JP2019124738A - パターン形成方法及び偏光板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワイヤグリッド型の偏光板を製造する際に好適に用いられる新規なパターン形成方法、及びそのパターン形成方法を用いた偏光板の製造方法を提供する。【解決手段】基材上に、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターンを形成する工程と、ガイドパターン及び中性パターンの上にブロック共重合体を含む層を形成する工程と、ブロック共重合体を含む層を熱処理し、ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造を形成させる工程と、ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターンを形成する工程と、を有するパターン形成方法である。【選択図】図１
Description
本発明は、パターン形成方法及び偏光板の製造方法に関する。
偏光板は、一方向の偏光を吸収又は反射し、これと直交する方向の偏光を透過させる光学素子である。近年、耐熱性が要求される液晶プロジェクタ等の光学機器において、有機偏光板に代わり、ワイヤグリッド型の無機偏光板が採用され始めている。
ワイヤグリッド型の偏光板は、一方向に延在する導体のワイヤを、使用帯域の光の波長よりも短いピッチ（周期）で透明基板上に多数並べて配置したものであり、透明基板上に形成された金属膜をエッチングし、一方向に延在するワイヤを形成することにより製造される。金属膜をエッチングする際のマスクパターンは、一般に、フォトリソグラフィ法又はナノインプリント法により形成される。偏光板に光が入射すると、ワイヤの延在方向に平行な電界成分をもつ偏光（ＴＥ波（Ｓ波））は透過することができず、ワイヤの延在方向に垂直な電界成分をもつ偏光（ＴＭ波（Ｐ波））はそのまま透過する。
ところで、ワイヤグリッド型の偏光板の光学特性（例えば、透過率）は、ワイヤのピッチに依存することが知られている。偏光板の光学特性を向上させるにはワイヤを狭ピッチ化する必要があり、今後は１００ｎｍ以下のピッチが要求されるようになると予測される。このため、ワイヤのピッチに合わせて、金属膜をエッチングする際のマスクパターンについても狭ピッチ化することが求められる。
しかし、フォトリソグラフィ法により形成したフォトレジストパターンをマスクパターンとする場合、マスクパターンを狭ピッチ化するためには、光源の波長を短くしたり、液浸露光法を採用したりするなど、プロセス上の大きな変更を伴う。また、ナノインプリント法により形成したパターンをマスクパターンとする場合、マスクパターンを狭ピッチ化するためには、そのピッチに合わせたモールドを作製する必要があるため、狭ピッチ化が困難である。
このような背景から、特許文献１では、ワイヤグリッド型の偏光板を製造する際に、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いてマスクパターンを形成することが提案されている。
特許文献１の方法では、まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等の基体の表面に所定のピッチの溝を形成した後、溝の底部を含む基体表面全体に金属膜を形成する。次いで、金属膜の上に、Ａポリマー鎖及びＢポリマー鎖からなるジブロック共重合体を塗布し、熱処理する。この熱処理により、基体表面の溝をガイドとしてジブロック共重合体が整列し、ラメラ構造が形成される。次いで、Ａポリマー鎖を除去することにより、Ｂポリマー鎖からなるラインアンドスペース状のマスクパターンを形成する。そして、マスクパターンを介して金属膜をエッチングし、ワイヤを形成した後、マスクパターンを除去することにより、ワイヤグリッド型の偏光板を得ることができる。
しかし、特許文献１の方法では、溝の底部を含む基体表面全体に金属膜を形成し、この金属膜をエッチングすることによりワイヤを形成しているため、溝の深さの分だけワイヤの高さに段差が生じ、光学特性の低下に繋がる。
また、特許文献１の方法で得られる偏光板は、ＰＥＴシート等の基体を用いたものであるため、耐熱性に劣る。耐熱性を向上させるため、ＰＥＴシートの代わりにガラス基板を用いることが考えられるが、ガラス基板に溝を形成するには、ガラス基板上にマスクパターンを形成した後、エッチングする必要があり、簡便な方法とは言い難い。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ワイヤグリッド型の偏光板を製造する際に好適に用いられる新規なパターン形成方法、及びそのパターン形成方法を用いた偏光板の製造方法を提供することを目的とする。
（１） 上記目的を達成するため、本発明は、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、基材（例えば、後述の基材１０）上に、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターン（例えば、後述の中性パターン４１）を形成する工程と、前記ガイドパターン及び前記中性パターンの上に前記ブロック共重合体を含む層（例えば、後述のブロック共重合体を含む層５０）を形成する工程と、前記ブロック共重合体を含む層を熱処理し、前記ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が前記基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造（例えば、後述の第１の相５１及び第２の相５２）を形成させる工程と、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、前記ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、を有するパターン形成方法を提供する。
