(57)【要約】本発明は、効率のよい表面加工方法に関するものである。  本発明の一実施形態では、本体材料１と、その表面に形成された中間層２と、その表面に形成されたＳＯＧ層３とを備えた積層体４を用いる。まず、ＳＯＧ層３の表面に電子線を照射して、ＳＯＧ層の一部を露光させる。つぎに、ＳＯＧ層３において露光した部分（露光部）３１をエッチングにより除去する。これによって、ＳＯＧ層３の表面に微細な凹凸を形成することが可能である。  電子線の加速電圧を変化させることによって、露光部３１の深さを制御することができる。したがって、深さが異なる立体形状を形成することができる。  ＳＯＧ層３の表面に凹凸を形成した後、例えば酸素イオンビームによってＳＯＧ層３と中間層２と本体材料１を順に除去することができる。これによって、本体材料１の表面に、ＳＯＧ層３の表面と同様な凹凸を形成することができる。
2005539393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【請求項２】
本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有する積層体を用い、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【請求項３】
前記電子線のための加速電圧は、電子線の照射位置に応じて変化させられていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面加工方法。
【請求項４】
前記中間層はＰＭＭＡまたはシランカップリング剤により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面加工方法。
【請求項５】
さらに次のステップを備えることを特徴とする請求項２記載の表面加工方法：
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ＳＯＧ層と前記中間層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いてエッチングを行い、前記本体材料および／または前記中間層の表面を加工するステップ。
【請求項６】
本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記ＳＯＧ層の表面には凹部または凸部が形成されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層と前記中間層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いてエッチングを行い、前記本体材料および／または前記中間層の表面に凹凸表面を形成するステップ。
【請求項７】
前記エッチャントは、前記ＳＯＧ層よりも前記中間層および／または前記本体材料を浸食しやすいものであることを特徴とする請求項５または６記載の表面加工方法。
【請求項８】
前記本体材料はダイヤモンド、ＳｉＣ、石英および樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項９】
前記エッチャントはイオンビームまたは放射光であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項１０】
前記ＳＯＧ層の表面における凹部または凸部は、前記ＳＯＧ層に型を押し付けることによって形成されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項１１】
前記ＳＯＧ層の表面における凹部または凸部は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工方法によって形成されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項１２】
前記加工方法により形成される表面は、成形用の型として用いられるものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の表面加工方法。
【請求項１３】
以下のステップを備えることを特徴とする微粒子の固定方法：
（ａ）微粒子を混入したＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去し、これによって、前記微粒子を前記ＳＯＧ層の表面に露出させ、または、前記表面に接近させるステップ。
【請求項１４】
前記ＳＯＧ層は、本体材料またはその表面に形成された中間層の表面に形成されていることを特徴とする請求項１３記載の微粒子の固定方法。
【請求項１５】
前記電子線のための加速電圧は、前記電子線の照射位置に応じて変化させられていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の微粒子の固定方法。
【請求項１６】
前記中間層はＰＭＭＡまたはシランカップリング剤により構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の微粒子の固定方法。
【請求項１７】
前記微粒子はカーボンナノチューブ、ダイヤモンドパウダーおよび金属微粒子のいずれかであることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項記載の微粒子の固定方法。
【請求項１８】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法により加工された表面を型として用いて成形されたことを特徴とする成形物。
【請求項１９】
前記中間層の厚さを変更することによって、前記本体材料および／または前記中間層の加工後における前記凹凸表面のアスペクト比を調節することを特徴とする請求項６記載の表面加工方法。
【請求項２０】
本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有する積層体。
【請求項２１】
前記本体材料は、ダイヤモンド、ＳｉＣ、石英および樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項２０記載の積層体。
【請求項２２】
前記中間層はＰＭＭＡまたはシランカップリング剤であることを特徴とする請求項２０または２１に記載の積層体。
【請求項２３】
本体材料の表面に中間層を形成し、この中間層の表面にＳＯＧ層を形成することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２４】
前記イオンビームは、酸素イオンビームであることを特徴とする請求項９項記載の表面加工方法。
【請求項２５】
本体材料とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記ＳＯＧ層は、前記本体材料の一側に配置されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記本体材料を露出させるステップ；
（ｂ）前記露出した本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【請求項２６】
本体材料と中間層とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記中間層は、前記本体材料と前記ＳＯＧ層との間に配置されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記本体材料または前記中間層を露出させるステップ；
