(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子線レジストを塗布する工程と、
電子線露光を用いて前記電子線レジストに第１の方向に沿って互いに平行な複数の第１の線状露光部を形成する工程と、
電子線露光を用いて前記電子線レジストに第１の方向と交差する第２の方向に沿って互いに平行な複数の第２の線状露光部を形成する工程と、
線状露光部を現像する工程と、
を備え、
前記電子線露光は、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で焦点深度（フォーカス）を意図的にずらし、前記電子線レジスト内部の露光量が前記電子線レジストの水平方向に分布するように電子線を照射する露光であることを特徴とする反射防止構造体製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の反射防止構造体製造方法であって、前記第１、第２の線状露光部は、２００ｎｍ〜７８０ｎｍのピッチでランダムに配置されてなるラインパターンであることを特徴とする反射防止構造体製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反射防止構造体製造方法であって、
更に、
既に、形成された線状露光部に沿う方向と交差する方向に沿って、互いに平行な複数の線状露光部を形成する工程と、を備え、
前記線状露光部を形成する工程を複数回行うことを特徴とする反射防止構造体製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の反射防止構造体製造方法であって、
前記基板は導電膜を備えた基板であることを特徴とする反射防止構造体製造方法。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成した電子線レジストと、
前記電子線レジストに形成した錐形状の構造体パターンと、を備え、
前記錐形状の構造体パターンは、錐形状の側面部が連続的な曲線よりなる構造体パターンであって、
前記構造体パターンは、
１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で焦点深度（フォーカス）を意図的にずらし、前記電子線レジスト内部の露光量が前記電子線レジストの水平方向に分布するように電子線を照射する電子線露光を用いて、
互いに交差する３方向以上のラインパターンの方向に沿って、互いに平行な複数の線状露光部を前記電子線レジストに形成することによって形成されたことを特徴とする反射防止構造体。
【請求項６】
請求項５に記載の反射防止構造体であって、
前記基板は導電膜を備えた基板であることを特徴とする反射防止構造体。
【請求項７】
請求項５または６に記載の反射防止構造体を有する光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止構造体製造方法、反射防止構造体及び光学部材に関し、特に、表面反射の防止または低減する反射防止構造を有する光学部材及びディスプレイ装置に用いることができる反射防止構造体製造方法、反射防止構造体及び光学部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビやパソコン、携帯電話などの表示機器や、自動車のスピードメーターなどの計器カバーでは、視認性を向上させるため材質表面の光反射を防止、若しくは低減することが求められている。また、レンズ、プリズム素子、発光ダイオード、フォトダイオード及びＣＣＤなど、部品単位で光の反射を防止することによる機器の高性能化が注目されている。
【０００３】
特許文献１には、光反射を防止する方法として、有機膜や無機膜などの薄膜をコーティングし、光の干渉を利用して反射光を低減する方法や、微粒子を塗布することにより光を散乱させ、光の反射を防ぐ方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１において、有機膜や無機膜などの薄膜を塗布し、光の干渉を利用して反射を防止する方法は製造方法が安価である。しかし、光の干渉を利用して反射を防止する方法では、波長依存性があり、特定の波長のみにしか反射低減の性能を示さず、反射防止効果が小さくなってしまう。これを克服するために全波長に対応できるように多層に膜をつける方法もあるが、製造工程数が多くなり、歩留まり低下や品質管理の煩雑化などにより高コスト化してしまう。
【０００５】
特許文献１において、微粒子を塗布することにより反射を防止する方法では、粒子の凝集、不均一な分散によるバラつきが発生してしまい、高精度で均一な反射防止機能を持たせることが難しくなってしまう。
【０００６】
非特許文献１には、反射防止構造のような光が反射しない形状を構成することによる光散乱防止方法などが開示されている（非特許文献１参照）。
【０００７】
非特許文献１において、反射防止構造について高い反射防止性能を持つことが報告されているが、形成時にナノオーダの形状制御が必要であり、微細構造の形状作製が難しくなってしまう。
【０００８】
