(57)【要約】【課題】ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子を簡便に製造することが可能な、ワイヤグリッド偏光子の製造方法を提供する。【解決手段】石英基板１１と、石英基板１１の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子１００の製造方法であって、複数の第１帯状導電体層１４１が互いに略平行となるように、石英基板１１表面にそれぞれ凸状に形成され、第１帯状導電体層１４１を含めて凹凸面が形成された積層体を形成する工程と、凹凸面に対して液相析出法により皮膜層１５を積層し、第１帯状導電体層１４１に略平行な帯状の凹部を形成する皮膜形成工程と、凹部に導電性材料を充填し、第２帯状導電体層１６１を形成する第２帯状導電体層形成工程と、を有することを特徴とするワイヤグリッド偏光子１００の製造方法。【選択図】図２
2007310250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、当該透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子の製造方法であって、
複数の第１帯状導電体層が互いに略平行となるように、透明基板表面にそれぞれ凸状に形成され、当該第１帯状導電体層を含めて凹凸面が形成された積層体を形成する工程と、
前記凹凸面に対して液相析出法により皮膜層を積層し、前記第１帯状導電体層に略平行な帯状の凹部を形成する皮膜形成工程と、
前記凹部に導電性材料を充填し、第２帯状導電体層を形成する第２帯状導電体層形成工程と、
を有することを特徴とするワイヤグリッド偏光子の製造方法。
【請求項２】
前記積層体を形成する工程が、
透明基板上に熱反応性又は光反応性の転写層が積層されたワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、
レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、
前記転写層面に対して前記凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又は光照射の作用により当該転写層面に当該凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写する第３の工程と、
前記転写により前記転写層面に形成された凹凸形状の凹部に導電性材料を充填し、前記第１帯状導電体層を形成する第４の工程と、
を有する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記積層体を形成する工程が、
透明基板上に導電性材料層が積層され、更に熱反応性又は光反応性の転写層が積層されたワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、
レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、
前記転写層面に対して前記凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又は光照射の作用により当該転写層面に当該凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写する第３の工程と、
前記転写により前記転写層面に形成された凹凸形状の、隣接する凸部間に溝部を形成し、前記第１帯状導電体層を形成する第４の工程と、
を有する請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
前記光照射が、フラッシュ光の照射である請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程が、前記転写層面と前記光マスク層を有する面との間に透明な液体を介装した状態で光を照射する工程である請求項２，３又は４記載の製造方法。
【請求項６】
更に、隣接する前記第１帯状導電体層と前記第２帯状導電体層との間に、スリット状の光路を形成する光路形成工程を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記積層体を形成する工程において、前記透明基板と前記第１帯状導電体層との間に第１帯状誘電体層を形成すると共に、
前記皮膜形成工程は、前記第１帯状誘電体層と実質的に同じ材料を用いて皮膜層を形成する工程である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１帯状誘電体層がいずれも同等の層厚を有すると共に、
前記皮膜形成工程は、前記第１帯状誘電体層の層厚と同等の層厚を有する皮膜層を形成する工程である請求項７記載の製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程において、前記ワイヤグリッド用金型を形成する際のレーザ光の照射により露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射時に露光されなかった領域の幅をＷ、当該Ｄと当該Ｗとの和をＴとし、一方、隣接する前記第１帯状導電体層と第２帯状導電体層との間の距離をＤ３、各々の導電体層の幅をＷ３、当該Ｄ３と当該Ｗ３との和をＴ３とする場合に、以下の関係式が成立する請求項２乃至８のいずれか１項に記載の製造方法。
［関係式］
Ｄ＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）
Ｗ＝Ｗ３
Ｔ＝２×Ｔ３
【請求項１０】
透明基板と、当該透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子であって、
前記帯状導電体は、前記透明基板の表面に積層される誘電体層と、当該誘電体層上に積層される導電体層とを備え、
隣接する前記帯状導電体間の距離と、前記誘電体層の膜厚とが同等であることを特徴とするワイヤグリッド偏光子。
【請求項１１】
隣接する前記帯状導電体間に、前記誘電体層と実質的に同一の材料にて形成された誘電体層が充填される請求項１０記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項１２】
レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸溝又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を、ワイヤグリッド用基板上の導電体層を介して又は介さずに転写層面に密着させ、熱又は光を照射して当該凹凸溝又は当該光マスク層のパターンを当該転写層面に転写した後、当該転写層面にエッチング処理、又は当該転写層面に導電体層を積層後にエッチング処理を施して第１帯状導電体層が形成されたワイヤグリッドを得、当該ワイヤグリッドの表面に液相析出法により誘電体層を形成し、更に、当該誘電体層上に第２帯状導電体層を形成した後、これら帯状導電体層側を研磨して得られることを特徴とするワイヤグリッド偏光子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤグリッド偏光子の製造方法等に関し、より詳しくは、特に、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子の製造に適したワイヤグリッド偏光子の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化社会の進展を背景に、画像をスクリーンに拡大投影する装置として、従来のスライドプロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）に代わり、電子データを直接投影できる投射型液晶表示装置が利用されている。かかる投射型液晶表示装置においては投影画像の照度を向上させることができ、従って、明るい室内での投影が可能である。
そして、明るく高精細な画像を表示するために、投射レンズの改良や、高輝度ランプの改良が進められている。また、液晶パネルを均一に照明するために、インテグレータレンズの改良が進められている。更に、偏光方向をそろえて光の利用効率を向上させるために、偏光変換光学系の改良等が進められている。
【０００３】
投影画像の照度を向上させる有力な方法としては、光源に超高圧水銀ランプ等の高輝度ランプを用いる方法が一般的である。このような高輝度ランプを用いる場合には、レンズ、偏光変換素子等の光学素子の耐熱性を高める必要性が生じる。従って、耐熱性の高い偏光変換素子として、光透過性の基板上に多数の金属細線を固定したワイヤグリッド偏光子が開発されている。
【０００４】
