JPH0977532A - 微細な表面形状を持つ構造物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】微細な表面形状を持つ構造物において、微細な
表面形状として、錐体形状や屋根型形状の簡易な実現を
可能にする。 【解決手段】構造物材料１０の平滑な面上に、１以上の
微細な錐体もしくは屋根型形状に対応する１以上の出発
形状を有する形状形成層２０を形成し、１以上の出発形
状を形成された形状形成層２０と構造物材料１０とに対
して、異方性のドライエッチングを行ない、出発形状に
対応させて、１以上の微細な錐体もしくは屋根型形状を
構造物材料に形成する。エッチングの際、選択比を連続
的および／または段階的に変化させることにより、１以
上の出発形状を１以上の所望の錐体もしくは屋根型形状
に変形させつつ構造物材料に彫り写す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は微細な表面形状を
持つ構造物およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ・オプティクスやマイクロ・マ
シニングの発展に伴い、微細な表面形状を持つ構造物が
必要となってきている。例えば、透明な構造物材料の表
面に形成された微細な球面はマイクロレンズとして使用
できるし、導電性の構造物材料の表面に形成された円錐
状の突起は電子放出用の電極として使用できる。

【０００３】構造物の表面に形成される微細な表面形状
は、構造物の機能に応じて種々の形状が要請される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、微細な表面形状を持つ構造物において、微細
な表面形状として、錐体形状や屋根型形状の簡易な実現
を可能ならしめることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は
「１以上の微細な錐体形状を表面形状とする構造物を製
造する方法」であって、出発形状形成工程と、エッチン
グ工程とを有する。

【０００６】「出発形状形成工程」は、構造物材料の平
滑な面上に、１以上の微細な錐体形状に対応する１以上
の出発形状を有する形状形成層を形成する工程である。

【０００７】「エッチング工程」は、１以上の出発形状
を形成された形状形成層と構造物材料とに対して、異方
性のドライエッチングを行なって、出発形状に対応させ
て１以上の微細な錐体形状を構造物材料に形成する工程
である。

【０００８】請求項１記載の発明は「エッチング工程に
おいて選択比を連続的および／または段階的に変化させ
ることにより、１以上の出発形状を１以上の所望の錐体
形状に変形させつつ構造物材料に彫り写す」ことを特徴
とする。

【０００９】請求項２記載の発明は「１以上の微細な屋
根型形状を表面形状とする構造物を製造する方法」であ
って、出発形状形成工程と、エッチング工程とを有す
る。

【００１０】「出発形状形成工程」は、構造物材料の平
滑な面上に、１以上の微細な屋根型形状に対応する１以
上の出発形状を有する形状形成層を形成する工程であ
る。

【００１１】「エッチング工程」は、１以上の出発形状
を形成された形状形成層と構造物材料とに対して、異方
性のドライエッチングを行なって、出発形状に対応させ
て１以上の微細な屋根型形状を構造物材料に形成する工
程である。

【００１２】請求項２記載の発明は「エッチング工程に
おいて選択比を連続的および／または段階的に変化させ
ることにより、１以上の出発形状を１以上の所望の屋根
型形状に変形させつつ構造物材料に彫り写す」ことを特
徴とする。

【００１３】この明細書中において「構造物材料」は、
最終的に「微細な表面形状（錐体形状もしくは屋根型形
状）を持つ構造物を構成することになる材料であり、異
方性のドライエッチングが可能なもののうちから、構造
物の用途に応じて構造物に要求される性質（例えば、透
明であること、耐熱性があること、機械強度が大きいこ
と等）を持つものが適宜に選択される。

【００１４】また「選択比」は「（構造物材料のエッチ
ング速度）／（形状形成層のエッチング速度）」により
定義される。

【００１５】請求項１記載の発明における「錐体形状」
は、円錐形状や角錐形状、さらには変形円錐形状や変形
角錐形状を言う。円錐形状や角錐形状では、そのプロフ
ィルの形状が３角形形状で、上記３角形形状の斜辺は直
線であるが、変形円錐形状や変形角錐形状では、そのプ
ロフィルにおける頂点から基部に向かう部分（上記３角
形の斜辺にあたる部分）が曲線および／または折線であ
るものを言う。