（２） （１）のパターン形成方法は、前記基材上に前記ガイドパターン及び前記中性パターンを形成する工程が、前記基材上に反射防止層（例えば、後述の反射防止層２０）及びフォトレジスト層（例えば、後述のフォトレジスト層３０）をこの順で積層する工程と、前記フォトレジスト層を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターン（例えば、後述のフォトレジストパターン３１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターンをマスクとして前記反射防止層をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターン及び前記反射防止層パターンを中性層（例えば、後述の中性層４０）で被覆する工程と、前記フォトレジストパターンを前記中性層の一部とともに除去する工程と、を有し、前記反射防止層パターンを前記ガイドパターンとし、前記中性層の残部で構成されるパターンを前記中性パターンとするものであってもよい。
（３） （２）のパターン形成方法は、前記フォトレジスト層の露光を干渉露光により行うものであってもよい。
（４） （１）から（３）いずれかのパターン形成方法は、前記ガイドパターンの膜厚が前記中性パターンの膜厚よりも大きいものであってもよい。
（５） （１）から（４）いずれかのパターン形成方法は、前記ブロック共重合体が、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるものであってもよい。
（６） （５）のパターン形成方法は、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することにより、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（７） （５）のパターン形成方法は、前記ブロック共重合体を含む層の熱処理後に、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を金属酸化物化する工程をさらに有し、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリスチレン鎖を選択的に除去することにより、金属酸化物からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（８） また、本発明は、透明基板（例えば、後述の透明基板１１）上に金属膜（例えば、後述の金属膜１２）又は金属膜を含む積層膜が形成された基材（例えば、後述の基材１０）上に、（１）から（７）いずれかのパターン形成方法により微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、前記微細パターンをマスクとして前記金属膜又は前記積層膜をエッチングする工程と、を有する偏光板（例えば、後述の偏光板１）の製造方法を提供する。
本発明によれば、ワイヤグリッド型の偏光板を製造する際に好適に用いられる新規なパターン形成方法、及びそのパターン形成方法を用いた偏光板の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
［パターン形成方法］
本実施形態に係るパターン形成方法は、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、基材上に、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターンを形成する工程と、ガイドパターン及び中性パターンの上にブロック共重合体を含む層を形成する工程と、ブロック共重合体を含む層を熱処理し、ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造を形成させる工程と、ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターンを形成する工程と、を有する。
本実施形態に係るパターン形成方法は、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、基材上に、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターンを形成する工程と、ガイドパターン及び中性パターンの上にブロック共重合体を含む層を形成する工程と、ブロック共重合体を含む層を熱処理し、ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造を形成させる工程と、ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターンを形成する工程と、を有する。
特に、本実施形態に係るパターン形成方法は、基材上にガイドパターン及び中性パターンを形成する工程が、基材上に反射防止層及びフォトレジスト層をこの順で積層する工程と、フォトレジスト層を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターンを形成する工程と、フォトレジストパターンをマスクとして反射防止層をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターンを形成する工程と、フォトレジストパターン及び反射防止層パターンを中性層で被覆する工程と、フォトレジストパターンを中性層の一部とともに除去する工程と、を有し、反射防止層パターンをガイドパターンとし、中性層の残部で構成されるパターンを中性パターンとする。
図１は、本実施形態に係るパターン形成方法の一例として、偏光板を製造するための基材上に微細パターンを形成する方法を工程順に示したものである。
まず、図１（Ａ）に示すように、基材１０上に、反射防止層２０及びフォトレジスト層３０をこの順で積層する。基材１０は、透明基板１１上に金属膜１２が形成されてなるものである。
透明基板１１としては、偏光板の使用帯域の光に対して透光性を示す基板であれば特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。「使用帯域の光に対して透光性を示す」とは、使用帯域の光の透過率が１００％であることを意味するものではなく、偏光板としての機能を保持可能な透光性を示せばよい。なお、使用帯域の光としては、例えば、波長が３８０ｎｍ〜８１０ｎｍ程度の可視光が挙げられる。
