【手続補正書】
【提出日】平成23年11月21日(2011.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、
（ａ）前記基板上に設けられた前記複数の凸部の上に感光膜を形成すること、
（ｂ）前記感光膜の上に液体を配置すること、
（ｃ）前記液体を挟んで、透明基板を前記基板と対向配置すること、
（ｄ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記透明基板及び前記液体を介して前記感光膜に照射すること、
（ｅ）前記液体及び前記透明基板を排した後に、前記感光膜を現像すること、
（ｆ）前記（ｅ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記基板をエッチングすること、
を含み、
前記（ｂ）における前記液体の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、
微細構造体の製造方法。
【請求項２】
前記（ｄ）において、複数の前記レーザービームを交叉させることによって前記干渉光を発生させる、請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記（ｃ）において、回折格子を備えた前記透明基板を用い、
前記（ｄ）において、単数の前記レーザービームを前記回折格子に入射させることによって前記干渉光を発生させる、請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記（ｃ）において、前記透明基板に開口部を有する遮光層を形成する、請求項３に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
前記（ｃ）において、前記開口部を複数形成し、
前記（ｄ）において、前記透明基板の上に前記開口部を個々に露出させる遮蔽板を順次配置して複数の領域に前記干渉光を照射する、請求項４に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項６】
前記（ｃ）において、前記開口部を単数形成し、
前記（ｄ）において、前記透明基板を移動させて複数の領域に前記干渉光を照射する、請求項４に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項７】
少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、
（ａ）前記基板上に設けられた前記複数の凸部の上に感光膜を形成すること、
（ｂ）前記感光膜の上に水溶性膜を形成すること、
（ｃ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記水溶性膜を介して前記感光膜に照射すること、
（ｄ）前記感光膜を現像すること、
（ｅ）前記（ｄ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記基板をエッチングすること、
を含み、
前記（ｂ）における前記水溶性膜の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、
微細構造体の製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）において、複数の前記レーザービームを交叉させることによって前記干渉光を発生させる、請求項７に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項９】
前記（ｄ）は、前記水溶性膜を排した後に前記感光膜を現像する、請求項７または請求項８に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記（ａ）に先立って、前記基板の一面側に前記複数の凸部を形成すること、を更に含む、請求項１又は７又は８に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記基板がエッチングされた後に、前記感光膜パターンを除去すること、を更に含む、請求項１又は７又は８に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記透明基板は、前記複数のレーザービームが入射する側の面上に反射防止膜を有する、請求項２又は８に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１３】
少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、
（ａ）前記基板上に設けられた前記複数の凸部の上に金属膜を形成すること、
（ｂ）前記金属膜の上に第１の反射防止膜を形成すること、
（ｃ）前記第１の反射防止膜の上に感光膜を形成すること、
（ｄ）前記感光膜の上に液体を配置すること、
（ｅ）前記液体を挟んで、透明基板を前記基板と対向配置すること、
（ｆ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記透明基板及び前記液体を介して前記感光膜に照射すること、
（ｇ）前記液体及び前記透明基板を排した後に、前記感光膜を現像すること、
（ｈ）前記（ｇ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記金属膜及び前記第１の反射防止膜をエッチングすること、
