JPS60247243A - レプリカ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発ＦＪＦｉは、エンデス化または変形化または光学的
ノ々ターン付与化を首尾よく行なうことができない材料
に対して、存在する表面テキスチャー（または、表面模
様）のレプリカを作成する方法に関する。

〔従来の技術〕

表面テキスチャーは、各種の光学要素例えば回折格子、
ホログラム、および集積光学素子用の薄フイルム要素を
加工するのに広範囲に使用されてきた。表面テキスチャ
ーの他の用途としては、光学強化（ｏｐｔｉｅａｔｔｙ
　ｅｎｈａｎｃｅｄ）太陽電池の組立てがある。光学強
化太陽電池は、電池内でめ光の吸収の効率を増す周期的
またはランダムな表面テキスチャーを含んでいる。この
点については、例えば、Ｈ，Ｄａｏｋｍａｎ、　Ｈ，Ｗ
ｉｔｚｋａ、　Ｃ，ＷｒｏｎｓｋｉおよびＥ、Ｙａｂｔ
ｏｎｏｖｉ　ｔｃｈ　、アプル・アイス・レッ）　（Ａ
ｐｐｔ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）４２．　９６８（１９
８３）　、ならびにＨ＊Ｗ、Ｄｅｃｋｍｉｎ、　Ｃ，Ｒ
，ＷｒｏｎｓｋｉおよびＨ，Ｗｉｔｚｋｅ、ジェイ・バ
ク・サイ・チクノル（Ｊ。

Ｖａｅ、Ｓｉ、Ｔｅｅｈｎｏｔ、）　Ａ　１．５７８（
１９８３）を参照されたい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

テキスチャー付き表面を製造するのに使用するレプリカ
作成技術には、３ｇの主要な型、すなわち、光学的コー
ト、物理的コートおよび金属コートがある。

多くの電子デバイス（装置）および光学要素は、注意深
く選択した電子的および光学的性質の材料から製造され
ている。多くの場合、これらの材料は、エンがス化また
は変形化して、所望の表面テキスチャーを形成すること
ができない。従って。

デバイスまたは要素の表面上にリソグラフィーマスクを
規定して、表面の成る部分をエツチング剤の攻撃から保
護する必要がある。このマスクは、エツチングの後で取
シ除いた場合に、マスク中に予め規定しておいたデバイ
スまたは光学要素の表面にテキスチャーを表わす。

光学的なレプリカ作成技術は、デバイスまたは光学要素
の表面上に、通常リソグラフィーマスクを規定するが、
これはＵＶ　光ｔｆｃは他の電離線に対し【感受性のポ
リマーの薄層によって部分的にコートを行なうことによ
って実施する。次に、所望のノｆターンを含む光学系に
よってポリマーを露光する。露光に依存して、ポリマー
の一部分を溶媒によって溶解することができ、光学系に
含まれていた）４ターンのレプリカに相当するノ臂ター
ン付きリソグラフィーマスクを表面上罠残すことができ
る。テキスチャー寸法が０．５μｍ以下である場合、ま
たはデバイス表面が曲面である場合には、前記の方法は
実用上の限界に直面する。更に、前記のパターンは、個
々のデバイス毎の上にホトリソグラフィー的に規定され
る必要がある。

従来使用されてきた物理的レゾリカ作成技術には、成形
（Ｊたは、モールディング）、エンボス、溶液流延（ま
たは、溶液キャスチング）、あるいは重合法における基
板材料の成る部分の塑性変形が含まれる。物理的なレプ
リカ作成方法は、回折格子をコピーするのに広範に使用
されており、ｗｈｉｔｅ等への米国特許第２，４６４，
７３９号明細書、Ｑ、Ｄ、Ｄａｗ、ジェイ・サイ・イン
ストラム（Ｊ、Ｓｉ’。