【００１６】請求項２記載の発明における「屋根型形
状」は、基本的に「切妻屋根」のように、２つの平面を
稜線部を境に傾斜させて組み合わせた形状であるが、こ
の形状のみに限らず、稜線部を境に組み合わされた各面
が曲面や屈曲面で構成されるものも含む。

【００１７】上記出発形状形成工程は「出発形状の凹凸
を反転させた表面形状を持つ母型」を用いて行なうこと
もできるし、「パターニング」を利用して行なうことも
できる。

【００１８】母型を用いて行なう出発形状形成工程は、
形状形成層の材料として「光硬化性の転写材」を用い、
上記母型の表面形状を「転写材を光照射しつつ転写材に
転写する」ことにより、所定の出発形状を表面形状とし
て有する転写材の層を形状形成層として、構造物材料の
表面に形成してもよいし（請求項３）、形状形成層の材
料として「熱硬化性または熱可塑性の転写材」を用い、
母型の表面形状を「転写材を加熱しつつ転写材に転写す
る」ことにより、所定の出発形状を表面形状として有す
る転写材の層を形状形成層として、構造物材料の表面に
形成してもよい（請求項４）。

【００１９】パターニングを利用する出発形状形成工程
は、パターニング工程と熱処理工程とを有する（請求項
５）。

【００２０】「パターニング工程」は、構造物材料の平
滑な面上に形成されたパターニング材の層に、出発形状
に応じた２次元的なパターンをパターニングする工程
で、この工程により、構造物材料の平坦な面上に上記２
次元的なパターンがパターニング材により「レリーフ
状」に形成される。

【００２１】「熱処理工程」は、パターニング工程後の
パターニング材を加熱して熱変形させることにより所定
の出発形状を有する形状形成層とする工程である。

【００２２】従って、上記パターニング材は、ドライエ
ッチングが可能で、且つ熱処理により熱変形の可能なも
のでなければならない。このようなパターニング材とし
ては周知のフォトレジストを初めとする各種のレジスト
材料を利用できる。

【００２３】パターニング材としてフォトレジストを用
いる場合は、マスクを用いて露光を行ない、その後、現
像を行なって２次元的なパターンをレリーフ状に得るこ
とができる。

【００２４】パターニング材として感光性の無いレジス
トを用いる場合には、公知のマスク形成法でレジスト材
上にマスクを形成し、このマスクを介して異方性のエッ
チングをレジスト材に行なって２次元的なパターンをレ
リーフ状に得、その後マスクをリフトオフすればよい。

【００２５】このように、パターニングを利用して出発
形状形成工程を行なう場合、パターニング工程により
「１以上の微細な円形」をパターニングして、パターニ
ング材による「円柱状パターン」を得、熱処理工程によ
り円柱状パターンを熱変形し、出発形状として「球面状
の凸部」を得、エッチング工程により上記凸部を円錐形
状もしくは変形円錐形状に変形して構造物材料に彫り写
すことができる（請求項６）。

【００２６】あるいはまた、パターニング工程により
「１以上の微細な正方形形状」をパターニングして、パ
ターニング材による「正４角柱状パターン」を得、熱処
理工程により正４角柱状パターンを熱変形し、出発形状
として「正４角柱状パターンの頂部を曲面化した形状の
凸部」を得、エッチング工程により上記凸部を４角錐形
状もしくは変形４角錐形状に変形して構造物材料に彫り
写すことができる（請求項７）。

【００２７】更にはまた、パターニング工程により１以
上の「微細な長方形形状」をパターニングして、パター
ニング材により「４角柱状パターン」を得、熱処理工程
により４角柱状パターンを熱変形し、出発形状として
「４角柱状パターンの頂部を曲面化した円柱面形状の凸
部」を得、エッチング工程により上記凸部を屋根型形状
に変形して構造物材料に彫り写すことができる（請求項
８）。

