(57)【要約】【課題】簡便且つ容易に実行可能な屈折率膜の積層方法、およびこれにより製造されたパターン化積層体を提供する。【解決手段】（ａ）基板上にエネルギー感受性の絶縁膜を形成し；（ｂ）パターン化エネルギーの照射により、パターン化された第１の屈折率を有する膜を形成し；（ｃ）該第１の屈折率を有する膜上に、第２の屈折率を有する膜を形成することにより、異なる屈折率膜を積層する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板上にエネルギー感受性の絶縁膜を形成し、
（ｂ）パターン化エネルギーの照射により、該エネルギー感受性の絶縁膜をパターンニングして、パターン化された第１の屈折率を有する膜を形成し、
（ｃ）該第１の屈折率を有する膜上に、第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有する膜を形成する工程を含むことを特徴とする異なる屈折率膜の積層方法。
【請求項２】
前記パターン化エネルギーが、電子ビームまたは紫外線である請求項１に記載の屈折率膜の積層方法。
【請求項３】
前記エネルギー感受性の絶縁膜が、感光性ＭＳＺ（メチルシラザン）膜である請求項１または２に記載の屈折率膜の積層方法。
【請求項４】
（ａ１）前記第２の屈折率を有する膜上にエネルギー感受性の絶縁膜を形成し、
（ｂ１）パターン化エネルギーの照射により、該エネルギー感受性の絶縁膜をパターンニングして、パターン化された第１の屈折率を有する膜を形成し、
（ｃ１）該第１の屈折率を有する膜上に、前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有する膜を形成する請求項３に記載の屈折率膜の積層方法。
【請求項５】
前記（ａ１）〜（ｃ１）工程を複数回繰り返して、フォトニック結晶を形成する請求項４に記載の屈折率膜の積層方法。
【請求項６】
前記基板が、シリコン基板である請求項１〜５のいずれかに記載の屈折率膜の積層方法。
【請求項７】
基板と、
該基板上に配置された、所定のパターンを有する第１の屈折率膜と、
該第１の屈折率膜上に配置された、第１の屈折率膜とは異なる屈折率を有する第２の屈折率膜とを少なくとも含む積層体。
【請求項８】
前記第１の屈折率膜と、第２の屈折率膜とが交互に配置された請求項７に記載の積層体。
【請求項９】
前記第１の屈折率膜と、第２の屈折率膜とが交互に複数配置されて、フォトニック結晶を構成している請求項８に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折率の異なる膜を積層する方法、およびこれにより形成可能な積層体に関する。より具体的には、本発明は、パターン化エネルギーの照射によるエネルギー感受性の絶縁膜のパターンニングと、該パターンニングされた膜とは異なる屈折率を有する他の膜の積層を組み合わせた屈折率膜（異なる屈折率を有する「他の膜」がパターンを有していてもよい）の積層方法、およびこれにより形成可能な積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、異なる屈折率膜を積層した積層体一般に適用可能であるが、説明の便宜上、異なる屈折率膜の交互構造を有する典型的な積層体（フォトニック結晶）に関する先行技術について先ず説明する。
【０００３】
社会・経済活動の発展に伴い、情報通信・情報処理の分野における大容量の通信を可能とする光エレクトロニクスの重要性は、益々増大している。他方、近年の伝達すべき情報の更なる大容量化、高速化の進行により、既存の光技術のみを用いた情報通信・情報処理では限界が近くなって来ている。このような限界を打破する可能性を有する技術の一つとして、光の進路を自在に制御することが可能なフォトニック結晶が近年、脚光を浴びている。このフォトニック結晶は、屈折率が異なる物質を、光の波長と同様のレベルの間隔で周期的に組み合わせたものである。
【０００４】
このようなフォトニック結晶に入射する光は、反射・屈折・干渉などが絡み合い、独特の光学現象（例えば、「分散」「異方性」「フォトニック・バンドキャップ」という特徴的な光の伝搬特性に基づく）を生じるのみならず、フォトニック結晶を用いた場合には、従来の光学材料に比べて１０３倍以上の光の伝搬特性の改善が期待されている。このため、フォトニック結晶は、光フィルタ、光導波路、バンドフイルター、ディスプレイ用デバイス等としての種々の光応用分野に適用が期待される。更には、フォトニック結晶は、面積比１０３分の１以下の超小型光回路や、スーパープリズム、零閾値レーザ；および輻射場、伝播特性を制御し得る光機能素子（例えば、急角度曲げの光導波路、極小サイズの光共振器、光変調器、波長分波器、極低しきい値レーザーアレイ等）など革新的光デバイスの実現に途を開く可能性を秘めている。
