均勻?qū)挾鹊牟鄄?a的光柵漕圖案，因而可以使光柵漕圖案的上部和下部的占空比達(dá)到均一。結(jié)果，可以用偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向平行的光和偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向正交的光來良好地使有效折射率變化，因此就能形成具有良好雙折射特性的波長(zhǎng)板。
另外，第1實(shí)施方式中，用濕式蝕刻法擴(kuò)大由陽極氧化法而形成的小孔，因此可以更加容易地形成細(xì)孔連接成直線狀的光柵漕圖案。
上述第1實(shí)施方式中作為具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的偏振光元件的一個(gè)例子的1/4波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)如圖8所示，在基板81的上面形成具有本發(fā)明直線狀光柵漕圖案89的金屬氧化膜88。使相對(duì)于光柵漕圖案約傾斜45°的直線偏振光的光A向金屬氧化膜88的上面正交地入射，則直線偏振光的光A就會(huì)變成圓偏振光的光A。
再參照?qǐng)D9，第1實(shí)施方式的變形例的偏振光依賴性衍射光柵采用和上述第1實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程相同造過程，在同一個(gè)玻璃基板(圖中未示出)上面互相交替地形成直線狀光柵漕圖案10a和沿著基本正交于光柵漕圖案10a的方向上延伸的直線狀光柵漕圖案10b。另外，光柵漕圖案10a和10b分別作為本發(fā)明的“第1槽圖案”和“第2槽圖案”的一個(gè)例子。由此，可以在玻璃基板上制成偏振光依賴性衍射光柵。在此情況下，如果調(diào)整光柵漕10a的占空比或周期、和光柵漕圖案10b的占空比或周期，例如可使光柵漕圖案10a和光柵漕圖案10b對(duì)偏振光方向與光柵漕圖案10a正交的光的有效折射率變得相同，就可達(dá)到只對(duì)與光柵漕圖案10a正交的偏振光方向沒有折射率差異(折射率變化)的狀態(tài)(透明)。這樣，可以得到良好的消光比。另外，光柵漕圖案10a和光柵漕圖案10b與上述第1實(shí)施方式相同，光柵漕圖案的上部與下部的占空比可以相等，因此可以得到更加良好的消光比。
第2實(shí)施方式下面參照?qǐng)D10～圖12，該第2實(shí)施方式中通過織構(gòu)化處理形成的鋁膜凹部點(diǎn)陣位置不同于第1實(shí)施方式。第2實(shí)施方式的其余制造過程與第1實(shí)施方式相同。
即，第2實(shí)施方式的制造過程中，如圖10所示，按照使經(jīng)織構(gòu)化處理后的鋁膜13表面上形成的凹部3a的點(diǎn)陣每隔三角光柵圖案5(用排列成多個(gè)列狀的虛線表示)的一列形成、并且相鄰兩列凹部13a的點(diǎn)陣互相錯(cuò)開的方式進(jìn)行織構(gòu)化處理。由此，在鋁膜13的表面上形成具有圖10所示排列的凹部13a的點(diǎn)陣。另外，鋁膜13是本發(fā)明“金屬層”的一個(gè)例子。
其后，第2實(shí)施方式與上述的第1實(shí)施方式相同，采用陽極氧化法對(duì)形成了凹部13a的點(diǎn)陣的鋁膜13進(jìn)行氧化處理。像這樣對(duì)形成了具有圖10所示排列的凹部13a的點(diǎn)陣的鋁膜13進(jìn)行陽極氧化時(shí)，可以如圖11所示地將受到因織構(gòu)化處理而形成的凹部13a的應(yīng)變和因陽極氧化而產(chǎn)生的應(yīng)變影響的位置相互錯(cuò)開。然后，進(jìn)行濕式蝕刻法以擴(kuò)大因陽極氧化而形成的細(xì)孔，就可形成圖12所示的位于槽部18a之間的氧化鋁18表面上沒有小孔的光柵漕圖案。結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生因光入射到在槽部18a以外形成的小孔上而使折射率等變化的不良情況，因此可以形成具有比第1實(shí)施方式更好的雙折射特性的波長(zhǎng)板。另外，氧化鋁膜18是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
第2實(shí)施方式的其余效果與第1實(shí)施方式相同。
第3實(shí)施方式下面參照?qǐng)D13～15，該第3實(shí)施方式與第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式相比，形成更多細(xì)孔連接成直線狀的光柵漕圖案。
即，該第3實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的光柵漕圖案的制造過程中，如圖13所示，經(jīng)織構(gòu)化處理而形成的鋁膜23的凹部23a的點(diǎn)陣的位置不同于上述第1和第2實(shí)施方式。具體來說，按照使鋁膜23表面上形成的凹部23a的點(diǎn)陣每隔三角光柵圖案5(用排成多列的虛線表示)的一列形成、并且點(diǎn)陣方向上的間隔比三角光柵圖案5的間隔狹窄的方式，進(jìn)行織構(gòu)化處理。另外，鋁膜23是本發(fā)明“金屬層”的一個(gè)例子。