【００２８】この発明の「微細な表面形状を持つ構造物
（請求項９）は、上記請求項１〜８に記載された製造方
法の何れかにより製造される構造物である。

【００２９】上記のように、この発明における構造物の
製造方法では、エッチング工程において選択比を連続的
および／または段階的に変化させることにより、出発形
状を所望の錐体形状もしくは屋根型形状に変形しつつ構
造物材料に彫り写すので、出発形状と所望の錐体形状・
屋根型形状の間の対応関係の自由度が大きく、出発形状
が同一形状でも、エッチング工程における選択比の経時
変化を異ならせることにより異なる形状を形成できる。

【００３０】換言すれば、同一の母型もしくは同一のマ
スクを用いて、同じ出発形状を形成しても、その後のエ
ッチング工程における選択比の調整如何により、種々の
異なる錐体形状・屋根型形状を形成できるのである。

【００３１】なお、エッチング工程により形成された錐
体形状・屋根型形状の表面には必要に応じて、金属薄膜
等を形成することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、出発形状形成工程
により構造物材料１０の平滑な表面に形状形成層２０を
形成した状態となっている。形状形成層２０の表面形状
は、出発形状である。なお、図１（ａ）において、出発
形状は、その「プロフィル（側面図形状）」が示されて
いる。

【００３３】図１（ｂ）は、図１（ａ）の状態からエッ
チング工程を途中まで行なった状態を示し、形状形成層
２０の相当部分と構造物材料１０とが異方性のドライエ
ッチングでエッチングされている。

【００３４】図１（ｃ）はエッチング工程終了後の状態
であり、形状形成層が完全にエッチングされ、構造物材
料１０には「３角形形状のプロフィルを持った形状」が
形成されている。

【００３５】周知の如く、異方性のドライエッチングを
行なうに際して、例えば図１（ａ）の状態から選択比：
１でエッチングすれば、構造物材料１０には、形状形成
層２０の表面形状が「そのまま合同的」に彫り写され
る。換言すれば、この場合は、形状形成層２０の表面形
状がそのまま構造物材料１０に転写される。

【００３６】また選択比を１より小さく（大きく）設定
し、設定した選択比を一定に保ってエッチングを行なえ
ば、構造物材料１０に彫り写される形状は、形状形成層
２０の表面形状を、図の上下方向へ一定の比率（選択比
により定まる）で押し縮めた（引き延ばした）形状とな
る。

【００３７】即ち、１より小さい（大きい）選択比で
は、構造物材料１０よりも形状形成層２０が速く（遅
く）エッチングされる。

【００３８】そこで、図１（ａ）の状態からエッチング
工程を開始し、選択比を１より小さい値から初めて１よ
り小さい値で終わるように、単調に大きくしていくこと
により、図１（ｃ）に示すようなプロフィルをもった形
状を彫り写すことができる。

【００３９】選択比の経時的な変化を調整すれば、例え
ば、図１（ｄ）に示すようなプロフィルを持った形状も
形成できる。この例の場合、符号１−Ａで示す部分では
選択比が１に近く（このため、この部分１−Ａの形状は
出発形状に近い形状となっている）、符号１−Ｂで示す
部分では選択比が小さく（形状形成層のエッチング速度
が構造物材料のエッチング速度より大きいので、この部
分１−Ｂでは、出発形状が図の上下方向へ押し縮められ
た形状となる）、符号１−Ｃで示す部分では選択比が大
きく（形状形成層のエッチング速度が構造物材料のエッ
チング速度より小さいので、この部分１−Ｃでは、出発
形状が図の上下方向へ引き延ばされた形状となる）設定
されている。

【００４０】図１（ａ）における形状形成層２０の表面
形状が図２（ａ−１）のような「半球状」のものである
場合には、エッチング工程で得られる形状は図２（ａ−
２）に示すように「円錐形状」にできるし、図１（ａ）
における形状形成層２０の表面形状が図２（ｂ−１）よ
うな「円柱面形状」のものである場合には、エッチング
工程で得られる形状は図２（ｂ−２）に示すように「屋
根型形状」にできる。

