(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線リソグラフィー法を用いて光学樹脂を加工する光学樹脂加工方法であって、
基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、前記光学樹脂層上に該光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成し、前記Ｘ線マスク形成層に形成された前記高コントラストＸ線マスクを用いることによって前記光学樹脂層を加工することを特徴とする光学樹脂加工方法。
【請求項２】
Ｘ線リソグラフィー法を用いて光学樹脂を加工する光学樹脂加工方法であって、
基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、前記光学樹脂層上に該光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、
前記積層工程において前記光学樹脂層、前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が形成された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、
前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対する第１のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程と、
前記Ｘ線マスク形成工程において前記Ｘ線マスク形成層に形成された前記高コントラストＸ線マスクを介しての第２のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理によって前記光学樹脂層を加工する加工工程と
を含んだことを特徴とする光学樹脂加工方法。
【請求項３】
前記Ｘ線レジスト層に対する第１のＸ線露光および前記光学樹脂層に対する第２のＸ線露光における各露光強度は、
前記Ｘ線レジスト層および前記光学樹脂層の露光に適した強度にそれぞれ調整されることを特徴とする請求項２に記載の光学樹脂加工方法。
【請求項４】
前記Ｘ線マスク形成工程は、
前記第１のＸ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含み、
前記加工工程は、
前記第２のＸ線露光の後に、前記Ｘ線マスクを除去するＸ線マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする請求項２または３に記載の光学樹脂加工方法。
【請求項５】
前記光学樹脂層は、
前記基板と接していない面に凹凸加工がなされたものであって、
前記中間マスク形成層および前記Ｘ線マスク形成層は、
前記光学樹脂層の前記凹凸加工に沿って積層されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学樹脂加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線リソグラフィー法を用いて光学樹脂を加工する光学樹脂加工方法に関し、特に、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができる光学樹脂加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元微細構造体の加工方法としてＸ線リソグラフィー技術が知られている。このＸ線リソグラフィー技術では、Ｘ線マスクを介して加工対象物へＸ線を露光するため、加工対象物の加工精度を向上させるためには、厚みのあるＸ線吸収体（厚さ約１０〜２０μｍ）をもったＸ線マスク（以下、「高コントラストＸ線マスク」と呼ぶ）を製造することが重要である。
【０００３】
そして、製造された高コントラストＸ線マスクを用いて加工対象物を加工する場合には、高コントラストＸ線マスクを加工対象物へ配置したうえで、Ｘ線露光によって加工対象物を加工することになる。
【０００４】
たとえば、特許文献１や特許文献２には、高コントラストＸ線マスクを加工対象物に配置し、配置された高コントラストＸ線マスクを介したＸ線照射によって加工対象物を加工する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７３６１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３５１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１あるいは特許文献２に開示されている技術は、高コントラストＸ線マスクを加工対象物に配置する必要がある。また、高コントラストＸ線マスクを介したＸ線露光の際に、高コントラストＸ線マスクが熱変形するおそれがある。このため、アライメントずれやパターンの歪みが生じ、マスクパターンが加工対象物に精度良く転写されないという問題がある。
【０００７】
また、高コントラストＸ線マスクにサブミクロン（０．１μｍ）単位のパターンを含ませる場合には、ＥＢ（電子ビーム）描画装置、高温ＣＶＤ（化学蒸着）装置、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）装置といった高価な設備が必要となるため製造期間および製造コストがかさむという問題もある。
【０００８】
このため、高コントラストＸ線マスクの製造期間および製造コストを抑える目的で、低コントラストＸ線マスク（Ｘ線吸収体の厚さ約１〜２μｍ）を中間マスクとして製造し、製造した中間マスクを介したＸ線露光によって高コントラストＸ線マスクを製造することも考えられる。
【０００９】
しかし、中間マスクを用いて高コントラストＸ線マスクを製造する場合にも、中間マスクを高コントラストＸ線マスクの材料に配置する必要がある。つまり、中間マスクを用いて高コントラストＸ線マスクを製造する手法を用いた場合であっても、アライメントずれやパターンの歪みが生じる問題は解決できない。したがって、加工対象物を精度良く加工するためには、上記した高価な設備を用いて高価な高コントラストＸ線マスクを製造せざるをえない。