【０００５】
上述したように、フォトニック結晶は周期的に変化する屈折率を有する新しい光学材料であり、将来の超小型大規模フォトニック集積回路（ＰＩＣｓ）（非特許文献１および２）のベース媒体として機能すると考えられている。高性能のＰＩＣｓを実現するためには、完全なフォトニック・バンドギャップを有する三次元フォトニック結晶が必要となる（非特許文献３および４）。シャープベンドを有するナノ−アンペア・レーザアレイおよび光導波管等の機能デバイスは、例えば、ＰＩＣｓにおいて三次元フォトニック結晶を使って集積化することができる（非特許文献５）。
【０００６】
しかしながら、他方、光の波長に近いサイズで二次元的ないし三次元的に周期構造を作製することは、当然のことながら極めて困難であり、したがって、容易に三次元フォトニック結晶を作製可能な技術（特に、構造の制御が容易な三次元フォトニック結晶の製造技術）が強く求められている。
このような三次元フォトニック結晶の製造技術に関しては、２、３の報告がある。しかしながら、三次元フォトニック結晶を製造する報告された方法は、かなり複雑であるか（非特許文献６、７および８）、あるいは、構造設計の自由度が殆ど無いものであった（非特許文献９および１０）。
【０００７】
また、該三次元フォトニック結晶の製造のためにＳｉベースの材料を用いなければ、低コストのオプトエレクトロニクス集積回路（ＯＥＩＣ）の実現は、事実上は難しいと考えられる（非特許文献８〜１０）。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｅ．  Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．  ５８（１９８７）２０５９．
【非特許文献２】
Ｓ．  Ｊｏｈｎ，  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．  ５８（１９８７）２４８６．
【非特許文献３】
Ｅ．  Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，  Ｔ．  Ｇｍｉｔｔｅｒ，  ａｎｄ  Ｋ．  Ｌｅｕｎｇ，  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．  ６７（１９９１）２２９５．
【非特許文献４】
Ｊ．  Ｄ．  Ｊｏａｎｎｏｐｏｕｌｏｓ，  Ｐ．  Ｒ．  Ｖｉｌｌｅｎｅｕｖｅ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｆａｎ，  Ｎａｔｕｒｅ  ３８６（１９９７）１４３．
【非特許文献５】
Ｓ．  Ｊｏｈｎ，  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｔｏｄａｙ．  ４４（１９９１）３２．
【非特許文献６】
Ｓ．  Ｎｏｄａ，  Ｎ．  Ｙａｍａｍｏｔｏ，  ａｎｄ  Ａ．  Ｓａｓａｋｉ，  Ｊｐｎ  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ３５（１９９６）Ｌ９０９．
【非特許文献７】
Ｓ．  Ｎｏｄａ，  Ｎ．  Ｙａｍａｍｏｔｏ，  Ｈ．  Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，  Ｍ．  Ｏｋａｎｏ，  ａｎｄ  Ｋ．  Ｔｏｍｏｄａ，  Ａ          ｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７５（１９９９）９０５．
【非特許文献８】
Ｊ．  Ｇ．  Ｆｌｅｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓ．−Ｙ．  Ｌｉｎ，  Ｏｐｔ．  Ｌｅｔｔ．  ２４（１９９９）４９．
【非特許文献９】
Ｍ．  Ｎｏｔｏｍｉ，  Ｔ．  Ｔａｍａｍｕｒａ，  Ｔ．  Ｋａｗａｓｈｉｍａ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｋａｗａｋａｍｉ，  Ａｐｐｌ．            Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７７（２０００）４２５６．
【非特許文献１０】