【００４１】また図１（ａ）における形状形成層２０の
表面形状が、図２（ｃ−１）のように「正４角柱の上部
を曲面化した形状」の場合には、エッチング工程の結果
は図２（ｃ−２）に示すような「４角錐形状」にでき
る。

【００４２】図２（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２）
に示す形状が何れも、図１（ｃ）に示すような３角形状
のプロフィルを持つことは容易に理解されるであろう。

【００４３】図１（ａ）に示すようなプロフィルを持つ
形状形成層２０を形成する「出発形状形成工程」を図
３，４を参照して簡単に説明する。

【００４４】図３は、請求項３記載の発明における出発
形状形成工程の実施の１形態を説明するための図であ
る。

【００４５】符号１０Ａで示す構造物材料は透明な材料
であり、符号３０で示す母型は、出発形状（その具体的
形状は、例えば図２（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−
１）に示す如き形状である）の凹凸を反転させた形状を
有する。

【００４６】母型３０と構造物材料１０Ａの平滑な表面
との間に、転写材２０Ａとして例えば紫外線硬化樹脂を
充填し、透明な構造物材料１０Ａの側から紫外光Ｕ．Ｖ
を照射して転写材２０を硬化させれば、所望の出発形状
を持つ形状形成層を構造物材料１０Ａ上に形成できる。

【００４７】また、上記転写材２０Ａとして「熱硬化性
の転写材」を用いる場合には、構造物材料１０Ａと母型
３０との間に転写材を充填し、例えば母型３０により加
熱して硬化させることにより、所望の所望の出発形状を
持つ形状形成層を構造物材料１０Ａ上に形成できる（請
求項４）。

【００４８】また、上記転写材２０Ａとして「熱可塑性
の転写材」を用いる場合には、構造物材料１０Ａ上に転
写材の層を形成しておき、これを母型３０により加熱し
つつ母型３０を押圧して変形せしめることにより、所望
の出発形状を持つ形状形成層を構造物材料１０Ａ上に形
成できる（請求項５）。

【００４９】転写材として熱硬化性あるいは熱可塑性の
ものを用いる場合には勿論、構造物材料も母型も透明で
ある必要はない。

【００５０】図４（ａ）において、符号１２は、構造物
材料１０の平滑な面上に形成された「パターニング材の
層」としてのフォトレジスト層を示している。

【００５１】フォトレジスト層１２にマスク１３を重ね
て均一光Ｌにより露光し、露光された部分のフォトレジ
スト層を除去すると、図４（ｂ）に示すように、出発形
状に応じた「２次元的なパターン」がパターニングされ
る（パターニング工程）。

【００５２】その後、フォトレジスト層１２を加熱して
熱変形させると、図４（ｃ）に示すように、フォトレジ
スト層１２を所定の出発形状を有する形状形成層とする
ことができる（熱処理工程）。

【００５３】図４（ｃ）に示す形状形成層の表面形状
は、マスク１３におけるパターンの形状に依存し、上記
パターンが円形であれば形状形成層の表面形状は「半球
状」となるし（図２（ａ−１））、パターンが長方形形
状であれば図２（ｂ−１）に示すような「円筒面形状」
となるし、パターンが正方形形状であれば、図２（ｃ−
１）に示すような形状となる。

【００５４】そして、このような出発形状からエッチン
グ工程を行なうことにより、所望の錐体形状や屋根型形
状を構造物材料の表面形状として得ることができる。

【００５５】勿論、錐体形状は円錐形状や４角錐形状に
限らず「多角錐形状」や「楕円推形状」が可能である。

【００５６】また、構造物材料に形成する錐体形状や屋
根型形状は１個でも２個以上でもよく、多数個形成する
場合にはランダム配列や千鳥格子配列、マトリックス配
列や同心円状配列等に形成できる。

【００５７】以下、具体的な実施例を説明する。

【００５８】

【実施例】最初に説明する実施例１，２は、請求項６記
載の製造方法の実施の形態の１具体例である。

【００５９】実施例１ 図４を参照する。図４に符号１０で示す構造物材料とし
て「厚さ１．１ｍｍの合成石英基板」を用い、その平滑
な表面にスピンナ−でプライマ−を塗布し、熱処理した
後に、東京応化社製のＲＥＳＩＳＴ材料：ＯＦＰＲ−８
００（ポジ材料）を２２μｍ塗布し、プリベ−クしてパ
ターニング材の層１２とした。

