(57)【要約】【課題】頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の微細構造体の製造方法は、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する凸部を含むフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有する。露光において、頂点および／または稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分より低減する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上にポジ型のフォトレジストを塗布し、レーザビームの強度を変調しながら当該レーザビームを走査して、前記フォトレジストを露光し、前記フォトレジストを現像することにより、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する凸部を含むフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有し、
前記露光において、
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、前記レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分より低減する微細構造体の製造方法。
【請求項２】
前記露光において、
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍における前記直接露光量を直近部分の１／２倍以下とする請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記フォトレジストパターンは、前記頂点および前記稜線を含む尖部を有するものであり、
前記露光において、前記頂点および前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍における前記直接露光量を調整して、
前記フォトレジストパターンにおける前記尖部の断面曲率半径を、前記レーザビームの焦点位置におけるビーム径の３倍以下とする請求項１または２に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記凸部は、前記基材の表面に対する角度が７０°以上の面を含む請求項１〜３のいずれかに記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
前記フォトレジストパターン上に、当該フォトレジストパターンのパターン形状に沿って第１のスタンパを形成し、当該第１のスタンパを前記フォトレジストパターンから剥離し、前記第１のスタンパ上に、当該第１のスタンパのパターン形状に沿って第２のスタンパを形成し、当該第２のスタンパを前記第１のスタンパから剥離するスタンパ形成工程をさらに有する請求項１〜４のいずれかに記載の微細構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第２のスタンパを用いて、樹脂へのパターン転写を行う樹脂転写工程をさらに有する請求項５に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法によって製造された微細構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジストパターン形成工程を有する微細構造体の製造方法、および、この製造方法により製造された微細構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基材上に塗布されたポジ型のフォトレジストに対して、ビーム強度を変調しながらレーザビームを走査して露光し、その後フォトレジストを現像することにより、基材上に所望の凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有する微細構造体の製造方法がある。
この方法では、形成されるパターンの高さあるいは斜面形状は、フォトレジストに与えられる露光量と現像時のフォトレジストの溶解特性によって変化する。したがって、形成しようとするパターンの高さ及び斜面形状に応じて露光量が調整される。
本明細書では、特に明記しない限り、「フォトレジスト」はポジ型のフォトレジストを意味するものとする。
【０００３】
一般に、フォトレジストに形成する凹凸パターンが頂点および／または稜線を含む場合、露光制御が難しく、頂点および／または稜線の形状をシャープにすることが難しい。この課題は特に、頂点および／または稜線を含む面が基材面に対して傾斜した面（略垂直面を含む）である場合に起こりやすく、頂点および／または稜線を含む面の基材面に対する角度が７０°以上である場合に顕著である。
【０００４】
特許文献１、２には、断面視略逆三角形状の凹部を有するフォトレジストパターンを得、これを用いてニッケル製のスタンパ（金型）を得、これを用いて樹脂へのパターン転写を行う微細構造体の製造方法が記載されている（特許文献１の図２−図３、特許文献２の図３、図６）。
例えば、Ｖ溝プリズムあるいは逆角錐状プリズムを有するプリズムシート等の樹脂成形体を製造することができる。