（ｂ）前記露出した本体材料または前記中間層をエッチングにより加工するステップ。
【請求項２７】
さらに以下のステップを有することを特徴とする請求項２５または２６に記載の表面加工方法：
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、残存した前記ＳＯＧ層を除去するステップ。
【請求項２８】
加工される前記表面の近傍の電圧を、前記電子線の照射位置に応じて変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の表面加工方法。
【請求項２９】
前記電子線のドーズ量に基づいて、前記エッチングにより除去される部分の深さを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の表面加工方法。
【請求項３０】
以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）第１ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記第１ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記第１ＳＯＧ層の表面に第２ＳＯＧ層を形成するステップ；
（ｃ）前記第２ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記第２ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光するステップ；
（ｄ）前記第１および第２ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【請求項３１】
前記第２ＳＯＧ層における電子線照射部分を、前記第１ＳＯＧ層における電子線照射部分と重複する位置に形成することを特徴とする請求項３０記載の表面加工方法。
【請求項３２】
前記第２ＳＯＧ層における電子線照射部分の幅を、前記第１ＳＯＧ層における電子線照射部分の幅よりも狭くすることを特徴とする請求項３０または３１記載の表面加工方法。
【請求項３３】
本体材料とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記ＳＯＧ層は、前記本体材料の一側に配置されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記ＳＯＧ層の表面に凹部または凸部を形成するステップ；
（ｂ）ついで、前記ＳＯＧ層の表面側から前記本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【請求項３４】
本体材料と中間層とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記中間層は、前記本体材料と前記ＳＯＧ層との間に配置されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記ＳＯＧ層の表面に凹部または凸部を形成するステップ；
（ｂ）ついで、前記ＳＯＧ層の表面側から前記中間層または前記本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【請求項３５】
本体材料と、この本体材料の表面側に形成されたマスク層とを有する積層体を用い、前記マスク層の表面には凹部または凸部が形成されており、かつ、以下のステップを備えることを特徴とする表面加工方法：
（ａ）前記マスク層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いて、前記マスク層の側からエッチングを行い、前記本体材料の表面を加工するステップ。
【請求項３６】
前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いたことを特徴とする請求項１〜１２，１９，２４〜２９，３３，３４のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項３７】
前記第１および第２ＳＯＧ層に代えて第１および第２シリコーンゴム層を用いたことを特徴とする請求項３０〜３２のいずれか１項に記載の表面加工方法。
【請求項３８】
前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いたことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の微粒子の固定方法。
【請求項３９】
前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層が用いられたことを特徴とする請求項１８記載の成型物。
【請求項４０】
前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層が用いられたことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項４１】
前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層が用いられたことを特徴とする請求項２３記載の積層体の製造方法。
【請求項４２】
本体材料と、この本体材料の表面側に形成されたマスク層とを有する積層体を用い、前記マスク層の表面に電子線を照射して、前記マスク層の少なくとも一部を露光させて改質することを特徴とする表面改質方法。
【請求項４３】
前記マスク層は、ＳＯＧにより構成されていることを特徴とする請求項４２記載の表面改質方法。
【請求項４４】
前記マスク層は、シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項４２記載の表面改質方法。
【請求項４５】
前記電子線は、前記積層体側に向けて照射されるものであり、前記マスク層の改質部分の深さは、前記積層体側の電位を調整することにより制御されることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか１項に記載の表面改質方法。
【請求項４６】
前記マスク層の改質部分の深さは、前記電子線のドーズ量を調整することにより制御されることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか１項に記載の表面改質方法。
【請求項４７】
前記本体材料と前記マスク層との間に中間層が配置されていることを特徴とする請求項４２〜４６のいずれか１項に記載の表面改質方法。
【請求項４８】
前記マスク層を改質した後、他のマスク層を前記マスク層の表面に積層することを特徴とする請求項４２〜４７のいずれか１項に記載の表面改質方法。
【請求項４９】