一方、微細な形状を安価に転写できるという特徴から、産業分野でのナノインプリントの実用化が急激に進んできており、第一歩として光学部材への適用が有望視されている。
【０００９】
ナノインプリントでは、原版となるモールドの形状が等倍でそのまま転写されるため、モールドの作製には高精度と高解像度とが必要であり、これらの特徴を持ち合わせている半導体製造技術におけるエッチングの応用によるモールド作製が盛んに研究されている。
【００１０】
反射防止構造の光学部材では、なるべく平坦面を持たない滑らかな形状の方が反射防止性能がよいなど、垂直形状形成に特化してきた半導体製造技術とは違った要求があり、３次元的な形状制御が必要なナノインプリントモールドの形成は一般に難しいことが知られている。
【００１１】
特許文献２には、半導体製造技術を応用した反射防止構造の作製法として、ピラー形状からエッチングで反射防止形状を作製する方法などが開示されている（特許文献２参照）。特許文献２の方法では、エッチングにおいて平坦面を出さないような形状制御が難しく、また、レジストコート、露光、現像の工程を経てからエッチングとなるため工程数が多く、簡便な方法とは言えなくなってしまう。
【００１２】
レジストのリソグラフィプロセスだけで反射防止構造体を製造することができれば、工程数を減らすことができ、低コスト化することができる。
【００１３】
特許文献３には、露光を使ったリソグラフィだけで反射防止構造を製造する方法が開示されている（特許文献３参照）。この方法では複数回の露光が必要であり、露光エネルギーも“露光回数＋１”階調しか設定できず、また、露光波長により解像性に制限を受けてしまう。
【００１４】
これに対し、５０ｋｅＶや１００ｋｅＶなどの高加速電圧の電子線による露光では、露光波長依存による解像性の制限がなくなり、また、パターン毎、ショット毎に露光エネルギーを設定できるため、より高精度にレジスト形状を制御することが可能であり、実際にフレネルレンズ作製などではこのような方法が用いられている（詳細は、例えば、「先端偽造防止技術」、高薄一弘、技術情報協会出版を参照）。
【００１５】
しかし、電子線露光におけるショット毎の露光エネルギーの設定においては、曲面形状に加工したい部分を微小図形に分割して描画しなければならず、ショット数が激増し、描画時間が膨大なものとなってしまい高コスト化してしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、電子線描画とレジストとを用いたリソグラフィプロセスだけで反射防止構造を作製するときに、描画のショット数が激増することにより、描画時間が膨大になってしまうという問題を解決するためになされたものである。
【特許文献１】特開２００６−６５３０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２６７９号公報
【特許文献３】特開２００６−２４３６３３号公報
【非特許文献１】Ｎａｔｕｒｅ  ２４４，  ２８１−２８２  （０３  Ａｕｇｕｓｔ  １９７３）  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｅｎｓ  Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ｂｙ  ｔｈｅ  “Ｍｏｔｈ  Ｅｙｅ”  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ  Ｐ．  Ｂ．  ＣＬＡＰＨＡＭ  ＆  Ｍ．  Ｃ．  ＨＵＴＬＥＹ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、簡便で短時間で描画することができ、且つ、微細で滑らかな３次元形状の反射防止構造体製造方法、反射防止構造体及び光学部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に係る発明は、基板に電子線レジストを塗布する工程と、電子線露光を用いて電子線レジストに第１の方向に沿って互いに平行な複数の第１の線状露光部を形成する工程と、電子線露光を用いて電子線レジストに第１の方向と交差する第２の方向に沿って互いに平行な複数の第２の線状露光部を形成する工程と、線状露光部を現像する工程と、を備え、前記電子線露光は、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で焦点深度（フォーカス）を意図的にずらし、前記電子線レジスト内部の露光量が前記電子線レジストの水平方向に分布するように電子線を照射する露光であることを特徴とする反射防止構造体製造方法としたものである。
【００１９】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の反射防止構造体製造方法であって、前記第１、第２の線状露光部は、２００ｎｍ〜７８０ｎｍのピッチでランダムに配置されてなるラインパターンであることを特徴とする反射防止構造体製造方法としたものである。
【００２０】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の反射防止構造体製造方法であって、更に、既に、形成された線状露光部に沿う方向と交差する方向に沿って、互いに平行な複数の線状露光部を形成する工程と、を備え、線状露光部を形成する工程を複数回行うことを特徴とする反射防止構造体製造方法としたものである。