【０００５】
フォトレジストの深さ方向に稜線が存在し、最も深い部分に頂点を有する断面視略逆三角形状の凹部は、露光制御が難しく、所望の形状を得ることが難しい。
レーザビームの焦点位置は通常、フォトレジストの表面またはその近傍に設定される。
フォトレジストを高精度に露光するには、レーザビームを高倍率に集光させる必要があるが、集光倍率が高くなるほど焦点深度は浅くなる傾向がある。
レーザビームの焦点位置をフォトレジストの表面またはその近傍に設定して、フォトレジスト内に断面視略逆三角形状の凹部を形成する場合、フォトレジストの表面から深い箇所ほど、レーザビーム強度を大きくする必要がある。この場合、図１０に示すように、フォトレジストの表面から深い箇所ほど、焦点ズレが生じてレーザビーム径が広くなるので解像度が低下する。その結果、現像後に得られる断面視略逆三角形状の凹部では、最も深い位置に形成される頂点、および頂点に繋がる稜線と斜面が丸みを帯びた形状になる場合がある。特に、断面視略逆三角形状の凹部において、最も深い位置に形成される頂点およびその近傍（これらを合わせて「尖部」と称す。）は、丸みを帯びた形状になりやすい。
図１０は模式断面図であり、図中、符号１１０は基材、符号１２１は露光中のフォトレジスト、符号１２２Ａは現像後に形成される断面視略逆三角形状の凹部、符号ＬＢはレーザビーム、符号Ｆは焦点位置を示している。図中、ハッチング部分は露光潜像を示している。
フォトレジストパターンの凹部尖部が丸みを帯びたものであると、最終的に製造されるプリズムシート等の凹部尖部が丸みを帯びたものとなり、高性能なプリズム等が得られない。
上記課題は、凹凸パターンの高さが例えば５μｍ以上のように、比較的大きな凹凸パターンを形成する場合に顕著である。
【０００６】
特許文献１、２では、焦点位置を調節することにより焦点ボケを抑えて解像度の改善を図っている。
特許文献１には、レーザビーム走査による露光において、解像度を低下させない対策として、焦点位置をレジスト内部に設定する方法が開示されている（請求項１等）。
特許文献２には、レーザビーム走査による露光において、レーザ光のスポットの焦点深度よりも深い凹部を形成する場合、焦点ボケによる解像度の低下を抑えるべく、焦点位置を変えて複数回露光を行う方法が開示されている（請求項１２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４３６９８号公報
【特許文献２】特開２００４−４６００３号公報（特許第４３６２６８０号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２の方法においても、凹凸パターンの高さが例えば５μｍ以上のように比較的大きな凹凸パターンを形成する場合には、フォトレジスト内の深い位置を露光するためにレーザビーム強度を大きくする必要があり、その結果実効的なビーム径が広くなり、焦点位置を調整しても解像度が落ちてしまう。
そのため、特許文献１の図４、図７、および特許文献２の図５に示されるように、これら文献に記載の方法で得られる凹部尖部は依然として丸みを帯びたものとなっている。
【０００９】
特許文献１、２に方法では、以下のような課題もある。
特許文献１のように焦点位置をフォトレジスト内部に設定した場合、レーザビーム強度を大きくすると、焦点位置から遠いフォトレジストの表層またはその近傍において、レーザビーム径が広くなることに起因して所望のパターン形状が得られなくなる恐れがある。
特許文献２の方法は、深さ方向に連続的に稜線が続くような三次元パターンへの適用が困難である。また、焦点位置を変えて繰り返し露光を行う必要があるため、露光回数が多く、トータルの露光時間が長くなり、好ましくない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の微細構造体の製造方法は、
基材上にポジ型のフォトレジストを塗布し、レーザビームの強度を変調しながら当該レーザビームを走査して、前記フォトレジストを露光し、前記フォトレジストを現像することにより、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する凸部を含むフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有し、
前記露光において、
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、前記レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分より低減するものである。
【００１２】
本発明の微細構造体の製造方法は、
前記フォトレジストパターン上に、当該フォトレジストパターンのパターン形状に沿って第１のスタンパを形成し、当該第１のスタンパを前記フォトレジストパターンから剥離し、前記第１のスタンパ上に、当該第１のスタンパのパターン形状に沿って第２のスタンパを形成し、当該第２のスタンパを前記第１のスタンパから剥離するスタンパ形成工程をさらに有することができる。
【００１３】
本発明の微細構造体の製造方法は、
前記スタンパを用いて、樹脂へのパターン転写を行う樹脂転写工程をさらに有することができる。
【００１４】