を含み、
前記（ｄ）における前記液体の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、
微細構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記（ｆ）において、複数の前記レーザービームを交叉させることによって前記干渉光を発生させる、請求項１３に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記（ｅ）において、回折格子を備えた前記透明基板を用い、
前記（ｆ）において、単数の前記レーザービームを前記回折格子に入射させることによって前記干渉光を発生させる、請求項１３に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記（ｅ）において、前記透明基板に開口部を有する遮光層を形成する、請求項１５に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記（ｅ）において、前記開口部を複数形成し、
前記（ｆ）において、前記透明基板の上に前記開口部を個々に露出させる遮蔽板を順次配置して複数の領域に前記干渉光を照射する、請求項１６に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記（ｅ）において、前記開口部を単数形成し、
前記（ｆ）において、前記透明基板を移動させて複数の領域に前記干渉光を照射する、請求項１６に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１９】
少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、
（ａ）前記基板上に設けられた前記複数の凸部の上に金属膜を形成すること、
（ｂ）前記金属膜の上に第１の反射防止膜を形成すること、
（ｃ）前記第１の反射防止膜の上に感光膜を形成すること、
（ｄ）前記感光膜の上に水溶性膜を形成すること、
（ｅ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記水溶性膜を介して前記感光膜に照射すること、
（ｆ）前記感光膜を現像すること、
（ｇ）前記（ｆ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記金属膜及び前記第１の反射防止膜をエッチングすること、
を含み、
前記（ｄ）における前記水溶性膜の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、
微細構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記（ｅ）において、複数の前記レーザービームを交叉させることによって前記干渉光を発生させる、請求項１９に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記（ｆ）は、前記水溶性膜を排した後に前記感光膜を現像する、請求項１９に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記（ａ）に先立って、前記基板の一面側に前記複数の凸部を形成すること、を更に含む、請求項１３又は１９に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項２３】
前記金属膜及び前記第１の反射防止膜がエッチングされた後に、前記感光膜パターンを除去すること、を更に含む、請求項１３又は１９に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項２４】
前記感光膜パターンが除去された後に、前記第１の反射防止膜を除去すること、を更に含む、請求項２３に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項２５】
前記透明基板は、前記複数のレーザービームが入射する側の面上に第２の反射防止膜を有する、請求項１４に記載の微細構造体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る第１の態様の微細構造体の製造方法は、少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、（ａ）前記基板上に前記複数の凸部を覆う感光膜を形成すること、（ｂ）前記基板上に前記感光膜を覆う液体を配置すること、（ｃ）前記液体を挟んで、透明基板を前記基板と対向配置すること、（ｄ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記透明基板及び前記液体を介して前記感光膜に照射すること、（ｅ）前記液体及び前記透明基板を排した後に、前記感光膜を現像すること、（ｆ）前記（ｅ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記基板をエッチングすること、を含み、前記（ｂ）における前記液体の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した第１の態様の製造方法における（ｄ）において、複数のレーザービームを交叉させることによって干渉光を発生させることができる。