Ｉｎｉｔｒｕｍ、　）　３３　、３４８　（１９５６）
　、ならびにＩ　、Ｄ、ＴｏｒｂｉｎおよびＡ、Ｍ、Ｎ
１ｚｉｈｉｎ　、オプティカル・テクノロジー（Ｏｐｔ
ｉｃａｔＴｅｃｈｎｏｔｏｇｙ　）　、４０゜１９２（
１９７３）にｈ己載されている。これらの方法は、マス
ターパターンと有機液体材料とを接触させ、この材料を
凝固させて、元の表面のコピーを製造することを含んで
いる。前記の凝固は、成形、溶液流延または重合法のそ
れぞれにおいて、冷却、溶媒欠損またはポリマー形成に
よって起こる。すべての場合において、凝固材料は、そ
の表面上に元のＡ？ターンのコピーをもつ、基板の１部
分になる。従って、基板表面は、物理的なレゾリカ作成
方法における液体様材料の塑性変形によシ、ノリ―ン転
写の際に、生成される。光学要素、例えばハエの水晶体
（ｆｔｙ’ａ　ｅｙｅ　ｔｅｎｓ　）　、回折格子、球
面鏡、非球面鏡およびホログラムは、ニス・ピー・アイ
・イー（５ＰＩＥ　）　ｖｏｔ、　１１５．アトパンス
ズ・イン・レゾリケーティド・アンド・プラスチック・
オプテイツク（Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｒｅｐｔｉｃ
ａｔｅｄａｎｄ　Ｐｔａｓｔｉｅ　Ｏｐｔｉｃｍ　）　
（１９７７）　、ならびにＴ、Ｄ、Ｔｏｒｂｉｎおよび
Ａ、Ｍ、Ｎ１ｚｉｈｉｎ　、オシティカル・テクノロジ
ー（ＯｐｔｉｃａｔＴｅａｈｎｏｔｏｇｙ）、４０゜１
９２（１９７３）に記載されている物理的レプリカ作成
技術を使って製造されてきた。前記のすべての技術にお
いて、パターンは、成る型の物理的レプリカ作成方法に
よシ、有機重合性媒質中に転写される。物理的レプリカ
作成技術は、オーディオおよびビデオディスクを金属製
マスターパターンから重合性材料ヘコビーするのに広範
に使用されておシ、アール・シー・ニー・レビュー（Ｒ
ＣＡＲｅｖｉｅｗ　）　、　３９　（１９７８）に記載
されてい暮。

すべての物理的レプリカ作成方法は、結果的に最終基板
中に導入される、材料の塑性変形に依存している。

金属レプリカは、蒸着層をマスターパターンから剥離す
ることができる厚さに、マスターパターンをメッキする
ことによって形成する。金属レプリカは元のパターンの
ネガ型であり、通常は、先に存在する基板の表面上に積
層させる。レプリカは、アール・シー・ニー・レビュー
　（ＲＣＡ　Ｒｅｖｉｅｗ）３９（１９７８）に記載さ
れている金属コート技術による塑性変形を使用しないで
形成することができる。物理的レプリカ作成方法または
メッキ方法のいずれを使用しても、マスターのテキスチ
ャは直接的に再現され、レプリカ作成の際に、予じめ決
めた態様で変化させることは実質的に不可能である。

本発明は、中間的なリソグラフィー転写マスクを使用し
て、予じめ存在する有機または無機基板中に、微細構造
化パターンのレプリカを作成する方法を開示するもので
ある。本発明は、従来利用することのできた技術によっ
ては、パターン付けすることのできなかった基板中に、
ノ９ターンをマスターから転写させることを可能にする
。従来のレプリカ作成技術では、基板材料の変形または
メッキ法のいずれかを必要とするか、あるいはそれぞれ
個々の光学的に平坦な基板の光学的パターン化を必要と
する方法を使用して、パターンをコピーする。本発明は
、基板材料が平坦であり７’（シ、塑性変形されたシ、
または転写用の金属質であることが必要ではなく、従っ
て、基板材料例えばガラス、アルミナおよび他の耐火性
酸化物、ならびに半導体上において容易に使用すること
ができる。

本発明は、予じめ存在する有機および無機基板について
使用することのできる改良されたレプリカ作成方法を提
供する。この方法は、物理的レプリカ作成およびメッキ
法とは異なり、）４ターンを転写する基板の選択によっ
ては制限されない。

本発明は、リプリカ作成工程の際に、表面テキスチャー
の形状を、予じめ決めた態様に、変えることのできる、
改良されたレゾリカ作成方法も提供する。表面テキスチ
ャーの形状を変えることの自由度は、マスターから基板
へパターンを転写する中間リソグラフィーマスクの使用
によってもたらされる。