其后，第3實(shí)施方式與上述第1和第2實(shí)施方式相同，采用陽極氧化法對(duì)形成了凹部23a的點(diǎn)陣的鋁膜23進(jìn)行氧化處理。像這樣對(duì)形成了具有圖13所示排列的凹部23a的點(diǎn)陣的鋁膜23進(jìn)行陽極氧化時(shí)，可以如圖14所示地將受到因織構(gòu)化處理而形成的凹部23a的應(yīng)變和因陽極氧化而產(chǎn)生的應(yīng)變影響的位置分開。然后，通過進(jìn)行濕式蝕刻以擴(kuò)大陽極氧化而形成的細(xì)孔，就可形成圖15所示的位于槽部28a之間的氧化鋁28表面上沒有小孔的光柵漕圖案。結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生因光入射到在槽部28a以外形成的小孔上而使折射率等變化的不良情況，因此可以形成具有比第1實(shí)施方式更好的雙折射特性的波長(zhǎng)板。另外，氧化鋁膜28是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
第3實(shí)施方式的其余效果與第1和第2實(shí)施方式相同。
第4實(shí)施方式下面參照?qǐng)D16～圖19，該實(shí)施方式4中將說明與上述的第1～第3實(shí)施方式不同的、在氧化鋁膜的側(cè)面上形成光柵漕圖案的例子。
即，第4實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程中，如圖16所示，使用蒸鍍法在玻璃基板31的上面形成約3微米厚的鋁膜33。玻璃基板31是本發(fā)明“基板”的一個(gè)例子，鋁膜33是本發(fā)明“金屬層”的一個(gè)例子。
在第4實(shí)施方式中，為了進(jìn)行織構(gòu)化處理，對(duì)鋁膜33的側(cè)面進(jìn)行研磨。然后如圖17所示，通過織構(gòu)化處理，在鋁膜33的側(cè)面上形成凹部33a的點(diǎn)陣。該凹部33a的點(diǎn)陣可以采用圖3所示的第1實(shí)施方式、圖10所示的第2實(shí)施方式和圖13中所示的第3實(shí)施方式的排列中任意一種。
之后，第4實(shí)施方式如圖18所示，采用陽極氧化法對(duì)形成了凹部33a的點(diǎn)陣的鋁膜33進(jìn)行氧化處理，從而形成對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔(圖中未示出)。具體來說，是將作為陽極的鋁膜33的側(cè)面和由鉑制成的陰極36的側(cè)面對(duì)向地放置。然后在約5％濃度的硫酸水溶液37中施加約30伏的電壓，進(jìn)行120分鐘的氧化處理。隨后與上述第1實(shí)施方式相同地通過濕式蝕刻擴(kuò)大由氧化處理而形成的對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔。此時(shí)，如圖19所示，位于槽部38a的形成區(qū)域的氧化鋁膜38幾乎被完全除去。由此，就能自組織化地形成具有包含槽部38a在內(nèi)的直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜38。此外，氧化鋁膜38是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
在第4實(shí)施方式的制造過程中，如上所述地在鋁膜33的側(cè)面上形成具有規(guī)則排列的凹部33a的點(diǎn)陣，同時(shí)將該鋁膜33的側(cè)面在與由鉑制成的陰極36的側(cè)面對(duì)向的狀態(tài)下進(jìn)行氧化處理，從而就能采用以往用于形成細(xì)孔圖案的陽極氧化法來容易地形成細(xì)孔連接成直線狀的光柵漕圖案。
另外，通過采用陽極氧化法可以形成包含上部和下部具有均勻?qū)挾鹊牟鄄?8a在內(nèi)的光柵漕圖案，可以使光柵漕圖案的上部和下部的占空比均一。結(jié)果，可以用偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向平行的光和偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向正交的光來良好地使有效折射率變化，所以就能形成具有良好雙折射特性的波長(zhǎng)板。
另外，第4實(shí)施方式中采用濕式蝕刻來擴(kuò)大由陽極氧化法而形成的小孔，由此可以更加容易地形成細(xì)孔連接成直線狀的光柵漕圖案。
第5實(shí)施方式下面參照?qǐng)D20，該第5實(shí)施方式中制備與上述第1～第4實(shí)施方式不同的、具有沿著基本平行于玻璃基板41表面的方向(X方向)延伸的三角光柵狀光柵孔48a圖案的氧化鋁膜48。玻璃基板41是本發(fā)明“基板”的一個(gè)例子，氧化鋁膜48是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