【００１０】
これらのことから、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度に加工対象物を加工するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、加工対象物が光学樹脂である場合にも、同様に発生する課題である。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができる光学樹脂加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、Ｘ線リソグラフィー法を用いて光学樹脂を加工する光学樹脂加工方法であって、基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、前記光学樹脂層上に該光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成し、前記Ｘ線マスク形成層に形成された前記高コントラストＸ線マスクを用いることによって前記光学樹脂層を加工することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、Ｘ線リソグラフィー法を用いて光学樹脂を加工する光学樹脂加工方法であって、基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、前記光学樹脂層上に該光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、前記積層工程において前記光学樹脂層、前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が形成された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対する第１のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程と、前記Ｘ線マスク形成工程において前記Ｘ線マスク形成層に形成された前記高コントラストＸ線マスクを介しての第２のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理によって前記光学樹脂層を加工する加工工程とを含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線レジスト層に対する第１のＸ線露光および前記光学樹脂層に対する第２のＸ線露光における各露光強度は、前記Ｘ線レジスト層および前記光学樹脂層の露光に適した強度にそれぞれ調整されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線マスク形成工程は、前記第１のＸ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含み、前記加工工程は、前記第２のＸ線露光の後に、前記Ｘ線マスクを除去するＸ線マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の発明において、前記光学樹脂層は、前記基板と接していない面に凹凸加工がなされたものであって、前記中間マスク形成層および前記Ｘ線マスク形成層は、前記光学樹脂層の前記凹凸加工に沿って積層されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、光学樹脂層上にこの光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成し、Ｘ線マスク形成層に形成された高コントラストＸ線マスクを用いることによって光学樹脂層を加工することとした。つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成することによって、製造した各マスクを目的物へ配置する必要がなく、積層基板に積層された光学樹脂層を加工することができる。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明によれば、基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、光学樹脂層上にこの光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層し、光学樹脂層、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が形成された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対する第１のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成し、Ｘ線マスク形成層に形成された高コントラストＸ線マスクを介しての第２のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理によって光学樹脂層を加工することとした。
【００１９】
つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に各マスクの材料および最終的な加工対象物である光学樹脂をあらかじめ積層しておき、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連の手順を実行することによって光学樹脂の加工を行うことができる。また、製造した中間マスクあるいは高コントラストＸ線マスクを目的物へ配置する必要がない。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明によれば、Ｘ線レジスト層に対する第１のＸ線露光および光学樹脂層に対する第２のＸ線露光における各露光強度は、Ｘ線レジスト層および光学樹脂層の露光に適した強度にそれぞれ調整されることとしたので、Ｘ線レジスト層および光学樹脂層の感光処理を確実に行うことができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明によれば、第１のＸ線露光の後に、中間マスクを除去することとし、第２のＸ線露光の後に、Ｘ線マスクを除去することとしたので、不要となった各マスクを適宜除去することで光学樹脂の加工を迅速に行うことができるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明によれば、基板と接していない面に凹凸加工がなされた光学樹脂層を用い、中間マスク形成層およびＸ線マスク形成層は、光学樹脂層の凹凸加工に沿って積層されることとしたので、光学樹脂加工のバリエーションを広げることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光学樹脂加工方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、加工対象物となる光学樹脂としてＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用いた場合について説明するが、基板上に配置することができる素材であればその種類は問わない。また、本発明は、光学樹脂以外の加工対象物にも適用することができる。
【実施例】
【００２４】
まず、本実施例に係る光学樹脂加工方法の特徴点について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る光学樹脂加工方法の特徴を示す図である。同図に示すように、本実施例に係る光学樹脂加工方法は、基板上に光学樹脂層、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１と、中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２と、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３と、光学樹脂層を加工する加工工程４とからなる。
【００２５】
積層工程１は、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、加工対象となる光学樹脂層、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層して積層基板を製造する工程である。Ｘ線マスク形成層にはＸ線露光によってパターンが形成されるＸ線レジスト層が、中間マスク形成層にはＵＶ（紫外線）露光によってパターンが形成されるＵＶレジスト層がそれぞれ含まれる。
【００２６】
以下の説明においては、積層基板における基板方向を「基板側」と、中間マスク形成層方向を「露光側」と、それぞれ呼ぶこととする。なお、ＵＶ（紫外線）露光ならびにＸ線露光は、露光側から基板側に向けて行われる。
【００２７】
本実施例に係る光学樹脂加工方法では、積層工程１によって製造された積層基板を用いることによって、高コントラストＸ線マスクを形成するための中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを、同一の積層基板上に形成することとした。このため、別途製造した中間マスクを、高コントラストＸ線マスクの材料に配置する必要がない。また、別途製造した高コントラストＸ線マスクを加工対象物に配置する必要もない。
【００２８】
したがって、中間マスク配置あるいは高コントラストＸ線マスク配置によるアライメントずれを防止することができる。また、中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクは、Ｘ線露光による熱変形を阻止する強度を有した基板上に形成されるので、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの熱変形防止によって高精度に光学樹脂を加工することができる。
【００２９】
中間マスク形成工程２は、積層工程１において製造された積層基板に対し、ミクロン単位（１μｍ）あるいはサブミクロン単位（０．１μｍ）のパターンを有するＵＶマスクを用いてＵＶ露光を行い、中間マスク形成層に中間マスクを形成する工程である。
【００３０】
具体的には、この中間マスクは、ＵＶ露光および現像によってＵＶレジストに転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることによって形成される。Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、中間マスクのメッキ厚さは１μｍ程度とする。このように、本実施例に係る光学樹脂加工方法では、Ｘ線マスク形成層の直上に中間マスクが形成される。
【００３１】
Ｘ線マスク形成工程３は、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクに対して第１のＸ線露光を行うことで、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。なお、Ｘ線マスク形成工程３における第１のＸ線露光の露光強度は、加工工程４における第２のＸ線露光の露光強度とは異なるように調整される。
【００３２】
このＸ線マスク形成工程３では、中間マスクにおける１μｍ厚さのＡｕ（金）では吸収され、かつ、たとえば１５μｍ厚さのＸ線レジスト層を感光することができる強度にＸ線強度が調整される。そして、中間マスクを介してＸ線レジスト層に転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることで高コントラストＸ線マスクを形成する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層の現像時に除去される。
【００３３】
Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、メッキ厚さは１０μｍ程度とする。また、Ａｕ（金）のメッキ後にＸ線レジストは除去される。