ここで、ワイヤグリッド偏光子の偏光特性は、ワイヤグリッドの密度に依存するため、ワイヤグリッド間の間隔は狭いことが好ましい。例えば、特許文献１には、幅１００ｎｍ程度のワイヤグリッドが、１００ｎｍ程度の間隔で平行に多数設けられたワイヤグリッド偏光子が記載されている。
なお、同文献には、アルミニウム等の金属層を蒸着法又はスパッタ法等によって基板上に形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いるドライエッチング処理を金属層に施すことにより、多数のワイヤグリッドが一定の間隔で平行に並んでなる凸部を形成する方法が記載されている。
【０００５】
また、導電体からなるワイヤグリッドを狭幅に形成する方法としては、透明基板上に凹部を形成した後、液相析出法を用いて当該凹部の内壁面に誘電体層を析出させ、更にその後に残存する凹部に導電体層を充填する方法が知られている（特許文献２参照）。この方法は、誘電体層による皮膜を凹部内壁面に形成することにより、凹部の幅が実質的に狭くなることを利用するものである。
【０００６】
一方、特許文献３には、金型を用いてワイヤグリッド偏光子を製造する方法が記載されている。同文献において、上記金型は目的のワイヤグリッド偏光子のパターンに一致する微細パターンを表面に備える金型である。また、当該微細パターンは、電子線描画装置（ＥＢ描画装置）を用いて形成されたものである。
当該方法は、金型の凹凸形状をワイヤグリッド用基板表面に転写するプロセスを含むものである。そして、一度金型を作製すればその金型を何度でも使用できるため、当該方法は、ワイヤグリッド偏光子に用いる基板を大量生産するのに適している。
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５０２７０８号公報
【特許文献２】特開２００２−３２８２２２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の方法によれば、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子が得られるものの、一つのワイヤグリッド偏光子を作製するのにその都度フォトリソグラフィー技術を用いてワイヤグリッドを形成する必要があり、量産性の点から改善の余地があった。
また、特許文献２記載の方法によれば、狭幅の導電体層（ワイヤグリッド）を形成することができるものの、隣接するワイヤグリッド間の幅を狭幅に形成することはできない。即ち、透明基板上に形成された凹部にワイヤグリッドが各々形成されることとなるので、ワイヤグリッドの周期自体は当該凹部の周期よりも小さくはならない。
一方、特許文献３記載の方法は、量産性の観点からは好適であるものの、同文献において採用される微細加工用のＥＢ描画装置は非常に高価であり（１台で数億円〜数１０億円程度）、ワイヤグリッド用金型を作製する製造コストが高くなる傾向となる。ＥＢ装置の減価償却費を考慮しても、１つのワイヤグリッド素子のコストはまだまだ高いと云わざるを得ない。
なお、光ディスク用金型などの作製に使用されてきた一般的なレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作製する場合には、光の回折限界（光の波長λに比例し、レンズの性能指数ＮＡに反比例する）の存在により、通常、１００ｎｍ程度の溝を安定に形成することは不可能である。
【０００９】
本発明は、このような従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子を簡便に製造することが可能な、ワイヤグリッド偏光子の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、偏光特性に優れるワイヤグリッド偏光子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的のもと、本発明のワイヤグリッド偏光子の製造方法は、透明基板と、透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子の製造方法であって、複数の第１帯状導電体層が互いに略平行となるように、透明基板表面にそれぞれ凸状に形成され、第１帯状導電体層を含めて凹凸面が形成された積層体を形成する工程と、凹凸面に対して液相析出法により皮膜層を積層し、第１帯状導電体層に略平行な帯状の凹部を形成する皮膜形成工程と、凹部に導電性材料を充填し、第２帯状導電体層を形成する第２帯状導電体層形成工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
ここで、積層体を形成する工程は、透明基板上に熱反応性又は光反応性の転写層が積層されたワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、転写層面に対して凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又は光照射の作用により転写層面に凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写する第３の工程と、転写により転写層面に形成された凹凸形状の凹部に導電性材料を充填し、第１帯状導電体層を形成する第４の工程と、を有することを特徴とすることができる。
また、積層体を形成する工程は、透明基板上に導電性材料層が積層され、更に熱反応性又は光反応性の転写層が積層されたワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、転写層面に対して凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又は光照射の作用により転写層面に凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写する第３の工程と、転写により転写層面に形成された凹凸形状の、隣接する凸部間に溝部を形成し、第１帯状導電体層を形成する第４の工程と、を有することを特徴とすることができる。
【００１２】
更に、光照射は、フラッシュ光の照射であることを特徴とすることができる。
また、第３の工程は、転写層面と光マスク層を有する面との間に透明な液体を介装した状態で光を照射する工程であることを特徴とすることができる。
また更に、隣接する第１帯状導電体層と第２帯状導電体層との間に、スリット状の光路を形成する光路形成工程を有することを特徴とすることができる。
【００１３】
更に、積層体を形成する工程において、透明基板と第１帯状導電体層との間に第１帯状誘電体層を形成すると共に、皮膜形成工程は、第１帯状誘電体層と実質的に同じ材料を用いて皮膜層を形成する工程であることを特徴とすることができる。
また、第１帯状誘電体層がいずれも一定の層厚を有すると共に、皮膜形成工程は、第１帯状誘電体層の層厚と同等の層厚を有する皮膜層を形成する工程であることを特徴とすることができる。
また更に、第２の工程において、ワイヤグリッド用金型を形成する際のレーザ光の照射により露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射時に露光されなかった領域の幅をＷ、ＤとＷとの和をＴとし、一方、隣接する第１帯状導電体層と第２帯状導電体層との間の距離をＤ３、各々の導電体層の幅をＷ３、Ｄ３とＷ３との和をＴ３とする場合に、以下の関係式が成立することを特徴とすることができる。
［関係式］
Ｄ＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）
Ｗ＝Ｗ３
Ｔ＝２×Ｔ３
【００１４】
また、本発明をワイヤグリッド偏光子と捉え、本発明のワイヤグリッド偏光子は、透明基板と、透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子であって、帯状導電体は、透明基板の表面に積層される誘電体層と、誘電体層上に積層される導電体層とを備え、隣接する帯状導電体間の距離と、誘電体層の膜厚とが同等であることを特徴としている。
ここで、隣接する帯状導電体間に、誘電体層と実質的に同一の材料にて形成された誘電体層が充填されることを特徴とすることができる。
【００１５】
なお、本発明のワイヤグリッド偏光子は、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸溝又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を、ワイヤグリッド用基板上の導電体層を介して又は介さずに転写層面に密着させ、熱又は光を照射して凹凸溝又は光マスク層のパターンを転写層面に転写した後、転写層面にエッチング処理、又は転写層面に導電体層を積層後にエッチング処理を施して第１帯状導電体層が形成されたワイヤグリッドを得、ワイヤグリッドの表面に液相析出法により誘電体層を形成し、更に、誘電体層上に第２帯状導電体層を形成した後、これら帯状導電体層側を研磨して得られることを特徴とすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