本発明の微細構造体は、上記の本発明の製造方法により製造されたものである。
【００１５】
本発明の微細構造体は、上記フォトレジストパターン形成工程を含み、任意でスタンパ形成工程および樹脂転写工程を含む製造方法によって製造される微細構造体である。
本発明の微細構造体には、フォトレジストパターンそのもの、およびこのフォトレジストパターンを用いて製造されるスタンパ、およびこのスタンパを用いて、樹脂へのパターン転写を行って製造される樹脂成形体が含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｃ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｄ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｅ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｆ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図１Ｇ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図２Ａ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図２Ｂ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図２Ｃ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図２Ｄ】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造工程図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造方法において、フォトレジストパターンの凸部の形状を示す上面図と縦断面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造方法において、凸部における直接露光量の分布を示す上面図である。
【図６】実施例１で得られた第２のスタンパのＳＥＭ斜視写真である。
【図７】比較例１で得られたスタンパのＳＥＭ斜視写真である。
【図８】実施例２で得られた第２のスタンパのＳＥＭ斜視写真である。
【図９】比較例２で得られたスタンパのＳＥＭ斜視写真である。
【図１０】従来の課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
「微細構造体の製造方法、および微細構造体」
本発明の微細構造体の製造方法は、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有する。
本発明の微細構造体の製造方法は、上記フォトレジストパターンを用いたスタンパ形成工程、およびこのスタンパを用いた樹脂転写工程を含むことができる。
本発明の微細構造体は、上記の本発明の製造方法により製造されたものである。
【００１９】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造方法について説明する。
図１Ａ〜図１Ｇ、および図２Ａ〜図２Ｄは製造工程図であり、各図は模式断面図である。
ここでは、略三角形錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを製造し、このフォトレジストパターンを用いてスタンパを製造し、さらにこのスタンパを用いて樹脂成形体を製造する例について示してある。
フォトレジストパターン、スタンパ、および樹脂成形体が、すべて本発明の微細構造体に含まれる。
【００２０】
はじめに図１Ａに示すように、基材１０上に塗布されたポジ型のフォトレジスト２１を露光する。
【００２１】
フォトレジスト２１の膜厚は、所望の凹凸パターンの高さ以上であれば特に制限されない。フォトレジスト２１の表層には通常、フォトレジスト２１の内部とは感光特性が異なるスキン層があるので、所望の凹凸パターンがスキン層にかからないように、フォトレジスト２１の膜厚を設計することが好ましい。フォトレジスト２１の膜厚は、所望の凹凸パターンの高さよりも１０％以上厚く設定することが好ましい。ただし、フォトレジスト２１の膜厚は厚すぎても、露光の制御が難しくなり、レジスト材料が多くなり、好ましくない。
フォトレジスト２１の塗布後露光前に、７０〜１１０℃のベーキング処理を施しておくことが好ましい。
【００２２】
本実施形態では、フォトレジスト２１に対して、対物レンズ（集光レンズ）ＯＬで集光されたレーザビームＬ１を、ビーム強度を変調しながら走査し、照射する。
【００２３】
用いるレーザビームＬ１としては特に制限なく、用いるフォトレジスト２１の種類に応じて選定される。
レーザビームＬ１としては例えば、Ａｒ＋レーザビーム（発振波長：３５１ｎｍ、３６４ｎｍ、４５８ｎｍ、４８８ｎｍ）、Ｋｒ＋レーザビーム（発振波長：３５１ｎｍ、４０６ｎｍ、４１３ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザビーム（発振波長：３５２ｎｍ、４４２ｎｍ）、半導体励起固体レーザのパルスビーム（発振波長：３５５ｎｍ、４７３ｎｍ）、半導体レーザビーム（発振波長：３７５ｎｍ、４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４８８ｎｍ）等が挙げられる。