前記他のマスク層を前記マスク層の表面に積層した後、前記他のマスク層の表面に電子線を照射し、前記他のマスク層の少なくとも一部を露光させて改質することを特徴とする請求項４８項記載の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面の加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の微細化に伴い、従来の半導体リソグラフィー技術に替わるリソグラフィー技術が模索されている。その一つとして、ナノインプリントリソグラフィー(Nano Imprint Lithography: NIL)がある。これは、ナノメートルオーダーのデザインルールが作製可能な技術である。この技術は、詳しくは、下記非特許文献１に記載されている。このプロセスの概略は、ナノメートルサイズのパターンが描かれているモールド（型）をSiウエハー上のレジストに押し付けて型を転写し、これによって微細パターンを形成するものである。このプロセスでは、レジストの材料として熱可塑性樹脂を用いる。まず、ガラス転移点以上の温度にレジストを昇温してから、モールドをレジストに押し付ける。そのままの状態でレジストを降温して固める。ついで、モールドを剥離する。これにより、Siウエハ上にパターンを得ることができる。しかし，このプロセスでは、昇温や降温に時間がかかり、生産効率が上がらない、再現性のあるパターン転写が行えない等の問題がある。
【０００３】
さらに、別のリソグラフィー技術として、光硬化樹脂を用いた方法がある。この方法では、透明なモールドを用いる。光硬化樹脂にモールドを押し付け、常温でUV光を樹脂に照射する。これにより樹脂を硬化させる。ついで、樹脂からモールドを剥離してパターンを得ることができる。しかし、この方法では、光硬化樹脂や透明なモールドを使う必要がある。また、凹凸パターンにおける深さを場所によって変化させることはできないという問題がある。この種の技術における従来例を以下に示す。
【特許文献１】特開２００１−６８４１１号公報
【非特許文献１】S.Y. Chou, P.R. Krauss, and P.J. Renstrom: Appl. Phys. Lett. 67 (1995) 3114.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一つは、前記した従来の問題点を解決しうる表面加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の表面加工方法は、以下のステップを備えている：
（ａ）ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【０００６】
本発明の別の表面加工方法は、本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有する積層体を用いる。さらに、この方法は、以下のステップを備えている：
（ａ）前記ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【０００７】
前記表面加工方法においては、前記電子線のための加速電圧を、電子線の照射位置に応じて変化させることができる。
【０００８】
前記中間層をＰＭＭＡまたはシランカップリング剤により構成することができる。
【０００９】
前記中間層を用いる表面加工方法は、さらに次のステップ（ｃ）を備えていてもよい。
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ＳＯＧ層と前記中間層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いてエッチングを行い、前記本体材料および／または前記中間層の表面を加工するステップ。
【００１０】
本発明に係るさらに別の表面加工方法は、本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有する積層体を用いる。前記ＳＯＧ層の表面には凹部または凸部を形成する。さらに、この方法は、以下のステップを備える：
（ａ）前記ＳＯＧ層と前記中間層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いてエッチングを行い、前記本体材料および／または前記中間層の表面に凹凸表面を形成するステップ。
【００１１】
前記表面加工方法において、前記エッチャントを、前記ＳＯＧ層よりも前記中間層および／または前記本体材料を浸食しやすいものとすることができる。
【００１２】
前記表面加工方法において、前記本体材料をダイヤモンド、ＳｉＣ、石英および樹脂のいずれかとすることができる。
【００１３】
前記表面加工方法において、前記エッチャントをイオンビームまたは放射光とすることができる。
【００１４】
前記表面加工方法において、ＳＯＧ層の表面における凹部または凸部を、前記ＳＯＧ層に型を押し付けることによって形成することもできる。
【００１５】
前記ＳＯＧ層の表面における凹部または凸部を、前記した表面加工方法によって形成することもできる。
【００１６】
前記加工方法により形成される表面を、成形用の型として用いることができる。
【００１７】
本発明に係る微粒子の固定方法は、以下のステップを備えている：
（ａ）微粒子を混入したＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去し、これによって、前記微粒子を前記ＳＯＧ層の表面に露出させ、または、前記表面に接近させるステップ。
【００１８】
前記固定方法において、前記ＳＯＧ層を、本体材料またはその表面に形成された中間層の表面に形成することができる。
【００１９】
前記固定方法において、電子線のための加速電圧を、電子線の照射位置に応じて変化させることができる。
【００２０】
前記固定方法において、中間層をＰＭＭＡまたはシランカップリング剤により構成することができる。
【００２１】
前記固定方法において、微粒子とは、例えば、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドパウダーおよび金属微粒子のいずれかである。
【００２２】
本発明に係る成形物は、前記した加工方法により加工された表面を型として用いて成形されたものである。
【００２３】
本発明の表面加工方法は、前記中間層の厚さを変更することによって、前記本体材料および／または前記中間層の加工後における前記凹凸表面のアスペクト比を調節する構成であってもよい。
【００２４】
本発明の積層体は、本体材料と、この本体材料の表面に形成された中間層と、この中間層の表面に形成されたＳＯＧ層とを有するものである。
【００２５】
前記積層体における本体材料は、例えば、ダイヤモンド、ＳｉＣ、石英および樹脂のいずれかである。
【００２６】
前記積層体における中間層は、例えばＰＭＭＡまたはシランカップリング剤である。
【００２７】
本発明に係る積層体の製造方法は、本体材料の表面に中間層を形成し、この中間層の表面にＳＯＧ層を形成するものである。
【００２８】
前記した表面加工方法において、前記イオンビームは、酸素イオンビームであってもよい。
【００２９】
本発明の表面加工方法は、本体材料とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記ＳＯＧ層は、前記本体材料の一側に配置されており、かつ、以下のステップを備える構成であっても良い。
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記本体材料を露出させるステップ；および
（ｂ）前記露出した本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【００３０】
本発明の表面加工方法は、本体材料と中間層とＳＯＧ層とを有する積層体を用い、前記中間層は、前記本体材料と前記ＳＯＧ層との間に配置されており、かつ、以下のステップを備える構成であっても良い。