【００６０】マスク１３として「直径：９０μｍの円形
の遮光パタ−ン」を有するものを用いて露光し、現像、
リンスにより、パターニング材による「円柱状パター
ン」を形成した（以上、パターニング工程） 次いで「熱処理工程」として２００℃でポストベ−キン
グを３０分行った。

【００６１】その結果、パターニング材であるＲＥＳＩ
ＳＴ材料は有機溶剤が蒸発しながら収縮し、上記円柱状
パターンは、直径：９０μｍ、高さ：２７．３７８μ
ｍ、半径：Ｒ＝１６１．６μｍの半球形状に変形した。
この形状が出発形状である（図２（ａ−１）参照）。

【００６２】次ぎに、出発形状の得られた構造物材料を
ＥＣＲエッチング装置にセットし、ＣＨＦ₃，Ｏ₂ガスを
導入し、マイクロ波電力：６３０Ｗ，ＲＦ電力：４２０
Ｗ、エッチング時間：２６０分の条件下で、酸素導入量
を段階的に１０．０ｓｃｃｍから５．０ｓｃｃｍまで減
少させることにより、選択比を０．４７０から０．９８
５まで９段階に変化させてエッチングを行った（エッチ
ング工程）。

【００６３】具体的な条件は下記の通りである。この時
のエッチング室内圧力は、６．７×１０~⁴Torr(初め）
〜５．７×１０~⁴Torr（終わり）であった。

【００６４】 段階 酸素導入量 9.5 8.3 7.4 6.8 6.3 6.0 5.8 5.7 5.6 選択比 0.470 0.575 0.680 0.763 0.831 0.910 0.955 0.980 0.985 時間（分） 47 41 37 33 30 25 20 16 11 。

【００６５】エッチング工程の結果、構造物材料の表面
には、直径：９０μｍの底面を持ち、高さ：２０．４６
μｍの円錐形状が形成された（図２（ａ−２）参照）。

【００６６】実施例２ Ｓｉ基板を構造物材料としてその平滑な表面上に、上記
実施例１と同様の球形状を上記と同じＲＥＳＩＳＴ材料
で形成した。その後、実施例１と同様のエッチングガス
を用いて、上記と同様に選択比を変化させてＥＣＲエッ
チングによりエッチング工程を行った。

【００６７】その結果、構造物材料の表面に、直径：９
０μｍの底面を持ち、高さ：２０．５μｍの円錐形状が
得られた。

【００６８】次に説明する実施例３は、請求項７記載の
製造方法の実施の形態の１具体例である。

【００６９】実施例３ 図４を参照する。図４において符号１０で示す構造物材
料として「厚さ１．１ｍｍの合成石英基板」を用い、そ
の平滑な面にスピンナ−でプライマ−を塗布し、熱処理
した後に、東京応化社製のＲＥＳＩＳＴ材料：ＯＦＰＲ
−８００（ポジ材料）を２１．８μｍ塗布し、プリベ−
クしてパターニング材の層１２とした。

【００７０】マスク１３として「１辺が９０μｍの正方
形形状の遮光パターン」を有するものを用いて露光し、
現像、リンスにより、正４角柱状パターンを作成した
（パターニング工程）。

【００７１】次いで「熱処理工程」として、２段階に分
けながら２００℃でポストベ−キングを３０分行った。

【００７２】熱処理工程によりＲＥＳＩＳＴ材料は有機
溶剤が蒸発しながら収縮し、底面部が１辺：９０μｍの
正方形で、頂部が曲面化した形状（図２（ｃ−１）参
照）で高さ：２７．１０μｍの凸部が得られた。