即，該第5實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程中，在進(jìn)行圖17所示的第4實(shí)施方式的織構(gòu)化處理時(shí)，與第4實(shí)施方式不同，對(duì)三角光柵圖案進(jìn)行織構(gòu)化處理。然后，進(jìn)行與圖18所示的第4實(shí)施方式的陽極氧化工序相同的工序，從而容易地形成具有沿著基本平行于玻璃基板41表面的方向(X方向)延伸的三角光柵狀光柵孔48a圖案的氧化鋁膜48。由此，就能在光以相對(duì)于氧化鋁膜48表面垂直的方向入射到第5實(shí)施方式的波長(zhǎng)板上時(shí)，可以用偏振光方向與光柵孔48a的圖案延伸方向平行的光、和偏振光方向與光柵孔48a的圖案延伸方向正交的光使有效折射率變化。結(jié)果，可以容易地形成具有良好的雙折射特性的波長(zhǎng)板。
第6實(shí)施方式下面參照?qǐng)D21～圖26，說明第6實(shí)施方式，該實(shí)施方式中，與上述第1～第5實(shí)施方式不同的，不進(jìn)行織構(gòu)化處理，而是在鋁膜上周期性地形成掩蔽層后進(jìn)行氧化處理來形成光柵漕圖案。
即，在該第6實(shí)施方式中，首先如圖21所示，使用電子束蒸發(fā)法或噴鍍法在由石英等制成的透明基板51上形成具有給定厚度的鋁膜53。透明基板51是本發(fā)明“基板”的一個(gè)例子，鋁膜53是本發(fā)明“金屬層”的一個(gè)例子。
接著，在第6實(shí)施方式中如圖22所示地使用隆起(lift-off)法，在鋁膜53上每隔0.1微米的間隔周期性地(周期0.35微米)形成厚度約0.1微米和寬度L為0.25微米的由Ni制成的掩蔽層54。具體來說，首先在鋁膜53的全部表面上形成保護(hù)層(圖中未示出)，然后用電子束繪圖裝置或分節(jié)器(stepper)或雙光束干涉曝光裝置等，對(duì)保護(hù)層每隔0.25微米間隔進(jìn)行圖案化處理，使其具有0.1微米的寬度。之后，形成約0.1微米厚包覆該保護(hù)層的Ni層(圖中未示出)，然后除去保護(hù)層和保護(hù)層上的Ni層。由此，厚度約0.1微米和寬度L為0.25微米的由Ni制成的掩蔽層54以每隔0.1微米的間隔周期性地形成。
之后，如圖23所示，將掩蔽層54作為掩模，用濕式蝕刻除去鋁膜53的上面到約0.1微米的深度，從而形成寬度S為0.1微米、深度約0.1微米的蝕刻槽50。通過形成該蝕刻槽50，在后述的陽極氧化工序中，在蝕刻槽50的落差部位上容易產(chǎn)生電場(chǎng)的偏移。因此，在發(fā)生電場(chǎng)偏移的區(qū)域中容易產(chǎn)生由陽極氧化而形成的細(xì)孔，所以可以提高細(xì)孔的產(chǎn)生位置的精度。
接著，采用與圖4所示的第1實(shí)施方式相同的陽極氧化法，對(duì)鋁膜53進(jìn)行氧化處理。但是，在該第6實(shí)施方式中，通過在使用溶解了約0.1摩爾濃度的草酸的電解液的同時(shí)于3℃下施加100伏特電壓進(jìn)行氧化處理。由此，可自組織化地形成圖24所示的具有細(xì)微小孔53a和53b的氧化鋁膜58。另外，在小孔53a和53b形成于蝕刻槽50與掩蔽層54形成區(qū)域54a之間的邊界上的同時(shí)，還形成了三角光柵(圖24中用虛線包圍的部分F)。另外，氧化鋁膜58是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。而且，此時(shí)由Ni制成的掩蔽層54也經(jīng)氧化處理。
己知在將陽極氧化法形成的小孔中相鄰小孔之間的最大距離設(shè)為U、陽極氧化電壓設(shè)為Va時(shí)，成立U＝0.0025Va(微米)的關(guān)系式。另外如圖24所示，為了在蝕刻槽50與掩蔽層54形成區(qū)域54a之間的邊界上生成小孔53a和53b，設(shè)定陽極氧化電壓Va以使其滿足0.866U≥S的關(guān)系式是必要的。該關(guān)系式(0.866U≥S)由三角比的關(guān)系U=(2/3)×S]]>可以推出。另外，該第6實(shí)施方式中相鄰小孔之間的最大距離U為U＝約0.25(微米)、蝕刻槽50的寬度S為S＝約0.1(微米)，因此滿足0.866U≥S的關(guān)系式。由此，小孔53a和孔53b就可產(chǎn)生于蝕刻槽50與掩蔽層54形成區(qū)域54a之間的邊界上。
另外，為了形成良好的光柵漕圖案，使后述光柵漕圖案的槽部58a(參照?qǐng)D25)的形成區(qū)域以外的區(qū)域(掩蔽層54的形成區(qū)域54a)上不形成小孔是重要的。如圖24所示，掩蔽層54的形成區(qū)域54a中，如果與小孔53a形成三角光柵的假想位置59a和與小孔53b形成三角光柵的假想位置59b一致，那么即使形成掩蔽層54也有可能在氧化處理時(shí)形成小孔。所以，通過防止假想位置59a和假想位置59b一致，可以防止在掩蔽層54的形成區(qū)域54a上形成小孔。因此，使掩蔽層54的寬度L和蝕刻槽50的寬度S之間滿足關(guān)系式L≠2S是必要的。第6實(shí)施方式中，掩蔽層54的寬度L為L(zhǎng)＝約0.25(微米)，蝕刻槽的寬度S為S＝約0.1(微米)，所以滿足關(guān)系式L≠2S。