【００３４】
加工工程４は、Ｘ線マスク形成工程３において形成された高コントラストＸ線マスクに対して第２のＸ線露光を行うことで、光学樹脂層のパターン加工を行う工程である。なお、高コントラストＸ線マスクは、第２のＸ線露光の後に除去される。
【００３５】
このように、最終的な加工対象物および各マスクの材料が積層された積層基板に対して中間マスク形成工程２、Ｘ線マスク形成工程３および加工工程４が行われるので、加工対象物を精度良く加工することができる。
【００３６】
次に、本実施例に係る光学樹脂加工方法のプロセスフローについて図２〜図９を用いて、さらに詳細に説明する。図２は、本実施例に係る光学樹脂加工方法の概要を示すフローチャートである。
【００３７】
同図に示すように、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１が行われる（ステップＳ１０１）。つづいて、ＵＶマスクを用いたＵＶリソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上の中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２が行われる（ステップＳ１０２）。
【００３８】
つづいて、中間マスクを用いたＸ線リソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上のＸ線マスク形成層にＸ線マスク（高コントラストＸ線マスク）を形成するＸ線マスク形成工程３が行われる（ステップＳ１０３）。そして、Ｘ線マスク（高コントラストＸ線マスク）を用いたＸ線リソグラフィー処理によって基板上の光学樹脂層を加工する加工工程４が行われる（ステップＳ１０４）。
【００３９】
このように、最終的な加工対象物である光学樹脂と、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの材料とを、これらの素材が熱変形することを阻止する強度を有した基板上に積層し、かかる積層基板内に中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクを順次形成していくこととしたので、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができる。
【００４０】
次に、本実施例に係る光学樹脂加工方法において用いられる積層基板の構成について図３を用いて説明する。図３は、積層基板１０の構成を示す図である。同図に示すように、積層基板１０は、Ｓｉ（シリコン）基板１１に、剥離層１２、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）１３、メッキシード層Ａ１４、Ｎｉ（ニッケル）メッキ層１５、Ｘ線レジスト層１６、メッキシード層Ｂ１７およびＵＶ（紫外線）ネガレジスト層１８を順次積層することによって形成される。また、メッキシード層Ａ１４は、Ｃｒ（クローム）層１４ａおよびＰｄ（パラジウム）層１４ｂから、メッキシード層Ｂ１７は、Ｃｒ（クローム）層１７ａおよびＰｄ（パラジウム）層１７ｂから、それぞれ構成される。
【００４１】
なお、図３と図１との対応関係については、図３におけるＳｉ基板１１が図１における基板に、図３における剥離層１２およびＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）１３が図１における光学樹脂層に、図３におけるメッキシード層Ａ１４、Ｎｉメッキ層１５およびＸ線レジスト層１６が図１におけるＸ線マスク形成層に、図３におけるメッキシード層Ｂ１７およびＵＶネガレジスト層１８が図１における中間マスク形成層に、それぞれ対応している。
【００４２】
Ｓｉ基板１１は、剥離層１２〜ＵＶネガレジスト層１８を積層するための基板であり、剥離層１２〜ＵＶネガレジスト層１８がＸ線露光によって熱変形することを阻止する強度を有している。なお、本実施例では、基板の材料としてＳｉ（シリコン）を用いることとしたが、表面が平滑である基板であれば、他の素材で構成された基板を用いることとしてもよい。たとえば、ガラス基板、プロセス的に整合する金属を用いた金属基板を用いることができる。
【００４３】
剥離層１２は、加工が完了したＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）１３をＳｉ基板１１から剥離するための層である。この剥離層１２としては、たとえば、スパッタ成膜法によって成膜されたＣｒ（クローム）が好適である。
【００４４】
ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）１３は、最終的な加工対象物である。このＰＭＭＡ１３は、キャスティング法またはボンディング法を用いることによってＳｉ基板１１上に厚膜として形成される。
【００４５】
具体的には、キャスティング法では、Ｓｉ基板１１上に所望する厚さのスペーサーを置き、液状ＰＭＭＡを直接的に塗布して加圧し、重合させる。また、ボンディング法では、ＰＭＭＭＡシロップを接着剤として所望する厚さのＰＭＭＡシートをＳｉ基板１１上に熱圧着する。
【００４６】
なお、ＰＭＭＡ１３自体が十分な強度を有している場合には、Ｓｉ基板１１および剥離層１２を省略した積層基板１０を構成することとしてもよい。
【００４７】
メッキシード層Ａ１４は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１４ａを、５００〜２０００Åの厚さで、続けてＰｄ層１４ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１４ａはＰＭＭＡ１３との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１４ｂは後述するＮｉ（ニッケル）メッキのためのシード層である。
【００４８】