【００２４】
焦点位置におけるレーザビームのスポットサイズφは一般に、下記式で表される。
φ＝ｋ×λ／ＮＡ
（上記式中、ｋは比例定数、λは波長、ＮＡは対物レンズの開口数をそれぞれ示す。）
【００２５】
次に図１Ｂに示すように、露光後のフォトレジスト２１を現像して、表面に凹凸パターン２２Ｐを有するフォトレジストパターン２２が得られる。
凹凸パターン２２Ｐには、略三角錐状の少なくとも１つの凸部２２Ａが含まれている。図示する例では、凹凸パターン２２Ｐに複数の凸部２２Ａが含まれている。
凸部２２Ａの上面図と辺ａｄを通る縦断面図を、図３の上図と下図にそれぞれ示す。
本実施形態において、凸部２２Ａは、辺ｂｄと辺ｃｄの長さが等しい２等辺三角形ｂｃｄを底面とし、点ａを頂点とする三角錐状である。
凸部２２Ａは、頂点ａ、頂点ａから底面ｂｃｄに延びた稜線ａｂ、ａｃ、ａｄ、および基材面に対して略垂直な面ａｂｃを含んでいる。
凸部２２Ａは、頂点ａおよびその近傍からなる尖部２２Ｘを有する。
現像液としては特に制限なく、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ現像液を用いることができる。
【００２６】
次に図１Ｃに示すように、上記フォトレジストパターン２２上に、そのパターン形状に沿って、蒸着法あるいは無電解メッキ法等により、ニッケル等の金属からなる導電膜３０を成膜する。
【００２７】
次に図１Ｄに示すように、導電膜３０を電極とし、電解メッキ法（電鋳）により、ニッケル等の金属からなる第１のスタンパ４１を形成する。
次に図１Ｅに示すように、第１のスタンパ４１をフォトレジストパターン２２から剥離する。
第１のスタンパ４１は、フォトレジストパターン２２の凹凸パターン２２Ｐの反転パターンである凹凸パターン４１Ｐを有する。
【００２８】
次に図１Ｆに示すように、第１のスタンパ４１の表面を離型処理した後、この第１のスタンパ４１を用いて、電解メッキ法（電鋳）を実施して、第１のスタンパ４１上に、第１のスタンパ４１のパターン形状に沿って、ニッケル等の金属からなる第２のスタンパ４２を形成する。
次に図１Ｇに示すように、第２のスタンパ４２を第１のスタンパ４１から剥離して、第１のスタンパ４１の凹凸パターン４１Ｐの反転パターンである凹凸パターン４２Ｐを有する第２のスタンパ４２を形成する。
第１のスタンパ４１の離型処理としては、電鋳後に第１のスタンパ４１と第２のスタンパ４２とを互いに離型可能であれば任意の処理が適用可能であり、酸素プラズマアッシングによる酸化層形成処理等が好適である。
【００２９】
別途、図２Ａに示すように、基材５０上に硬化性樹脂６１を塗布したものを用意する。
硬化性樹脂６１は、紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。硬化性樹脂６１としては、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。
次に図２Ｂに示すように、硬化性樹脂６１に対して第２のスタンパ４２を押圧する。
【００３０】
次に図２Ｃに示すように、硬化性樹脂６１を硬化する。この図では、硬化性樹脂６１がエネルギー線硬化性樹脂であり、硬化性樹脂６１に対して紫外線等のエネルギー線Ｌ２を照射して硬化する様子が示されている。硬化性樹脂６１は硬化後に樹脂成形体６２となる。
次に図２Ｄに示すように、基材５０付きのまま樹脂成形体６２を第２のスタンパ４２から剥離する。
樹脂成形体６２は、フォトレジストパターン２２の凹凸パターン２２Ｐの反転パターンである凹凸パターン６２Ｐを有する。樹脂成形体６２は、略逆三角錐状の凹部６２Ａを有する。
【００３１】
以上のようにして、微細構造体として、フォトレジストパターン２２、第１のスタンパ４１、第２のスタンパ４２、および樹脂成形体６２が製造される。
本実施形態において、樹脂成形体６２としては例えば、略逆三角錐状の凹部６２Ａからなるプリズムを有するプリズムシート等として利用できる。
【００３２】
図４を参照して、本実施形態の微細構造体の製造方法の詳しい方法について説明する。
図４は図１Ａに対応する拡大図であり、図中、現像後に得られる凸部２２Ａを破線で図示してある。
符号ＬＢはレーザビーム、符号Ｆは焦点位置を示している。図中、ハッチング部分は露光潜像を示している。
【００３３】
本実施形態の微細構造体の製造方法は、尖部２２Ｘを有する凸部２２Ａを含むフォトレジストパターン２２を形成するフォトレジストパターン形成工程を有する。
【００３４】
特許文献１、２では、フォトレジスト内に断面視略逆三角形状の凹部を形成している。この場合、凹部尖部はフォトレジスト内の深いところに形成される。
これに対して、本実施形態では、フォトレジスト２１に断面視略三角形状の凸部２２Ａを形成する。この場合、凸部２２Ａの尖部２２Ｘは、フォトレジスト２１の表面２１Ｓに比較的近いところに形成される。
本実施形態の方法では、尖部をフォトレジスト内の深いところに形成する従来方法に比べて、尖部２２Ｘの形成箇所のレーザビーム強度を低く設定できるので、尖部２２Ｘの形成箇所のビーム径が小さくなり分解能が高められ、よりシャープな形状の尖部２２Ｘを形成することができる。
