JP4910590B2 - パターン形成体の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、目的とする3次元構造の形状を2値化することにより、ドットモジュレーションパターンを形成するドットモジュレーションパターン形成工程と、上記ドットモジュレーションパターンを用い、基板上に形成された感光性樹脂層に対して、描画装置により直接描画を行う描画工程と、上記描画後の感光性樹脂層を現像することにより、3次元構造樹脂層を形成する現像工程と、を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法であって、上記描画工程が、上記ドットモジュレーションパターンの最小ドット領域よりも大きな領域で上記感光性樹脂層に描画エネルギーが付与される描画エネルギー付与方式により行われることを特徴とするものである。
以下、本発明のパターン形成体の製造方法について、工程ごとに説明する。
まず、本発明におけるドットモジュレーションパターン形成工程について説明する。本発明におけるドットモジュレーションパターン形成工程は、目的とする3次元構造の形状を2値化することにより、ドットモジュレーションパターンを形成する工程である。
次に、本発明における描画工程について説明する。本発明における描画工程は、上記ドットモジュレーションパターンを用い、基板上に形成された感光性樹脂層に対して、描画装置により直接描画を行う工程である。
また、上記レーザービームの種類としては、具体的には、Arレーザー(363.8nm)、KrFエキシマレーザー(248nm)およびArFエキシマレーザー(193nm)等を挙げることができ、中でもArレーザー(363.8nm)が好ましい。
本発明に用いられる基板としては、パターン形成体の用途等により異なるものであるが、例えば、石英およびソーダライムガラス等のガラス;シリコン(Si)、窒化ガリウム(GaN)およびガリウム砒素(GaAs)等の半導体;ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)等の金属;窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO2)および炭化シリコン(SiC)等のセラミックス;ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)および立方晶窒化ホウ素(CBN)等を挙げることができる。中でも、石英およびシリコン(Si)がより好ましく、石英が特に好ましい。
上記基板の厚みとしては、特に限定されるものではないが、通常、50μm〜500μm程度である。
上記感光性樹脂層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、通常10nm〜10μm程度である。
次に、本発明における現像工程について説明する。本発明における現像工程は、上記描画後の感光性樹脂層を現像することにより、3次元構造樹脂層を形成する工程である。現像工程を行うことにより、滑らかな3次元構造を有する3次元構造樹脂層が形成される。
本発明により得られるパターン形成体は、基板と、上記基板上に形成された3次元構造樹脂層とを有するものである。本発明において、基板上に形成される3次元構造樹脂層の形状は、滑らかな3次元構造を有するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、図6に示すように、3次元構造樹脂層6が凸部状の構造を有するもの(図6(a))、3次元構造樹脂層6が凹部状の構造を有するもの(図6(b))、3次元構造樹脂層6がブレーズド回折格子状の構造を有するもの(図6(c))等を挙げることができる。特に、本発明により得られるパターン形成体の3次元構造樹脂層が、図6(a)のように、凸部状の構造を有している場合には、3次元構造樹脂層をマイクロレンズとして用いることで、種々の光学部材に用いることができるマイクロレンズ付基板を得ることができる。
また本発明により得られるパターン形成体は、例えば、上述したマイクロレンズ付基板、インプリント用等のテンプレート、および光学素子等として用いることができる。特に、本発明においては、上記パターン形成体が、インプリント用テンプレートまたはマイクロレンズ付基板であることが好ましく、インプリント用テンプレートであることがより好ましい。
次に、本発明のパターン形成基板の製造方法について説明する。本発明のパターン形成基板の製造方法は、上述したパターン形成体の製造方法により得られたパターン形成体を用い、上記パターン形成体の3次元構造樹脂層の形状に沿って、上記基板をエッチングするエッチング工程を有することを特徴とするものである。
[実施例1]
6インチ石英基板上に、感光性樹脂層ZEP7000(ゼオン社製)を300nmの膜厚で塗布し、図3に示すようなパターンで直接描画を行った。上記パターンは特開2004−70087号公報に記載の誤差分散法を用いて作製した。次にZEP7000用現像液で上記感光性樹脂層の現像を行い、ピッチ2.2μm、高さ280nmの凹型のアレイ形状を有する3次元構造樹脂層を備えたパターン形成体を得た。
続いて、リアクティブイオンエッチング装置を用い、CF4ガスで、上記凹型の3次元構造樹脂層を有するパターン形成体をドライエッチングし、凹型形状を石英基板に転写して、ピッチ2.2μm、高さ200nmのマイクロレンズアレイテンプレート(パターン形成基板)を得た。得られたマイクロレンズアレイテンプレートのAFM(Atomic Force Microscope)画像を図9に示す。その結果、滑らかな表面を有するテンプレートが得られていることが確認された。
6インチ石英基板上に、感光性樹脂層ZEP7000(ゼオン社製)を300nmの膜厚で塗布し、図4(a)に示すようなパターンで直接描画を行った。上記パターンは特開2004−70087号公報に記載の誤差分散法を用いて作製した。次にZEP7000用現像液で上記感光性樹脂の現像を行い、ピッチ2μm、高さ280nmのブレーズド格子形状を有する3次元構造樹脂層を備えたパターン形成体を得た。
続いて、リアクティブイオンエッチング装置を用い、CF4ガスで、上記3次元構造樹脂層を有するパターン形成体をドライエッチングし、ブレーズド格子形状を石英基板に転写して、ピッチ2μm、高さ200nmのブレーズド格子テンプレートを得た。得られたブレーズド格子テンプレートのAFM画像を図10に示す。その結果、滑らかな表面を有するテンプレートが得られていることが確認された。
2 … 基板
3 … 感光性樹脂層
4 … 露光用基板
5 … レーザービーム
6 … 3次元構造樹脂層
7 … パターン形成体
8 … パターン形成基板
Claims (7)
- 目的とする3次元構造の形状を2値化することにより、ドットモジュレーションパターンを形成するドットモジュレーションパターン形成工程と、
前記ドットモジュレーションパターンを用い、基板上に形成された感光性樹脂層に対して、描画装置により直接描画を行う描画工程と、
前記描画後の感光性樹脂層を現像することにより、3次元構造樹脂層を形成する現像工程と、
を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法であって、
前記描画工程が、前記ドットモジュレーションパターンの最小ドット領域よりも大きな領域で前記感光性樹脂層に描画エネルギーが付与される描画エネルギー付与方式により行われることを特徴とするパターン形成体の製造方法。 - 前記描画エネルギー付与方式が、レーザー描画装置を用い、前記レーザー描画装置から照射されるレーザービームの波長が、前記ドットモジュレーションパターンのドットサイズよりも大きい方式であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記描画エネルギー付与方式が、電子線描画装置を用い、前記電子線描画装置から照射される電子線がスポットビームであり、前記スポットビームのビームサイズが、前記ドットモジュレーションパターンのドットサイズよりも大きい方式であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記描画エネルギー付与方式が、電子線描画装置を用い、前記電子線描画装置から照射される電子線が可変成形ビームである方式であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記パターン形成体が、インプリント用テンプレートであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
- 請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法により得られたパターン形成体を用い、前記パターン形成体の3次元構造樹脂層の形状に沿って、前記基板をエッチングするエッチング工程を有することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
- 前記パターン形成基板が、インプリント用テンプレートであることを特徴とする請求項6に記載のパターン形成基板の製造方法。
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