かくして本発明によれば、ワイヤグリッドを、微小間隔をもって基板上に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、適宜図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、断りの無い限り、製造プロセスの説明図は構造断面図を示す。
［実施の形態１］
図１〜３は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。なお、実施の形態１においては、ワイヤグリッド用金型表面に形成された凹凸形状をワイヤグリッド用基板に転写する方法として、光ナノインプリント法を利用する。また、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴としては、導電体層の幅と導電体層間の距離とがほぼ同じとなるものである。
【００１８】
（第１の工程）
図１においてワイヤグリッド用基板１０は、約１２０ｍｍ角で厚さ約２ｍｍの透明な石英基板１１上に、誘電体層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層１２が積層され、更に、光反応性の転写層としての光硬化性樹脂層１３が積層されてなる（図１（ａ））。本実施の形態において、ＳｉＯ２層１２は、スパッタ法により約８０ｎｍの厚みで形成されるものである。また、光硬化性樹脂層１３は、スピンコート法により約１５０ｎｍの厚みで形成されるものである。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用基板１０を準備する工程を、「第１の工程」と呼ぶことがある。
【００１９】
（第２の工程）
一方、図３は、本実施の形態において用いられるワイヤグリッド用金型２３の製造方法について説明するための図である。
図３において、ワイヤグリッド用金型２３を形成するための金型用基材２０は、平らな表面を持つ石英基板２１上に、ポジ型レジスト層２２が積層されてなるものである（図３（ａ））。ここで、石英基板２１は、約１２０ｍｍ角で厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、ポジ型レジスト層２２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００２０】
まず、金型用基材２０のポジ型レジスト層２２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ポジ型レジスト層２２を部分的に変質（化学的な変化）させてポジ型レジスト変質部２２１を形成する（図３（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するポジ型レジスト層２２を形成する。本実施の形態においてポジ型レジスト変質部２２１は平面視帯形状を有すると共に、ポジ型レジスト変質部２２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図３（ｃ））。
【００２１】
なお、図３（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤは、ポジ型レジスト変質部２２１の幅とほぼ同じである。かかるポジ型レジスト変質部２２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材２０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００２２】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、ポジ型レジスト変質部２２１を除去する（図３（ｄ））。
次いで、石英基板２１上に残存するポジ型レジスト層２２（未露光部）をマスク層として、石英基板２１に対するドライエッチング処理を行い、加工石英基板２１１を形成する（図３（ｅ））。なお、上記ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したリアクティブ・イオン・エッチング処理（ＲＩＥ処理）等を適宜採用し得る。
【００２３】
更に、加工石英基板２１１上に残存するポジ型レジスト層２２を除去し、ワイヤグリッド用金型２３を得る（図３（ｆ））。なお、ポジ型レジスト層２２の除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸素ガスを用いたドライエッチング処理等を採用することができる。
図３（ｆ）において、ワイヤグリッド用金型２３表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）は約８０ｎｍ、隣接する凸部間に存する溝の幅（Ｄ１）は２４０ｎｍである。また、隣接する凸部の周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。本実施の形態では、Ｗ１＝Ｗ、Ｄ１＝Ｄ、Ｔ１＝Ｔがほぼ成り立っている。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用金型２３表面には、レーザ露光パターンに対応する凹凸溝が形成されている。レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面を表面に有するワイヤグリッド用金型２３を準備する工程を、「第２の工程」と呼ぶことがある。
【００２４】
（第３の工程）
次いで、ワイヤグリッド用基板１０の転写層面（光硬化性樹脂層１３側の面）に対し、ワイヤグリッド用金型２３の凹凸面を密着・加圧する（図１（ｂ））。かかる密着により、光硬化性樹脂層１３は十分に変形し、光硬化性樹脂層１３にワイヤグリッド用金型２３の凹凸形状が正確に転写される。
次いで、ワイヤグリッド用金型２３の背面側から紫外光Ｂｍを連続的に照射し、光硬化性樹脂層１３を均一に硬化させて光硬化層１３１を形成する（図１（ｃ））。
更に、ワイヤグリッド用基板１０からワイヤグリッド用金型２３を剥離する（図１（ｄ））。光硬化層１３１には、ワイヤグリッド用金型２３の凹凸面の形状が正確に転写された凹凸形状が形成される。
【００２５】
（第４の工程、第１帯状導電体の積層体を準備する工程）
ここで、光硬化層１３１表面に形成された凹凸形状の凹部底面に、ＳｉＯ２層１２の表面が露出していない場合には、必要に応じてドライエッチング処理を施し、予めＳｉＯ２層１２の表面を露出させる。なお、ここでいうドライエッチング処理としては、例えば酸素ガスを用いたドライエッチング処理（ＲＩＥ処理）等を用いることができる。
次いで、光硬化層１３１表面に約１００ｎｍの層厚を有するアルミニウム層１４を積層する（図１（ｅ））。このアルミニウム層１４の積層により、上記凹凸面の凹部に導電性材料であるアルミニウムが帯状に導入され、第１帯状導電体層１４１が形成される。
なお、アルミニウム層１４を光硬化層１３１の表面に積層する方法としては、上記凹部に導入されるアルミニウム層１４と、上記凹凸面の凸部上に積層されるアルミニウム層１４とが互いに接続され、後のリフトオフ法が阻害されないようにする為に、凹部の側壁にアルミニウム層１４が形成されにくい、スパッタ法あるいは蒸着法が好適に採用される。
【００２６】
次に、隣接する第１帯状導電体層１４１間に存する光硬化層１３１、及び光硬化層１３１上に積層されたアルミニウム層１４を、リフトオフ法により除去する（図１（ｆ））。更に、第１帯状導電体層１４１をマスク層として、ＳｉＯ２層１２に対するドライエッチング処理を行い、石英基板１１の表面を露出させる（図１（ｇ））。
なお、ドライエッチング処理としては、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を採用し得る。また、当該ドライエッチング処理により、ＳｉＯ２層１２が帯状に残存して第１帯状誘電体層１２１が形成される。
【００２７】
このようにして、複数の第１帯状導電体層が互いに略平行となるように、透明基板表面にそれぞれ凸状に形成され、当該第１帯状導電体層を含めて凹凸面が形成された積層体が形成される。なお、第１帯状導電体層１４１と第１帯状誘電体層１２１との積層体を、単に「第１帯状導電体」と呼ぶことがある。