本発明は、平坦マスター上のテキスチャーを曲面基板に
転写することのできる改良されたレプリカ作成方法も提
供する。あるいは、テキスチャーを、曲面マスターから
平坦基板へ、または曲面マスターから曲面基板へ転写す
ることができる。平坦面と曲面との間の前記の転写は、
中間リソグラフィー転写マスクの可続性によって可能と
なったものである。

本発明は、表面積の広いマスターおよび狭いマスターを
迅急にコピーすることのできる改良されたレプリカ作成
方法も提供する。

本発明は、単一のマスターパターンから多数のコピーを
製造することのできる改良されたレゾリカ作成方法も提
供する。

本発明は、マスターからレプリカヘノｊターンを転写す
る光学系の使用を必要としない改良されたレプリカ作成
方法も提供する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、マスターからの微細構造のレプリカ作成方法
である。本発明は、フィルム形成性ポリマー材料層によ
って前記マスターをコートし、前記ポリマー材料の一方
の表面上に前記マスターの微細構造のネガ型レプリカを
形成して、前記ポリマーを凝固させ、前記ポリマー材料
の凝固層を前記マスターから分離し、前記ポリマー材料
の凝固層を基板表面上に置いてリソグラフィーマスクを
形成し、そして前記リソグラフィーマスクからのパター
ンを、エツチングによって前記基板に転写する各工程を
含んでいる。

本発明の改良されたレプリカ作成方法を簡潔に説明すれ
ば、マスターパターンを中間転写マスク上にコピーし、
次にこのマスクを使って基板表面上にリソグラフィーマ
スクを形成する方法であると言うことができる。元のマ
スターパターンからの、ポジ型またはネガ型のトーンノ
！ターンのいずれであっても、エツチング方法において
前記のリソグラフィーマスクを使うことによって、基板
中に製造される。ネガ型レプリカの基板中での製造は、
中間転写マスクをリソグラフィーマスクとして直接に使
用することによって行なわれる。ポジ型レプリカの基板
中での製造は、基板上にコートしたポリマーセメントの
薄層中に中間転写マスクをプレスすることによって行わ
れる。続いて、中間転写マスクを凝固ポリマーセメント
から取シ除き、マスターのポジ型レプリカに相当するリ
ソグラフィーマスクを残す。

ネガ型レプリカを生成するためには、最後のエツチング
工程においてリソグラフィーマスクとして作用するのに
充分な薄さの、フィルム形成性ポリマー層によって、マ
スターをコートすることによシ、中間リングラフイー転
写マスクを形成する。

ポリマーフィルムの一方の側は表面テキスチャーを複写
（レゾリケード）シ、反対側は充分な平滑性をもつ必要
があシ、そのフィルムをエツチングマスクとして使用す
る際にリソグラフィー性を妨害してはならない。リソグ
ラフィーマスクとして作用するためには、前記のポリマ
ーフィルムをマスターから分離し、基板と称する、／４
’ターン付けすべき新しい材料の平滑表面と緊密に接触
させる必要がある。ポリマーフィルムをマスターから分
離することは、（１）ポリマーフィルムをマスターから
の物理的に剥離すること、（２）液体表面張力を使用し
てポリマーフィルムをマスターから浮遊させること、ま
たは（３）ポリマーフィルムとマスターとの間に剥離剤
を挿入すること、等の各種の技術を単独でまたは組合せ
て使用することによって実施することができる。ノ臂タ
ーン付けすべき基板上へのポリマーフィルムの転写も、
各種の技術、例えば（す流体によってフィルムを基板上
に浮遊させ、続いて乾燥する工程（前記の流体は注意深
く蒸発させて除去し、中間マスクと基板との間に気泡を
形成させない）、および（２）接着層を使って中間マス
フを基板と緊密に接触させてセメントを結合させること
によって実施することができる。セメントを使用する場
合には、中間マスクの平坦側を基板とセメント結合させ
ることが必要で６　！！１１　、　（３）中間マスクを
基板に静電的に転写する。基板と中間マスクとの間に反
対の符号をもつ静電荷を起こすことによって、マスクと
基板との緊密な接触を導ひくことができる。ネガ型レプ
リカを形成するすべての場合において、ポリマーフィル
ムは基板と緊密に接触する。しかしながら、成る場合に
は、ポリマーフィルムのテキスチャー付き表面と基板と
を接触させ、そして別の場合にはポリマーフィルムの平
滑な側を基板と緊密に接触させることが望ましい。