【００２１】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の反射防止構造体製造方法であって、基板は導電膜を備えた基板であることを特徴とする反射防止構造体製造方法としたものである。
【００２２】
本発明の請求項５に係る発明は、基板と、基板上に形成した電子線レジストと、電子線レジストに形成した錐形状の構造体パターンと、を備え、前記錐形状の構造体パターンは、錐形状の側面部が連続的な曲線よりなる構造体パターンであって、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で焦点深度（フォーカス）を意図的にずらし、前記電子線レジスト内部の露光量が前記電子線レジストの水平方向に分布するように電子線を照射する電子線露光を用いて、互いに交差する３方向以上のラインパターンの方向に沿って、互いに平行な複数の線状露光部を前記電子線レジストに形成することによって形成されたことを特徴とする反射防止構造体としたものである。
【００２３】
本発明の請求項６に係る発明は、請求項５に記載の反射防止構造体であって、基板は導電膜を備えた基板であることを特徴とする反射防止構造体としたものである。
【００２４】
本発明の請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の反射防止構造体を有する光学部材としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡便で短時間で描画することができ、且つ、微細で滑らかな３次元形状の反射防止構造体製造方法、反射防止構造体及び光学部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態に係る反射防止構造体１０は、基板３、Ｃｒ導電膜２、パターン形成された電子線レジスト５を備えている。
【００２８】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態に係る反射防止構造体１０の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、Ｃｒ導電膜２付き６インチ石英基板３を準備し、Ｃｒ導電膜２上に電子線用レジスト１を膜厚３００ｎｍにコートした。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る基板１は、電子線レジスト３を保持／支持するに足る機械的強度を備えていればそれで足りるものであり、特に限定されるものではない。例えば、石英、シリコン、サファイア、ニッケルを主たる材料とする基板１を用いてもよい。また、基板１は導電性を備えた基板１であることが好ましい。導電性を備えることにより、電子線レジスト３に電子線描画を行う際のチャージアップを抑制することができ、好適に電子線描画を行うことができる。
【００３０】
また、基板１は、導電膜３を備えた基板１であってもよい。導電膜３を備えた基板１を用いる場合、基板１の主たる材料の性質によらず、基板１表面に導電性を有することができる。導電性を備えることにより、電子線レジスト３に電子線描画を行う際のチャージアップを抑制することができ、好適に電子線描画を行うことができる。導電膜３は、導電性を示す材料を薄膜化して基板１上に形成すればよい。導電膜３には、例えば、金属（クロム、ニッケル、アルミニウム、タンタル、モリブデンなど）を主たる材料とする薄膜を形成してもよい。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る電子線レジスト３は、ポジ型、ネガ型のどちらでもよく、電子線で感光するフォトレジストを用いることができる。電子線レジスト３の具体的な材料には、ポジ型として、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリメチルペンテンスルホン（ＰＭＰＳ）等を用いることができ、ネガ型として、エポキシ系、ポリスチレン系等を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３２】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の実施の形態に係る所望のレジスト形状を得るための露光時のエネルギー強度について説明する。図２（ａ）に示すように、本発明の実施の形態に係る電子線描画時に故意にフォーカスをずらすことによって、１ショットでも露光時のエネルギーが連続的で滑らかな分布になり、短時間の描画でも滑らかなレジスト形状を得ることができる。
【００３３】
フォーカスをずらす範囲は１μｍ以上１００μｍ以下が適当であり、レジスト種やプロセスによって最適値が変動することが分かっている。電子線露光のフォーカスをずらすことにより、電子線レジスト３内部の露光量を水平方向に分布させて、電子線レジスト３のパターンを得ることができる。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように、５０ｋｅＶや１００ｋｅＶなどの高加速電圧での電子線描画におけるレジスト中の露光エネルギーのプロファイルは矩形状となる。これではレジスト形状は垂直となってしまい、滑らかな斜め形状を形成することはできなくなってしまう。