なお、本実施例では、メッキシード層Ａ１４を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとしてもよい。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００４９】
Ｎｉ（ニッケル）メッキ層１５は、Ｘ線露光からＰＭＭＡ１３を遮光する遮光層である。このＮｉメッキ層１５は、メッキシード層Ａ１４のＰｄ層１４ｂをシードとして形成される。そして、Ｎｉメッキ層１５の厚さは、ＰＭＭＡ１３の感光防止に十分な厚さ、たとえば、５〜１０μｍに調整される。
【００５０】
Ｘ線レジスト層１６は、高コントラストＸ線マスクを形成するための層である。なお、このＸ線レジスト層１６の材料としては、化薬マイクロケム社製のネガ型レジストであるＫＭＰＲ（登録商標）が好適である。
【００５１】
メッキシード層Ｂ１７は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１７ａを、５００〜２０００Å、続けてＰｄ層１７ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１７ａはＸ線レジスト層１６との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１７ｂは後述するＡｕ（金）メッキのためのシード層である。なお、このメッキシード層Ｂ１７は、ＵＶ露光からＸ線レジスト層１６を遮光する遮光層の役割を兼ねている。
【００５２】
なお、本実施例では、メッキシード層Ｂ１７を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとしてもよい。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００５３】
ＵＶネガレジスト層１８は、中間マスクを形成するための層である。なお、このＵＶネガレジスト層１８の材料としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のＡＺ（登録商標）５２００シリーズが好適である。なお、本実施例では、ネガ型のレジストを用いることとしたが、これはネガ型のレジストのほうが細かいパターンを形成しやすいためである。しかし、反転したＵＶマスクを用いる場合には、ポジ型のレジストを用いることとしてもよい。
【００５４】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０の中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１７およびＵＶネガレジスト層１８）に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２の詳細な手順について図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、中間マスク形成工程２その１およびその２を示す図である。
【００５５】
なお、中間マスク形成工程２は、図４および図５に示したように、積層工程１に対応する「（１）各層成膜」の後、「（２）ＵＶ露光」、「（３）現像」、「（４）Ａｕメッキ」、「（５）レジスト除去」および「（６）メッキシード層Ｂエッチング」の各手順を順次行うことで、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１７およびＵＶネガレジスト層１８）に中間マスクを形成する工程である。
【００５６】
図４の「（１）各層成膜」に示したように、積層工程１において積層基板１０が製造されると、図４の「（２）ＵＶ露光」に示したように、Ｃｒ（クローム）のパターンが形成されたＵＶマスクを介してＵＶ露光が行われる。具体的には、マスクアライメント装置を用いて積層基板１０の露光側からＵＶ（紫外線）を照射し、ＵＶネガレジスト層１８のみをＵＶ（紫外線）露光する。なお、この際、メッキシード層Ｂ１７の金属膜によってＵＶ（紫外線）は遮断されるため、下層にあるＸ線レジスト層１６は感光しない。
【００５７】
つづいて、図４の「（３）現像」に示したように、ＵＶネガレジスト層１８の現像が行われる。具体的には、ＵＶネガレジスト層１８の感光部のみがパターンとして残るように現像される。なお、ＵＶネガレジスト層１８は、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２１の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００５８】
そして、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したように、ＵＶネガレジスト層１８の開口部に、厚さ約１μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２１を形成する。なお、Ａｕ層２１の厚さは、後述するＸ線レジスト層１６のＸ線露光時に、Ｘ線を十分に吸収できる厚さとすることが重要である。
【００５９】
つづいて、図５の「（５）レジスト除去」に示したように、不要となったＵＶネガレジスト層１８のＵＶネガレジストが除去され、図５の「（６）メッキシード層Ｂエッチング」に示したように、Ａｕ層２１のパターンをマスクとして、Ｃｒ（クローム）層１７ａおよびＰｄ（パラジウム）層１７ｂをエッチングする。
【００６０】
なお、Ｐｄ（パラジウム）層１７ｂ／Ｃｒ（クローム）層１７ａの厚さは、たとえば、５００Å／１００Åと薄いためにＸ線の吸収が少ない。したがって、Ｘ線レジスト層１６に対するＸ線露光に支障がない場合には、メッキシード層Ｂ１７のエッチング処理自体を省略することができる。なお、上述したＰｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）等の組み合わせを用いた場合も同様である。
【００６１】
このように、図４〜図５に示した「（２）ＵＶ露光」〜「（６）メッキシード層Ｂエッチング」を行うことによって、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１７およびＵＶネガレジスト層１８）に中間マスクが形成される。