【００７３】この形状を出発形状とし、ＥＣＲエッチン
グ装置にＣＨＦ₃，Ｏ₂ガスを導入して、マイクロ波電
力：６３０Ｗ、ＲＦ電力：４２０Ｗ、エッチング時間：
２６０分の条件下で、段階的に酸素導入量を１０．０ｓ
ｃｃｍから５．０ｓｃｃｍまで減少させ、選択比を０．
４５０から１．０５０まで９段階に変化させてエッチン
グを行った。具体的な条件は、下記の通りである。この
時のエッチング室内圧力は６．７×１０~⁴Torr（初め）
〜５．７×１０~⁴Torr（終わり）であった。

【００７４】 段階 酸素導入量 9.7 8.3 7.5 6.9 6.3 5.9 5.8 5.6 5.4 選択比 0.450 0.575 0.660 0.825 0.831 0.920 0.955 0.985 1.050 時間（分） 45 43 37 33 31 27 20 15 9 。

【００７５】エッチング工程後の形状は、底辺が１辺の
長さ：９０μｍで、高さ：２１．４６μｍの四角錐形状
となった（図２（ｃ−２）参照）。

【００７６】実施例４ 図４〜図６を参照する。実施例４は、請求項８記載の製
造方法の実施の形態の１具体例である。この実施例は、
横方向長さ：６４．２７０ｍｍ、縦方向長さ：３５．９
６４ｍｍの範囲に約２６万個のマイクロプリズムのアレ
イを形成する例である。

【００７７】図４において符号１０で示す構造物材料と
して「厚さ０．９０ｍｍの合成石英基板」を用い、その
平滑な表面に前記実施例１に置けると同じ条件で、スピ
ンナ−によりプライマ−を塗布し熱処理した後に、東京
応化社製のＲＥＳＩＳＴ材料：ＯＦＰＲ−８００（ポジ
材料）を２２μｍ塗布し、実施例１と同じ条件でプリベ
−クしてパターニング材の層１２とした。

【００７８】マスク１３として、図５（ａ）に示すよう
に、横方向長さ：７９．２μｍ、縦方向長さ：７２．０
μｍの「長方形形状の遮光パターン（符号Ｓで示すハッ
チを施した部分）」を、横方向ピッチ：１１８．８μ
ｍ、縦方向ピッチ：７４．０μｍで千鳥格子状に約２６
万個（横方向：５４２個×縦方向：４８８個＝２６４，
４９６個）配列したマスクを用いて露光した。

【００７９】その後、現像、リンスし、直方体形状（４
角柱形状パターン）の千鳥状配列を２次元的なパターン
として形成した後に、図５（ｂ）に示すようなＩ字状の
マスク（ハッチを施したＩ字状部分Ｔが透孔部で、横方
向ピッチ：１１８．８μｍ、縦方向ピッチ：７４．０μ
ｍ）を用いて「２度目の露光」を実施した（パターニン
グ工程）。２度目の露光の際、最初の露光の際に露光さ
れなかった部分の、横方向両側の部分が再度露光され
る。

【００８０】続いて「熱処理工程」として２００℃でポ
ストベ−キングを行った。

【００８１】熱処理工程により、ＲＥＳＩＳＴ材料は有
機溶剤が蒸発しながら収縮し、千鳥格子状に配列したこ
の直方体形状は、底面形状を保ったまま上側の面が円柱
面形状に変形した。その一つ一つは、図２（ｂ−１）に
示すような形状である。円柱面形状の高さは２５．９６
５μｍであった。

【００８２】前記２度目の露光の効果で縦方向の形状は
「横方向の熱変形量より少なく」形状制御できた。

【００８３】このようにして得られた形状を出発形状と
して、ＥＣＲエッチング装置にＣＨＦ₃，Ｏ₂ガスを導入
して、マイクロ波電力：６３０Ｗ，ＲＦ電力：４２０
Ｗ、エッチング時間：２６０分の条件下で段階的に酸素
導入量を１０．０ｓｃｃｍから５．０ｓｃｃｍまで減少
させて選択比を０．４５０から１．０５０まで９段階に
変化させてエッチングを行った（エッチング工程）。