另外，設(shè)定掩蔽層54的寬度L以使掩蔽層54的寬度L比小孔之間的最大距離U小、即滿足關(guān)系式U≥L是必要的。不滿足這個(gè)條件(U＜L時(shí))時(shí)，位于掩蔽層54的寬度方向兩端的小孔53a與小孔53b隨著深度方向上的成長(zhǎng)而逐漸接近，從而使小孔53a和53b之間的距離變成U。這樣就不能形成深度方向上筆直的孔。另外，該第6實(shí)施方式中相鄰小孔之間的最大距離U為U＝約0.25(微米)，掩蔽層54的寬度L為L(zhǎng)＝0.25(微米)，所以滿足U≥L的關(guān)系式。
然后，第6實(shí)施方式中使用含有約5重量％磷酸的水溶液，在30℃下將掩蔽層作為掩模，用濕式蝕刻使小孔53a和53b擴(kuò)大。此時(shí)如圖25和圖26所示，通過使小孔53a和53b(參照?qǐng)D24)擴(kuò)大，令相鄰的小孔53a和53b相連，因此能容易地將位于槽部58a形成區(qū)域的氧化鋁膜58幾乎完全地除去。在這里，構(gòu)成掩蔽層54的Ni氧化物對(duì)磷酸水溶液有良好的耐性。所以，即使在掩蔽層54的形成區(qū)域54a(參照?qǐng)D24)上形成了小孔，也可以防止該小孔受到蝕刻。由此，在掩蔽層54的形成領(lǐng)域54a以外的區(qū)域上形成了具有直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜58。該光柵漕圖案包含小孔53a和53b連接成直線狀而形成的槽部58a。另外，光柵漕圖案的槽部58a的深度到透明基板51為止，同時(shí)槽部58a在深度方向上均勻地形成。
第6實(shí)施方式中，如上所述地在鋁膜53上周期性形成掩蔽層54后，對(duì)鋁膜53進(jìn)行陽極氧化，從而形成具有直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜58。這樣就能容易地只在未形成掩蔽層54的區(qū)域上自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的直線狀光柵漕圖案。結(jié)果，可以容易地形成具有良好的雙折射特性的波長(zhǎng)板。另外，可以防止在光柵漕圖案的槽部58a以外的部分(掩蔽層54的形成區(qū)域54a)上形成小孔，所以不會(huì)產(chǎn)生因光入射到光柵漕圖案的槽部58a以外的部分形成的小孔上而引起折射率變化的不良情況。
下面參照?qǐng)D27～圖29，對(duì)第6實(shí)施方式的變形例的偏振光依賴性衍射光柵進(jìn)行說明。圖29的縱軸表示有效折射率，橫軸表示周期P。另外，圖29中的“TE”表示偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向平行的光，“TM”表示偏振光方向與光柵漕圖案延伸方向正交的光。
參照?qǐng)D27～圖29，該第6實(shí)施方式的變形例的偏振光依賴性衍射光柵采用了與上述第6實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程相同的制造過程，在透明基板51上形成了具有直線狀光柵漕圖案50a和沿著基本正交于光柵漕圖案50a的方向延伸的直線狀光柵漕圖案50b的氧化鋁膜58。而且，光柵漕圖案50a與光柵漕圖案50b相互交替地形成。光柵漕圖案50a和光柵漕圖案50b分別是本發(fā)明“第1槽圖案”和“第2槽圖案”的一個(gè)例子。該光柵漕圖案50a和光柵漕圖案50b分別具有周期P1和P2，并具有相同寬度W的槽部。也就是說，該第6實(shí)施方式的變形例不同于圖47所示的以往的偏振光依賴性衍射光柵，它不是通過調(diào)整槽寬、而是通過調(diào)整周期P1和P2來制造偏振光依賴性衍射光柵的。
具體來說，當(dāng)與具有周期P1的光柵漕圖案50a平行的偏振光方向(TE)的光A入射時(shí)，該光A的偏振光方向在具有周期P2的光柵漕圖案50b中成為與光柵漕圖案50b正交的偏振光方向(TM)。因此，具有周期P1的光柵漕圖案50a和具有周期P2的光柵漕圖案50b的有效折射率成為N2。另一方面，當(dāng)與具有周期長(zhǎng)度P1的光柵漕圖案50a正交的偏振光方向(TM)的光B入射時(shí)，該光B的偏振光方向在具有周期P2的光柵漕圖案50b中成為與光柵漕圖案50b平行的偏振光方向(TE)。因此，具有周期P1的光柵漕圖案50a的有效折射率成為N1，具有周期P2的光柵漕圖案50b的有效折射率成為N3。由此，可以使具有周期P1的光柵漕圖案50a和具有周期P2的光柵漕圖案50b，對(duì)偏振光方向與光柵漕圖案50a平行的光A的有效折射率成為相同的N2，所以可以達(dá)到只對(duì)光A沒有折射率差異(折射率變化)的狀態(tài)(透明)。