【００６２】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０のＸ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１４、Ｎｉメッキ層１５およびＸ線レジスト層１６）に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３およびＸ線マスク形成工程３において形成された高コントラストＸ線マスクを用いてＰＭＭＡ１３を加工する加工工程４の詳細な手順について図６および図７を用いて説明する。図６および図７は、Ｘ線マスク形成工程３および加工工程４その１およびその２を示す図である。
【００６３】
なお、Ｘ線マスク形成工程３は、図６および図７に示したように、「（７）第１のＸ線露光（低エネルギービーム：１〜３．５ＫｅＶ）」、「（８）現像」、「（９）Ａｕメッキ」、「（１０）レジスト除去」および「（１１）Ｎｉメッキ層およびメッキシード層Ａのエッチング」の各手順を順次行うことで、Ｘ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１４、Ｎｉメッキ層１５およびＸ線レジスト層１６）に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。
【００６４】
また、加工工程４は、図７に示したように、「（１２）第２のＸ線露光（高エネルギービーム：２〜１９ＫｅＶ）」、「（１３）現像」および「（１４）剥離層エッチング」の各手順を行うことで、最終的な加工対象物であるＰＭＭＡ１３を加工する工程である。
【００６５】
まず、Ｘ線マスク形成工程３の詳細な手順について説明する。図６の「（７）第１のＸ線露光（低エネルギービーム：１〜３．５ＫｅＶ）」に示したように、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクを介して第１のＸ線露光が行われる。具体的には、シンクロトロン放射（ＳＲ）装置で得られるＸ線を積層基板１０の露光側から照射し、Ｘ線レジスト層１６をＸ線露光する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層１６の直上に既に形成されているため、独立した中間マスクを用いる場合のように、マスクアライメントを行う必要はない。
【００６６】
また、Ｘ線露光の際のＸ線強度については、Ｘ線レジスト層１６をコントラスト良くパターンニングできる強度に調整される。具体的には、かかるＸ線強度は、Ｘ線レジスト層１３を厚さ方向に十分に感光し、かつ、Ａｕ層２１によって十分に吸収される強度とする。たとえば、ニュースバルビームラインＢＬ−２のＬＯＷＰＡＳＳビーム（１〜３．５ＫｅＶ）が好適である。
【００６７】
つづいて、図６の「（８）現像」に示したように、Ｘ線レジスト層１６の現像が行われる。具体的には、Ｘ線レジスト層１６の材料として用いられるＫＭＰＲ（登録商標）は、ネガ型レジストであるため、現像処理によってＸ線が照射された部分のみが残る。なお、Ｘ線レジスト層１６の厚さは、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２２の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００６８】
そして、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したように、Ｘ線レジスト層１６の開口部に、厚さ約１０μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２２を形成する。つづいて、図６の「（１０）レジスト除去」に示したように、不要となったＸ線レジスト層１６のＸ線レジストが除去される。
【００６９】
つづいて、図７の「（１１）Ｎｉメッキ層およびメッキシード層Ａのエッチング」に示したように、Ｎｉメッキ層１５およびメッキシード層Ａ１４をエッチングする。具体的には、Ａｕ層２２のパターンをマスクとしてＮｉメッキ層１５およびメッキシード層Ａ１４をエッチングする。なお、ＰＭＭＡ１３のＸ線リソグラフィー処理による仕上がり形状は、Ａｕ層２２のパターン形状で決まるため、Ｎｉメッキ層１５およびメッキシード層Ａ１４のオーバーエッチングは許容される。
【００７０】
次に、加工工程４の詳細な手順について説明する。図７の「（１２）第２のＸ線露光（高エネルギービーム：２〜１９ＫｅＶ）」に示したように、Ｘ線マスク形成工程３において形成された高コントラストＸ線マスクを介して第２のＸ線露光が行われる。具体的には、シンクロトロン放射（ＳＲ）装置で得られるＸ線を積層基板１０の露光側から照射し、ＰＭＭＡ１３をＸ線露光する。なお、高コントラストＸ線マスクは、ＰＭＭＡ１３の直上に既に形成されているため、マスクアライメントを行う必要はない。
【００７１】
また、Ｘ線露光の際のＸ線強度については、ＰＭＭＡ１３をコントラスト良くパターンニングできる強度に調整される。具体的には、かかるＸ線強度は、ＰＭＭＡ１３を厚さ方向に十分に感光し、かつ、Ａｕ層２２によって十分に吸収される強度とする。たとえば、２〜１９ＫｅＶが好適である。
【００７２】
つづいて、図７の「（１３）現像」に示したように、ＰＭＭＡ１３の現像が行われる。具体的には、ＰＭＭＡ１３の感光部を溶解し、未感光部がパターンとして残るように現像される。そして、図７の「（１４）剥離層エッチング」に示したように、剥離層１２をエッチング除去することで加工済みのＰＭＭＡ１３を基板１１から剥離する。なお、図７の「（１３）現像」に示した状態のものを成型品のマスター型とする場合には、この剥離手順は不要である。
【００７３】
次に、図７に示した加工工程４の変形例について図８を用いて説明する。図８は、加工工程４の変形例を示す図である。同図の「（１３−Ａ）現像」に示したのは、ＰＭＭＡ１３を厚さ方向に完全に露光した図７の「（１３）現像」とは異なり、ＰＭＭＡ１３を厚さ方向に完全には露光しない場合のＰＭＭＡ１３の形状である。
