JP6113990B2 - Manufacturing method of fine structure - Google Patents
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Description
本発明は、フォトレジストパターン形成工程を有する微細構造体の製造方法、および、この製造方法により製造された微細構造体に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a fine structure having a photoresist pattern forming step, and a fine structure produced by this production method.
基材上に塗布されたポジ型のフォトレジストに対して、ビーム強度を変調しながらレーザビームを走査して露光し、その後フォトレジストを現像することにより、基材上に所望の凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有する微細構造体の製造方法がある。
この方法では、形成されるパターンの高さあるいは斜面形状は、フォトレジストに与えられる露光量と現像時のフォトレジストの溶解特性によって変化する。したがって、形成しようとするパターンの高さ及び斜面形状に応じて露光量が調整される。
本明細書では、特に明記しない限り、「フォトレジスト」はポジ型のフォトレジストを意味するものとする。
The positive photoresist applied on the substrate is exposed by scanning with a laser beam while modulating the beam intensity, and then developing the photoresist to have a desired concavo-convex pattern on the substrate. There is a method for manufacturing a microstructure having a photoresist pattern forming step.
In this method, the height or slope shape of the pattern to be formed varies depending on the exposure applied to the photoresist and the dissolution characteristics of the photoresist during development. Therefore, the exposure amount is adjusted according to the height and slope shape of the pattern to be formed.
In this specification, unless otherwise specified, “photoresist” means a positive photoresist.
一般に、フォトレジストに形成する凹凸パターンが頂点および／または稜線を含む場合、露光制御が難しく、頂点および／または稜線の形状をシャープにすることが難しい。この課題は特に、頂点および／または稜線を含む面が基材面に対して傾斜した面（略垂直面を含む）である場合に起こりやすく、頂点および／または稜線を含む面の基材面に対する角度が７０°以上である場合に顕著である。 Generally, when the concavo-convex pattern formed on the photoresist includes vertices and / or ridge lines, it is difficult to control the exposure, and it is difficult to sharpen the shapes of the vertices and / or ridge lines. This problem is likely to occur particularly when the surface including the vertex and / or the ridge line is a surface inclined with respect to the substrate surface (including a substantially vertical surface), and the surface including the vertex and / or the ridge line with respect to the substrate surface This is remarkable when the angle is 70 ° or more.
特許文献１、２には、断面視略逆三角形状の凹部を有するフォトレジストパターンを得、これを用いてニッケル製のスタンパ（金型）を得、これを用いて樹脂へのパターン転写を行う微細構造体の製造方法が記載されている（特許文献１の図２−図３、特許文献２の図３、図６）。
例えば、Ｖ溝プリズムあるいは逆角錐状プリズムを有するプリズムシート等の樹脂成形体を製造することができる。
In Patent Documents 1 and 2, a photoresist pattern having a concave portion having a substantially inverted triangular shape in cross section is obtained, and a nickel stamper (mold) is obtained using the photoresist pattern, and the pattern is transferred to the resin using the photoresist pattern. A manufacturing method of a fine structure is described (FIGS. 2 to 3 of Patent Document 1 and FIGS. 3 and 6 of Patent Document 2).
For example, a resin molded body such as a prism sheet having a V-groove prism or an inverted pyramid prism can be manufactured.