Ｍ．  Ｎｏｔｏｍｉ，  Ａ．  Ｓｈｉｎｙａ，  Ｅ．  Ｋｕｒａｍｏｃｈｉ，  Ｉ．  Ｙｏｋｏｈａｍａ，  Ｃ．  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，            Ｋ．  Ｙａｍａｄａ，  Ｊ．  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，  Ｔ．  Ｋａｗａｓｈｉｍａ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｋａｗａｋａｍｉ，  ＩＥＩＣＥ            Ｔｒａｎｓ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｅ８５−Ｃ（２００２）１０２５．
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消することが可能な、屈折率膜の積層方法、およびパターン化積層体を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、簡便且つ容易に実行可能な屈折率膜の積層方法、およびこれにより製造されたパターン化積層体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意研究の結果、従来の加工法におけるようにフォトレジストを用いて微細加工を行うのではなく、エネルギー感受性の絶縁膜に対してパターン化エネルギーによるパターンニングを行った後に、他の屈折率膜を積層することが、上記目的の達成のために極めて効果的なことを見出した。
【００１２】
本発明の屈折率膜の積層方法は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、
（ａ）基板上にエネルギー感受性の絶縁膜を形成し、
（ｂ）パターン化エネルギーの照射により、該エネルギー感受性の絶縁膜をパターンニングして、パターン化された第１の屈折率を有する膜を形成し、
（ｃ）該第１の屈折率を有する膜上に、第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有する膜を形成する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、更に、基板と；該基板上に配置された、所定のパターンを有する第１の屈折率膜と；該第１の屈折率膜上に配置された、第１の屈折率膜とは異なる屈折率を有する第２の屈折率膜とを少なくとも含む積層体が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載において量比を表す「部」および「％」は、特に断らない限り（原則として）質量基準とする。
【００１５】
（屈折率膜の積層体）
図１は、本発明の積層体の基本的な一態様を示す模式断面図である。図１を参照して、この態様の積層体は、Ｓｉ等の基板２上に、ＭＳＺに基づくＭＳＱ（屈折率が例えば１．４５程度）からなるパターン化された第１の屈折率膜３が配置され、更に、該第１の屈折率膜３上に、ＳＯＧ（スピン−オン−グラス；屈折率が例えば１．３８程度）からなる第２の屈折率膜４が配置されている。図１においては、第１の屈折率膜３がパターン化されているが、必要に応じて、（第１屈折率膜に代えて）第２屈折率膜４がパターン化されていてもよく、また第１および第２の屈折率膜がともにパターン化されていてもよい。
【００１６】
図２は、本発明の積層体の他の一態様を示す模式断面図である。図２を参照して、この態様の積層体１ａは、図１に示した構成を有する積層体１上に、更に、パターン化された第１の屈折率膜３ａが配置されている。図２に示すようなアラインメントとすることにより、例えば、本発明の積層体を、フォトニック結晶の形態にすることが容易である。
【００１７】
（積層体の製造方法）
上記積層体は、例えば、以下のような製造方法により好適に製造することができる。
【００１８】
図３は、本発明の積層方法の基本的な一態様を示す模式断面図である。図３を参照して、Ｓｉウェハ等の基板２上に、感光性ＭＳＺ（メチルシラザン）（屈折率１．５５）をスピンコーティングして、該Ｓｉウェハ上に厚さ１５０ｎｍのＭＳＺ膜を形成する（図３（ａ））。９０℃で１分間プレベーキングした後、該感光性ＭＳＺ膜を２５℃湿度５０％のクリーンルーム雰囲気中に１０分間放置し、Ｈ２Ｏを吸収させる。次いで、基本的な二次元の構造を作製するために、ＥＢ（電子ビーム）ステッパー（例えば、日立ＨＬ−７００ＥＢステッパー）を用いてＥＢリソグラフィを行う（図１（ｂ））。
【００１９】