ポジ型レプリカを生成するためには、フィルム形成性ポ
リマー層によってマスターをコートし、マスターと接触
するポリマー表面にマスターのネガ型レプリカを形成す
ることにより、中間転写マスクを形成する。次に、凝固
ポリマーを、剥離、表面張力または剥離剤によってマス
ターから取り除く。凝固ポリマーは中間転写マスクとし
てのみ使用するので、薄いことは必要ではない。基板表
面上のポリマーセメント層中に中間転写マスクの表面を
プレスすることによシ、リソグラフィーマスクを基板表
面上に形成する。中間転写マスクが可撓性であるので、
大部分の過剰なセメントを中間転写マスクと基板との間
から絞り出すことができる。ポリマーセメントは、それ
が凝固した後では、中間転写マスク用の溶媒中に溶解性
ではないことが必要である。次に、転写マスクを溶解し
て除キ、基板と緊密に接触したリソグラフィーマスクと
して作用するセメントを残すことができる。

ポジ型レプリカ作成またはネガ型レプリカ作成のいずれ
の場合においても、ポリマーフィルムをエツチング法用
のリソグラフィーマスクとして使用することによシ、ノ
リーンを転写する。ウェット化学エツチング法を使用す
ることができるが、ドライエツチング法例えばプラズマ
またはイオンビームエツチングの方が好ましい。基板中
に展開されるパターンの形状は、基板に対するマスクの
エツチング速度すなわちエッチコントラストに依存する
。エツチングの結果として形成される表面テキスチャー
の形状を、マスターの形状から変化させることは、エツ
チング法の化学を制御することによシ、あるいは、エツ
チングの物理的工程例エバイオンビームまたはプラズマ
エツチングに使用する化学種の入射エネルギーまたは入
射角を変えることによシ行なうことができる。更に、エ
ツチングの前にマスクの部分を金属層でコートし、コー
ティングによってマスクのコートされた部分のエツチン
グ抵抗性を実質的に増加させることにより、表面テキス
チャーを、制御された態様で変化させることができる。

マスク部分のコートは、シャドウ蒸発または同様のコー
ト技術によって実施することができる。これによってコ
ントラスト強化が得られる。

中間マスクに対する要件は、最終基板へのパターンのポ
ジ型レプリカ作成とネガ型レプリカ作成とで異なる。す
べての場合において、中間マスクは、ポリマー材料例え
ばコロジオン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（
ビニルピロリドン）、メチルセルロース、エポキシ、シ
リコンゴム、ポリスチレン等から形成される。ネガ型レ
プリカ作成にとっては、中間マスクの形成に選択される
材料は、形成されたフィルムがリソグラフィーマスクと
して直接に作用する態様でマスター上にコートされる必
要がある。リソグラフィーマスクとして作用するために
は、フィルムの一方の側がマスターの表拘テキスチャー
を複写し、反対側が充分に平滑で続いて行なうエツチン
グ工程においてパターンを転写することができることが
必要である。

中間マスクの厚さは、マスターの表面テキスチャーの深
さよシ大きいが、リソグラフィーマスクとして作用する
のに充分な薄さであることが必要である。グローブ深さ
５，０ＯＯＸの格子のネガ型レプリカを製造するために
は、中間マスクの厚さは約１μｍである。部分的な平均
化フィルム厚さは、マスターを通じて本質的に均一であ
る。前記の薄いポリマーフィルムをマスターに施こすの
に使用することのできるコート方法としては、スピンコ
−ト、ロールコート、ディプコートオヨヒスフレーコー
トが含まれる。ポジ型レプリカ作成にとっては、中間マ
スクはリソグラフィーマスクとして作用する必要はなく
、かなシ厚くてもよい。最終基板中のポジ型レプリカは
、厚さ０．５μｍ〜１０ｃｒｎのマスクから製造するこ
とができる。唯一の要件は、中間マスクの一方の側がマ
スターのパターンを実質的に複製する点である。グロー
ブ深さ５．０ＯＯＸの格子９ポジ型レプリ力作成にとっ
ては、厚さ０．５ｍのコロジオンフィルムから形成した
中間マスクを使用することができる。