フォトレジストの深さ方向に稜線が存在し、最も深い部分に頂点を有する断面視略逆三角形状の凹部は、露光制御が難しく、所望の形状を得ることが難しい。
レーザビームの焦点位置は通常、フォトレジストの表面またはその近傍に設定される。
フォトレジストを高精度に露光するには、レーザビームを高倍率に集光させる必要があるが、集光倍率が高くなるほど焦点深度は浅くなる傾向がある。
レーザビームの焦点位置をフォトレジストの表面またはその近傍に設定して、フォトレジスト内に断面視略逆三角形状の凹部を形成する場合、フォトレジストの表面から深い箇所ほど、レーザビーム強度を大きくする必要がある。この場合、図１０に示すように、フォトレジストの表面から深い箇所ほど、焦点ズレが生じてレーザビーム径が広くなるので解像度が低下する。その結果、現像後に得られる断面視略逆三角形状の凹部では、最も深い位置に形成される頂点、および頂点に繋がる稜線と斜面が丸みを帯びた形状になる場合がある。特に、断面視略逆三角形状の凹部において、最も深い位置に形成される頂点およびその近傍（これらを合わせて「尖部」と称す。）は、丸みを帯びた形状になりやすい。
図１０は模式断面図であり、図中、符号１１０は基材、符号１２１は露光中のフォトレジスト、符号１２２Ａは現像後に形成される断面視略逆三角形状の凹部、符号ＬＢはレーザビーム、符号Ｆは焦点位置を示している。図中、ハッチング部分は露光潜像を示している。
フォトレジストパターンの凹部尖部が丸みを帯びたものであると、最終的に製造されるプリズムシート等の凹部尖部が丸みを帯びたものとなり、高性能なプリズム等が得られない。
上記課題は、凹凸パターンの高さが例えば５μｍ以上のように、比較的大きな凹凸パターンを形成する場合に顕著である。
A recess having a substantially inverted triangular shape in cross-sectional view having a ridge line in the depth direction of the photoresist and having a vertex at the deepest portion is difficult to control exposure, and it is difficult to obtain a desired shape.
The focal position of the laser beam is usually set at or near the surface of the photoresist.
In order to expose the photoresist with high accuracy, it is necessary to focus the laser beam at a high magnification. However, the higher the concentration magnification, the shallower the focal depth tends to be.
When the focal position of the laser beam is set at or near the surface of the photoresist and a recess having a substantially inverted triangular shape in cross section is formed in the photoresist, the laser beam intensity is increased at a deeper position from the surface of the photoresist. There is a need. In this case, as shown in FIG. 10, the deeper the position from the surface of the photoresist, the more the focal point shifts and the laser beam diameter becomes wider, so the resolution decreases. As a result, in the concave portion having a substantially inverted triangular shape in cross-sectional view obtained after development, the apex formed at the deepest position, and the ridge line and the slope connected to the apex may be rounded. In particular, in a concave portion having a substantially inverted triangular shape in cross-section, the apex formed in the deepest position and its vicinity (collectively referred to as “pointed portion”) tend to be rounded.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view. In the figure, reference numeral 110 is a base material, reference numeral 121 is a photoresist under exposure, reference numeral 122A is a concave portion having a substantially inverted triangular shape in cross section formed after development, reference numeral LB is a laser beam, Reference symbol F indicates a focal position. In the figure, hatched portions indicate exposure latent images.
When the concave portion of the photoresist pattern is rounded, the concave portion of the finally manufactured prism sheet or the like is rounded, and a high-performance prism or the like cannot be obtained.
The above problem is remarkable when a relatively large uneven pattern is formed such that the height of the uneven pattern is, for example, 5 μm or more.
特許文献１、２では、焦点位置を調節することにより焦点ボケを抑えて解像度の改善を図っている。
特許文献１には、レーザビーム走査による露光において、解像度を低下させない対策として、焦点位置をレジスト内部に設定する方法が開示されている（請求項１等）。
特許文献２には、レーザビーム走査による露光において、レーザ光のスポットの焦点深度よりも深い凹部を形成する場合、焦点ボケによる解像度の低下を抑えるべく、焦点位置を変えて複数回露光を行う方法が開示されている（請求項１２等）。
In Patent Documents 1 and 2, the focal position is adjusted to suppress out-of-focus blur and improve the resolution.
Patent Document 1 discloses a method of setting a focal position inside a resist as a countermeasure not to lower the resolution in exposure by laser beam scanning (Claim 1 or the like).
Patent Document 2 discloses a method in which exposure is performed a plurality of times by changing a focal position in order to suppress a decrease in resolution due to defocusing when a recess deeper than the focal depth of a laser beam spot is formed in laser beam scanning exposure. Is disclosed (claim 12 and the like).