また、（ｃ）において、回折格子を備えた透明基板を用い、（ｄ）において、単数のレーザービームを回折格子に入射させることによって干渉光を発生させてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、上述した第２の態様の製造方法における（ｃ）において、複数のレーザービームを交叉させることによって干渉光を発生させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る製造方法においては、感光膜の上に、空気に比して高屈折率の液体或いはこれと同等な水溶性膜を配置し、この状態でレーザー干渉露光を行う。液体又は水溶性膜を配置することにより、感光膜に直接に干渉光を入射させる場合（すなわち空気と感光膜とが接した状態で露光する場合）に比較して、感光膜とこれに接した媒体（液体及び透明基板）との屈折率差が小さくなる。それにより、感光膜の表面の凹凸による干渉光の回折が抑制され、感光膜内における干渉光の強度分布が乱れることを回避できる。従って、本発明に係る製造方法によれば、平坦性の低い面においても良好な露光を実現し、良質な微細構造体を製造することが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、前記透明基板は、前記複数のレーザービームが入射する側の面上に反射防止膜を有することも好ましい。それにより、空気層と透明基板との界面で生じる反射光が抑制され、露光むらをより一層低減することが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明に係る第３の態様の微細構造体の製造方法は、少なくとも一面に複数の凸部を有する基板と、当該基板の一面に設けられた、前記複数の凸部の各々よりも小さい複数の微小凸部と、を備える微細構造体の製造方法であって、（ａ）前記基板上に前記複数の凸部を覆う金属膜を形成すること、（ｂ）前記基板上に前記金属膜を覆う第１の反射防止膜を形成すること、（ｃ）前記基板上に前記第１の反射防止膜を覆う感光膜を形成すること、（ｄ）前記基板上に前記感光膜を覆う液体を配置すること、（ｅ）前記液体を挟んで、透明基板を前記基板と対向配置すること、（ｆ）レーザービームを用いて干渉光を発生させ、当該干渉光を前記透明基板及び前記液体を介して前記感光膜に照射すること、（ｇ）前記液体及び前記透明基板を排除した後に、前記感光膜を現像すること、（ｈ）前記（ｇ）によって形成された感光膜パターンをマスクとして用いて、前記金属膜及び前記第１の反射防止膜をエッチングすること、を含み、前記（ｄ）における前記液体の屈折率が、１より大きく前記感光膜の屈折率と同等かそれより低い値である、ことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上述した第３の態様の製造方法における（ｆ）において、複数のレーザービームを交叉させることによって干渉光を発生させることができる。また、（ｅ）において、回折格子を備えた透明基板を用い、（ｆ）において、単数のレーザービームを回折格子に入射させることによって干渉光を発生させてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、上述した第３の態様の製造方法における（ｅ）において、透明基板に開口部を有する遮光層を形成することができる。このとき、（ｅ）において、開口部を複数形成し、（ｆ）において、透明基板の上に開口部を個々に露出させる遮蔽板を順次配置して複数の領域に前記干渉光を照射することができる。また、（ｅ）において、開口部を単数形成し、（ｆ）において、透明基板を移動させて複数の領域に干渉光を照射してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、前記透明基板は、前記複数のレーザービームが入射する側の面上に第２の反射防止膜を有することも好ましい。それにより、空気層と透明基板との界面で生じる反射光が抑制され、露光むらをより一層低減することが可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
まず、基板２の一面に凹部３ａおよび凸部３ｂからなる回折構造部３が形成される（図６（Ａ））。本工程は、例えば周知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて実現できる。具体的には、基板２の一面上に感光膜（レジスト膜等；図示せず）を形成しておき、各凹部３ａおよび凸部３ｂに対応した露光パターンを有する露光マスクを用いてこの感光膜を露光し、現像する。その後、この現像後の感光膜をエッチングマスクとして用いて、ドライエッチングまたはウェットエッチングを行う。それにより、露光マスクのパターンに対応して、基板２の一面に所定の凹凸形状が形成される。ここで、基板２は、例えば上記のように石英ガラス基板であり、その板厚は例えば１．２ｍｍである。また、凹部３ａと凸部３ｂとの段差（すなわち回折構造部３の深さ）は、例えば上記のように５７８ｎｍである。この深さｇは、エッチング時間等によって制御する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図９は、回折格子１４の拡大図である。