ｌマスクをマスターから取シ除くのに選択スる分離技術
は、使用するポリマーフィルムの性質に主に依存する。

溶液からコートされたポリマーフィルムの収縮によって
発生した応力が接着減衰を生むことができ、成るポリマ
ーをマスターパターンから直接に剥離できるようにする
。一般的に、より厚いポリマーフィルムの方が、薄いフ
ィルムよりもマスターからより簡単に剥離される。例え
ば、５μｍのポリ（メチルメタクリレート）フィルムは
シリコンマスターから簡単に剥離することができるが、
厚さ０．５μｍのフィルムは取り除くのが難かしく、取
シ除いた後で自分自身の上に折シ重なる。または、液体
表面張力を使用してフィルムをマスクーノやターンから
浮遊させることによってポリマーを取シ除くことが往々
にして可能である。

例えば、厚さ０．５μｍのポリ（メチルメタクリレート
）フィルムは、水中での浮遊により、シリコンマスター
から取９除くことができる。水中でフィルムを取り除く
ことによって、担持されていないフィルムのそれ自体の
上への折り重なシが回避される。ポリマーフィルムをマ
スター表面から取り除くことを助けるためには、ポリマ
ーフィルムとマスターとの間に、適当に選択した剥離剤
を挿入することができる。その剥離剤は、マスター上の
テキスチャーの深さよシも有意に小さい厚みをもつ、有
機または無機のいずれかのフィルムであることができる
。前記の剥離剤は、基板に弱く結合しているか、または
、マスターパターン用および中間マスク用の溶媒ではな
い液体に可溶性である。

例えば、厚さ０．５μｍのポリ（メチルメタクリレート
）マスクに対しては、ポリ（ビニルピロリドン）の１０
０Ｘ以下の層が剥離層として作用する。ポリ（ビニルピ
ロリドン）層は水溶性であるが、ポリ（メチルメタクリ
レート）およびシリコンは不溶性である。

中間マスクをマスターから分離するのに使用する方法の
選択は、往々にして、便利さの問題である。中間マスク
のテスターからの分離に対する一般的要件は、（１）そ
の方法が中間マスク上のｚｆターンをゆがめないこと、
および（２）その方法がマスターパターンの品質を低下
させないことである。ネガ型レプリカ作成にとって、中
間マスクの基板への転写は、中間転写マスクＫｌ−ｖソ
ゲラフイーマスクとして使用できるようにするものであ
ることが必要である。このためには、中間転写マスクが
基板とその全表面に亘って緊密に接触していること、そ
して正しい位置に強固に結合して、エツチングの際に、
基板から離れたシ移動したシしないことが必要となる。

基板と中間転写マスクとの間には、閉じ込められたガス
の小気泡も許されない。この要件は、各種の技術によっ
て満たすことができる。

中間転写マスクおよび基板のいずれをも攻撃しない揮発
性液体の薄層上で、中間マスクを基板の上に浮遊させる
ことによｐ、マスクを基板表面上に正確にそして均質に
置くことができる。前記の液体は、この工程の際に、潤
滑材として作用する。

基板上にマスクを配置した彼で、前記の液体を注意深く
蒸発させ、マスクと基板との間に気泡を形成させない。

乾燥によって発生する力がフィルムを加圧して、基板を
緊密に接触させる。この技術は、マスクのテキスチャー
付の側が、基板に向かう場合ま九は基板とは反対になる
場合のいずれにも使用することができる。緊密な接触は
、通常、マスクを基板上で不動化する。上記の工程の後
で、マスクが基板から剥離する場合には、セメントを使
用してマスクを基板に結合することができる。

セメントには２種類の型がある。セメントの第１の型は
、前記の揮発性液体に少量の材料を添加し【、乾燥後の
、マスクの基板への接着を改良するものである。この方
法においては、水中の少量のポリビニルピロリドンが使
用されてきた。この方法は、マスクの平滑側が基板表面
に向かう場合に使用される。セメンＡ２の型は、ポジ型
レゾリカ作成を実施するのに使用することができる。こ
のセメントは、溶液中の＠縮化ポリマーまたは重合性媒
質である。このセメントは、マスクテキスチャーを基板
に向けながら、基板とマスクとの間に置き、続いて過剰
のセメントを両者の間から絞夛出す。前記のセメントは
、中間マスクを溶解するのに使用する溶媒には不溶性で
ある。続いて、前記のセメントは、基板の表面上にポジ
型リソグラフィーマスクを形成する。この後で、中間マ
スクを溶解して取シ除く。