しかしながら、特許文献１、２の方法においても、凹凸パターンの高さが例えば５μｍ以上のように比較的大きな凹凸パターンを形成する場合には、フォトレジスト内の深い位置を露光するためにレーザビーム強度を大きくする必要があり、その結果実効的なビーム径が広くなり、焦点位置を調整しても解像度が落ちてしまう。
そのため、特許文献１の図４、図７、および特許文献２の図５に示されるように、これら文献に記載の方法で得られる凹部尖部は依然として丸みを帯びたものとなっている。
However, even in the methods of Patent Documents 1 and 2, when a relatively large uneven pattern is formed such that the height of the uneven pattern is, for example, 5 μm or more, the laser beam intensity is used to expose a deep position in the photoresist. As a result, the effective beam diameter becomes wide, and the resolution is lowered even if the focal position is adjusted.
Therefore, as shown in FIG. 4 and FIG. 7 of Patent Document 1 and FIG. 5 of Patent Document 2, the concave portions obtained by the methods described in these documents are still rounded.
特許文献１、２に方法では、以下のような課題もある。
特許文献１のように焦点位置をフォトレジスト内部に設定した場合、レーザビーム強度を大きくすると、焦点位置から遠いフォトレジストの表層またはその近傍において、レーザビーム径が広くなることに起因して所望のパターン形状が得られなくなる恐れがある。
特許文献２の方法は、深さ方向に連続的に稜線が続くような三次元パターンへの適用が困難である。また、焦点位置を変えて繰り返し露光を行う必要があるため、露光回数が多く、トータルの露光時間が長くなり、好ましくない。
The methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 also have the following problems.
When the focal position is set inside the photoresist as in Patent Document 1, when the laser beam intensity is increased, the laser beam diameter is increased on the surface layer of the photoresist far from the focal position or in the vicinity thereof. The pattern shape may not be obtained.
The method of Patent Document 2 is difficult to apply to a three-dimensional pattern in which ridge lines continue in the depth direction. Further, since it is necessary to perform repeated exposure by changing the focal position, the number of exposures is large, and the total exposure time becomes long, which is not preferable.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a photoresist pattern forming step having a concavo-convex pattern including vertices and / or ridge lines, and has a sharper apex and / or without increasing the number of exposures. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fine structure capable of forming a photoresist pattern having a ridge line with high pattern accuracy.
本発明の微細構造体の製造方法は、
基材上にポジ型のフォトレジストを塗布し、レーザビームの強度を変調しながら当該レーザビームを走査して、前記フォトレジストを露光し、前記フォトレジストを現像することにより、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する凸部を含むフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有し、
前記露光において、
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、前記レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分より低減するものである。
The manufacturing method of the microstructure of the present invention is as follows:
Applying a positive photoresist on the substrate, scanning the laser beam while modulating the intensity of the laser beam, exposing the photoresist, and developing the photoresist, thereby developing at least one vertex and A photoresist pattern forming step of forming a photoresist pattern including a convex portion having at least one ridge line;
In the exposure,
The direct exposure amount by direct irradiation of the laser beam is reduced from the nearest portion at the formation point of the vertex and / or the ridge line, or the formation point and the vicinity of the formation point.
本発明の微細構造体の製造方法は、
前記フォトレジストパターン上に、当該フォトレジストパターンのパターン形状に沿って第１のスタンパを形成し、当該第１のスタンパを前記フォトレジストパターンから剥離し、前記第１のスタンパ上に、当該第１のスタンパのパターン形状に沿って第２のスタンパを形成し、当該第２のスタンパを前記第１のスタンパから剥離するスタンパ形成工程をさらに有することができる。
The manufacturing method of the microstructure of the present invention is as follows:
A first stamper is formed on the photoresist pattern along the pattern shape of the photoresist pattern, the first stamper is peeled off from the photoresist pattern, and the first stamper is formed on the first stamper. A stamper forming step of forming a second stamper along the pattern shape of the stamper and peeling the second stamper from the first stamper may be further included.