【００３５】
図２（ｃ）に示すように、フレネルレンズ形成方法では、ショットを分割し、露光量の割り振りをすることによって斜めの形状を形成している。しかし、この方法だと本来１ショットであったものをショット分割することになり、ショット数が数倍となってしまい、描画時間が膨大になってしまう。
【００３６】
図３に示すように、凹型の反射防止構造体１０のレジスト版を製造する場合には、ホールのアレイを描画することになるが、ホールのアレイの場合、ショット数が多くなり、描画時間が膨大になってしまう。
【００３７】
そこで、本発明の実施の形態に係る描画方法は、図４（ａ）に示すように、Ｙ方向のラインパターンと図４（ｂ）に示すように、Ｘ方向のラインパターンとを図４（ｃ）に示すように、クロスして描画することにより、ショット数を大幅に減少させることができ、描画コストを低減させることができる。
【００３８】
なお、描画方法におけるラインパターンをＸ方向、Ｙ方向としたが、さらに、既に形成された線状露光部に沿う方向（ラインパターン方向）と交差する方向に沿って、互いに平行な複数の線状露光部を形成する工程を複数回行ってもよい。これにより、ラインパターンの方向が３方向以上である微細な錐形状の構造体パターンを形成することができる。
【００３９】
一例として、図５に、ラインパターンの方向が、３方向あるとしてａ方向、ｂ方向、ｃ方向ある場合を示す。当然のことながら、ラインパターンの方向は、２方向、３方向に限定されず、仕様に応じて更に多方向のラインパターンを備えていてもよい。
【００４０】
１ｃｍ２あたりの描画時間では、図３に示すホールアレイが３００分であるのに対し、図４（ｃ）に示す本発明の実施の形態に係る描画方法では４３分と、大幅に描画時間を短縮することができる。
【００４１】
図１（ｂ）に示すように、前述した描画方法を用いてフォーカスをずらした３００ｎｍピッチのＹ方向のラインパターンとＸ方向のラインパターンとを描画し、次に、現像液により電子線レジスト５のパターンを形成する。このとき、描画時のドーズを９５μＣ／ｃｍ２、現像時間を６０秒とした。
【００４２】
上記のラインパターンの配置は、ピッチを２００ｎｍ〜７８０ｎｍまでランダムに配置したり、Ｘライン、Ｙラインそれぞれでピッチを変えたりすることができる。ピッチをランダムにすることで、回折光を弱めることができ、より高い反射防止効果を得ることができる。
【００４３】
反射防止形状はＸ、Ｙラインの幅やピッチを制御したり、露光エネルギーにより深さを制御したりすることによりコントロールすることができる。
【００４４】
上記の方法にて形成された電子線レジスト５形状の反射防止性能を評価するため、金属の電鋳にて反転版をつくり、光学特性を評価したところ、良好な反射防止特性があることが確認できた。
【００４５】
ＵＶ樹脂や熱硬化性樹脂へインプリントを行うことにより、高精細で高精度な反射防止構造体１０を大量に生産することができる。
【００４６】
本発明の実施の形態に係る反射防止構造体１０は、光学部材及びディスプレイ装置に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明はレンズ、プリズム素子、発光ダイオード、フォトダイオード、ＣＣＤなど、反射を防止すべき部位全てに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る反射防止構造体作製工程図を示し、（ａ）は、レジストが塗布されたＣｒ導電膜付きフォトマスク基板に露光中の断面図であり、（ｂ）は、現像された基板の断面図である。
【図２】露光時のエネルギー強度図を示し、（ａ）は本発明の実施の形態に係るフォーカスをずらした場合であり、（ｂ）は通常描画時であり、（ｃ）はショット分割し、露光エネルギーを変調させた場合である。
【図３】ホールアレイの描画パターンイメージを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＸライン、Ｙラインクロス描画パターンのイメージを示し、（ａ）はＹラインの描画パターンイメージであり、（ｂ）はＹラインの描画パターンイメージであり、（ｃ）はＸライン、Ｙラインクロス描画パターンのイメージを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る本発明の実施の形態に係るラインパターンの方向が３方向ある場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  電子線用レジスト
２  導電膜
３  基板
４  電子線による露光
５  パターン形成された電子線レジスト
１０  反射防止構造体
【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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