〔実施例〕

例１ 第１図は、通常のリソグラフィー（Ｈ，Ｗ、Ｄｅｃｋｍ
ａｎおよびＪ、Ｈ，Ｄｕｎｓｍｕｌｒに対する米国特許
第４．４０７，６９５号明細誉）によってシリコンマス
ター上に原型として製造した、直径０．５μｍおよび高
さ０．７μｍの柱のランダムな列のネガ型レプリカ作成
を模式的に示すものである。Ｓｔママスター中柱のネガ
型レプリカは、中間リソグラフィーマスクを形成するコ
ロジオン（ポリマー）ヲ使って、新しいシリコン基板中
に生成される。ネガ型レプリカの製造は以下の工程ｔ−
會んでいる。

（４）スピンコード技術を使って、コロジオン（１）ｔ
−マスター（２）の上に、溶液からキャストする。この
工程においては、ポリマーの下側表面がマスターと適合
しそして上側表面が本質的に平滑となるのにのみ充分な
厚さの？リマ一層によって、マスターの全表面をコート
する。本例におい【は、コロジオンを溶液から３００　
Ｏｒｐｍでスピンさせ、厚さを１μｍ以下とした。

（Ｂ）　コロジオンフィルムをマスターから分離する。

コロジオンのマスターに対する接着は弱いので、この工
程は非常に簡単であシ、コロジオンフィルムはマスター
から容易に剥離するので剥離剤を使用する必要はない。

マスターと接触していた前記のコロジオンフィルムの表
面には、マスターのネガ型コピーが含まれている。この
フィルムを、本例および以下の例において、中間マスク
と称する。マスターと接触していた中間マスク（３）の
表面を、ノリ一ン付けすべき新しいシリコン基板（４）
と緊密接触条件下に置く。これによって、新しい基板上
への、マスターの微細な忠実な再現が可能となる。他の
実施例においては、ｉ４ターン付けされる新しい基板に
平坦な表面を接触させる、中間マスクの使用を示してい
る。中間マスクと基板との緊密接触は、基板または中間
マスク用の溶媒ではない揮発性液体の薄層によって、基
板表面上に中間マスクを浮遊させることにより得る。次
に、中間マスクと基板との間に気泡を形成しない条件下
で前記の液体を蒸発させる。本例においては水を使用し
、雰囲気大気条件下で約６０℃で蒸発させる。

（Ｃ）　続いて、中間体を伴った基板を、プラズマまた
はイオンビームエツチングにより【エツチングし、中間
マスクから基板へとノｆターンを転写する。本例におい
ては、アルゴンイオンビームミリングを使用して、中間
マスクの平坦面を最初に浸蝕し丸。平坦部を浸蝕した後
で、中間マスクのテ“″“−行部分（罵け１・新５゛１
板０“）　。

と接触させて残す。中間体のこの部分がリングラフイー
マスクとし【働き、基板をイオンビームによって浸蝕す
る。

０））　前記の新しい基板をエツチングした後で、中間
マスクの残留物を剥ぎ取ｐ、マスターのネガ型レプリカ
（７）を残す。このネガ型レプリカを第２のマスターと
して使う方法を繰返せば、マスターのポジ型レプリカが
得られる。

例２ 第２図は、剥離剤を必要とする、中間マスクからコント
ラスト強化ネガ型レプリカｔ−製造する方法を模式的に
示すものである。本例におけるマスターは、１ｓ＋ｈｆ
Ｃ’）、３６００ＭＡおよび表面レリー７７００ｘ以下
の、通常の技術によって製造したホログラフィ−格子レ
プリカである。シリコン、水晶およびサファイア中での
強化レプリカの製造は、以下の工程からなる。

（Ａ）　８０００　ｒｐｍのスピンコード技術を使って
、ポリビニルピロリドン（ｐｖｐ）（８）の超薄層を、
０．２５重量％のイソゾロパノール溶液から、マスター
（ホログラフ格子）表面（９）上にキャストする。２７
２層の厚さは、約１００Ｘ以下である。