【００３５】
本実施形態の方法では、特許文献２のように、焦点位置を変えた複重露光を行わなくても、よりシャープな形状の尖部２２Ｘを形成することができる。
【００３６】
本実施形態において、レーザビームＬＢの焦点位置は特に制限なく、フォトレジスト２１の表面２１Ｓから現像後に形成される凸部２２Ａの高さ方向の中心線Ｍまでの範囲内の深さに設定することが好ましい。
レーザビームＬＢの焦点位置を上記のように設定することで、凹凸パターン２２Ｐの形成箇所を全体的に良好に露光することができ、パターン精度良く凹凸パターン２２Ｐを形成することができる。
図示する例では、レーザビームＬＢの焦点位置をフォトレジスト２１の表面２１Ｓに設定している。
【００３７】
本実施形態の方法において、フォトレジスト２１の露光時において、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄとこれらの近傍については、レーザビームＬＢの直接照射による直接露光量を直近部分より低減する。
【００３８】
なお、レーザ露光において、レーザパワーのみを変え、走査速度、レーザ光強度分布（対物レンズ開口数）、及びレーザ光走査ピッチ等のその他のレーザ光照射条件を同一とした場合、直接露光量はレーザパワーに対応する。
【００３９】
図５を参照して、直接露光量の分布例について説明する。
図５は、図３上図の拡大図であり、面ａｂｄおよび面ａｃｄにおける直接露光量の分布をグラデーションで示す図である。グラデーションの濃い方が直接露光量が大きいことを示している。
【００４０】
面ａｂｄおよび面ａｃｄは基材面に対して傾斜した面である。これらの面において、辺ｂｄおよび辺ｃｄに近い程、深いところに位置し、直接露光量は大きくなる。
【００４１】
図示例では、稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔについては、レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分２２Ｎより低減している。
稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔにおける直接露光量を直近部分２２Ｎの１／２倍以下とすることが好ましい。
頂点ａおよび稜線ａｄの形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔは、直接露光を実施しなくてもよい。
図５では、稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔは、直接露光を実施しない場合について図示してある。
【００４２】
領域２２Ｔについて直接露光を実施しない場合、領域２２Ｔについては、直近部分２２Ｎを含む周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光によってのみ、露光が行われる。
【００４３】
領域２２Ｔについて直接露光を実施する場合、領域２２Ｔについては、領域２２Ｔに対する直接露光、および、直近部分２２Ｎを含む周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光によって、露光が行われる。
【００４４】
上記のように、周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光を利用して、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、これらの形成箇所とその近傍に対して露光を行うことで、稜線ａｄ（頂点ａを含む）における過度な露光が抑制され、よりシャープな形状の稜線ａｄ（頂点ａを含む）を形成することができる。
稜線ａｂおよび稜線ａｃについても、同様に露光を実施することで、これら稜線をよりシャープな形状とすることができる。
【００４５】
本実施形態の方法によれば、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、これらの形成箇所とその近傍における直接露光量を調整して、凸部尖部２２Ｘの断面曲率半径を、レーザビームの焦点位置におけるビーム径の例えば３倍以下とすることができる。また、稜線ａｂ、ａｃ、またはａｄを挟んで隣接する２つの面の曲率半径を、レーザビームの焦点位置におけるビーム径の例えば３倍以下とすることができる。
【００４６】
本実施形態の方法では、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄと、面ａｂｃ、ａｂｄ、ａｃｄにおいて頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄを含まない領域に対するレーザビーム強度を独立して制御できるため、露光の制御がしやすく、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄをよりシャープな形状とすることができ、面ａｂｃを基材面に対して略垂直に形成することができる。
【００４７】
本実施形態では、凸部２２Ａが、図３に示したように、頂点ａ、稜線ａｂ、ａｃ、ａｄ、および略垂直面ａｂｃを含む略三角錐状である場合について説明した。