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記本体材料または前記中間層を露出させるステップ；および
（ｂ）前記露出した本体材料または前記中間層をエッチングにより加工するステップ。
【００３１】
これらの表面加工方法は、さらに以下のステップを有していてもよい：
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、残存した前記ＳＯＧ層を除去するステップ。
【００３２】
前記表面加工方法において、加工される前記表面の近傍の電圧を、前記電子線の照射位置に応じて変化させることもできる。
【００３３】
前記表面加工方法において、前記電子線のドーズ量に基づいて、前記エッチングにより除去される部分の深さを制御することもできる。
【００３４】
本発明の表面加工方法は、以下のステップを備えていてもよい：
（ａ）第１ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記第１ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光させるステップ；
（ｂ）前記第１ＳＯＧ層の表面に第２ＳＯＧ層を形成するステップ；
（ｃ）前記第２ＳＯＧ層の表面に電子線を照射して、前記第２ＳＯＧ層の少なくとも一部を露光するステップ；
（ｄ）前記第１および第２ＳＯＧ層において露光した部分の全部または一部をエッチングにより除去するステップ。
【００３５】
この表面加工方法においては、前記第２ＳＯＧ層における電子線照射部分を、前記第１ＳＯＧ層における電子線照射部分と重複する位置に形成することもできる。
【００３６】
さらにこの表面加工方法においては、前記第２ＳＯＧ層における電子線照射部分の幅を、前記第１ＳＯＧ層における電子線照射部分の幅よりも狭くすることもできる。
【００３７】
本発明に係る別の表面加工方法は、本体材料とＳＯＧ層とを有する積層体を用いる。ＳＯＧ層は、本体材料の一側に配置されている。さらに、この方法は、以下のステップを備えている：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記ＳＯＧ層の表面に凹部または凸部を形成するステップ；
（ｂ）ついで、前記ＳＯＧ層の表面側から前記本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【００３８】
本発明に係るさらに別の表面加工方法は、本体材料と中間層とＳＯＧ層とを有する積層体を用いる。中間層は、本体材料とＳＯＧ層との間に配置される。さらに、この方法は、以下のステップを備えている：
（ａ）前記ＳＯＧ層を部分的に除去または成形することにより、前記ＳＯＧ層の表面に凹部または凸部を形成するステップ；
（ｂ）ついで、前記ＳＯＧ層の表面側から前記中間層または前記本体材料をエッチングにより加工するステップ。
【００３９】
本発明に係るさらに別の表面加工方法は、本体材料と、この本体材料の表面側に形成されたマスク層とを有する積層体を用いる。マスク層の表面には、凹部または凸部が形成されている。この方法は、さらに、以下のステップを備えている：
（ａ）前記マスク層と前記本体材料とを浸食するエッチャントを用いて、前記マスク層の側からエッチングを行い、前記本体材料の表面を加工するステップ。
【００４０】
前記表面加工方法において、前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いることができる。同様に、前記第１および第２ＳＯＧ層に代えて第１および第２シリコーンゴム層を用いることもできる。
【００４１】
前記した微粒子の固定方法において、前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いることができる。
【００４２】
前記成型物において、前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いることができる。
【００４３】
前記積層体において、前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いることができる。
【００４４】
前記積層体の製造方法において、前記ＳＯＧ層に代えてシリコーンゴム層を用いることができる。
【００４５】
本発明の表面改質方法は、本体材料と、この本体材料の表面側に形成されたマスク層とを有する積層体を用いる。この方法においては、マスク層の表面に電子線を照射して、マスク層の少なくとも一部を露光させて改質する。
【００４６】
この改質方法において、前記マスク層を、例えばＳＯＧにより構成することができる。
【００４７】
この改質方法において、前記マスク層を、例えばシリコーンゴムにより構成することができる。
【００４８】
この改質方法において、前記電子線は、前記積層体側に向けて照射される。マスク層の改質部分の深さは、例えば積層体側の電位を調整することにより制御することもできる。
【００４９】
前記マスク層の改質部分の深さは、前記電子線のドーズ量を調整することにより制御することもできる。
【００５０】
前記の改質方法において、本体材料と前記マスク層との間に中間層を配置してもよい。
【００５１】
前記マスク層を改質した後、他のマスク層を前記マスク層の表面に積層することもできる。さらには、この積層の後、前記他のマスク層の表面に電子線を照射し、前記他のマスク層の少なくとも一部を露光させて改質することもできる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明に係る表面加工方法によれば、効率よく表面の加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る表面加工方法を、図１および図２を参照しながら以下に説明する。ここで、加工方法とは、加工された物を製造する方法を意味する。また、表面加工とは、表面に凹部または凸部を形成すること、および、表面に形成された凸部を除去することを含む意味である。
【００５４】
まず、本体材料１を用意する。本体材料１としては、例えば、ダイヤモンド、ＳｉＣ、石英、Ｎｉ、樹脂、ガラスまたはサファイアを用いることができる。ダイヤモンド、ＳｉＣ、石英、Ｎｉまたはサファイアとしては、単結晶、多結晶、薄膜状その他、適宜な構造のものを用いることができる。樹脂の例としは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やエンジニアリングプラスチックである。
【００５５】
ついで、本体材料１の表面に、中間層２を形成する。この中間層２としては、この実施形態ではＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）が用いられている。中間層２は、本体材料１の表面にＰＭＭＡを塗布して固化させることによって形成できる。中間層２の厚さは約１０ｎｍとなっている。
【００５６】
つぎに、中間層２の表面に、ＳＯＧ（スピンオングラス）層３を形成する。具体的には、図２に示されるように、まず、ＳＯＧ溶液（メチルシロキサンポリマーと有機溶媒とを含んでいる。）を中間層２の表面に、スピンコート法によって塗布する（ステップ２−１）。ここで、ＳＯＧ溶液の具体例としては、Honeywell社製のAccuglass５１２Ｂ（商標）である。ついで、８０℃〜２５０℃で３分間プリベイクを行う（ステップ２−２）。ついで、大気中、３００℃、１時間の条件でキュアを行う（ステップ２−３）。このようにして積層体４を得ることができる（図１（ａ）参照）。