（Ｂ）　３０００　ｒｐｍのスピンコード技術を使って
、ポリメチルメタクリレ−）　（ＰＭＭＡ　）の中間マ
スク（１０）を、５重量−のキシレン溶液から、ｐｖｐ
でコートしたマスター（９）の表面上にキャストする。

ＰｖＰ剥離剤は、キシレンには不溶性である。

ＰＭＭＡ中間マスクの厚さは、必要とされるコントラス
ト強化の程度によって変えることができ、本例では、約
０．５μｍである。ＰＭＭＡを使用する理由は、ＰＭＭ
Ａがコロジオンと比較して、よシ寸法安定性があり、プ
ラズマ法に対してより適合性があるからである。

（Ｃ）　水中に浸すことにより、ＰＭＭＡ中間体（１２
）をマスターから取シ上ける。ｐｖｐ剥離剤は水溶性で
あシ、ＰＭＭＡ中間マスクをマスターから分離する。

■）前記例１の工程（Ｂ）に配賦した水浮遊技術を使っ
て、ＰＭＭＡ中間マスク（１２）の平坦側（１４）を、
基板（１５）と緊密に接触させて置く。

■）酸素エツチング抵抗性材料〔本例においては、アル
ミニウム（１６））を、ＰＭＭＡマスク（１２）上にシ
ャドウ蒸発させる。蒸発角（１７）および堆積するアル
ミニウム（１６）の厚さは、最終的な寸法に影響を与え
るので、注意深く制御する必要がある。本例においては
、アルミニウム３００Ｘを、角度ｌＯ°で蒸発させた〔
ＭｇＦ２およびＱ　ａ　Ｆ　２も首尾よく使用できた〕
。

Ｃ）シャドウ化Ｐ■法マスクを酸素プラズマエツチング
するかまたは酸素イオンミル処理して、高アスペクトの
リソグラフィーマスク（１８）ｔ−基板（１５）上に形
成する。強さ０．３　ｍ）ｈ７’ｃｍ”の５００　ｓｖ
酸素イオンビームは、ポリマーマスク（１８）を選択的
にエツチングし、基板（１５）まＡはシャドウ蒸発化ア
ルミニウム（１７）’ｔ−有意には攻撃しない。

（Ｇ）　基板を、反応性プラズマエツチングするかまた
はイオンミル処理して、高アスペクトレプリカ（１９）
を製造し、残りたりソゲラフイーマスク（１８）を剥ぎ
取る。

前記の基板（１９）がＳｔ％８１０２またはＡｔ２０３
製である場合には、ＣＦ４または００４４反応性イオン
ビームによるエツチングによって、高アスペクトパター
ンを製造することができる。

例３ 第３図は、ポジ型レプリカの製造を模式的に示すもので
あり、以下の工程を當んでいる。

（４）　コロジオン層（２０）を、溶液からのキャスチ
ングにより、マスター（２１）上に施こす。このコロジ
オンは、厚い層であることができる。本例においては、
１０重量％溶液から、各種の寸法の柱を含むシリコンマ
スター上に、厚さ６μｍのフィルムをスピンした。ター
ダットは直径０．５μｍおよび烏さ０．７μｍであった
。

（Ｂ）　コロジオン中間マスク（２２）ｅマスターから
剥離する。シリコン上でのコロジオンの接着か弱いので
、工程は非常に簡単である。

（Ｃ）　基板（２３）を、セメント（２４）の層でコー
トする。本例におけるセメントは、低粘性エポキシであ
る。

（ロ）中間マスク（２２）を表面セメント（２４）に押
しつけ、できるだけ多くの過剰セメントラ絞り出し、マ
スクを基板と接触させてセメントで固める。凝固セメン
ト（２６）は、中間マスク（２２）用の溶媒中に溶解し
ない。

（ト）コロジオン中間マスクを溶解して除き、基板（２
３）と接触するパターン付きエポキシ（２６）を残す。

（ロ）前す己のエポキシを、エツチングの際にリソグラ
フィーマスクとして使用し、基板中にマスターのポジ型
レプリカ（２９）ｋ形成する。セメントは、新しいレプ
リカ（２９）の永続部分とはならない。