本実施形態は、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する任意の形状の凸部２２Ａを含むフォトレジストパターン２２Ｐを形成する場合に適用可能である。
凸部２２Ａの形状は、他の略角錐状、あるいは略円錐状であってもよい。
凸部２２Ａの形状は、略角錐台状あるいは略円錐台状であってもよい。
本実施形態の方法によれば、レーザスポット径以下の径を有する針状構造の凸部２２Ａを形成することも可能である。
【００４８】
凸部２２Ａの形状は、断面視略角形で平面視ライン状に延びた略角柱状であってもよい。
凸部２２Ａの形状が断面視略三角形で平面視ライン状に延びた略三角柱状である場合、樹脂成形体６２としては、Ｖ溝からなるプリズムを有するプリズムシートを製造することができる。この場合、異傾斜プリズムシート、曲線状異傾斜プリズムシート、ジグザグ状プリズムシート、およびシャープな形状の尖部を有するフレネルレンズシート等を製造することができる。
【００４９】
本実施形態の方法は、凸部２２Ａが基材面に対する角度が７０°以上である面を含む場合に特に有効である。本実施形態によれば、基材面に対する角度が７０°以上である面の直面性を高めることができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明に係る実施例および比較例について説明する。
いずれの例においても、樹脂成形体として、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを製造した。
【００５２】
（実施例１）
上記実施形態の方法にしたがって、図３に示したような略三角錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを形成した。
凸部は、辺ｂｄと辺ｃｄの長さが等しい２等辺三角形ｂｃｄを底面とし、点ａを頂点とする略三角錐状であり、基材面に対して略垂直な面ａｂｃを有する。
辺ｂｄ＝辺ｃｄ＝２２μｍ、凸部高さ＝１１μｍとした。
【００５３】
厚み６ｍｍのガラス基板の表面にポジ型のフォトレジストを１５μｍの厚さで塗布し、ホットプレートにて熱源から９ｍｍのクリアランスを取って、温度９５℃で９０分のベーキング処理を施した。フォトレジストとして、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のレジストＡＺＰ４４００Ｐを用いた。
【００５４】
次に、上記フォトレジストに対して、レーザビームを走査して露光を行った。この時に使用したレーザ描画装置は、レーザビーム波長４１３ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．７、スキャンピッチ１００μｍ、およびスキャン速度１．６μｍ／ｍｓｅｃの設定とした。
レーザビームの焦点位置は、フォトレジストの表面付近に設定した。
焦点位置におけるレーザビーム径（１／ｅ２）は、ビームプロファイルの計測から約１．２μｍと求められた。
【００５５】
フォトレジストの露光時において、凸部の頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所とこれらの近傍については、レーザビームの直接照射による直接露光を実施しないようにした。
【００５６】
露光が完了したガラス基板をアルカリ溶液中に浸して現像した。
現像液としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製ＡＺ４００Ｋデベロッパーを、超純水を用いて質量比で４倍に希釈したものを使用した。現像は基板を１０分間浸漬した状態で遥動させて行った。
【００５７】
現像後に得られたフォトレジストの凹凸パターンの表面を平滑化するために、ホットプレートにて熱源から９ｍｍのクリアランスを取って、温度８０℃で６０分のベーキング処理を行った。
【００５８】
以上のようにして、略三角錐状の凸部を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを得た。
得られたフォトレジストパターンは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった（図６を参照）。
【００５９】
上記フォトレジストパターンの表面に蒸着法によりニッケル導電膜の成膜を行い、この導電膜を電極としてニッケル電鋳し、これをフォトレジストパターンから剥離することで、フォトレジストパターンの凹凸パターンの反転パターンを有する第１のスタンパを得た。
上記第１のスタンパの表面を酸素プラズマアッシングして離型層となる酸化層を形成した後、この第１のスタンパを用いて再度ニッケル電鋳し、これを第１のスタンパから剥離することで、第２のスタンパを得た。
【００６０】
得られた第２のスタンパのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）斜視写真を図６に示す。
第２のスタンパは、略三角錐状の凸部の頂点および稜線がシャープで、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも２μｍ以下であった。
【００６１】