【００５７】
ついで、ＳＯＧ層の表面に電子線を照射する（図１（ｂ）および図２のステップ２−４参照）。ここで電子線の加速電圧は、照射位置に応じて変化させられている。この実施形態では、図１（ｂ）において右側の照射位置ほど、高い加速電圧とされている。これにより、ＳＯＧ層を露光（改質）させることができる。この実施形態では、露光した部分を露光部３１と称する。露光部３１の深さは、加速電圧が高いほど深くなる。
【００５８】
ついで、エッチャントとしてのＢＨＦ（フッ酸緩衝液）により現像（エッチング）を行う（図２のステップ２−５）。ＢＨＦは、ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：１とした混合液である。現像時間は例えば６０秒間である。これにより、露光部３１を除去して、凹部３２をＳＯＧ層３に形成することができる。本実施形態によれば、このようにして、ＳＯＧ層３の表面に凹凸を形成することができる。
【００５９】
本実施形態では、電子線の加速電圧の大きさにより露光部３１の深さを制御しているので、露光部３１の深さを正確に制御することができる。したがって、得られる凹部３２の深さを正確に制御して多階調の構造を得ることができる。深さ方向の階調変化としては、１μｍの深さにおいて１６階調の変化を実現できている。３２階調や６４階調の変化も可能と考えられる。
【００６０】
また、電子ビームの幅は、３ｎｍ程度まで集束可能なので、ナノオーダーの形状に加工することが可能である。実際、１００ｎｍのビーム幅の電子ビームを使用した場合で、２００ｎｍの幅を有する線状の凹部３２を形成できている。したがって、１０ｎｍ以下の幅を有する凹部３２を形成できると考えられる。
【００６１】
したがって、本実施形態の方法によれば、微細な凹凸表面を精度良く形成することができる。これにより、例えば、ＭＥＭＳ、光学素子（ブレーズ光学素子、マイクロレンズアレイ、フレネルゾーンプレート、フォトニッククリスタル、ホログラム素子、ディジタル光学素子）の微細加工が可能になる。また、凹凸表面を型として用いることで、前記の手順を逐一実行することなく、転写によって微細加工品を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、中間層２を形成しているので、本体材料１とＳＯＧ層３との濡れ性（接着性）を改善することができる。また、本体材料１とＳＯＧ層３との間に生じる応力（例えばＳＯＧ層３の収縮に伴う応力）を緩和することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
つぎに、図３を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る表面加工方法を説明する。この方法においても、前記第１実施形態と同様に、まず、本体材料１と中間層２とＳＯＧ層３とを備えた積層体４を形成する（図３（ａ）参照）。ついで、加速電圧３ｋＶにて、電子線をＳＯＧ層３に照射する。これにより、ＳＯＧ層３に露光部３１１を形成することができる。ついで、加速電圧５ｋＶにて、露光部３１１よりも狭い領域に対して、電子線をＳＯＧ層３に照射する。これにより、露光部３１１よりも深い露光部３１２を形成することができる（図３（ｂ）参照）。ついで、エッチャントとしてのＢＨＦにより露光部３１１・３１２を除去する（図３（ｃ））。これにより、ＳＯＧ層３に凹部３２を形成することができる。ここまでは第１実施形態と基本的に同様である。
【００６４】
つぎに、この実施形態では、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）によって生成された酸素イオンビームをエッチャントとしてＳＯＧ層３の表面に適用した（図３（ｅ）参照）。これにより、ＳＯＧ層３、中間層２および本体材料１を分解して、照射時間に対応した深さだけこれらを除去することができる。これにより、ＳＯＧ層３の形状に沿って、本体材料１に凹部１１を形成することができる（図３（ｆ）参照）。なお、図示の例では、中間層２はすべて除去されている。
【００６５】
ＳＯＧ層３は、中間層２および本体材料１に比較して、酸素イオンビームによって分解されにくいので、この実施形態の方法では、ＳＯＧ層３の凹凸形状よりも高いアスペクト比の凹凸形状を本体材料１に形成することができるという利点がある。
【００６６】
また、本実施形態では、酸素イオンビームを用いているので、異方性の加工となり、加工形状の広がりが少ない。このため、微細加工に好適である。
【００６７】
さらに、本実施形態では、酸素イオンビームを用いているので、ＳＯＧ層３を、中間層２および本体材料１と並行して加工することができる。このため、事後的にＳＯＧ層３を除去する工程が不要となり、加工効率がよいという利点もある。
【００６８】
また、本実施形態では、本体材料１がダイヤモンドやＳｉＣや石英のように硬い材料であっても、高精度な微細加工を容易に行うことができるという利点がある。したがって、この実施形態によって、微細形状を成形するための型を容易に作製できるという利点がある。ダイヤモンドは、成形作業後の洗浄が容易なので、型の材料として好適である。また、ＳｉＣは、高温に強いため、セラミック製品成形用の型の材料として好適である。
【００６９】
また、中間層２の厚さを変えることで、本体材料１の表面に形成されるアスペクト比を調整することも可能である。通常は、本体材料１の加工は、ＳＯＧ層３がエッチャントにより除去された時点で終了すると考えられる。すると、例えば、中間層２を厚くすると、中間層２の加工に時間がかかり、本体材料１の加工時間がその分短くなるので、本体材料１における加工面のアスペクト比を低くできる。逆に、中間層２を薄くすることにより、本体材料１における加工面のアスペクト比を高くすることができる。
【００７０】
第２実施形態における他の構成および利点は第１実施形態と基本的に同様なのでこれ以上の詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００７１】
前記第２実施形態の具体的な実施条件を以下に示す。なお、前記実施形態に記載した条件は省略する。
（１）中間層２を構成するＰＭＭＡの塗布
塗布厚：１０ｎｍ
（２）ＳＯＧ層３を構成するＳＯＧ溶液の塗布
スピンコートにおける回転数：３０００ｒｐｍ
回転時間：１０秒
（３）ＥＣＲを用いた酸素イオンビームによる加工
使用ガス：Ｏ２
イオン電流密度：1.35mA/cm2
エミッション電流：11.0mA
酸素流量：3.0sccm
真空度：6.67×10-4Pa
ガス導入時真空度:3.18×10-4Pa
マイクロ波出力：100W
イオンビームの加速電圧：300V
加工時間：３０分
なお、第２実施形態では、電子線露光を用いてＳＯＧ層３に凹部３２を形成したが、例えば、型をＳＯＧ層３に押し付けることによって凹部３２を形成することも可能である。
【００７２】
（第３実施形態）
つぎに、本発明の第３実施形態に係る成型方法を、図４を参照しながら説明する。この方法では、本体材料１として樹脂を用いる。本体材料１の上面にＳＯＧ層３を形成する。中間層は形成しない。また、本体材料１を形成するための下地材料５を用いる（図４（ａ）参照）。したがって、この実施形態では、本体材料１とＳＯＧ層３と下地材料５とから積層体４を構成している。本体材料１とＳＯＧ層３の組成は第１実施形態と同様である。下地材料は、例えばＳｉやガラスから構成される。下地材料としては、平坦度が高く、かつ安価な材料が好ましい。