この膜を、テトラメチル  アンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液中で１分間現像し、脱イオン水で２分間リンスする。空気中で４２０℃で、３０分間硬化させた後、エネルギー感受性のＭＳＺ膜は、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）膜（１．４５の屈折率）に変換される（このようなＭＳＺからＭＳＱへの変換の詳細に関しては、例えば、Ｓ．  Ｍｕｋａｉｇａｗａ，  Ｔ．  Ａｏｋｉ，  Ｙ．  Ｓｈｉｍｉｚｕ，  ａｎｄ  Ｔ．  Ｋｉｋｋａｗａ，  Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ３９（２０００）２１８９を参照することができる）。
【００２０】
これらのプロセスにおいて、ＥＢ−レジストおよびドライエッチングプロセスの両方がパターン形成において除去され、ＭＳＱ膜の所望のパターンが形成される。
【００２１】
次いで、スピン−オン−グラス（ＳＯＧ；１．３８の屈折率）膜が２０００ｒｐｍでスピンコーティングされ、平らな膜上に膜厚２００ｎｍの膜が形成される（図１（ｃ））。ベーキングの後に、平らなトップ表面を有するＳＯＧ膜が形成される。
【００２２】
上記プロセスを繰り返すことにより、周期的に変化する屈折率を有する三次元フォトニック結晶（図１（ｄ））を容易に製造することができる。このような本発明のプロセスは、以下に述べる従来の製造プロセス（図３）と比較して、本発明の方法におけるプロセス・ステップの数は、約１／２によって減少し、従って、所望の特性を有するフォトニック結晶の形成が極めて容易となる。
なお、本発明においては第１と第２の屈折率膜の両方に対して屈折率の異なる感光性絶縁膜を使用してもよい。また、本発明においては、複数の積層構造でフォトニック結晶を作製した場合に、任意の層内の任意の位置に欠陥を導入して、光のウェーブガイドや光閉じ込めを実現するようにしてもよい。
【００２３】
（従来のレジストプロセス）
他方、図４の模式断面図に示した従来の製造方法において、上記した本発明の態様（図３）と比べて、ＳＯＧと異なる屈折率を有するフォトニック結晶の材料の膜形成後の（図４（ａ））レジストコーティングの形成（図４（ｂ））、レジストマスクの材料のドライエッチング（図４（ｄ））、およびレジストマスク除去（図４（ｅ））が加えられる。
【００２４】
更に、窒化シリコン等のドライエッチングストップのための材料の付加的な他の膜が、ＳＯＧおよびフォトニック結晶の材料の間で必要と考えられる（Ｊ．  Ｇ．  Ｆｌｅｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓ．−Ｙ．  Ｌｉｎ，  Ｏｐｔ．  Ｌｅｔｔ．  ２４（１９９９）４９を参照）。
【００２５】
（各材料等）
上述した構成を有する本発明の屈折率膜（例えば、フォトニック結晶）の積層方法およびパターン化積層体において、使用可能な材料等を、以下に述べる。
【００２６】
（基板）
その上にエネルギー感受性の絶縁膜を形成可能である限り特に制限されない。本発明において使用可能な基板の材料としては、例えば、Ｓｉ基板、ガラス基板化合物半導体基板、金属基板等が挙げられる。
【００２７】
中でも、加工の容易性および／又は他のデバイスとの組合せの容易性等の点からは、半導体材料、特にシリコンが好適に使用可能である。
【００２８】
（エネルギー感受性の絶縁膜）
上記基板の上に、パターン化積層体の製造に使用可能なパターン化エネルギー（例えば、電子ビームおよび／又は紫外線）の照射に基づき、所定のパターンを形成可能なエネルギー感受性の絶縁材料である限り、特に制限されない。ＬＳＩ作製技術との整合性の点からは、中でも、感光性ＭＳＺ（メチルシラザン）等の感光性絶縁膜材料を用いることが好ましい（その他の使用可能な材料に関しては、例えば、文献Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌ．１０  Ｎｏ．４  １９９７（ＩＳＳＮ  ０９１４−９２４４）Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  Ｔｈｅ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓを参照することができる）。
【００２９】
（パターン化エネルギー）