また、図１（ｇ）において、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）は約８０ｎｍ、隣接する第１帯状導電体間に存する溝の幅（Ｄ２）は２４０ｎｍである。更に、隣接する第１帯状導電体の周期（Ｔ２）は約３２０ｎｍである。ここで、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）、溝幅（Ｄ２）、及び周期（Ｔ２）は、ワイヤグリッド用金型２３の表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）、溝幅（Ｄ１）、及び周期（Ｔ１）にほぼ等しい。このような光ナノインプリント法は、短時間で溝形状の転写が完了する為、製造プロセス時間を短くすることが可能となる。
【００２８】
（皮膜形成工程）
次に、上述のようにして形成された積層体の凹凸面に対して、液相析出法により皮膜層１５を積層し、第１帯状導電体層１４１に略平行な帯状の凹部を形成する（図２（ｈ））。なお、本実施の形態における皮膜層１５は、第１帯状誘電体層１２１と同じＳｉＯ２にて形成されるものである。また、図２（ｈ）に示すように、皮膜層１５は液相析出法により形成されるため、石英基板１１、及び石英基板１１上に形成された第１帯状導電体の表面を均一に覆うように形成される。
【００２９】
なお、液相析出法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＳｉＯ２が過飽和状態で含有されるＨ２ＳｉＦ６溶液を用いて、第１帯状導電体の側面、及び上面、更には、石英基板１１の上面の各表面に、同じ析出速度で皮膜層１５を等方的に析出させることができる。
また、本実施の形態においては、液相析出法により形成する皮膜層１５の層厚を、溝の幅（Ｄ２）の３分の１の値（約８０ｎｍ）に設定している。この層厚は、第１帯状誘電体層１２１の層厚とほぼ同じ膜厚である。
【００３０】
（第２帯状導電体形成工程）
次に、前記帯状の凹部に導電性材料としてのアルミニウムを充填することにより、第１帯状導電体層１４１と略平行な第２帯状導電体層１６１を形成する（図２（ｊ））。
即ち、まず、皮膜層１５上にアルミニウム層１６を積層する（図２（ｉ））。この場合、積層厚みについては、皮膜層１５により形成される前記帯状の凹部が十分に充填されるように、第１帯状導電体層１４１の厚さと第１帯状誘電体層１２１の厚さの合計よりも厚くなるように設定する。
次いで、積層されたアルミニウム層１６の表面側に研磨処理、又はドライエッチング処理等を施し、第１帯状導電体層１４１を露出させると共に第２帯状導電体層１６１を形成する（図２（ｊ））。
【００３１】
なお、このような方法において、アルミニウム層１６の積層厚みとしては、例えば約２００ｎｍに設定される。また、アルミニウム層１６の形成方法としては、特に限定されるものではないが、スパッタ法を採用することができる。
更に、上記研磨処理の方法としては、特に限定されるものではないが、研磨布（パッド）上にアルミニウム層１６面を当てるように配置し、石英基板１１側から均一に荷重をかけつつ、パッド−アルミニウム層１６間に研磨液（スラリー）を供給しながら研磨を行う方法を採用し得る。当該方法を用いることにより、第１帯状導電体層１４１の上面よりも上方に位置する皮膜層１５、及びアルミニウム層１６を除去することができる。一方、ドライエッチング処理の方法としては、例えば、フッ素系の反応性ガスを使ったＲＩＥ処理等が挙げられる。
なお、皮膜層１５により構成される前記帯状の凹部への、アルミニウム層１６の積層厚みについては、第１帯状導電体層１４１の層厚みとほぼ等しい厚み程度に設定することも可能である。
【００３２】
（光路形成工程）
図２（ｊ）において、隣接する第１帯状導電体層１４１と第２帯状導電体層１６１との間には、皮膜層１５を構成するＳｉＯ２層を通じるスリット状の光路が形成されている。ここで、より光学損失を低減させる観点からは、当該ＳｉＯ２層を除去することが好ましい。
即ち、第１帯状導電体層１４１、及び第２帯状導電体層１６１をマスク層として、皮膜層１５に対するドライエッチング処理を行うことにより、石英基板１１表面を底面とする溝部が形成される。かかる溝部の形成により、第１帯状誘電体層１２１が露出し、また、第２帯状誘電体層１５１が形成されることとなる（図２（ｋ））。そして、このようにして形成されるワイヤグリッド偏向子１００は、隣接する帯状導電体間に、より光学損失が低減されたスリット状の光路を有する偏光子となる。
なお、図４は、直線溝基板を正方形に加工したワイヤグリッド偏光子１００の概略平面図を示したものである。
【００３３】
なお、上記ドライエッチング処理としては、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を採用し得る。
また、本実施の形態において、第２帯状導電体層１６１と第２帯状誘電体層１５１との積層体を、単に「第２帯状導電体」と呼ぶことがある。
更に、図２（ｊ）において、隣接する第１帯状導電体と第２帯状導電体との間には皮膜層１５としてＳｉＯ２層が狭持されているが、当該ＳｉＯ２層を光路として採用する場合には、上記ドライエッチング処理を行わなくとも良い。
【００３４】
ワイヤグリッド偏光子１００は、図２（ｋ）に示すように、第１帯状導電体及び第２帯状導電体が共に約８０ｎｍの幅（Ｗ３）を有し、また、隣接する第１帯状導電体と第２帯状導電体との間には約８０ｎｍの溝幅（Ｄ３）を有し、更に、第１帯状導電体及び第２帯状導電体が約１６０ｎｍの周期（Ｔ３）で設置されている。
なお、図２（ｊ）における第１帯状導電体層１４１と第２帯状導電体層１６１との間の距離と、図２（ｋ）における溝幅（Ｄ３）とは、ほぼ等しい。また、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子１００において、第１帯状導電体、及び第２帯状導電体の幅がほぼ等しく、溝幅（Ｄ３）も一定であるため、偏光子としての特性は良好である。
【００３５】
そして、溝幅（Ｄ３）は、ワイヤグリッド用金型２３を作製する為に照射したレーザＬによる露光幅（Ｄ）の３分の１、周期（Ｔ３）はワイヤグリッド用金型２３を作製する時に照射したレーザＬの周期（Ｔ）の半分となっている。
即ち、本実施の形態においては、最終的に形成しようとするワイヤグリッド偏光子における溝幅（Ｄ３）の３倍の溝幅で、かつワイヤグリッドの周期（Ｔ３）の２倍の周期の溝を有するワイヤグリッド用金型を作成すれば良いことになる。このことは、従来から用いられていた高価なＥＢ描画装置ではなく、一般的なレーザ光源を搭載した露光装置を使用した場合にも、狭幅の溝部を有し、かつ均一な繰り返し構造を有するワイヤグリッド偏光子を製造することが可能となることを意味する。従って、本実施の形態に示される製造方法を用いれば、安価にかつ簡便に、良好な偏光特性を有するワイヤグリッド偏光子を製造することが可能である。
例えば、特表２００３−５０２７０８号公報で示されている、導電体層の幅が約１００ｎｍで溝周期が約２００ｎｍのようなワイヤグリッド偏光子についても、本実施の形態に示される方法で作製することができる。この場合、使用するワイヤグリッド用金型の露光幅は約３００ｎｍで良いこととなり、例えば波長３５１ｎｍのアルゴンレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作製すればよい。
【００３６】
以上をまとめると、本実施の形態においては、Ｗ＝Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３、Ｄ＝Ｄ１＝Ｄ２＝３×Ｄ３、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２＝２×Ｔ３のそれぞれの関係が成り立つ。
即ち、ワイヤグリッド用金型２３を形成する際のレーザ光の照射により露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射により露光されなかった領域の幅をＷ、当該Ｄと当該Ｗとの和をＴとし、一方、隣接する第１帯状導電体層１４１と第２帯状導電体層１６１との間の距離をＤ３、各々の導電体層の幅をＷ３、当該Ｄ３と当該Ｗ３との和をＴ３とする場合、以下の関係式が成立する。
Ｔ＝２×Ｔ３
Ｗ＝Ｗ３
Ｄ＝（２×Ｔ３−Ｗ３）
【００３７】
ここで、ＤをＷ３とＤ３で表すと
Ｄ＝（２×（Ｗ３＋Ｄ３）−Ｗ３）＝（２×Ｗ３＋２×Ｄ３−Ｗ３）＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）
となり、本実施の形態ではＷ３＝Ｄ３である為に、Ｄ＝３×Ｄ３となる。
【００３８】
なお、本実施の形態におけるＷ３値又はＤ３値としては、通常、３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３９】
なお、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の溝幅Ｄ３と、帯状導電体の幅Ｗ３と、帯状導電体の周期Ｔ３との間の関係としては、幾通りかの場合が存在する。図５は、ワイヤグリッド偏光子の溝幅Ｄ３と、帯状導電体の幅Ｗ３と、帯状導電体の周期Ｔ３との関係を説明するための図である。
