(57)【要約】  【課題】  母型であるマスター回折格子からのレプリカ基板の剥離性を高めることで、格子面の転写の精度を改善する。  【解決手段】マスター回折格子１０の格子面にフッ素系表面処理剤を塗布して離型剤層１３を設け、その後にアルミニウムを真空蒸着して薄膜２３を形成する（ｃ）。レプリカ基板２１に熱硬化型の接着剤２２を塗布し（ｅ）、その後に接着剤２２を介してアルミニウム薄膜２３を形成したマスター回折格子１０を張り合わせる（ｆ）。接着剤２２が硬化した後に離型剤層１３を境に両者を引き剥がすと、両者は容易に剥離し、アルミニウム薄膜２３がレプリカ基板２１に反転転写されてレプリカ回折格子２０が完成する。レプリカ回折格子２０の格子面に残った離型剤層１３ａは保護層として機能し、防汚性、耐摩耗性等も高まる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスター回折格子の格子面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜とレプリカ基材とを接着剤を介して密着させた後に両者を剥離させ、前記金属薄膜を前記レプリカ基材に反転接着させることでレプリカ回折格子を製造する製造方法において、
マスター回折格子の格子面に金属薄膜を形成する前に、該格子面にフッ素系表面処理剤を剥離剤として塗布し、その後に真空蒸着により金属薄膜を形成することを特徴とするレプリカ回折格子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光光度計等に利用されるレプリカ回折格子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回折格子を量産する際に、マスター回折格子からレプリカ回折格子を製作する手法が広く採用されている。特許文献１、２などの記載に基づき、その手法を概略的に説明する。
【０００３】
まず、ガラス基板の一面にアルミニウムなどの金属の薄膜を蒸着し、該薄膜に格子溝を切刻することによりマスター回折格子を製作する。このマスター回折格子を母型として、その格子面に離型剤として薄くシリコーングリスを塗布して油膜を形成し、その上に真空蒸着によりアルミニウム等の金属の薄膜を形成する。その後、この金属薄膜上にエポキシ樹脂等の接着剤を介してガラス基板（レプリカ基板）を接着し、接着剤が硬化した後にレプリカ基板を母型より剥離させる。これにより、格子溝が形成された金属薄膜が裏返し状態でレプリカ基板側に移り、レプリカ回折格子が完成する。
【０００４】
上記工程において、離型剤は、レプリカ基板を母型より容易に剥離させるために使用するものである。この離型剤の膜層はマスター回折格子の格子面とレプリカ回折格子の格子面となる金属薄膜との間に存在するものであるから、膜層が均一にならないと離型性が悪くなる。離型性が悪化すると、マスター回折格子からレプリカ回折格子への格子面の転写の精度が低下する。特にナノインプリントと呼ばれる微細サイズの格子溝の転写では、離型性の悪化が格子面の精度の低下に繋がり易く、それによってレプリカ回折格子での波長分散特性が設計通りにならない等の問題が発生する。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４６４０５号公報
【特許文献２】特開平７−２６１０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、マスター回折格子の格子面をレプリカ回折格子の格子面に精度良く転写することができるレプリカ回折格子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明は、マスター回折格子の格子面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜とレプリカ基材とを接着剤を介して密着させた後に両者を剥離させ、前記金属薄膜を前記レプリカ基材に反転接着させることでレプリカ回折格子を製造する製造方法において、
マスター回折格子の格子面に金属薄膜を形成する前に、該格子面にフッ素系表面処理剤を離型剤として塗布し、その後に真空蒸着により金属薄膜を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るレプリカ回折格子の製造方法における特徴的な点は、従来、シリコーングリス等の油脂系の離型剤を使用していたのに対し、フッ素系表面処理剤を離型剤として使用することである。フッ素系表面処理剤として具体的には、例えばノベック(TM)EGC-1720（住友スリーエム社製）などが有用である。このフッ素系表面処理剤の主たる作用は、表面エネルギーを下げることで離型性を高めることであるが、そのほかの副次的な作用は、化学的に不活性な保護層をレプリカ回折格子の格子面に形成することで防汚性、耐摩耗性、耐薬品性等を向上させることである。
【０００９】
即ち、本発明に係るレプリカ回折格子の製造方法によれば、格子溝が形成された金属薄膜が接着したレプリカ基材が母型であるマスター回折格子から容易に剥離するので、格子溝の転写が精度良く行われる。特に、格子溝の間隔等のサイズが非常に微小な場合でも、高い精度での転写性を達成できる。それによって、マスター回折格子とほぼ同じ特性のレプリカ回折格子を安価なコストで大量に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るレプリカ回折格子の製造方法の一実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例によるレプリカ回折格子の製造工程を示す概略断面図である。
【００１１】