本発明においてエネルギー感受性の絶縁膜のパターニングに使用すべきパターン化エネルギーは特に制限されないが、ＬＳＩ作製技術との整合性の点からは、エネルギー線または電磁波であることが好ましい。そのエネルギーのレベルの点からは、中でも、上記エネルギー線としては電子ビームが空間分解能が良く微細なパターン形成ができる点から好適に使用可能であり、上記電磁波としては紫外線が微細パターン形成に適しており好適に使用可能である。
【００３０】
（第２の屈折率膜）
上記したエネルギー感受性の絶縁膜に基づく第１の屈折率膜上に配置すべき第２の屈折率膜（屈折率＝ｂとする）を構成する材料は特に制限されない。上記第１の屈折率膜（屈折率＝ａとする）との好適な屈折率の差ないし比を与える点からは、これらの屈折率の差の絶対値｜ａ−ｂ｜は０．０５以上、更には０．０７以上であることが好ましい。
【００３１】
この第２の屈折率膜を構成する材料は、ＬＳＩ作製技術との整合性の点からは、無機材料であることが好ましく、更にはＳＯＧ（スピン−オン−グラス）であることが好ましい。
【００３２】
（パターン化積層体）
本発明において、少なくとも上記した基板と、パターン化された第１の屈折率膜と、第２の屈折率膜を有するパターン化積層体は、下記のような膜厚を有することが好ましい。
【００３３】
第１の屈折率膜の膜厚：好ましくは５０ｎｍ〜５０μｍ（更には５０ｎｍ〜２μｍ）
第２の屈折率膜の膜厚：好ましくは５０ｎｍ〜５０μｍ（更には５０ｎｍ〜２μｍ）
【００３４】
（フォトニック結晶）
本発明において、少なくとも上記した基板上に、パターン化された第１の屈折率膜と、第２の屈折率膜との繰り返し構造を有するフォトニック結晶（すなわち、パターン化積層体の一態様）は、下記のようなサイズないし特性を有することが好ましい。
【００３５】
第１の屈折率膜と、第２の屈折率膜との繰り返しの数：２回以上、更には２〜４０回（特に３〜１０回）
フォトニック結晶の好適な光学的特性：
完全なフォトニックバンドの形成
【００３６】
上記した態様では、ＳＯＧ（屈折率が約１．４）とＭＳＱ（屈折率が約１．５）とを使用したが、これらの材料の屈折率差は、例えば、他の化学材料をＳＯＧまたはエネルギー感受性のＭＳＺに取り込むことによって、これらの少なくとも一方の屈折率を変えることによって、変化させることができる。
【００３７】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
【００３８】
【実施例】
実施例１
（パターン化積層体の形成）
図３を参照して、Ｓｉウェハ（直径２インチ、信越半導体社製）からなる基板２上に、感光性ＭＳＺ（メチルシラザン）（屈折率１．５５；Ｃｌａｒｉａｎｔ社製、商品名ＰＳ−Ｓｉｇｎｉｂｌｏｗ（商標））を、スピンコーター（タツモ社製、商品名スピンコーター）を用いて２０００ｒｐｍでスピンコーティングして、該Ｓｉウェハ上に厚さ１５０ｎｍのＭＳＺ膜を形成した（図３（ａ））。
【００３９】
このＭＳＺ膜を９０℃で１分間プレベーキングした後、該感光性ＭＳＺ膜を２５℃湿度５０％のクリーンルーム雰囲気中に１０分間放置し、Ｈ２Ｏを吸収させた。次いで、基本的な二次元の構造を作製するために、ＥＢステッパー（例えば、日立ＨＬ−７００）を用いてＥＢリソグラフィを行い、パターン化されたＭＳＺ膜を形成した（図３（ｂ））。
【００４０】
この際用いたＥＢリソグラフィ条件は、以下の通りであった。
＜ＥＢリソグラフィ条件＞
形成されたＭＳＺ膜パターン：幅３００ｎｍ×長さ４ｍｍのラインアンドスペースパターン
上記によりパターン化したＭＳＺ膜を、２．３８％濃度のテトラメチル  アンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液中で２３℃、１分間で現像し、脱イオン水で２分間リンスした。
【００４１】
リンス後のＭＳＺ膜を空気中で４２０℃で、３０分間で硬化させ、エネルギー感受性のＭＳＺ膜をＭＳＱ（メチルシルセスキオキサン）膜（１．４５の屈折率）に変換した。このようなＭＳＱ膜の形成は、赤外吸収分析により確認した。また、これらのプロセスにおいて、ＥＢ−レジストおよびドライエッチングプロセスの両方がパターン形成において除去され、ＭＳＱ膜の所望のパターンが形成されたことがＳＥＭ分析により判明した。
【００４２】
次いで、上記のパターン化されたＭＳＱ膜上に、スピン−オン−グラス液（ＳＯＧ液；１．３８の屈折率；東京応化工業（株）社製、商品名ＯＣＤ  Ｔ−７）を、スピンコーター（タツモ社製）を用いて２０００ｒｐｍでスピンコーティングして、平らな膜上に膜厚２００ｎｍのＳＯＧ膜を形成した（図３（ｃ））。空気中、ベーキング（８０℃、３分間後；１５０℃、３分間後；２００℃、３分間）した後に、平らなトップ表面を有するＳＯＧ膜が形成された。