例４ 前記例３の方法において、前記例２の工程（ト）〜工程
（Ｇ）によシ、セメントリソグラフィーマスクのコント
ラストを強化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マスターパターンからのネガ型レプリカを、
基板上に製造する、本発明の一態様を示す説明図である
。 ！２図は、マスターパターンからのコントラスト強化ネ
ガ型レプリカを、基板上に製造する、本発明の一態様を
示す説明図である。 第３図は、マスクーノ’？ターｙからのポジ型レノリカ
を、基板上に製造する、本発明の一態様を示す説明図で
ある。 １ｊ２０・・・コロジオン：２，９．２１・・・マスタ
ー；３，１２．２２・・・中間マスク：　４．１５．２
３・・・基板；７，１９．２９・・・レプリカ。 以下余白 （３１） 手続補正書（方式） 昭和６０年６月１１日 特許庁長官志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第２０１６７号 ２、発明の名称 レプリカ作成方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　エクソン　リサーチ　アンド エンジニアリング　カンパニー ４、代理人 住　所　東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光虎ノ門
ビル〒１０５電話（５０４）０７２１　＝ ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし） ８、添附書類の目録 浄書明細書　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）　フィルム形成性ポリマー材料層によってマ
   スターをコートし、前記ポリマー材料の一方の表面上に
   前記マスターの微細構造のネガ型レプリカを形成して、
   前記ポリマーを凝固させ、（ｂ）　前記ポリマー材料の
   凝固層を前記マスターから分離し、 （ｃ）　前記ポリマー材料の凝固層を基板表面上に置い
   てリングラフイーマスクを形成し、そして（ｄ）前記リ
   ソグラフィーマスクからのパターンを、エツチングによ
   って前記基板に転写することを含んでなる、マスターか
   らの微細構造のレプリカ作成方法。 ２、前記のリングラフイーマスクを形成する工程が、 （ａ）　ポリマーセメントによって前記基板をコートし
   、 （ｂ）　そのセメントコートした基板上に、前記の凝固
   ポリマーをプレスし、 （ｃ）前記のポリマーセメントを硬化し、そして（ｄ）
   　前記基板から前記凝固ポリマーを除去し、前記基板上
   に前記の硬化ポリマーセメントラ残して、リソグラフィ
   ーマスクを形成する ことを含んでなる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記のマスターのコート工程は、前記のフィルム形
   成性ポリマー層が薄フィルムとなるように実施し、そし
   て前記のリソグラフィーマスクを形成する工程は、前記
   の凝固ポリマーを前記の基板と直接に接触させて前記の
   リソグラフィーマスクを形成するように実施する特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４、前記の凝固ポリマー層のうち、前記のネガ型レプリ
   カをもつ表面とは別の表面が実質的に平滑であり、そし
   て前記のリソグラフィーマスク全形成する工程は、前記
   の平滑面と前記の基板とを接触させるようにして実施す
   る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５．前記の凝固ポリマー層のうち、前記のネガ型レプリ
   カをもつ表面とは別の表面が実質的に平滑であり、そし
   て前記のリソグラフィーマスクを形成する工程は、前記
   のネガ型レプリカをもつ表面の少なくとも１部分と前記
   の基板とを接触させるようにして実施する特許請求の範
   囲第３項記載の方法。 ６、フィルム形成性ポリマー材料層によって前記マスタ
   ーをコートする工程を行なう前に、剥離剤によって前記
   マスターを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ７、　フィルム形成性ポリマー材料層によって前記マス
   ターをコートする工程を、溶液流延によって実施する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ８、（ａ）前記の凝固ポリマーと前記の基板との間に揮
   発性液体を挿入し、そして（ｂ）前記の揮発性液体を蒸
   発させて前記の凝固ポリマーと前記の基板とを緊密に接
   触させる特許請求の範囲第３項記載の方法。 ９、前記の基板へ転写する前記ノ９ターンのコントラス
   トを、前記のネガ型レプリカ上で強化させる特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 １０、前記の凝固？リマーの前記のネガ型レプリカを付
   けた表面の一部分上に、前記の凝固ポリマーのエツチン
   グ速度よシも低いエツチング速度をもつ材料を堆積させ
   ることによって、前記のコントラスト強化を得る特許請
   求の範囲第９項記載の方法。