本発明の微細構造体の製造方法は、
前記スタンパを用いて、樹脂へのパターン転写を行う樹脂転写工程をさらに有することができる。
The manufacturing method of the microstructure of the present invention is as follows:
It is possible to further include a resin transfer step of performing pattern transfer to the resin using the stamper.
本発明の微細構造体は、上記の本発明の製造方法により製造されたものである。 The microstructure of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention.
本発明の微細構造体は、上記フォトレジストパターン形成工程を含み、任意でスタンパ形成工程および樹脂転写工程を含む製造方法によって製造される微細構造体である。
本発明の微細構造体には、フォトレジストパターンそのもの、およびこのフォトレジストパターンを用いて製造されるスタンパ、およびこのスタンパを用いて、樹脂へのパターン転写を行って製造される樹脂成形体が含まれる。
The microstructure of the present invention is a microstructure manufactured by a manufacturing method including the above-described photoresist pattern forming step and optionally including a stamper forming step and a resin transfer step.
The fine structure of the present invention includes a photoresist pattern itself, a stamper manufactured using the photoresist pattern, and a resin molded body manufactured by performing pattern transfer onto a resin using the stamper. It is.
本発明によれば、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a photoresist pattern forming process having a concavo-convex pattern including apexes and / or ridgelines, and a photoresist pattern having sharper apexes and / or ridgelines without increasing the number of exposures. A method for manufacturing a fine structure which can be formed with high pattern accuracy can be provided.
「微細構造体の製造方法、および微細構造体」
本発明の微細構造体の製造方法は、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有する。
本発明の微細構造体の製造方法は、上記フォトレジストパターンを用いたスタンパ形成工程、およびこのスタンパを用いた樹脂転写工程を含むことができる。
本発明の微細構造体は、上記の本発明の製造方法により製造されたものである。
"Production method of fine structure and fine structure"
The microstructure manufacturing method of the present invention includes a photoresist pattern forming step of forming a photoresist pattern having an uneven pattern on the surface.
The microstructure manufacturing method of the present invention can include a stamper forming step using the photoresist pattern and a resin transfer step using the stamper.
The microstructure of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention.
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の微細構造体の製造方法について説明する。
図１Ａ〜図１Ｇ、および図２Ａ〜図２Ｄは製造工程図であり、各図は模式断面図である。
ここでは、略三角形錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを製造し、このフォトレジストパターンを用いてスタンパを製造し、さらにこのスタンパを用いて樹脂成形体を製造する例について示してある。
フォトレジストパターン、スタンパ、および樹脂成形体が、すべて本発明の微細構造体に含まれる。
With reference to drawings, the manufacturing method of the fine structure of one embodiment concerning the present invention is explained.
1A to 1G and FIGS. 2A to 2D are manufacturing process diagrams, and each drawing is a schematic sectional view.
Here, an example is shown in which a photoresist pattern including convex portions having a substantially triangular pyramid shape is manufactured, a stamper is manufactured using the photoresist pattern, and a resin molded body is manufactured using the stamper.
Photoresist patterns, stampers, and resin moldings are all included in the microstructure of the present invention.
はじめに図１Ａに示すように、基材１０上に塗布されたポジ型のフォトレジスト２１を露光する。 First, as shown in FIG. 1A, a positive type photoresist 21 applied on the substrate 10 is exposed.