透明基板１１の構成材料としては、屈折率が１．１〜２．２の材料が好ましく、ガラス、水晶、サファイア等が挙げられる。透明基板１１の構成材料としては、コスト及び透光率の観点から、ガラスがより好ましい。
金属膜１２の構成材料としては、使用帯域の光に対して反射性を有する材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｔｅ等の元素単体又はこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。中でも、金属膜１２は、Ａｌ又はＡｌ合金で構成されることが好ましい。
金属膜１２の膜厚は、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。なお、金属膜１２の膜厚は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。例えば、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて、任意に選択した４箇所について膜厚を測定し、その算術平均値を金属膜１２の膜厚とすることができる。以下、この測定方法を電子顕微鏡法と称する。
反射防止層２０は、いわゆる下層反射防止層（Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ；ＢＡＲＣ）であり、フォトレジスト層３０の下層に設けられる。本実施形態に係るパターン形成方法では、反射防止層２０をパターニングして得られる反射防止層パターンが、ブロック共重合体を整列させるためのガイドパターンとして用いられるため、反射防止層２０としては、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有するものが用いられる。
反射防止層２０は、有機系の反射防止層であってもよく、無機系の反射防止層であってもよい。有機系の反射防止層は、例えば、樹脂成分等を有機溶媒に溶解した反射防止膜形成用組成物を金属膜１２上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。無機系の反射防止層は、例えば、シリコン系材料等の無機系の反射防止層形成用組成物を金属膜１２上に塗工し、焼成等することにより形成することができる。
フォトレジスト層３０は、反射防止層２０の上層に設けられる。フォトレジスト層３０は、例えば、フォトレジスト組成物を反射防止層２０上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。フォトレジスト組成物としては特に制限されず、ポジ型であってもネガ型であってもよい。
次いで、図１（Ｂ）に示すように、フォトレジスト層３０を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターン３１を形成する。
フォトレジストパターン３１のピッチＰは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。また、ピッチＰは、ブロック共重合体が整列できるように、最終的な微細パターンにおけるピッチの整数倍であることが好ましい。ピッチＰは、上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
フォトレジスト層３０の露光方法は特に制限されず、フォトマスクを介する方法であっても、フォトマスクを介さない方法であってもよい。その中でも、比較的大面積のパターン形成に適している点から、干渉露光法が好ましい。
干渉露光法は、２つの光束により形成される干渉縞を利用してフォトレジスト層３０を露光するものである。得られるフォトレジストパターン３１のピッチＰは、光源の波長及び干渉角により調整することができる。例えば、４００ｎｍ以下の波長のレーザーを光源として用いることで、ピッチＰを２００ｎｍ以下とすることができる。４００ｎｍ以下の波長のレーザーとしては、ＨｅＣｄレーザー（発振波長：３２５ｎｍ）、Ｎｄ固体レーザー（発振波長：２６６ｎｍ）等が挙げられる。
フォトレジスト層３０の現像方法は特に制限されず、アルカリ現像液等の公知の現像液を用いることができる。なお、現像後には水等によりリンス処理を行ってもよい。
次いで、図１（Ｃ）に示すように、フォトレジストパターン３１をマスクとして反射防止層２０をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターン２１を形成する。その際、図１（Ｃ）に示すように、アッシング等によりフォトレジストパターン３１及び反射防止層パターン２１の幅を調整することが好ましい。
フォトレジストパターン３１及び反射防止層パターン２１の幅Ｗは、最終的な微細パターンにおけるピッチに応じて適宜設定される。例えば、１５０ｎｍ程度のピッチの微細パターンを得るためには、フォトレジストパターン３１及び反射防止層パターン２１の幅Ｗを２５ｎｍ〜７５ｎｍ程度に調整することが好ましい。幅Ｗは、上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
反射防止層２０のエッチング方法は特に制限されず、反射防止層２０の構成材料に応じて適宜選択することができる。なお、エッチング後には水等によりリンス処理を行ってもよい。
次いで、図１（Ｄ）に示すように、フォトレジストパターン３１及び反射防止層パターン２１を被覆する中性層４０を形成する。
中性層４０の構成材料としては、ブロック共重合体の各ブロック鎖に親和性を有するものを用いることができる。例えば、ブロック共重合体として、ポリスチレン（ＰＳ）鎖及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）鎖からなるもの（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）を用いる場合、中性層４０の構成材料としては、ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートからなるランダム共重合体（ＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡ）を用いることができる。