第6實(shí)施方式的變形例中，如上所述地可以不調(diào)整光柵漕圖案50a和光柵漕圖案50b的光柵漕圖案槽部寬度W而制成偏振光依賴性衍射光柵，所以如果使用這個(gè)容易形成具有均勻?qū)挾鹊墓鈻配顖D案的第6實(shí)施方式的制造過程，就能容易地制造偏振光依賴性衍射光柵。另外，可以與上述第6實(shí)施方式相同地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的直線狀光柵漕圖案50a和50b，從而可以得到良好的消光比。
第7實(shí)施方式下面參照?qǐng)D30～圖34，說明第7實(shí)施方式，該實(shí)施方式是不同于上述第6實(shí)施方式的、在形成掩蔽層之前對(duì)鋁膜進(jìn)行氧化處理的例子。
即，該第7實(shí)施方式中，采用電子束蒸鍍法或噴鍍法在玻璃基板51(參照?qǐng)D32)上形成鋁膜(圖中未示出)，然后采用圖4所示的與第1實(shí)施方式相同的陽極氧化法對(duì)鋁膜進(jìn)行氧化處理。但在該第7實(shí)施方式的陽極氧化中，施加比上述第6實(shí)施方式的外加電壓(約100伏)低的電壓(約30～50伏)。由此，形成圖30所示的、具有比圖24所示的第6實(shí)施方式的小孔53a和53b直徑和間隔更小的小孔63的氧化鋁膜68。該小孔63在氧化鋁膜68的全部區(qū)域中隨機(jī)的產(chǎn)生。氧化鋁膜68是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
接著，在第7實(shí)施方式中，如圖31和圖32所示地采用與圖22所示的第6實(shí)施方式相同的過程，在氧化鋁膜68上周期性地形成掩蔽層54。然后，在與上述第6實(shí)施方式同樣的蝕刻條件下，將掩蔽層54作為掩模，通過濕式蝕刻來使小孔擴(kuò)大。此時(shí)，如圖33以及圖34所示，通過使位于掩蔽層54的形成區(qū)域以外的區(qū)域上的小孔63擴(kuò)大，使相鄰的小孔63相連，所以可以容易地將位于槽部68a的形成區(qū)域的氧化鋁膜68幾乎完全除去。由此，形成了具有直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜68。該光柵漕圖案包含小孔63連接成帶狀而形成的槽部68a。另外，光柵漕圖案的槽部68a深度到透明基板51為止，同時(shí)槽部68a在深度方向上均勻地形成。
第7實(shí)施方式中，通過如上所述地對(duì)鋁膜進(jìn)行陽極氧化，形成具有細(xì)微小孔63的氧化鋁膜68，然后在氧化鋁膜68上周期性地形成掩蔽層54，同時(shí)將掩蔽層54作為掩模，通過蝕刻來擴(kuò)大位于未形成掩蔽層54的區(qū)域的細(xì)微小孔63，從而可以容易地只在未形成掩蔽層54的區(qū)域上自組織化地形成具有大的深度、并在深度方向上具有均勻槽寬的直線狀光柵漕圖案。結(jié)果，可以容易地形成具有雙折射特性的波長(zhǎng)板。
另外，第7實(shí)施方式中，隨機(jī)生成的小孔63連接成直線狀而形成光柵漕圖案的槽部68a，所以難以提高槽部68a的尺寸精度。另一方面，沒有必要在氧化鋁膜68上設(shè)定產(chǎn)生小孔63的位置，所以可以避免陽極氧化工序的復(fù)雜化。
下面參照?qǐng)D35～圖39說明第7實(shí)施方式的變形例，該例子是不同于上述第7實(shí)施方式的、自組織化地形成具有排列成三角光柵狀的小孔的氧化鋁膜的例子。
即，第7實(shí)施方式的變形例中，在采用陽極氧化法對(duì)鋁膜(圖中未示出)進(jìn)行氧化處理時(shí)，通過調(diào)整電解液濃度、溫度和電壓等，自組織化地形成圖35所示的具有排列成三角光柵狀的小孔73的氧化鋁膜78。陽極氧化的具體條件如下，電解液濃度約0.3摩爾(草酸)，溫度約1℃，電壓40伏。另外，氧化鋁膜78是本發(fā)明“金屬氧化膜”的一個(gè)例子。
其次，第7實(shí)施方式的變形例中采用與上述第7實(shí)施方式同樣的過程形成直線狀的光柵漕圖案。即，如圖36和圖37所示地在氧化鋁膜78上周期性地形成掩蔽層54。然后，如圖38和圖39所示地通過濕式蝕刻來使小孔73擴(kuò)大，從而幾乎完全除去位于槽部78a的形成區(qū)域的氧化鋁膜78。由此，形成了具有直線狀光柵漕圖案的氧化鋁膜78。該光柵漕圖案包含小孔73連接成帶狀而形成的槽部78a。另外，光柵漕圖案的槽部78a的深度到透明基板51為止，并且槽部78a在深度方向上均勻地形成。
第7實(shí)施方式的變形例中，如上所述地通過調(diào)整電解液濃度、溫度和電壓等在特殊的條件下進(jìn)行氧化處理，使氧化鋁膜78上小孔73的產(chǎn)生位置具有規(guī)則性，因此可以提高小孔73連接成帶狀而形成的槽部78a的尺寸精度。由此，可以容易地制造具有所需雙折射特性的波長(zhǎng)板。
另外，這次所公開的實(shí)施方式從所有方面看都是例示，而不能看作是限制。本發(fā)明的范圍不是由上述實(shí)施方式的說明表示的，而是由權(quán)利要求的范圍表示的，并且還包含與權(quán)利要求的范圍等同的含義以及該范圍內(nèi)的全部變化。