【００７３】
ついで、前記したＳＯＧ層３の表面に型６を押し付ける。型６の表面（図４（ａ）において下面）には、例えば第２実施形態の方法で形成された凹凸面（成形面）が形成されている。これにより、ＳＯＧ層３の表面に、型の形状を転写することができる（図４（ｂ）参照）。ついで、成形されたＳＯＧ層３に対して、第２実施形態と同様にして、エッチャントとしての酸素イオンビームを照射する（図４（ｃ）参照）。これにより、ＳＯＧ層３および本体材料１を、ＳＯＧ層３の形状に沿って加工することができる（図４（ｄ）参照）。本体材料１としてＳＯＧ層３よりも加工されやすい材料を選ぶことにより、本体材料１の加工面のアスペクト比を、ＳＯＧ層３よりも高くすることができる。
【００７４】
なお、この第３実施形態においては、ＳＯＧ層３における凹凸面を、型の転写により成形したが、第１および第２実施形態に示されるような、電子線露光および現像（露光部の除去）を用いる方法によって成形しても良い。
【００７５】
第３実施形態における他の構成および利点は、第１・第２実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００７６】
（第４実施形態）
つぎに、本発明の第４実施形態について図５を参照して説明する。この実施形態は、前記各実施形態のような方法で得られた凹凸表面を型として用いた成形方法に関するものである。まず、被成型品７を配置する。被成型品７の素材は任意であるが、この実施形態では、例えば、適宜な下地材料８と、その表面に形成された本体９とを備えたものとする。本体９としては、例えば、ＰＴＦＥ、エンジニアリングプラスチック、ＰＭＭＡ、アクリル系樹脂などの樹脂や、Ａｌなどの軟金属を使用することができる。Ａｌ等の軟金属を用いる場合は、型押しによって、回折格子ブレーズ光学素子などの、反射を使う光学素子を得ることができる。また、軟金属を型押し成形することで、直ちにホログラムを得ることもできる。一方、型１０の下面には、前記実施形態のいずれかの加工方法で得られた凹凸表面が形成されている。
【００７７】
ついで、型１０の下面を本体９に押し付けることにより、凹凸形状を転写する。これにより、例えばＭＥＭＳや光学素子などに用いる微小成型品を容易に得ることができる。
【００７８】
（第５実施形態）
つぎに、本発明の第５実施形態を、図６を参照しながら説明する。この実施形態では、第１および第２実施形態と同様に、本体材料１と中間層２とＳＯＧ層３とを備えた積層体４を用いる。ただし、第５実施形態では、ＳＯＧ層３の内部に微粒子３３が混入されている（図６（ａ）参照）。この実施形態では、微粒子３３の位置は予め設定されているものとする。ついで、微粒子３３の位置に対して電子線を照射する。電子線の加速電圧は、この実施形態では、微粒子３３の表面まで電子線による露光ができる電圧とする。これにより、露光部３１を形成する（図６（ｂ）参照）。
【００７９】
ついで、エッチャントとしてのＢＨＦにより現像を行い、凹部３２を形成する（図６（ｃ）参照）。これにより、微粒子を覆っていたＳＯＧを除去して、微粒子３３を外部に露出させることができる。電子線の加速電圧を変えることにより、前記第１実施形態で説明した通り、凹部３２の深さを変えることもできる。例えば、電子線の加速電圧を調整することにより、凹部３２の深さを、微粒子３３が外部に露出しない程度（つまり微粒子３３がＳＯＧ層３の表面に接近する程度）の深さとすることもできる。
【００８０】
本実施形態によれば、このようにして、微粒子を外部に露出させた状態で固定することができる。微粒子としては、例えば、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドパウダーもしくは金属微粒子（これらの混合物である場合を含む）を用いることができる。この場合は、固定された微粒子３３をＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）用の電極として利用することも可能である。
【００８１】
（第６実施形態）
つぎに、本発明の第６実施形態に係る表面加工方法を説明する。この方法においても、前記第１実施形態と同様に、まず、本体材料１と中間層２とＳＯＧ層３とを備えた積層体４を形成する。ついで、適宜な（例えば２ｋＶの）加速電圧にて、電子線をＳＯＧ層３に照射する。ここで、この実施形態では、加工される表面の近傍の電圧を、電子線の照射位置に応じて変化させる。より具体的には、積層体４が配置される試料台（図示せず）において、電子銃から試料台までの空間における電界を変化させるような電圧を印加する。さらに、この電圧を、電子線の照射位置に応じて変化させる。印加される電圧は、マイナスでもプラスでもよい。すなわち、印可電圧は、電界を強めるものでも弱めるものでもよい。
【００８２】
ついで、電子線の露光部を第１実施形態と同様にして除去する。これにより、ＳＯＧ層３に凹部を形成することができる。
【００８３】
この第６実施形態によれば、試料台側の電圧を変化させることにより、露光部の深さ、すなわち、形成される凹部の深さを制御することができる。電子銃側の加速電圧を変化させる場合には、途中に存在する偏向器等の影響により、電子線の照射位置が変化し、電子線の位置合わせが必要になる。この実施形態によれば、このような位置合わせが不要になり、凹部の深さ制御が容易となるという利点がある。
【実施例２】
【００８４】
（実験条件）
電子銃の加速電圧：一定（２ｋＶ）
試料台側の電圧：０〜−１．５ｋＶの間で変化
この実験条件において、第６実施形態の方法により凹部を形成した。その結果を下記表１に示す。また、形成された、深さの異なる凹部の形状を図７に示す。資料台側の電圧を減少させることにより、深さを浅くできることが判る。また、印加する電圧と形成される深さとは、ほぼ比例関係となるため、良い制御性を得ることができる。
【００８５】
【表１】
2005539393.tif 000003
【実施例３】
【００８６】
（実験条件）
電子銃の加速電圧：一定（２ｋＶ）
試料台側の電圧：０〜＋１．０ｋＶの間で変化
この実験条件において、第６実施形態の方法により凹部を形成した。その結果を下記表２に示す。また、形成された、深さの異なる凹部の形状を図８に示す。資料台側の電圧を増加させることにより、深さを深くできることが判る。また、印加する電圧と形成される深さとは、ほぼ比例関係となるため、良い制御性を得ることができる。
【００８７】
【表２】
2005539393.tif 000004
【実施例４】
【００８８】
（実験条件）
電子銃の加速電圧：一定（１ｋＶ）
試料台側の電圧：平均値を電子銃の加速電圧と同じく１ｋＶとし、振幅２００Ｖの正弦波を印加
この実験条件において、第６実施形態の方法により凹部を形成した。その結果形成された凹部の形状を図９に示す。試料台側の電圧を正弦波状に変化させることにより、凹部の底面を正弦波状に加工できることが判る。したがって、試料台側の電圧を変化させることにより、凹部の底面を曲面状に加工できることが判る。試料台側の電圧の変化は、正弦波状に限らず、例えば円弧状、ステップ状、鋸歯状など任意の形状とすることができる。得られる凹部の底面形状は、電圧の変化の形状にほぼ対応したものとなる。
【００８９】
（第７実施形態）