回折格子１４の凸部１４ａの形成方法は、例えば石英の平行平板１１の一面上に感光膜（レジスト膜等；図示せず）を形成しておき、各凸部１４ａに対応した露光パターンを有する露光マスクを用いてこの感光膜を露光し、現像する。その後、この現像後の感光膜をエッチングマスクとして用いて、ドライエッチングまたはウェットエッチングを行う。それにより、露光マスクのパターンに対応して、平行平板１１の一面に所定の凹凸形状が形成される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
次に、基板２の一面上に形成された感光膜９に対して、上述の水溶性膜１２を介してレーザー干渉露光が行われる（図１３（Ｂ））。レーザー干渉露光の諸条件は上述した通りである。上述のように２度のレーザー干渉露光を行ってもよい。
また、図１３（Ｂ）に仮想線（二点鎖線）で示すように、水溶性膜１２のレーザービームの入射側に図８〜図１２に示す回折格子１４を備えた平行平板１１を配置して、Ｌ１またはＬ２のいずれか一方のレーザービームを用いてレーザー干渉露光を行ってもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
グリッド部３４は、基板３２の一面であって回折構造部３３の上面に沿って設けられている。本実施形態のグリッド部３４は、上述した回折構造部３における複数の凸部３ｂの各々よりもサイズが小さい複数の微小凸部３４ａを含む。各微小凸部３４ａは、金属材料によって構成される。本実施形態では、各微小凸部３４ａの構成材料は例えばアルミニウムである。グリッド部３４の各微小凸部３４ａは、上述した第１の実施形態における図２（Ａ）に示したものと同様に、一方向（図示のＹ方向）に延在するストライプ形状の構造体である。これらの微小凸部３４ａは、例えばＸ方向に沿って周期的に配列されている。このようなグリッド部３４は、偏光分離機能を奏する。すなわち、本実施形態の回折光学素子３１は、回折構造部３３による回折機能と、グリッド部３４による偏光分離機能とを併せ持つものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
図１５は、回折構造部３３とグリッド部３４を部分的に拡大して示す模式斜視図である。一次元グリッドであるグリッド部３４の各微小凸部３４ａと回折構造部３３との配置関係の好適な態様については、上述した第１の実施形態と同様である。すなわち、回折構造部３３とグリッド部３４との相互の配置関係は、例えば図１５（Ａ）に示すような態様とすることができる。具体的には、図１５（Ａ）に示す例では、回折構造部３３の各凹部３３ａおよび各凸部３３ｂはそれぞれ図示のＹ方向に沿って延在しており、かつこれらの凹部３３ａおよび凸部３３ｂはＸ方向に沿って交互に配置されている。同様に、グリッド部３４の各微小凸部３４ａはそれぞれ図示のＹ方向に沿って延在しており、かつこれらの微小凸部３４ａはＸ方向に沿って交互に配置されている。すなわち、各凹部３３ａおよび各凸部３３ｂの延在方向と微小凸部３４ａの延在方向とが平行である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
次に、基板３２の一面上に形成された感光膜３９に対して、上述の液体４０及び平行平板４１を介してレーザー干渉露光が行われる（図１６（Ｄ））。本工程の詳細は上記した第１の実施形態の場合と同様である。本工程により、感光膜３９には干渉縞のピッチに対応した潜像パターンが形成される。上述のように平行平板４１に反射防止膜４５が設けられている場合には、空気層と平行平板４１との界面で生じる反射光が抑制され、露光むらをより一層低減することが可能となる。なお、微細構造体としての回折光学素子３１に求められる精度等によってはある程度の露光むらが許容される場合も考えられ、また、平行平板４１、液体４０、感光膜３９のそれぞれの屈折率のバランスによっては空気層と平行平板４１との界面における反射光が実用上問題ない程度に抑えられる場合も考えられる。このため、平行平板４１に反射防止膜４５を設けることは必須ではない。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
次に、基板３２の一面上に形成された感光膜３９に対して、上述の液体１０及び平行平板１１を介してレーザー干渉露光が行われる（図１８（Ｄ））。レーザー干渉露光に用いられる光源としては、上述した製造方法と同様のものを用い、このレーザーから出力される１本のレーザービームＬ１を所定の角度で回折格子４６に入射させる。それにより、周期的な明暗からなる干渉縞を含む光（干渉光）が発生する。このような干渉光を感光膜３９に照射することにより、上述した製造方法と同様に、感光膜３９には干渉縞のピッチに対応した潜像パターンが形成される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
まず、上記と同様に、基板３２の一面に凹部３３ａおよび凸部３３ｂからなる回折構造部３３、金属膜４３及び反射防止膜４４が形成され（図１６（Ａ）参照）この反射防止膜４４を覆う感光膜３９が形成される（図１６（Ｂ）参照）。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
その後、感光膜３９上に水溶性膜４２が形成される（図１９（Ａ））。水溶性膜４２の詳細については、上述した第１の実施形態の変形例における水溶性膜１２と同様である。