中性層４０の形成方法は特に制限されない。例えば、中性層４０の構成材料を有機溶媒に溶解した組成物をフォトレジストパターン３１及び反射防止層パターン２１の上に塗布し、乾燥させることにより、中性層４０を形成することができる。
なお、中性層の構成材料が水酸基を有する場合には、予め、金属膜１２と反射防止層２０との間にシリカ層（不図示）を形成しておいてもよい。シリカ層を形成することで、中性層４０をシリカ層に密着させることができる。また、シリカ層は、中性層と同様にブロック共重合体に対して中性的な性質を示す上、反射防止層２０をエッチングする際のストッパー層としても機能する。
次いで、図１（Ｅ）に示すように、フォトレジストパターン３１を、中性層４０の一部とともに除去する。
フォトレジストパターン３１及び中性層４０の一部を除去する結果、金属膜１２上には、ガイドパターンとしての反射防止層パターン２１と、中性層４０の残部で構成される中性パターン４１と、が存在することになる。このとき、反射防止層パターン２１の膜厚は、中性パターン４１の膜厚よりも大きいことが好ましい。反射防止層パターン２１の膜厚が中性パターン４１の膜厚よりも大きいことにより、ブロック共重合体が整列し易くなる傾向にある。
フォトレジストパターン３１及び中性層４０の一部を除去する方法は特に制限されない。例えば、フォトレジストパターン３１及び中性層４０を公知のレジスト剥離液に浸漬することにより、フォトレジストパターン３１及び中性層４０の一部を除去することができる。その際、除去を容易にするために超音波を照射してもよい。
次いで、図１（Ｆ）に示すように、反射防止層パターン２１及び中性パターン４１の上にブロック共重合体を含む層５０を形成する。
ブロック共重合体としては、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なものであれば特に制限されない。ブロック共重合体は、２種類のポリマー鎖からなるものであってもよく、３種類以上のポリマー鎖からなるものであってもよく、好ましくは２種類のポリマー鎖からなるジブロック共重合体である。ジブロック共重合体において、各ポリマー鎖の体積分率は約５０％である。
好ましいジブロック共重合体としては、例えば、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリエチルメタクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリｔ−ブチルメタクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリメチルアクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリエチルアクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリｔ−ブチルアクリレート鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリブタジエン鎖からなるブロック共重合体、ポリスチレン鎖及びポリイソプレン鎖からなるブロック共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリスチレン（ＰＳ）鎖及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）鎖からなるブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）が好ましい。
ブロック共重合体の数平均分子量は、最終的な微細パターンにおけるピッチに応じて適宜設定される。例えば、５０ｎｍ程度のピッチの微細パターンを得るためには、数平均分子量が８００００〜１２００００程度のブロック共重合体を用いることが好ましい。
ブロック共重合体を含む層５０の形成方法は特に制限されない。例えば、ブロック共重合体を有機溶媒に溶解した組成物を反射防止層パターン２１及び中性パターン４１の上に塗布し、乾燥させることにより、ブロック共重合体を含む層５０を形成することができる。
ブロック共重合体を含む層５０の膜厚は、最終的な微細パターンにおけるピッチ以下に調整することが好ましい。例えば、５０ｎｍ程度のピッチの微細パターンを得るためには、ブロック共重合体を含む層５０の膜厚を５ｎｍ〜５０ｎｍ程度に調整することが好ましい。ブロック共重合体を含む層５０の膜厚は、上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
次いで、図１（Ｇ）に示すように、ブロック共重合体を含む層５０を熱処理し、ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が基材１０に対して垂直方向に配向したラメラ構造を形成させる。具体的には、ブロック共重合体を含む層５０を、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に対応する第１の相５１と、残りのブロック鎖に対応する第２の相５２と、に相分離させる。
熱処理の条件は、ブロック共重合体が相分離してラメラ構造を形成する条件であれば特に制限されない。一例としては、真空中、２００℃〜２５０℃で１２時間〜４８時間程度の熱処理を行う条件や、大気中、２５０℃〜３００℃で１分間〜１５分間程度の熱処理を行う条件が挙げられる。
次いで、図１（Ｈ）に示すように、ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、反射防止層パターン２１よりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターンを形成する。図１（Ｈ）では一例として、反射防止層パターン２１に親和性を有する第２の相５２を選択的に除去し、第１の相５１からなる微細パターンを形成する場合について示している。
ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去する方法は特に制限されず、ブロック共重合体の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）を用いた場合には、Ｏ２エッチング等により、ポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することで、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを得ることができる。なお、エッチング後には水等によりリンス処理を行ってもよい。
以上のようにして形成された第１の相５１からなる微細パターンは、金属膜１２をエッチングする際のマスクとして用いることができる。例えば、図１（Ｉ）に示すように、第１の相５１からなる微細パターンをマスクとして金属膜１２をエッチングし、一方向に延在するワイヤ１３を形成した後、反射防止層パターン２１、中性パターン４１、及び第１の相５１からなる微細パターンを除去することで、偏光板１を得ることができる。
［偏光板の製造方法］
本実施形態に係る偏光板の製造方法は、透明基板上に金属膜又は金属膜を含む積層膜が形成された基材上に、上述した本実施形態に係るパターン形成方法により微細パターンを形成する工程と、微細パターンをマスクとして金属膜又は積層膜をエッチングする工程と、を有する。
本実施形態に係る偏光板の製造方法は、透明基板上に金属膜又は金属膜を含む積層膜が形成された基材上に、上述した本実施形態に係るパターン形成方法により微細パターンを形成する工程と、微細パターンをマスクとして金属膜又は積層膜をエッチングする工程と、を有する。
基材としては、透明基板上に金属膜が形成されたものであってもよく、透明基板上に金属膜を含む積層膜が形成されたものであってもよい。透明基板上に金属膜が形成された基材としては、例えば、ガラス基板等の透明基板上にＡｌ等からなる金属膜が形成された基材が挙げられる。また、透明基板上に金属膜を含む積層膜が形成された基材としては、例えば、ガラス基板等の透明基板上に、Ａｌ等からなる金属膜、Ｓｉ酸化物等からなる誘電体膜、及びＦｅＳｉ合金等からなる吸収膜がこの順で積層された基材が挙げられる。
透明基板上に金属膜が形成された基材を用いる場合には、例えば、図１（Ａ）〜（Ｉ）のようにして偏光板を製造することができる。すなわち、基材１０上に第１の相５１からなる微細パターンを形成した後、この微細パターンをマスクとして金属膜１２をエッチングし、一方向に延在するワイヤ１３を形成することで、偏光板１を得ることができる。
透明基板上に金属膜を含む積層膜が形成された基材を用いる場合にも、同様に微細パターンを形成した後、この微細パターンをマスクとして積層膜をエッチングし、一方向に延在する格子状凸部を形成することで、偏光板を得ることができる。
［変形例］
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良は本発明に含まれる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良は本発明に含まれる。
上述した実施形態では、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）を用いた場合、ポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することで、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを得るものとして説明したが、これに限定されず、ポリスチレン鎖を選択的に除去することも可能である。
例えば、ポリメチルメタクリレート鎖のようにカルボニル基を有するポリマー鎖は、塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）等の金属酸化物前駆体を反応させた後、水蒸気を用いて酸化させることで、金属酸化物化することが知られている。例えば、ポリメチルメタクリレート鎖にトリメチルアルミニウムを反応させた後、水蒸気を用いて酸化させることで、ポリメチルメタクリレートを酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に変換することができる。そこで、ポリメチルメタクリレート鎖を金属酸化物化した後、ポリスチレン鎖を選択的に除去することで、金属酸化物からなる微細パターンを形成することができる。このような金属酸化物からなる微細パターンは、ポリスチレン鎖等からなる微細パターンよりも耐エッチング性に優れる傾向にある。
また、上述した実施形態では、フォトレジストパターン３１をマスクとして反射防止層２０をエッチングし、得られた反射防止層パターン２１をガイドパターンとして用いるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基材１０上に、ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有する材料からなる層を形成した後、この層をナノインプリント法によりパターニングし、得られたパターンをガイドパターンとして用いるようにしてもよい。
１ 偏光板
１０ 基材
１１ 透明基板
１２ 金属膜
１３ ワイヤ
２０ 反射防止層
２１ 反射防止層パターン（ガイドパターン）
３０ フォトレジスト層
３１ フォトレジストパターン
４０ 中性層
４１ 中性パターン
５０ ブロック共重合体を含む層
５１ 第１の相
５２ 第２の相
１０ 基材
１１ 透明基板
１２ 金属膜
１３ ワイヤ
２０ 反射防止層
２１ 反射防止層パターン（ガイドパターン）
３０ フォトレジスト層
３１ フォトレジストパターン
４０ 中性層
４１ 中性パターン
５０ ブロック共重合体を含む層
５１ 第１の相
５２ 第２の相