上記第２のスタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線がシャープな形状を有し、プリズム面の直面性が高く、パターン精度が良く、高性能なプリズムを有するものであった。
【００６２】
（比較例１）
露光条件を変更する以外は実施例１と同様にして、実施例１と同様の形状およびサイズを有する凸部を含むスタンパの製造を試みた。
【００６３】
図１０に示したように、現像後に略逆三角形状の凹部が得られるよう、露光を実施した。凹部尖部が基材面の近くになるように、ビーム強度を変調しながらレーザ光を走査して、露光を実施した。凹部の頂点および稜線の形成箇所について、直接露光量の調整は特に実施しなかった。
得られたフォトレジストパターンの凹部は、頂点、稜線、および面がいずれも丸みを帯びたものであった。
【００６４】
得られたフォトレジストパターンに対して、１回だけニッケル電鋳を実施して、複数の略三角錐状の凸部を有するスタンパを得た。
得られたスタンパのＳＥＭ斜視写真を図７に示す。
スタンパの凸部は、頂点および稜線が丸みを帯び、すべての面の直面性が良くないものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも３〜８μｍであった。
【００６５】
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
【００６６】
（実施例２）
実施例１と同様の方法にて、底面が１辺２２μｍ、高さ１１μｍの複数の略四角錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを形成した。
実施例１と同様、フォトレジストの露光時において、凸部の頂点および稜線の形成箇所とこれらの近傍については、レーザビームの直接照射による直接露光を実施しないようにした。
得られたフォトレジストパターンは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった（図８を参照）。
上記フォトレジストパターンを用い、実施例１と同様の方法にて、２回の電鋳を行い、第１、第２のスタンパを得た。
得られた第２のスタンパのＳＥＭ斜視写真を図８に示す。
第２のスタンパは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも２μｍ以下であった。
【００６７】
上記第２のスタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線がシャープな形状を有し、プリズム面の直面性が高く、パターン精度が良く、高性能なプリズムを有するものであった。
【００６８】
（比較例２）
比較例１と同様の方法にて、底面が１辺５０μｍ、高さ１１μｍの複数の略四角錐状の凹部を含むフォトレジストパターンの製造を試みた。
比較例１と同様、凹部の頂点および稜線の形成箇所について、直接露光量の調整は特に実施しなかった。
得られたフォトレジストパターンは、凹部の頂点および稜線が丸みを帯び、凹部のすべての面の直面性が良くないものであった（図９を参照）。
得られたフォトレジストパターンに対して、１回だけニッケル電鋳を実施して、複数の略四角錐状の凸部を有するスタンパを得た。
【００６９】
得られたスタンパのＳＥＭ写真を図９に示す。
スタンパの凸部は、頂点および稜線が丸みを帯び、すべての面の直面性が良くないものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも３〜８μｍであった。
【００７０】
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
【００７１】
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、逆略四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、基材上に塗布されたポジ型のフォトレジストに対して露光および現像することにより、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有する任意の微細構造体の製造方法に適用することができる。
本発明の製造方法は、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターン、これを用いて製造されるスタンパ、およびこれを用いて製造される樹脂成形体に適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０  基材
２１  フォトレジスト
２１Ｓ  表面
２２  フォトレジストパターン
２２Ｐ  凹凸パターン
２２Ａ  凸部
２２Ｘ  尖部
２２Ｔ  直接露光量を直近部分より低減する領域
２２Ｎ  直近部分
３０  導電膜
４１  第１のスタンパ
４１Ｐ  凹凸パターン
４２  第２のスタンパ
４２Ｐ  凹凸パターン
５０  基材
６１  硬化性樹脂
６２  樹脂成形体
６２Ｐ  凹凸パターン
６２Ａ  凹部
【図１Ａ】
2014071415.tif 000003
【図１Ｂ】
2014071415.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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