図５においては、周期（Ｔ３）を一定にした場合を例として、幾通りかの場合を示している。また、図５においては、第１帯状誘電体層１２１の層厚、第２帯状誘電体層１５１の層厚、第１帯状導電体層１４１の層厚、及び第２帯状導電体層１６１の層厚は、それぞれ等しいとしている。
【００４０】
（１）図５（Ａ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ａは、以下の関係を有する偏光子である。
０＜Ｗ３＜Ｄ３
２×Ｄ３＜Ｄ＜３×Ｄ３
（２）また、図５（Ｂ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ｂは、以下の関係を有する偏光子である。
Ｗ３＝Ｄ３
Ｄ＝３×Ｄ３
（３）更に、図５（Ｃ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ｃは、以下の関係を有する偏光子である。
Ｗ３＞Ｄ３＞０
Ｄ＞３×Ｄ３
【００４１】
なお、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）のいずれにおいても、以下の関係が成り立っている。
Ｔ＝２×Ｔ３
Ｗ＝Ｗ３
【００４２】
なお、本実施の形態においては、光ナノインプリント法により光硬化性樹脂層１３にワイヤグリッド用金型２３の凹凸形状を転写した後に、アルミニウム層１４を形成した。ここで、アルミニウム層１４は、ワイヤグリッド用基板１０において、ＳｉＯ２層１２と光硬化性樹脂層１３との間に予め包含させておいても良い。そして、このようなワイヤグリッド用基板１０から図１（ｇ）に示す第１帯状導電体の積層体を得るためには、ワイヤグリッド用金型２３における凹凸面の凹部と凸部との関係を逆にして（後述する実施の形態２と同様にして）、光ナノインプリント法により第１帯状導電体層１４１の積層体を作製すれば良い。
【００４３】
また、本実施の形態における誘電体層としてのＳｉＯ２層１２の膜厚と、ＳｉＯ２にて形成される皮膜層１５の膜厚とをほぼ同じ値にすると、基板表面から誘電体層までの距離が均一になり、偏光特性が良くなる。しかし、場合によっては、第１帯状誘電体層１２１の膜厚と第２帯状誘電体層１５１の膜厚とは、多少異なった厚みを有していても良い。更に、第１帯状誘電体層１２１を設けない構成でワイヤグリッド偏光子を形成しても良い。但し、これらの場合においても、第２帯状誘電体層１５１の膜厚と、ワイヤグリッド偏光子の溝幅Ｄ３については、偏光特性の観点からほぼ同じ値とするのが好ましい。
【００４４】
更に、本実施の形態においては、ワイヤグリッド偏光子の溝部（凹部）の断面形状として略矩形状を採用したが、底幅が狭い台形形状やＵ字型形状等であっても良い。この場合、溝幅Ｄ３については、溝深さの半分の位置における幅（半値幅）を採用すればよい。なお、本実施の形態において凹部、凸部という場合には、基板に近い方を凹部、遠い方を凸部とする。
【００４５】
本実施の形態で用いる透明基板としては、使用する偏光波長に対して透明な基板であれば良く、例えば、ガラス基板、樹脂基板、単結晶基板などを用いればよい。ただ、ワイヤグリッド偏光子用の基板としては、耐熱性が要求されるのでガラス基板が好ましい。特に、ドライエッチングなどで加工がしやすい石英基板が最も好ましい。また、基板形状としても特に限定されず、円形でなくても四角形以上の多角形状等、目的に応じて選定すれば良い。
更に、本実施例で用いる誘電体層は、使用する偏光波長においてほぼ透明で石英基板の屈折率とほぼ同じか、それよりも小さいものであることが好ましい。そのような特性を満たす素材としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ等を挙げることができる。そして、第２帯状誘電体層１５１の形成を、液相析出法を通じて行うことが、本実施の形態における特徴の一つである。
なお、第１帯状誘電体層１２１と第２帯状誘電体層１５１とが同じ素材で形成されることが、光学特性、偏光特性の観点から好適である。
【００４６】
また、本実施の形態で用いる導電体層を形成する材料としては、偏光特性を向上させる観点から、比較的誘電率と比誘電率が大きい材料を選ぶことが好適である。そのような材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、クロム等を挙げることができる。特に、アルミニウムが好ましい。これらの膜厚は、第１帯状導電体層１４１と第２帯状導電体層１６１とでほぼ同じにした方が好ましいが、場合によっては多少異なっても良い。導電体層の形成は、スパッタ法や真空蒸着法、無電解メッキ法、スピンコート法などを利用すればよい。
【００４７】
本実施の形態においては、ワイヤグリッド用金型の作製においてレジストの露光にＡｒレーザを用いたが、他のＫｒレーザのようなガスレーザや、高出力半導体レーザなどの固体レーザを用いても良い。要するに、高価なＥＢ描画装置等を使用しないで、従来からＤＶＤの原盤作製になどに使われていたレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作ることが、本実施の形態においては重要なことである。更に、ワイヤグリッド用金型に用いるレジストは有機レジストに限らず無機レジストを利用しても良い。無機レジストを用いると、溝のエッジ部が綺麗になる傾向となって好適である。
【００４８】
本実施の形態により得られたワイヤグリッド偏光子から所定の大きさに切断して、一度に多数のワイヤグリッド偏光子を作製することにより、更なる低コスト化が図れる。
また、本実施の形態においてはワイヤグリッド偏光子の製造方法を示したが、当該製造方法は、他の細溝構造を有する成形体の形成にも適用可能である。つまり、具体的な用途としては、ワイヤグリッド偏光子の他、光ディスク用基板、医療用部品等が挙げられる。
【００４９】
［実施の形態２］
図６，７は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。なお、実施の形態１においては、ワイヤグリッド用金型の凹凸溝をワイヤグリッド用基板に転写する方法として、光ナノインプリント法を利用した。実施の形態２においては、光ナノインプリント法の代わりに、熱ナノインプリント法を利用する。なお、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴については、実施の形態１と同様である。
以下、実施の形態１の説明と重複する部分については、説明を適宜省略する。
【００５０】
（第１の工程）
図６においてワイヤグリッド用基板３０は、約１２０ｍｍ角で厚さ約２ｍｍの透明な石英基板３１上に誘電体層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層３２が積層され、ＳｉＯ２層３２上にアルミニウム層３４が積層され、更に、熱可塑性の転写層としての熱可塑性樹脂層３３が積層されてなる（図６（ａ））。本実施の形態において、ＳｉＯ２層３２は、スパッタ法により約８０ｎｍの厚みで形成されるものである。また、アルミニウム層３４はスパッタ法により約１００ｎｍの厚みで形成されるものである。更に、熱可塑性樹脂層３３は、スピンコート法により約１５０ｎｍの厚みで形成されるものである。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用基板３０を準備する工程を、「第１の工程」と呼ぶことがある。
【００５１】
（第２の工程）
一方、図７は、本実施の形態において用いられるワイヤグリッド用金型４４の製造方法について説明するための図である。
図７において、ワイヤグリッド用金型４４を形成するための金型用基材４０は、平らな表面を持つ石英基板４１上に、ポジ型レジスト層４２が積層されてなるものである（図７（ａ））。ここで、石英基板４１は、約１２０ｍｍ角で厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、ポジ型レジスト層４２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００５２】
まず、金型用基材４０のポジ型レジスト層４２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ポジ型レジスト層４２を部分的に変質（化学的な変化）させてポジ型レジスト変質部４２１を形成する（図７（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するポジ型レジスト層４２を形成する。本実施の形態においてポジ型レジスト変質部４２１は平面視帯形状を有すると共に、ポジ型レジスト変質部４２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図７（ｃ））。
【００５３】