つぎに、本発明の第７実施形態に係る表面加工方法を説明する。この方法においても、前記第１実施形態と同様に、まず、本体材料１と中間層２とＳＯＧ層３とを備えた積層体４を形成する。ついで、適宜な（例えば４ｋＶの）加速電圧にて、電子線をＳＯＧ層３に照射する。ここで、この実施形態では、電子線のドーズ量を、電子線の照射位置により変化させる。
【００９０】
ついで、電子線の露光部を第１実施形態と同様にして除去する。これにより、ＳＯＧ層３に凹部を形成することができる。
【００９１】
この第７実施形態によれば、電子線のドーズ量を変化させることにより、露光部の深さ、すなわち、形成される凹部の深さを制御することができる。電子銃側の加速電圧を変化させる場合には、途中に存在する偏向器等の影響により、電子線の照射位置が変化し、電子線の位置合わせが必要になる。この実施形態によれば、このような位置合わせが不要になり、凹部の深さ制御が容易となるという利点がある。
【実施例５】
【００９２】
（実験条件）
電子銃の加速電圧：一定（４ｋＶ）
ドーズ量：４００〜５００００μＣ／ｃｍ２の間で変化
ＢＨＦ現像時間：６０秒
ＳＯＧ層の材料：シリケート系材料であるＵＳＧ−５０（Honeywell社製）
この実験条件において、第７実施形態の方法により凹部を形成した。その結果を下記表３に示す。また、形成された、深さの異なる凹部の形状を図１０に示す。ドーズ量を変化させることにより、深さを制御できることが判る。
【００９３】
【表３】
2005539393.tif 000005
【００９４】
さらに、この実施例５では、ドーズ量１００００μＣ／ｃｍ２の場合の現像時間を７分間とした。その結果、図１１に示されるステップ状凸部を形成することができた。その理由は、ドーズ量を増加させることにより、電子線照射部分に重合を生じ、そのエッチング耐性が非照射部分よりも強くなったためであると考えられる。
【００９５】
なお、電子線を照射していないＳＯＧをエッチング液で溶解する場合の、溶解時間と溶解深さとの関係を図１２に示す。６０秒程度であれば、ＳＯＧにおける非照射部分はほとんど溶解されない。このため、凹部を形成する場合は、通常は、この範囲とすることが好ましい。一方、例えば７分程度の溶解時間とすると、非照射部分が深くまで溶解される。電子線により照射部分のエッチング耐性が高くなっていれば、図１１に示されるように、凸部を残すことができる。つまり、ネガ型を形成できる。また、エッチング液の組成、種類または濃度等の条件を変えることによって、この現象の発現状態の制御も可能と考えられる。
【００９６】
（第８実施形態）
つぎに、本発明の第８実施形態に係る表面加工方法を説明する。この方法においては、前記第１実施形態におけるＳＯＧ層に代えて、シリコーンゴム層を用いる。したがって、第８実施形態では、本体材料１と中間層２とシリコーンゴム層３とから積層体４を形成する（図３（ａ）参照）。シリコーンゴム層については、ＳＯＧ層と同じ符号を用いて参照する。シリコーンゴムとは例えばＰＤＭＳ（Polydimethylsiloxane）である。
【００９７】
この実施形態においても、適宜な（例えば５ｋＶの）加速電圧にて、電子線をＳＯＧ層３に照射する。ここで、この実施形態では、電子線のドーズ量を、電子線の照射位置により変化させる。ただし、電子線の加速電圧を照射位置により変化させることも可能である。
【００９８】
ついで、電子線の露光部を第１実施形態と同様にしてエッチングにより除去する。これにより、シリコーンゴム層３に凹部を形成することができる。
【００９９】
この第８実施形態によれば、電子線のドーズ量を変化させることにより、または加速電圧を変化させることにより、露光部の深さ、すなわち、形成される凹部の深さを制御することができる。
【０１００】
さらに、この実施形態によれば、柔軟性のあるシリコーンゴムに凹凸を形成することができるので、凹凸面を型として、対象物が有する曲面または平面に押し付けることにより、微少な凹凸曲面を成形することができる。この手法により、ＤＮＡチップやマイクロリアクター等の微細部品における形状加工を行うことができる。
【０１０１】
また、シリコーンゴムは、ＳＯＧよりも一般に接着性が良いので、中間層２を用いずに、本体材料１に直接接着させることが容易となる。
【実施例６】
【０１０２】
（実験条件）
電子銃の加速電圧：一定（５ｋＶ）
ドーズ量：５００〜１００００μＣ／ｃｍ２の間で変化
ＢＨＦ現像時間：６０秒
シリコーンゴム層の材料：ＰＤＭＳ
この実験条件において、第８実施形態の方法により凹部を形成した。その結果を下記表４に示す。ドーズ量を変化させることにより、深さを制御できることが判る。なお、ＰＤＭＳは、ＳＯＧとは逆に、ドーズが多くなるほど深く除去されることが判る。
【０１０３】
【表４】
2005539393.tif 000006
【０１０４】
（第９実施形態）
つぎに、本発明の第９実施形態に係る表面加工方法を、図１３に基づいて説明する。まず、シリコンからなる本体材料１の表面に、第１実施形態と同様な方法により、第１ＳＯＧ層３０１を形成する（図１３（ａ）参照）。ついで、第１ＳＯＧ層３０１の表面に電子線を照射して、第１ＳＯＧ層３０１の一部を露光させる（図１３（ｂ）参照）。
【０１０５】
ついで、第１ＳＯＧ層３０１の表面に第２ＳＯＧ層３０２を形成する（図１３（ｃ）参照）。ついで、第２ＳＯＧ層３０２の表面に電子線を照射して、第２ＳＯＧ層３０２一部を露光する（図１３（ｄ）参照）。このとき、電子線による露光部分が第１ＳＯＧ層３０１に到達するように（つまり第２ＳＯＧ層３０２を貫通するように）、電子線の加速電圧を制御する。露光深さの制御方法としては、前記実施形態に記載したように、試料台側の電圧を変化させる方法、ドーズ量を変化させる方法などを用いることもできる。
【０１０６】
さらに、この実施形態では、第２ＳＯＧ層３０２における電子線照射部分を、第１ＳＯＧ３０１層における電子線照射部分と重複する位置に形成する。また、第２ＳＯＧ層３０２における電子線照射部分の幅を、第１ＳＯＧ層３０１における電子線照射部分の幅よりも狭くする。
【０１０７】
ついで、第１および第２ＳＯＧ層３０１および３０２において露光した部分をエッチングにより除去する（図１３（ｅ）参照）。
【０１０８】
本実施形態の方法によれば、図１３（ｅ）に示されるように、段差を有する構造を得ることができる。また、第２ＳＯＧ層３０２における電子線照射部分の幅を、第１ＳＯＧ層３０１における電子線照射部分の幅よりも狭くすることにより、微少な流路を形成することができる。
【０１０９】
（第１０実施形態）
つぎに、本発明の第１０実施形態に係る表面加工方法を、図１４に基づいて説明する。この実施形態では、本体材料１の材料として石英を用いる。この表面加工方法においては、本体材料１の表面にＳＯＧ層３を形成する（図１４（ａ）参照）。ついで、ＳＯＧ層３の表面に電子線を照射して、ＳＯＧ層３の一部を露光させる（図１４（ｂ）参照）。
【０１１０】
ついで、ＳＯＧ層３において露光した部分をエッチングにより除去する（図１４（ｃ）参照）。ついで、エッチャントとしての酸素イオンビームをＳＯＧ層３の表面に照射する（図１４（ｄ）参照）。これにより、第２実施形態と同様の作用により、本体材料１に凹部１１を形成することができる（図１４（ｅ）参照）。
【０１１１】
本実施形態の方法によれば、ＳＯＧよりも硬い石英に微少な凹凸を容易に形成することができるという利点がある。これにより、耐久性のある微少な型を得ることができる。
【実施例７】
【０１１２】
第１０実施形態の方法により、まず、ＳＯＧ層３に凹部を形成した。その結果を図１５（ａ）に示す。続いて、前記方法に従い、下記条件において、酸素イオンビームを照射した。
（実験条件）