【００７４】
このように、ＰＭＭＡ１３を厚さ方向に完全には露光しないようにするためには、図７に示した「（１２）第２のＸ線露光（高エネルギービーム：２〜１９ＫｅＶ）」におけるＸ線強度あるいは露光時間を減らすか、ＰＭＭＡ１３の露光側の全面に薄いＸ線吸収層を設けるか、メッキシード層Ａ１２やＮｉメッキ層１５の厚さをあらかじめ調整することとすればよい。
【００７５】
そして、図７の「（１４）剥離層エッチング」で説明したように、剥離層１２をエッチング除去することで、図８の「（１４−Ａ）剥離層エッチング」に示した形状の加工済みＰＭＭＡ１３を得ることができる。
【００７６】
ところで、本実施例では、基板１１上に形成したＰＭＭＡ１３の層の上面が平面である場合について説明してきた。しかしながら、ＰＭＭＡ１３の層の上面を凹凸加工しておき、メッキシード層Ａ１４〜ＵＶネガレジスト層１８を、かかる凹凸加工に沿って積層することとしてもよい。
【００７７】
図９は、凹凸加工を施した光学樹脂層を用いた場合における積層基板の構成および現像後の光学樹脂層を示す図である。なお、図９の「（２−Ｂ）ＵＶ露光」は、図４の「（２Ｂ）ＵＶ露光」に対応しており、図９の「（１３−Ｂ）現像」は、図７の「（１３）現像」に対応している。また、凹凸加工を施したＰＭＭＡ１３を用いる点を除き、図４〜図７に示した各手順は共通である。
【００７８】
図９の「（２−Ｂ）ＵＶ露光」に示したように、ＰＭＭＡ１３の露光側（メッキシード層Ａ１４側）には、凹凸加工が施されている。かかる凹凸加工が施されたＰＭＭＡ１３は、あらかじめホットエンボス法によって凹凸加工されたＰＭＭＡシートをＳｉ基板１１に熱圧着することで製造される。このように、凹凸加工が施されたＰＭＭＡ１３を積層したうえで、メッキシード層Ａ１４〜ＵＶネガレジスト層１８を積層していくことで、図９の「（２−Ｂ）ＵＶ露光」に示した積層基板１０が得られる。
【００７９】
そして、図４〜図７に示した「（２）ＵＶ露光」〜「（１３）現像」の各手順を実行することで、図９の「（１３Ｂ）現像」に示した形状にＰＭＭＡ１３を加工することができる。なお、図９の「（２−Ｂ）ＵＶ露光」に示したように、ＵＶマスクのＣｒパターンを凹部よりも広めにすることで、ＰＭＭＡ１３を図９の「（１３Ｂ）現像」に示したような形状に加工することも可能である。
【００８０】
上述してきたように、本実施例によれば、基板上に加工対象となる光学樹脂層を積層し、光学樹脂層上にこの光学樹脂層に対するＸ線遮光の役割を兼ねる第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層することで積層基板を製造した。
【００８１】
そして、光学樹脂層、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が形成された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対する第１のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成し、Ｘ線マスク形成層に形成された高コントラストＸ線マスクを介しての第２のＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理によって光学樹脂層を加工することとした。
【００８２】
つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に各マスクの材料および最終的な加工対象物である光学樹脂をあらかじめ積層しておくことで、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連の手順を実行することによって光学樹脂の加工を行うことができる。また、製造した中間マスクあるいは高コントラストＸ線マスクを目的物へ配置する必要がない。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明に係る光学樹脂加工方法は、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度に光学樹脂を加工したい場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施例に係る光学樹脂加工方法の特徴を示す図である。
【図２】本実施例に係る光学樹脂加工方法の概要を示すフローチャートである。
【図３】積層基板の構成を示す図である。
【図４】中間マスク形成工程その１を示す図である。
【図５】中間マスク形成工程その２を示す図である。
【図６】Ｘ線マスク形成工程および加工工程その１を示す図である。
【図７】Ｘ線マスク形成工程および加工工程その２を示す図である。
【図８】加工工程の変形例を示す図である。
【図９】凹凸加工を施した光学樹脂層を用いた場合における積層基板の構成および現像後の光学樹脂層を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１      積層工程
２      中間マスク形成工程
３      Ｘ線マスク形成工程
４      加工工程
１０    積層基板
１１    Ｓｉ基板
１２    剥離層
１３    ＰＭＭＡ
１４    メッキシード層Ａ
１４ａ  Ｃｒ層
１４ｂ  Ｐｄ層
１５    Ｎｉメッキ層
１６    Ｘ線レジスト層
１６ａ  未感光部分
１７    メッキシード層Ｂ
１７ａ  Ｃｒ層
１７ｂ  Ｐｄ層
１８    ＵＶネガレジスト層
２１    Ａｕ層
２２    Ａｕ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】
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【図９】
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