なお、図７（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤはポジ型レジスト変質部４２１の幅とほぼ同じである。かかるポジ型レジスト変質部４２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材４０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００５４】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、ポジ型レジスト変質部４２１を除去する（図７（ｄ））。
次いで、ポジ型レジスト層４２（未露光部）の残存する石英基板４１の表面にＳｉＯ２層４３を積層する（図７（ｅ））。ここで、ＳｉＯ２層４３の積層方法としては、特に限定されないが、スパッタ法を採用し得る。また、ＳｉＯ２層４３の積層厚みとしては、約１８０ｎｍである。
【００５５】
更に、石英基板４１上に残存するポジ型レジスト層４２、及びポジ型レジスト層４２上に積層されたＳｉＯ２層４３を除去し、ワイヤグリッド用金型４４を得る（図７（ｆ））。なお、ポジ型レジスト層４２及びＳｉＯ２層４３の除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機溶媒を用いたリフトオフ法を採用し得る。
図７（ｆ）において、ワイヤグリッド用金型４４表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）は約２４０ｎｍ、隣接する凸部間に存する溝の幅（Ｄ１）は約８０ｎｍである。また、隣接する凸部の周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。本実施の形態では、Ｗ１＝Ｄ、Ｄ１＝Ｗ、Ｔ１＝Ｔがほぼ成り立っている。
なお、本実施の形態において、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面を表面に有するワイヤグリッド用金型４４を準備する工程を、「第２の工程」と呼ぶことがある。
【００５６】
（第３の工程）
次いで、ワイヤグリッド用基板３０の転写層面（熱可塑性樹脂層３３側の面）に対し、ワイヤグリッド用金型４４の凹凸面を密着・加圧する（図６（ｂ））。ここで、密着・加圧の際には予め、ワイヤグリッド用金型４４及びワイヤグリッド用基板３０を、熱可塑性樹脂層３３が加熱可塑化される温度（例えば、約１８０℃程度）にまで加熱しておく。そして、かかる密着により熱可塑性樹脂層３３は十分に変形し、熱可塑性樹脂層３３にワイヤグリッド用金型４４の凹凸形状が正確に転写される。
次いで、熱可塑性樹脂層３３を（例えば、室温程度にまで）冷却し硬化させる（図６（ｃ））。そして、ワイヤグリッド用基板３０からワイヤグリッド用金型４４を剥離する（図６（ｄ））。このような工程を経ることにより、熱可塑性樹脂層３３には、ワイヤグリッド用金型４４の凹凸面の形状が正確に転写された凹凸形状が形成される。
【００５７】
（第４の工程、第１帯状導電体の積層体を準備する工程）
次いで、熱可塑性樹脂層３３表面に形成された凹凸形状面にドライエッチング処理を施し、熱可塑性樹脂層３３表面に形成された前記凹凸形状面の隣接する凸部間に、石英基板３１の表面を底面とする溝部を形成する（図６（ｅ））。これにより、第１帯状導電体層３４１、及び、第１帯状誘電体層３２１が順に形成される。
なお、第３の工程後に、熱可塑性樹脂層３３表面に形成された前記凹凸形状面の凹部にアルミニウム層３４の表面が露出していない場合には、必要に応じてドライエッチング処理を施し、予めアルミニウム層３４の表面を露出させる。なお、ここでいうドライエッチング処理としては、例えば酸素ガスを用いたＲＩＥ処理等を用いることができる。また、アルミニウム層３４やＳｉＯ２層３２を除去するドライエッチング処理としては、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を用いることができる。
【００５８】
そして、第１帯状導電体層３４１の上面に残存する熱可塑性樹脂層３３を除去することにより、石英基板上に第１帯状誘電体層３２１が積層され、更に、第１帯状誘電体層３２１上に第１帯状導電体層３４１が積層された第１帯状導電体の積層体が形成される（図６（ｆ））。なお、上記除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば酸素ガスを用いたＲＩＥ処理を採用し得る。また、本実施の形態においては、第１帯状誘電体層３２１と第１帯状導電体層３４１との積層体を、第１帯状導電体と呼ぶことがある。
【００５９】
なお、図６（ｆ）において、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）は約８０ｎｍ、隣接する第１帯状導電体間に存する溝の幅（Ｄ２）は約２４０ｎｍである。また、隣接する第１帯状導電体の周期（Ｔ２）は約３２０ｎｍである。ここで、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）、溝幅（Ｄ２）、及び周期（Ｔ２）は、ワイヤグリッド用金型４４の表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）、溝幅（Ｄ１）、及び周期（Ｔ１）に、それぞれほぼ等しい。このような熱ナノインプリント法は確実に溝形状の転写が完了する為、製造プロセスの信頼性を高くすることが可能となる。
【００６０】
本実施の形態において、図６（ｆ）に示される第１帯状導電体の積層体は、前記実施の形態１における図１（ｇ）に示された第１帯状導電体の積層体と同様である。そして、以降の工程についても前記実施の形態１と同様であるため、以降の工程についての記載を省略する。
なお、図７（ｃ）と図６（ｆ）とを対比すると、Ｗ２＝Ｗ、Ｄ２＝Ｄ、Ｔ２＝Ｔがほぼ成り立っている。
【００６１】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子は、第１帯状導電体及び第２帯状導電体が共に約８０ｎｍの幅（Ｗ３）を有する。また、隣接する第１帯状導電体と第２帯状導電体との間には、約８０ｎｍの溝幅（Ｄ３）の溝部を有する。更に、第１帯状導電体及び第２帯状導電体は、約１６０ｎｍの周期（Ｔ３）で設置されるものである。
そして、本実施の形態においては、Ｗ＝（Ｗ１）／３＝Ｗ２＝Ｗ３、Ｄ＝３×Ｄ１＝Ｄ２＝３×Ｄ３、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２＝２×Ｔ３のそれぞれの関係が成り立つ。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、ワイヤグリッド用基板３０を作成する際にＳｉＯ２層３２と熱可塑性樹脂層３３との間に、予めアルミニウム層３４を形成した。ここで、アルミニウム層３４は、ワイヤグリッド用基板３０に包含させず、熱ナノインプリント法により熱可塑性樹脂層３３にワイヤグリッド用金型４４の凹凸を転写した後に、アルミニウム層３４を熱可塑性樹脂層３３上に積層してもよい。このような方法により図６（ｆ）に示す第１帯状導電体の積層体を得るためには、ワイヤグリッド用金型４４における凹凸面の凹部と凸部との関係を逆にして（上述した実施の形態１と同様にして）、熱ナノインプリント法により第１帯状導電体の積層体を作製すれば良い。
即ち、アルミニウム層３４を予め形成しないで熱ナノインプリント法により熱可塑性樹脂層３３に凹凸を転写した後、熱可塑性樹脂層３３上にアルミニウム層３４を形成し、更にリフトオフ法及びドライエッチング法を経て、図６（ｆ）に示す第１帯状導電体の積層体を得ることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態において用いられる各種素材等については、実施の形態１と同様の素材等を用いることができる。また、本実施の形態におけるワイヤグリッド用金型４４は、透明な石英基板４１を用いるものであったが、場合によっては、ワイヤグリッド偏光子を用いた光学装置に搭載した光源の使用波長において透明でない基材を用いることもできる。ワイヤグリッド用金型として従来から使われている光ディスク用のＮｉスタンパやシリコン基板を用いても良い。
【００６４】
［実施の形態３］
図８〜１０は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。なお、実施の形態１においては、ワイヤグリッド用金型の凹凸溝をワイヤグリッド用基板に転写する方法として、光ナノインプリント法を利用した。実施の形態３においては、光ナノインプリント法の代わりに、フラッシュ光照射法を利用する。なお、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴については、実施の形態１と同様である。