【００８４】具体的な条件は下記の通りである。この時
のエッチング室内圧力は、６．７×１０~⁴Torr（初め）
〜５．７×１０~⁴Torr（終わり）であった。

【００８５】 段階 酸素導入量 9.7 8.7 7.8 7.0 6.5 5.9 5.6 5.5 ５．４ 選択比 ０．４５０ ０．５３５ ０．６６０ ０．７３４ ０．８
１０ ０．９２０ ０．９８５ １．０４０ １．０５０ 時間（分） 45 43 39 35 32 26 17 14 9 。

【００８６】エッチング工程により、個々の円柱面形状
は「屋根型形状（図２（ｂ−２）参照）」に変形した。

【００８７】即ち、図５に示すように、千鳥格子状に配
列した屋根型形状は、高さ：１９．８μｍ、屋根幅（稜
線の片側にある傾斜平面（プリズム面）の横方向の
幅）：３９．６μｍ、稜線長さ：７２．０μｍ、横方向
長さ：７９．２μｍ（３９．６μｍ×２）、屋根面の傾
き角：２６．５７°であった。

【００８８】各屋根型形状の底面部分は平面で繋がって
いるが、縦方向の形状は、熱変形後の形状が端面で少し
ダレが生じたため、縦方向（稜線方向）におけるマイク
ロプリズムとしての有効範囲は６８．０μｍであった。

【００８９】実施例５ 実施例４の方法と同様にしてパターニングしたレジスト
を「熱変形工程」としてポストベークしたのち、図７に
示すように、レジスト１２上にストライプ状のメタルマ
スク（幅：６８．０μｍの帯状メタル領域を、縦方向ピ
ッチ：７４．０μｍで配列したもの）ＭＭを密着させ、
ＥＣＲエッチング装置に酸素ガス３５ｓｃｃｍを導入
し、酸素プラズマ中でレジスト層のドライエッチングを
行なった。

【００９０】その結果、メタルマスクＭＭで覆われた部
分のみのレジスト１２が残り、縦方向のエッチングされ
た端面が基板に垂直に立った。このようにして、横方向
長さ：７９．２μｍ、縦方向長さ：６８μｍで、表面が
円柱面形状（所謂かまぼこ面形状）を有するレジストが
得られた。

【００９１】このようにして得られた出発形状に対し、
実施例４と同様の条件でエッチング工程を行なった結
果、高さ：１９．８μｍ、屋根幅：３９．６μｍ、稜線
長さ：６８．０μｍ、横方向長さ：７９．２μｍ、屋根
面の傾き角：２６．５７度で、マイクロプリズムとして
の有広範囲：６７．５μｍの屋根型形状の千鳥配列が得
られた。

【００９２】なお実施例１〜５とも、選択比の段階的変
化における、各段階の変り目の部分では「選択比を連続
的に変化」せしめ、エッチング形状が滑らかな面形状と
なるようにした。

【００９３】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、微細な表面形状を持つ構造物において、微細な錐体
形状や屋根型形状の簡易な実現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図２】図１（ａ）に示す形状形成層の出発形状のプロ
フィルに応じた実際の出発形状の例と、図１（ｃ）に示
すエッチング工程後の形状のプロフィルに応じた実際の
形状の例とを３例ずつ示す図である。

【図３】請求項３記載の発明の実施の形態を説明するた
めの図である。

【図４】請求項５記載の発明の実施の形態を説明するた
めの図である。

【図５】実施例４において用いられる最初の露光に用い
られるマスク（図の（ａ））と２度目の露光に用いられ
るＩ字状のマスク（図の（ｂ））を説明するための図で
ある。

【図６】実施例４により製造されたマイクロプリズムア
レイのプリズム形状とその配列状態を説明するための図
である。

【図７】実施例５で使用されたメタルマスクを説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０ 構造物材料 ２０ 形状形成層