（１） 上記目的を達成するため、本発明は、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、透明基板（例えば、後述の透明基板１１）上に金属膜（例えば、後述の金属膜１２）又は金属膜を含む積層膜が形成された基材（例えば、後述の基材１０）上に、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターン（例えば、後述の中性パターン４１）を形成する工程と、前記ガイドパターン及び前記中性パターンの上に前記ブロック共重合体を含む層（例えば、後述のブロック共重合体を含む層５０）を形成する工程と、前記ブロック共重合体を含む層を熱処理し、前記ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が前記基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造（例えば、後述の第１の相５１及び第２の相５２）を形成させる工程と、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、前記ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、を有するパターン形成方法を提供する。
（２） （１）のパターン形成方法は、前記積層膜が、金属膜、誘電体膜、及び吸収膜が前記透明基板側からこの順で積層された積層膜であってもよい。
（２） （１）のパターン形成方法は、前記積層膜が、金属膜、誘電体膜、及び吸収膜が前記透明基板側からこの順で積層された積層膜であってもよい。
（３） （１）又は（２）のパターン形成方法は、前記基材上に前記ガイドパターン及び前記中性パターンを形成する工程が、前記基材上に反射防止層（例えば、後述の反射防止層２０）及びフォトレジスト層（例えば、後述のフォトレジスト層３０）をこの順で積層する工程と、前記フォトレジスト層を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターン（例えば、後述のフォトレジストパターン３１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターンをマスクとして前記反射防止層をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターン及び前記反射防止層パターンを中性層（例えば、後述の中性層４０）で被覆する工程と、前記フォトレジストパターンを前記中性層の一部とともに除去する工程と、を有し、前記反射防止層パターンを前記ガイドパターンとし、前記中性層の残部で構成されるパターンを前記中性パターンとするものであってもよい。
（４） （３）のパターン形成方法は、前記フォトレジスト層の露光を干渉露光により行うものであってもよい。
（５） （１）から（４）いずれかのパターン形成方法は、前記ガイドパターンの膜厚が前記中性パターンの膜厚よりも大きいものであってもよい。
（６） （１）から（５）いずれかのパターン形成方法は、前記ブロック共重合体が、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるものであってもよい。
（７） （６）のパターン形成方法は、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することにより、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（８） （６）のパターン形成方法は、前記ブロック共重合体を含む層の熱処理後に、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を金属酸化物化する工程をさらに有し、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリスチレン鎖を選択的に除去することにより、金属酸化物からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（９） また、本発明は、透明基板（例えば、後述の透明基板１１）上に金属膜（例えば、後述の金属膜１２）又は金属膜を含む積層膜が形成された基材（例えば、後述の基材１０）上に、（１）から（８）いずれかのパターン形成方法により微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、前記微細パターンをマスクとして前記金属膜又は前記積層膜をエッチングする工程と、を有する偏光板（例えば、後述の偏光板１）の製造方法を提供する。
（１） 上記目的を達成するため、本発明は、ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、透明基板（例えば、後述の透明基板１１）上に金属膜（例えば、後述の金属膜１２）又は金属膜を含む積層膜が形成された基材（例えば、後述の基材１０）上に、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターン（例えば、後述の中性パターン４１）を形成する工程と、前記ガイドパターン及び前記中性パターンの上に前記ブロック共重合体を含む層（例えば、後述のブロック共重合体を含む層５０）を形成する工程と、前記ブロック共重合体を含む層を熱処理し、前記ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が前記基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造（例えば、後述の第１の相５１及び第２の相５２）を形成させる工程と、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、前記ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、を有し、前記基材上に前記ガイドパターン及び前記中性パターンを形成する工程が、前記基材上に反射防止層（例えば、後述の反射防止層２０）及びフォトレジスト層（例えば、後述のフォトレジスト層３０）をこの順で積層する工程と、前記フォトレジスト層を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターン（例えば、後述のフォトレジストパターン３１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターンをマスクとして前記反射防止層をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターン（例えば、後述の反射防止層パターン２１）を形成する工程と、前記フォトレジストパターン及び前記反射防止層パターンを中性層（例えば、後述の中性層４０）で被覆する工程と、前記フォトレジストパターンを前記中性層の一部とともに除去する工程と、を有し、前記反射防止層パターンを前記ガイドパターンとし、前記中性層の残部で構成されるパターンを前記中性パターンとするパターン形成方法を提供する。
（２） （１）のパターン形成方法は、前記積層膜が、金属膜、誘電体膜、及び吸収膜が前記透明基板側からこの順で積層された積層膜であってもよい。
（２） （１）のパターン形成方法は、前記積層膜が、金属膜、誘電体膜、及び吸収膜が前記透明基板側からこの順で積層された積層膜であってもよい。
（３） （１）のパターン形成方法は、前記フォトレジスト層の露光を干渉露光により行うものであってもよい。
（４） （１）から（３）いずれかのパターン形成方法は、前記ガイドパターンの膜厚が前記中性パターンの膜厚よりも大きいものであってもよい。
（５） （１）から（４）いずれかのパターン形成方法は、前記ブロック共重合体が、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなるものであってもよい。
（６） （５）のパターン形成方法は、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することにより、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（７） （５）のパターン形成方法は、前記ブロック共重合体を含む層の熱処理後に、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を金属酸化物化する工程をさらに有し、前記微細パターンを形成する工程において、前記ブロック共重合体のポリスチレン鎖を選択的に除去することにより、金属酸化物からなる微細パターンを形成するものであってもよい。
（８） また、本発明は、（１）から（７）いずれかのパターン形成方法により微細パターン（例えば、後述の第１の相５１からなる微細パターン）を形成する工程と、前記微細パターンをマスクとして前記金属膜又は前記積層膜をエッチングする工程と、を有する偏光板（例えば、後述の偏光板１）の製造方法を提供する。
Claims (8)
- ミクロ相分離によりラメラ構造を形成可能なブロック共重合体を用いたパターン形成方法であって、
基材上に、前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖に親和性を有し、且つ、所定のピッチで配列されたライン状のガイドパターン、及び該ガイドパターンのパターン間を埋める中性パターンを形成する工程と、
前記ガイドパターン及び前記中性パターンの上に前記ブロック共重合体を含む層を形成する工程と、
前記ブロック共重合体を含む層を熱処理し、前記ブロック共重合体のミクロ相分離により、ラメラ界面が前記基材に対して垂直方向に配向したラメラ構造を形成させる工程と、
前記ブロック共重合体の一部のブロック鎖を選択的に除去することにより、前記ガイドパターンよりもピッチの短いラインアンドスペース状の微細パターンを形成する工程と、を有するパターン形成方法。 - 前記基材上に前記ガイドパターン及び前記中性パターンを形成する工程が、
前記基材上に反射防止層及びフォトレジスト層をこの順で積層する工程と、
前記フォトレジスト層を露光及び現像し、ラインアンドスペース状のフォトレジストパターンを形成する工程と、
前記フォトレジストパターンをマスクとして前記反射防止層をエッチングし、ラインアンドスペース状の反射防止層パターンを形成する工程と、
前記フォトレジストパターン及び前記反射防止層パターンを中性層で被覆する工程と、
前記フォトレジストパターンを前記中性層の一部とともに除去する工程と、を有し、
前記反射防止層パターンを前記ガイドパターンとし、前記中性層の残部で構成されるパターンを前記中性パターンとする請求項１に記載のパターン形成方法。 - 前記フォトレジスト層の露光を干渉露光により行う請求項２に記載のパターン形成方法。
- 前記ガイドパターンの膜厚が前記中性パターンの膜厚よりも大きい請求項１から３のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記ブロック共重合体が、ポリスチレン鎖及びポリメチルメタクリレート鎖からなる請求項１から４のいずれかに記載のパターン形成方法。
- 前記微細パターンを形成する工程では、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を選択的に除去することにより、ポリスチレン鎖からなる微細パターンを形成する請求項５に記載のパターン形成方法。
- 前記ブロック共重合体を含む層の熱処理後に、前記ブロック共重合体のポリメチルメタクリレート鎖を金属酸化物化する工程をさらに有し、
前記微細パターンを形成する工程では、前記ブロック共重合体のポリスチレン鎖を選択的に除去することにより、金属酸化物からなる微細パターンを形成する請求項５に記載のパターン形成方法。 - 透明基板上に金属膜又は金属膜を含む積層膜が形成された基材上に、請求項１から７のいずれかに記載のパターン形成方法により微細パターンを形成する工程と、
前記微細パターンをマスクとして前記金属膜又は前記積層膜をエッチングする工程と、を有する偏光板の製造方法。
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