以下、実施の形態１の説明と重複する部分については、説明を適宜省略する。
【００６５】
（第１の工程）
図８においてワイヤグリッド用基板５０は、約１２０ｍｍ角で厚さ約２ｍｍの透明な石英基板５１上に誘電体層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層５２が積層され、ＳｉＯ２層５２上にアルミニウム層５４が積層され、更に、光反応性の転写層としてのポジ型レジスト層５５が積層されてなる（図８（ａ））。本実施の形態において、ＳｉＯ２層５２は、スパッタ法により約８０ｎｍの厚みで形成されるものである。また、アルミニウム層５４はスパッタ法により約１００ｎｍの厚みで形成されるものである。更に、ポジ型レジスト層５５は、スピンコート法により約１５０ｎｍの厚みで形成されるものである。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用基板５０を準備する工程を、「第１の工程」と呼ぶことがある。
【００６６】
（第２の工程）
一方、図９は、本実施の形態において用いられるワイヤグリッド用金型６５の製造方法について説明するための図である。
図９において、ワイヤグリッド用金型６５を形成するための金型用基材６０は、平らな表面を持つ石英基板６１上に、アルミニウム層６４が積層され、更に、アルミニウム層６４の上にポジ型レジスト層６２が積層されてなるものである（図９（ａ））。ここで、石英基板６１は、約１２０ｍｍ角で厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、アルミニウム層６４は、スパッタ法により形成される約１００ｎｍ厚みの層である。更に、ポジ型レジスト層６２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００６７】
まず、金型用基材６０のポジ型レジスト層６２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ポジ型レジスト層６２を部分的に変質（化学的な変化）させてポジ型レジスト変質部６２１を形成する（図９（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するポジ型レジスト層６２を形成する。本実施の形態においてポジ型レジスト変質部６２１は、平面視略矩形状（帯形状）を有すると共に、ポジ型レジスト変質部６２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図９（ｃ））。
【００６８】
なお、図９（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤはポジ型レジスト変質部６２１の幅とほぼ同じである。かかるポジ型レジスト変質部６２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材６０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００６９】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、ポジ型レジスト変質部６２１を除去し、凹凸面を形成する（図９（ｄ））。
次いで、アルミニウム層６４の表面に残存するポジ型レジスト層６２（未露光部）をマスクにして、アルミニウム層６４に対するドライエッチング処理を施し、前記凹凸面の隣接する凸部間に石英基板６１の表面を底面とする溝部を形成する（図９（ｅ））。かかる溝部の形成により、帯状のアルミニウムマスク層６４１が形成される。なお、ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を挙げることができる。
【００７０】
そして、上記溝部を形成した後、アルミニウムマスク層６４１上に残存するポジ型レジスト層６２を除去し、ワイヤグリッド用金型６５を形成する（図９（ｆ））。かかる除去工程としては、ドライエッチング処理、例えば酸素ガスを用いたＲＩＥ処理等を採用することができる。
【００７１】
図９（ｆ）において、ワイヤグリッド用金型６５表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）は約８０ｎｍ、隣接する凸部間に存する溝の幅（Ｄ１）は２４０ｎｍである。また、隣接する凸部の周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。本実施の形態において、Ｗ１＝Ｗ、Ｄ１＝Ｄ、Ｔ１＝Ｔがほぼ成り立っている。
なお、本実施の形態において、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面を表面に有するワイヤグリッド用金型６５を準備する工程を、「第２の工程」と呼ぶことがある。
【００７２】
（第３の工程）
次いで、ワイヤグリッド用基板５０の転写層面（ポジ型レジスト層５５側の面）に対し、ワイヤグリッド用金型６５の凹凸面を対向させる（図８（ｂ））。ここで、アルミニウムマスク層６４１の天井面と転写層面との間には隙間が介在しても良いが、後工程での光照射時に光が拡散して光の照射効率が低下するのを防ぐ観点から、両面を密着・加圧するのが好適である。
また、密着・加圧の際には予め、ポジ型レジスト層５５とワイヤグリッド用金型６５表面に形成された凹部との間に形成される空間を、透明な液体で満たすことが好適である。このようにすることにより、アルミニウムマスク層６４１がポジ型レジスト層５５の表面を傷つける虞が低減される。
なお、透明な液体としては、特に限定されるものではないが、粘度が高過ぎず、化学的な影響が少ない純水等を好ましく用いることができる。なお、差動排気システムを用い、液体の代わりに空気等の気体を用いることも可能である。
【００７３】
次いで、ワイヤグリッド用金型６５の背面側からフラッシュ光ＦＢを照射し、ポジ型レジスト層５５の特定部位（アルミニウムマスク層６４１により遮光されない部位）を変質させて、ポジ型レジスト変質部５５１を形成する（図８（ｃ））。ここで、フラッシュ光としては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ランプを照射するフラッシュ光を採用し得る。また、このようなフラッシュ光ＦＢを用いることにより、ポジ型レジスト層５５の特定部位を必要以上に劣化させることなく、短時間にポジ型レジスト変質部５５１を形成可能である。
【００７４】
その後、ワイヤグリッド用基板５０からワイヤグリッド用金型６５を剥離する（図８（ｄ））。更に、アルミニウム層５４上に形成されたポジ型レジスト変質部５５１を現像処理により除去し、凹凸面を形成する。アルミニウム層５４上に残存するポジ型レジスト層５５は、アルミニウムマスク層６４１形成パターンが正確に転写されて形成される。
【００７５】
（第４の工程、第１帯状導電体の積層体を準備する工程）
次いで、アルミニウム層５４上に残存するポジ型レジスト層５５をマスクとして、アルミニウム層５４、及びＳｉＯ２層５２にドライエッチング処理を施し、前記凹凸面の隣接する凸部間に、石英基板５１の表面を底面とする溝部を形成する（図８（ｅ））。かかる溝部の形成により、第１帯状導電体層５４１、及び第１帯状誘電体層５２１が順に形成される。なお、ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を挙げることができる。
【００７６】
そして、第１帯状導電体層５４１の上面に残存するポジ型レジスト層５５を除去することにより、石英基板５１上に第１帯状誘電体層５２１が積層され、更に、第１帯状誘電体層５２１上に第１帯状導電体層５４１が積層された積層体が形成される（図８（ｆ））。なお、上記除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば酸素ガスを用いたＲＩＥ処理を採用し得る。また、本実施の形態においては、第１帯状誘電体層５２１と第１帯状導電体層５４１との積層体を、第１帯状導電体と呼ぶことがある。
【００７７】
図８（ｆ）において、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）は約８０ｎｍ、隣接する第１帯状導電体間に存する溝の幅（Ｄ２）は２４０ｎｍである。また、隣接する第１帯状導電体の周期（Ｔ２）は約３２０ｎｍである。ここで、第１帯状導電体の幅（Ｗ２）、溝幅（Ｄ２）、及び周期（Ｔ２）は、ワイヤグリッド用金型６５の表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）、溝幅（Ｄ１）、及び周期（Ｔ１）にそれぞれほぼ等しい。このようなフラッシュ光照射法は短時間で溝形状の転写が完了する為、製造プロセス時間を短くすることが可能となる。更に、光ナノインプリント法や熱ナノインプリント法と異なって、ワイヤグリッド用金型を転写層から剥離する場合に凹凸形状によるストレスが無い為に確実な転写が行なわれる。