例如，上述第1～第7實(shí)施方式中雖然說明了在偏振光元件或偏振光依賴性衍射元件等光學(xué)元件的形成中使用本發(fā)明的例子，但是本發(fā)明并不限于此，它也可適用于除光學(xué)元件以外的具有光柵漕圖案的元件的形成中。
另外，上述第1～第7實(shí)施方式中雖然說明了在作為偏振光元件的波長(zhǎng)板或作為偏振光依賴性衍射元件的偏振光依賴性衍射光柵的形成中使用本發(fā)明的例子，但是本發(fā)明并不限于此，它也可適用于除波長(zhǎng)板或偏振光依賴性衍射光柵以外的偏振光元件、偏振光依賴性衍射元件和多層膜元件的形成中。例如，除波長(zhǎng)板以外的偏振光元件被認(rèn)為有偏振光束分裂器以及隔離器等。另外，偏振光依賴性衍射光柵以外的偏振光依賴性衍射元件被認(rèn)為有全息光學(xué)元件(HOEHolographic Opticalelement)和菲涅耳透鏡等。另外，多層膜元件被認(rèn)為有利用布拉格反射的多層膜元件或波導(dǎo)式多層膜元件等、波導(dǎo)式波長(zhǎng)濾光器(參照?qǐng)D40)、反射器、分路濾光器和波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器等。
另外，上述作為多層膜元件的波導(dǎo)式波長(zhǎng)濾光器的結(jié)構(gòu)如圖40所示，在基板91上的給定區(qū)域上形成具有本發(fā)明直線狀光柵漕圖案99的金屬氧化膜98。該光柵漕圖案99排列在金屬氧化膜98中央部分附近、并起著作為濾光部分90a的作用。而金屬氧化膜98中除濾光部分90a以外的區(qū)域起著作為波導(dǎo)部分90b的作用。于是，在使2種波長(zhǎng)的光A和B進(jìn)行導(dǎo)波時(shí)，波長(zhǎng)不滿足布拉格反射條件的光A透過濾光部分90a，而波長(zhǎng)滿足布拉格反射條件的光B在濾光部分90a反射。另外，起著作為濾光器部分90a的作用的光柵漕圖案99的形狀，可以是圖41所示的槽部99a的間距逐漸變化的形狀，也可以是圖42所示的槽部99b以放射線狀延伸的形狀。此外，也可以像圖43那樣以圓弧狀形成槽部99c。而且，圖43所示的圓弧狀槽部99c可以采用與上述第1～第3、第6和第7實(shí)施方式相同的過程形成。
另外，上述的偏振光元件、偏振光依賴性衍射元件和多層膜元件中，也可以形成圖44所示的槽部99d交叉成2元(平面)形狀的光柵漕圖案。
另外，上述第1～第7實(shí)施方式中雖然是對(duì)鋁膜(3、13、23、33、和53)進(jìn)行陽極氧化，但是本發(fā)明并不限于此，對(duì)鈦和鉭等其他閥用金屬進(jìn)行陽極氧化處理也可以。
另外，上述第1～第7實(shí)施方式中雖然用由硫酸和草酸制成的電解液作為陽極氧化法所用的電解液，但是本發(fā)明并不限于此，使用由磷酸等制成的電解液也可以。
另外，上述第1～第7實(shí)施方式中雖然使用鉑作為陽極氧化法中所用的陰極，但本發(fā)明并不限于此，使用由其他材料制成的陰極也可以。
另外，上述第6和第7實(shí)施方式中雖然在透明基板與鋁膜之間未形成透明電極膜，但本發(fā)明并不限于此，在透明基板與鋁膜之間形成透明電極膜、并在氧化處理時(shí)經(jīng)透明電極膜向鋁膜施加電壓也可以。在此情況下，氧化處理中可以一直向鋁膜施加電壓，所以即使在透明基板上有凹凸不平的情況下也可以防止未被氧化的鋁膜殘留的不良情況。
另外，上述第6以及第7實(shí)施方式中雖然形成了由Ni制成的掩蔽層，但本發(fā)明并不限于此，采用由Ni以外的金屬、SiO2等無機(jī)電介質(zhì)和光致抗蝕劑(photoresist)制成掩蔽層也可以。另外，為了防止位于掩蔽層的形成區(qū)域的小孔受到蝕刻，最好采用對(duì)濕式蝕刻具有良好耐性的材料作為掩蔽層。此外，上述第6實(shí)施方式中，為了以良好的精度形成蝕刻槽，最好采用對(duì)干式刻蝕具有良好耐性的材料作為掩蔽層。對(duì)干式刻蝕具有良好耐性的材料認(rèn)為有例如Ta、Ti和Cr等。
另外，上述第6和第7實(shí)施方式中雖然采用隆起法在鋁膜上周期性地形成掩蔽層，但本發(fā)明并不限于此，在該鋁膜上堆積構(gòu)成掩蔽層的材料，然后用會(huì)聚離子束(FIBFocused Ion Beam)形成分離槽，從而在鋁膜上周期性地形成掩蔽層也是可以的。
另外，上述第6實(shí)施方式中雖然在陽極氧化工序中形成蝕刻槽來提高小孔的產(chǎn)生位置的精度，但本發(fā)明并不限于此，不形成蝕刻槽也可以。
另外，上述第7實(shí)施方式的變形例中，雖然通過調(diào)整電解液濃度、溫度和電壓等在特殊條件下進(jìn)行氧化處理而自組織化地形成具有排列成三角光柵狀的小孔的氧化鋁膜，但本發(fā)明并不限于此，通過在織構(gòu)化處理后進(jìn)行氧化處理而自組織化地形成具有排列成三角光柵狀的小孔的氧化鋁膜也可以。
另外，還可以像以往的大型鋁基板的陽極氧化中報(bào)告的那樣，在陽極氧化工序之前加入使鋁膜驟冷的工序。如果進(jìn)行該工序，可以更好的精度控制細(xì)孔位置。