まず、マスター回折格子を製作する。即ち、ガラス、石英ガラス（ＳｉＯ2）等の無機材料から成る平面基板１１にフォトレジスタをコーティングし、ホログラフィック露光法などにより格子溝に相当する部分のフォトレジスタを除去する。そして、そのレジストパターンをマスクとしてイオンビームエッチング等により溝断面形状が所定プレーズ角度の鋸歯形状となるように格子溝を刻線する。イオンビームエッチングによる刻線でなく、機械刻線でもよい。その格子溝の上に膜厚０．２μｍ程度のアルミニウム、金、白金などの金属薄膜１２を真空蒸着により形成する。これにより、その表面が金属薄膜１２で被覆された格子溝を有するマスター回折格子１０が完成する（図１（ａ）の状態）。
【００１２】
次に、そのマスター回折格子１０の格子面に、離型剤として上述したノベック(TM)EGC-1720等のフッ素系表面処理剤を塗布し、その離型剤層１３を形成する（図１（ｂ）の状態）。離型剤層１３を一様に形成するためには、デップコーティングを行うとよい。そして、その後に、真空蒸着によってアルミニウム薄膜２３を形成する（図１（ｃ）の状態）。このアルミニウム薄膜２３は後でレプリカ回折格子の格子面を被覆するものであり、膜厚は例えば０．２μｍ程度とするとよい。
【００１３】
次いで、レプリカ基板２１を用意し（図１（ｄ）の状態）、接着剤２２を塗布する表面（格子面となる側の面）２１ａを洗浄した後に、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の接着剤２２を略均一厚に塗布する（図１（ｅ）の状態）。レプリカ基板２１は、温度上昇に伴う溝間隔の変化を抑制するために低膨張性の材料を用いることが好ましく、これに該当するものとして、例えば石英ガラス、ゼロデュア（SCHOTT社製、Zerodur：カールツアイス社の登録商標）などの低膨張性結晶ガラスなどが挙げられる。但し、温度上昇の小さな環境下で回折格子を使用する場合には、ＢＫ７（合成石英の一種）、パイレックス（PYREX：コーニング社の登録商標）ガラス、ソーダガラス等のより安価な材料を使用することができる。
【００１４】
接着剤２２を介してレプリカ基板２１と先の図１（ｃ）の状態にあるマスター回折格子１０とを張り合わせ、適度な圧力で押しつける。それによって、接着剤２２はアルミニウム薄膜２３の断面鋸歯形状の溝を埋めるように広がる（図１（ｆ）の状態）。さらに、これをベーク炉に収容し、所定の条件（例えば温度７０℃前後）で熱を加えて接着剤２２の硬化を促進させる。接着剤２２が充分に硬化したならば、離型剤層１３を境にしてレプリカ基板２１をマスター回折格子１０から引き剥がす。すると、断面鋸歯形状に成形されたアルミニウム薄膜２３が、接着剤２２を介してレプリカ基板２１に接着した状態で剥離する（図１（ｇ）の状態）。これによって、マスター回折格子１０の格子溝を反転転写した格子溝が形成された、レプリカ回折格子２０が得られる。
【００１５】
フッ素系表面処理剤である離型剤層１３は表面エネルギーを下げる作用を有するため、上記のようにレプリカ基板２１をマスター回折格子１０から剥離させる際に離型性が良好である。また、図１（ｇ）に示すように、レプリカ回折格子２０の格子面の表面には離型剤層の一部が膜１３ａとなって残る。フッ素系表面処理剤は化学的に不活性であるため、膜１３ａは格子面の保護層として機能し、格子面の防汚性、耐摩耗性、耐薬品性等を向上させることができる。
【実施例】
【００１６】
具体的に次のような条件で、上述した製造方法によりレプリカ回折格子を作製した。即ち、マスター回折格子の平面基板は６０ｍｍ×６０ｍｍ×１１．３ｍｍの大きさの石英ガラスであり、使用したフォトレジストは東京応化製のOFPR5000である。また、ホログラフィック露光の際のレーザ波長は４４１．６ｎｍであり、格子溝の刻線はイオンビームエッチングにより行った。格子面の溝本数は１２００本／ｍｍであり、ブレーズ波長は８００ｎｍである。一方、レプリカ基板も平面基板と同じ６０ｍｍ×６０ｍｍ×１１．３ｍｍの大きさの石英ガラスであり、接着剤にはエポキシ樹脂を使用した。
【００１７】
こうして作製したマスター回折格子とレプリカ回折格子について、レーザ干渉計で回折効率を測定した結果を図２に示す。マスター回折格子とレプリカ回折格子の回折効率の曲線形状はほぼ一致しており、きわめて精度の高い転写が達成されていることが分かる。また、面精度の測定結果からも、転写による劣化が殆ど無いことが確認できた。具体的には、本発明による製造方法によれば、高アスペクト比（線幅≒１μｍ、深さ≒６００ｎｍ）のマスター回折格子を母型とするレプリカも問題なく作製することができる。
【００１８】
なお、上記実施例に記載の数値や材料などは単に一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。また、それ以外の点についても、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更や修正を行えることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例であるレプリカ回折格子の製造工程を示す概略断面図。
【図２】本実施例の製造方法で製造されたマスター回折格子とレプリカ回折格子の回折効率の測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１０…マスター回折格子
１１…平面基板
１２…金属薄膜
１３…離型剤層
２０…レプリカ回折格子
２１…レプリカ基板
２２…接着剤
２３…アルミニウム薄膜
【図１】
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【図２】
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