【００４３】
実施例２
（ＳＥＭ観察）
実施例１で得られたパターン化積層体をへき開することにより、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察用の試料を作製した。この試料を用いて、以下の条件でＳＥＭ観察を行った。
＜ＳＥＭ観察条件＞
ＳＥＭ装置：日立社製、商品名：Ｓ４７００
図５に、上記ＳＥＭにより観察された画像を示す。図５（ａ）において見られるように、ストライプ・パターンによるＭＳＺ膜の基本的な二次元構造が実際に形成され、平らなトップ表面を有するＳＯＧ膜によってカバーされていることが判明した。なお、ＭＳＺを膜を硬化させた際にはＳＥＭ観察のための鋭い横断面を得ることが比較的に困難となるため、このＳＥＭ観察においては、ＭＳＺを硬化させなかった（したがって、図５においてストライプ・パターンはＭＳＺからなる）。ストライプ・パターンの線およびスペースは３００ｎｍであり、これは光学的な波長域（５００〜１６００ｎｍ）の領域にあるフォトニック結晶に適している。一番上のＳＯＧ表面の平坦さのために、ＭＳＺの周期的な二次元の構造を、繰り返して積層することができた（図５（ｂ））。
【００４４】
図６は、本発明のプロセスを使用して形成されたウッドパイル構造のＳＥＭ画像（鳥かん図）である。鮮明なＳＥＭ観察のために、この試料はＨＦ溶液（濃度が約１体積％）中に短時間（４分間程度）浸漬して、ＳＯＧとＭＳＺとのコントラストを増大させた。ブランケット部のＳＯＧと、トレンチ部のＳＯＧとでエッチング速度が異なることが観察された。本発明者の知見によれば、この差はストレスの差に起因すると考えられた。
【００４５】
図６において、積層されたＭＳＺのストライプ・パターンは、その下層のパターンとクロスオーバーで階層化されていることが理解できよう。
【００４６】
実施例３
（フォトニック結晶の形成）
実施例１で形成したパターン化積層体（図３（ｃ））上に、更に実施例１と同様の条件でパターン化されたＭＳＱ膜を形成した（図３（ｄ））。ただし、この第２回目のパターン化ＭＳＱ膜形成においては、第１回目で形成されたパターン化ＭＳＱ膜のパターンと、第２回目で形成されたパターン化ＭＳＱ膜のパターンとが、半周期分ずれるように、これらのパターン形成をアラインメントした。
【００４７】
このようにパターン化された第２のＭＳＱ膜上に、更に実施例１と同様の条件でＳＯＧ膜を形成した（図３（ｃ））。
【００４８】
図７は、上記により作製されたＹ−ブランチ導波管を有する二次元構造のＳＥＭ画像である。このように、本発明の方法を用いれば、基本的な二次元構造を、機能デバイスのための三次元フォトニック結晶に容易に取り込むことができた。
【００４９】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、直接パターンニング技術を組み合わせることによって、簡便且つ容易に実行可能な屈折率膜の積層方法、およびこれにより製造されたパターン化積層体が提供される。
【００５０】
更には、本発明を応用することによって、三次元フォトニック結晶を容易に形成することができる。積層されたストライプ・パターン、ウッドパイル構造、および二次元のＹ形導波管を有する基本的構造を、本発明により実現することができる。このプロセスを利用して、プロセス・ステップの数を、従来のレジストを用いるものより約１／２に減らすことができる。本発明により、低コストＯＥＩＣを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により形成可能なパターン化積層体の基本的な態様の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明により形成可能なパターン化積層体の基本的な態様の他の例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の屈折率膜の積層方法の基本的な態様の一例を示す模式断面図である。
【図４】従来のレジストを用いるプロセスの態様を示す模式断面図である。
【図５】実施例において得られたパターン化積層体（ストライプ構造）を示すＳＥＭ写真である。
【図６】実施例において得られたパターン化積層体（ウッドパイル構造）を示すＳＥＭ写真である。
【図７】実施例において得られたパターン化積層体（Ｙ−型導波管）を示すＳＥＭ写真である。
【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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