另外，將按照本發(fā)明制造的精細(xì)結(jié)構(gòu)作為模具所制成的成形品也具有同等的元件特性。
權(quán)利要求
1.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，它包括在基板上形成金屬層的工序；在所述金屬層表面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成有所述凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，制成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成凹部點(diǎn)陣的工序從形成三角光柵的位置錯(cuò)開地形成凹部點(diǎn)陣。
3.如權(quán)利要求1所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序是在將形成了所述點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成對(duì)應(yīng)于所述點(diǎn)陣的小孔之后，通過蝕刻使對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的小孔擴(kuò)大，形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜。
4.如權(quán)利要求1所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，在所述的基板上形成金屬層的工序之前，還具有在基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。
5.如權(quán)利要求1所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
6.如權(quán)利要求1所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
7.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，它包括在基板上形成金屬層的工序；在所述的金屬層表面上周期性地形成掩蔽層的工序；將形成有掩蔽層的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序是在將形成有掩蔽層的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化而在未形成所述掩蔽層的所述金屬氧化膜表面上形成細(xì)微小孔之后，通過蝕刻來使所述的細(xì)微小孔擴(kuò)大，形成所述的具有光柵漕圖案的金屬氧化膜。
9.如權(quán)利要求7所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，在所述的形成具有光柵漕圖案的金屬層的工序之前，還具有將掩蔽層作為掩模、對(duì)金屬層進(jìn)行蝕刻而形成蝕刻槽的工序。
10.如權(quán)利要求9所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，將蝕刻槽的寬度設(shè)為S、掩蔽層的寬度設(shè)為L(zhǎng)時(shí)，使蝕刻槽的寬度S和掩蔽層的寬度L之間滿足L≠2S的關(guān)系式。
11.如權(quán)利要求7所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，在所述的在基板上形成金屬層的工序之前，還具有在所述的基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。
12.如權(quán)利要求7所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
13.如權(quán)利要求7所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
14.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，它包括在基板上形成金屬層的工序；將所述的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，形成具有細(xì)微小孔的金屬氧化膜的工序；在金屬氧化膜的表面上周期性地形成掩蔽層的工序；將所述的掩蔽層作為掩模、通過蝕刻來使未形成掩蔽層的區(qū)域上的細(xì)微小孔擴(kuò)大、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
15.如權(quán)利要求14所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有細(xì)微小孔的金屬氧化膜的工序形成具有排列成三角光柵狀的細(xì)微小孔的金屬氧化膜。