ベース真空度：１０−４torr以下
加工時の真空度（平均）：１．９３×１０−２torr
マイクロ波出力：１００Ｗ
加速電圧：３００Ｖ
イオンエミッション（平均）：１０．６ｍＡ
電流密度（平均）：０．４８Ａ／ｃｍ２
加工時間：９０分
その結果、本体材料１の表面に、図１５（ｂ）に示されるような凹部を形成することができた。
【０１１３】
さらに、このようにして形成された凹部を型として用いて、形状の転写を行った。転写の条件は次の通りである。
（転写条件）
使用樹脂（対象物）：アクリル系光硬化樹脂
転写加圧：５０Ｎ／ｃｍ２
紫外線照射量：１Ｊ／ｃｍ２＝１１８ｍＷ／ｃｍ２×８．４７ｓ
なお、この転写においては、型を樹脂に押し付けて変形させた後に、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。その後型をリリースして転写を完了させた。
【０１１４】
その結果、図１６に示されるように、樹脂の表面に凹凸を転写することができた。
【０１１５】
（第１１実施形態）
つぎに、本発明の第１１実施形態に係る表面加工方法を、図１７に基づいて説明する。この実施形態の方法では、本体材料１の材料としてダイヤモンドを用いる。また、この方法では、本体材料１の表面に、マスク層３を形成する。マスク層３の材料としては、例えばＡｌを用いることができるが、その他の材料、例えばＳＯＧを用いることもできる。まず、型６をマスク層３に押し付ける（図１７（ａ）および（ｂ）参照）。ついで、マスク層３から型６を離す（図１７（ｃ）参照）。これにより、マスク層３に凸部を形成することができる。ついで、マスク層３の表面にエッチャント（例えば酸素プラズマや酸素イオン）を照射する。これにより、本体材料１の断面試料を形成することができる（図１７（ｄ）参照）。
【０１１６】
これにより、硬質材料であっても、比較的に簡単に、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）用断面試料を作製することができる。また、マスク層よりも本体材料に対して加工速度の速いエッチャントを用いることによって、アスペクト比の高い断面試料を作製することができる。
【０１１７】
なお、前記実施形態では、酸素イオンビームを利用した加工方法を例示したが、酸素イオンビームに替えて、例えば、酸素ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いても良い。酸素ＲＩＥを用いた場合は、それによりＳＯＧ層を除去することはできないので、ＳＯＧ層を除去するためには、ＢＨＦを別途用いる必要がある。この場合は、ＳＯＧ層を部分的に除去して中間層または本体材料を露出させた後、本体材料（中間層を設けた場合はさらに中間層）を酸素ＲＩＥで加工し、その後、必要に応じてＳＯＧ層を除去する、という方法となる。
【０１１８】
さらに、酸素イオンビームに替えて、エッチャントとして放射光を用いても良い。放射光を用いた場合は、これによりＳＯＧ層を除去することができる。放射光を使った加工では、
（１）ＳＯＧ層３も本体材料１も同時に加工することができるので、作業が簡便、
（２）放射光は、酸素イオンビームよりもさらに広がりが少ないために高精度の加工ができる、
（３）ＳＯＧの加工速度は樹脂などの本体材料１よりも通常は遅いために、本体材料１の凹凸形状を、ＳＯＧ層３の凹凸形状よりも高アスペクト比とすることができる、
等の利点がある。
【０１１９】
さらに、酸素イオンビームに替えて、エッチャントとして他のイオンビームを用いることもできる。例えば、本体材料１をガラスやサファイアとした場合は、アルゴン、ＣＦ４、ＣＨＦ３などのイオンビームを用いることが可能である。この場合は、ＳＯＧ層３に形成された凹凸形状を、例えば第２実施形態や第３実施形態の方法によって、１：１で本体材料１に形成することが可能なので、精密加工品の生産が一層容易となる。
【０１２０】
また、前記した実施形態の加工方法は、ＣＤやＤＶＤのメタルマスターやスタンパーの作製に用いることができる。さらには、前記した実施形態の加工方法は、ＬＥＥＰＬ（Low Energy Electron beam Projection Lithography）やＥＰＬ（Electron Projection Lithography）用のステンシルマスクの作製にも用いることができる。
【０１２１】
なお、前記実施形態および実施例の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、上記に限らない。
【０１２２】
また、中間層２として、ＰＭＭＡに替えて、シランカップリング剤（一分子中に有機官能基と加水分解基を有する材料）を用いることもできる。シランカップリング剤を用いると、有機樹脂と無機物との結合性が向上する。したがって、本体材料１として有機樹脂を用いた場合に、本体材料１とＳＯＧ層３との接着性を向上させることができる。さらに、中間層２を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る表面加工方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る微粒子の固定方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図７】本発明の第６実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図８】本発明の第６実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図９】本発明の第６実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図１０】本発明の第７実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図１１】本発明の第７実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図１２】現像時間とＳＯＧのエッチング深さとの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第９実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図１４】本発明の第１０実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は深さ、横軸は距離である。
【図１６】本発明の第１０実施形態における実施例の結果を示す図であって、縦軸は、転写された凸部の高さ、横軸は距離である。
【図１７】本発明の第１１実施形態に係る表面加工方法を説明するための説明図であって、積層体の断面を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  本体材料
１１  凹部
２  中間層
３  ＳＯＧ層（マスク層、シリコーンゴム層）
３０１  第１ＳＯＧ層（マスク層）
３０２  第２ＳＯＧ層（他のマスク層）
３１・３１１・３１２  露光部
３２  凹部
３３  微粒子
４  積層体
５・８  下地材料
６・１０  型
７  被成型品
８  センサ本体
９  本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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