【００７８】
本実施の形態において、図８（ｆ）に示される第１帯状導電体の積層体は、前記実施の形態１における図１（ｇ）に示された第１帯状導電体の積層体と同様である。そして、以降の工程についても前記実施の形態１と同様であるため、以降の工程についての記載を省略する。
なお、図９（ｃ）と図８（ｆ）とを対比すると、Ｗ２＝Ｗ、Ｄ２＝Ｄ、Ｔ２＝Ｔがほぼ成り立っている。
【００７９】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子は、第１帯状導電体及び第２帯状導電体が共に約８０ｎｍの幅（Ｗ３）を有する。また、隣接する第１帯状導電体と第２帯状導電体との間には約８０ｎｍの溝幅（Ｄ３）の溝部を有する。更に、第１帯状導電体及び第２帯状導電体は、約１６０ｎｍの周期（Ｔ３）で設置されるものである。
そして、本実施の形態においては、Ｗ＝Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３、Ｄ＝Ｄ１＝Ｄ２＝３×Ｄ３、Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２＝２×Ｔ３のそれぞれの関係が成り立つ。
【００８０】
本実施の形態においては、ワイヤグリッド用基板５０を作成する際にＳｉＯ２層５２とポジ型レジスト層５５との間に予め、アルミニウム層５４を形成した。ここで、アルミニウム層５４は、ワイヤグリッド用基板５０に包含させず、フラッシュ光照射法によりポジ型レジスト層５５にワイヤグリッド用金型６５のマスクパターンを転写した後に、アルミニウム層５４をポジ型レジスト層５５上に積層してもよい。このような方法により図８（ｆ）に示す第１帯状導電体の積層体を得るためには、ワイヤグリッド用金型６５における凹凸面の凹部と凸部との関係を逆にして（上述した実施の形態１と同様にして）、フラッシュ光照射法により第１帯状導電体の積層体を作製すれば良い。
即ち、アルミニウム層５４を予め形成しないでフラッシュ光照射法によりポジ型レジスト層５５にワイヤグリッド用金型６５のマスクパターンを転写した後に、更にリフトオフ法及びドライエッチング法を経て、図８（ｆ）に示す第１帯状導電体の積層体を得ることができる。
【００８１】
本実施の形態において用いられる各種素材などについては、実施の形態１と同様の素材等を同様に用いることができる。また、本実施の形態ではポジ型レジストを用いたが、これに限らず、ネガ型レジストなどの有機レジストあるいは無機レジストを用いることも可能である。この時、無機レジストの方が溝のエッジ部が綺麗になりやすく好適である。また、無機レジストとして、カルコゲン化合物、Ｔｅ系酸化物、遷移金属の不完全酸化物などがある。無機レジストの現像には、アルカリ溶液を使った無機現像が一般的に行われる。
【００８２】
また、マスク層としてのアルミニウムマスク層６４１の幅に対して、アルミニウムマスク層６４１間の距離の方が狭い場合には、ワイヤグリッド用基板５０に設ける転写層として、ネガ型レジストを用いることが好適である。
【００８３】
本実施の形態においては、ワイヤグリッド用金型６５として、アルミニウムマスク層６４１を石英基板６１上に凸状に形成した形態を採用したが、上述の通り、上記第３の工程において（図８（ｂ））、加圧時にポジ型レジスト層５５を大きく変形させてしまう可能性がある。そこで、マスク層が透明基板中に埋もれており、マスク層の表面の凹凸差が小さいワイヤグリッド用金型が望まれる場合がある。
図１０は、マスク層が透明基板中に埋もれたワイヤグリッド用金型の作成方法について説明するための図である。
【００８４】
図１０において、ワイヤグリッド用金型７５を形成するための金型用基材７０は、平らな表面を持つ石英基板７１上に、ネガ型レジスト層７２が積層されてなるものである（図１０（ａ））。ここで、石英基板７１は、直径約１２０ｍｍで厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、ネガ型レジスト層７２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００８５】
まず、金型用基材７０のネガ型レジスト層７２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ネガ型レジスト層７２を部分的に変質（化学的な変化）させてネガ型レジスト変質部７２１を形成する（図１０（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するネガ型レジスト層７２を形成する。本実施の形態においてネガ型レジスト変質部７２１は平面視帯形状を有すると共に、ネガ型レジスト変質部７２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図１０（ｃ））。
【００８６】
なお、図１０（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤはネガ型レジスト変質部７２１の幅とほぼ同じである。かかるネガ型レジスト変質部７２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材７０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００８７】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、未露光部として残存するネガ型レジスト層７２を除去し、凹凸面を形成する（図１０（ｄ））。
次いで、石英基板７１の表面に残存するネガ型レジスト変質部７２１をマスクとして、石英基板７１に対するドライエッチング処理を施し、前記凹凸面の隣接する凸部間に深さ約１００ｎｍの溝部を形成する（図１０（ｅ））。これにより、溝付石英基板７１１が形成される。なお、ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を挙げることができる。
【００８８】
次に、形成された溝部を有する表面に、アルミニウム層７４を１００ｎｍの厚みでスパッタ法により積層する（図１０（ｆ））。かかる積層により、上記溝部がアルミニウムで充填され、アルミニウムマスク層７４１が形成される。
そして、リフトオフ法により、露光・現像により残ったネガ型レジスト変質部７２１と、その上に形成されたアルミニウム層７４のみを除去する（図１０（ｇ））。
【００８９】
この結果、透明基板内にアルミニウムマスク層７４１が埋もれたワイヤグリッド用金型７５が形成される。図１０（ｇ）において、アルミニウムマスク層７４１の幅（Ｗ１）は約８０ｎｍである。また、アルミニウムマスク層７４１間の距離（Ｄ１）は約２４０ｎｍである。更に、周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。本実施の形態では、Ｗ１＝Ｗ、Ｄ１＝Ｄ、Ｔ１＝Ｔの関係が成立している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。
【図２】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。
【図３】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。
【図４】ワイヤグリッド偏光子の概略平面図を示したものである。
【図５】ワイヤグリッド偏光子の溝幅と、帯状導電体の幅と、帯状導電体の周期との関係を説明するための図である。
【図６】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。
【図７】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。
【図８】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。
【図９】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１…石英基板、１２…ＳｉＯ２層、１３…光硬化性樹脂層、１５…皮膜層、２３…ワイヤグリッド用金型、１００…ワイヤグリッド偏光子、１２１…第１帯状誘電体層、１４１…第１帯状導電体層、１５１…第２帯状誘電体層、１６１…第２帯状導電体層
【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】
2007310250.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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