16.如權(quán)利要求14所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，在所述的在基板上形成金屬層的工序之前，還具有在基板上形成透明導(dǎo)電膜的工序。
17.如權(quán)利要求14所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
18.如權(quán)利要求14所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，其特征在于，所述的形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序形成具有曲線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
19.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，它包括在基板上形成金屬層的工序；在所述金屬層的表面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成有所述凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，形成具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。
20.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法，它包括在基板上形成金屬層的工序；在所述金屬層的側(cè)面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成了所述凹部點(diǎn)陣的金屬層側(cè)面在與陰極端相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化，形成具有沿著基本平行于所述基板表面的方向延伸的光柵孔圖案的金屬氧化膜的工序。
21.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，它包括基板、和形成在基板上的具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
22.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，所述的線狀光柵漕圖案包括細(xì)孔連接成線狀的細(xì)孔列圖案。
23.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，它還包括形成于基板與金屬氧化膜之間的透明導(dǎo)電膜。
24.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，所述的線狀光柵漕圖案包括直線狀光柵漕圖案。
25.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，所述的線狀光柵漕圖案包括曲線狀光柵漕圖案。
26.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，所述的線狀光柵漕圖案包括沿著第1方向延伸的線狀第1槽圖案、和沿著與第1槽圖案基本正交的方向延伸的線狀第2槽圖案，并且第1槽圖案與第2槽圖案相互交替地形成。
27.如權(quán)利要求21所述的具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，其特征在于，所述的具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜用于偏振光元件、偏振光依賴性衍射元件和多層膜元件中的任意一個(gè)。
28.具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件，它包括基板、和形成在基板上的具有直線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有良好的光柵漕等精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法。具有這種精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件的制造方法包括在基板上形成金屬層的工序；在金屬層表面上形成凹部點(diǎn)陣的工序；將形成有凹部點(diǎn)陣的金屬層表面在與陰極面相對(duì)的狀態(tài)下進(jìn)行陽極氧化、形成具有線狀光柵漕圖案的金屬氧化膜的工序。因此，如果使點(diǎn)陣的各凹部之間的間隔變小，就能容易地自組織化地形成具有大的深度、并且深度方向上槽寬均勻的線狀光柵漕圖案。
文檔編號(hào)G02B5/18GK1446772SQ0310834
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者森和思, 松本光晴, 富永浩司, 田尻敦志, 古沢浩太郎 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社