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１以上の微細な錐体形状を表面形状とする
   構造物を製造する方法であって、 構造物材料の平滑な面上に、上記１以上の微細な錐体形
   状に対応する１以上の出発形状を有する形状形成層を形
   成する出発形状形成工程と、 上記１以上の出発形状を形成された形状形成層と上記構
   造物材料とに対して、異方性のドライエッチングを行な
   って、上記出発形状に対応させて、上記１以上の微細な
   錐体形状を構造物材料に形成するエッチング工程とを有
   し、 上記エッチング工程において、選択比を連続的および／
   または段階的に変化させることにより、上記１以上の出
   発形状を、１以上の所望の錐体形状に変形させつつ上記
   構造物材料に彫り写すことを特徴とする、微細な表面形
   状を持つ構造物の製造方法。
2. 【請求項２】１以上の微細な屋根型形状を表面形状とす
   る構造物を製造する方法であって、 構造物材料の平滑な面上に、上記１以上の微細な屋根型
   形状に対応する１以上の出発形状を有する形状形成層を
   形成する出発形状形成工程と、 上記１以上の出発形状を形成された形状形成層と上記構
   造物材料とに対して、異方性のドライエッチングを行な
   って、上記出発形状に対応させて、上記１以上の微細な
   屋根型形状を構造物材料に形成するエッチング工程とを
   有し、 上記エッチング工程において、選択比を連続的および／
   または段階的に変化させることにより、上記１以上の出
   発形状を、１以上の所望の屋根型形状に変形させつつ上
   記構造物材料に彫り写すことを特徴とする、微細な表面
   形状を持つ構造物の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の製造方法におい
   て、 形状形成層の材料が、光硬化性の転写材であり、 出発形状形成工程が、出発形状の凹凸を反転させた表面
   形状を持つ母型の上記表面形状を、上記転写材を光照射
   しつつ転写材に転写することにより、所定の出発形状を
   表面形状として有する上記転写材の層を形状形成層とし
   て構造物材料の表面に形成する工程であることを特徴と
   する、微細な表面形状を持つ構造物の製造方法。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の製造方法におい
   て、 形状形成層の材料が、熱硬化性または熱可塑性の転写材
   であり、 出発形状形成工程が、出発形状の凹凸を反転させた表面
   形状を持つ母型の上記表面形状を、上記転写材を加熱し
   つつ転写材に転写することにより、所定の出発形状を表
   面形状として有する上記転写材の層を形状形成層として
   構造物材料の表面に形成する工程であることを特徴とす
   る、微細な表面形状を持つ構造物の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１または２記載の製造方法におい
   て、 出発形状形成工程が、 構造物材料の平滑な面上に形成されたパターニング材の
   層に、出発形状に応じた２次元的なパターンをパターニ
   ングするパターニング工程と、 パターニング工程後のパターニング材を加熱して熱変形
   させることにより所定の出発形状を有する形状形成層と
   する熱処理工程とを有することを特徴とする、微細な表
   面形状を持つ構造物の製造方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の製造方法において、 パターニング工程により１以上の微細な円形をパターニ
   ングして、パターニング材による円柱状パターンを得、 熱処理工程により、出発形状として球面状の凸部を得、 エッチング工程により、上記凸部を円錐形状もしくは変
   形円錐形状に変形して構造物材料に彫り写すことを特徴
   とする、微細な表面形状を持つ構造物の製造方法。
7. 【請求項７】請求項５記載の製造方法において、 パターニング工程により１以上の微細な正方形形状をパ
   ターニングして、パターニング材による正４角柱状パタ
   ーンを得、 熱処理工程により、出発形状として、上記正４角柱状パ
   ターンの頂部を曲面化した形状の凸部を得、 エッチング工程により、上記凸部を４角錐形状もしくは
   変形４角錐形状に変形して構造物材料に彫り写すことを
   特徴とする、微細な表面形状を持つ構造物の製造方法。
8. 【請求項８】請求項５記載の製造方法において、 パターニング工程により１以上の微細な長方形形状をパ
   ターニングして、パターニング材による４角柱状パター
   ンを得、 熱処理工程により、出発形状として、上記４角柱状パタ
   ーンの頂部を曲面化した円柱面形状の凸部を得、 エッチング工程により、上記凸部を屋根型形状に変形し
   て構造物材料に彫り写すことを特徴とする、微細な表面
   形状を持つ構造物の製造方法。
9. 【請求項９】請求項１または２または３または４または
   ５または６または７記載の製造方法により製造される、
   微細な表面形状を持つ構造物。