フォトレジスト２１の膜厚は、所望の凹凸パターンの高さ以上であれば特に制限されない。フォトレジスト２１の表層には通常、フォトレジスト２１の内部とは感光特性が異なるスキン層があるので、所望の凹凸パターンがスキン層にかからないように、フォトレジスト２１の膜厚を設計することが好ましい。フォトレジスト２１の膜厚は、所望の凹凸パターンの高さよりも１０％以上厚く設定することが好ましい。ただし、フォトレジスト２１の膜厚は厚すぎても、露光の制御が難しくなり、レジスト材料が多くなり、好ましくない。
フォトレジスト２１の塗布後露光前に、７０〜１１０℃のベーキング処理を施しておくことが好ましい。
The film thickness of the photoresist 21 is not particularly limited as long as it is equal to or higher than a desired uneven pattern height. Since the surface layer of the photoresist 21 usually has a skin layer having a photosensitive property different from that of the inside of the photoresist 21, it is preferable to design the film thickness of the photoresist 21 so that a desired uneven pattern does not cover the skin layer. . The film thickness of the photoresist 21 is preferably set to be 10% or more thicker than the height of the desired uneven pattern. However, if the film thickness of the photoresist 21 is too thick, it is difficult to control the exposure, and the resist material increases, which is not preferable.
It is preferable to perform a baking process at 70 to 110 ° C. after the application of the photoresist 21 and before the exposure.
本実施形態では、フォトレジスト２１に対して、対物レンズ（集光レンズ）ＯＬで集光されたレーザビームＬ１を、ビーム強度を変調しながら走査し、照射する。 In this embodiment, the photoresist 21 is scanned and irradiated with the laser beam L1 collected by the objective lens (condensing lens) OL while modulating the beam intensity.
用いるレーザビームＬ１としては特に制限なく、用いるフォトレジスト２１の種類に応じて選定される。
レーザビームＬ１としては例えば、Ａｒ＋レーザビーム（発振波長：３５１ｎｍ、３６４ｎｍ、４５８ｎｍ、４８８ｎｍ）、Ｋｒ＋レーザビーム（発振波長：３５１ｎｍ、４０６ｎｍ、４１３ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザビーム（発振波長：３５２ｎｍ、４４２ｎｍ）、半導体励起固体レーザのパルスビーム（発振波長：３５５ｎｍ、４７３ｎｍ）、半導体レーザビーム（発振波長：３７５ｎｍ、４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４８８ｎｍ）等が挙げられる。
The laser beam L1 to be used is not particularly limited and is selected according to the type of the photoresist 21 to be used.
As the laser beam L1, for example, Ar + laser beam (oscillation wavelength: 351 nm, 364 nm, 458 nm, 488 nm), Kr + laser beam (oscillation wavelength: 351 nm, 406 nm, 413 nm), He—Cd laser beam (oscillation wavelength: 352 nm, 442 nm), semiconductor-excited solid-state laser pulse beams (oscillation wavelengths: 355 nm, 473 nm), semiconductor laser beams (oscillation wavelengths: 375 nm, 405 nm, 445 nm, 488 nm), and the like.
焦点位置におけるレーザビームのスポットサイズφは一般に、下記式で表される。
φ＝ｋ×λ／ＮＡ
（上記式中、ｋは比例定数、λは波長、ＮＡは対物レンズの開口数をそれぞれ示す。）
The spot size φ of the laser beam at the focal position is generally expressed by the following equation.
φ = k × λ / NA
(In the above equation, k represents a proportional constant, λ represents a wavelength, and NA represents the numerical aperture of the objective lens.)
次に図１Ｂに示すように、露光後のフォトレジスト２１を現像して、表面に凹凸パターン２２Ｐを有するフォトレジストパターン２２が得られる。
凹凸パターン２２Ｐには、略三角錐状の少なくとも１つの凸部２２Ａが含まれている。図示する例では、凹凸パターン２２Ｐに複数の凸部２２Ａが含まれている。
凸部２２Ａの上面図と辺ａｄを通る縦断面図を、図３の上図と下図にそれぞれ示す。
本実施形態において、凸部２２Ａは、辺ｂｄと辺ｃｄの長さが等しい２等辺三角形ｂｃｄを底面とし、点ａを頂点とする三角錐状である。
凸部２２Ａは、頂点ａ、頂点ａから底面ｂｃｄに延びた稜線ａｂ、ａｃ、ａｄ、および基材面に対して略垂直な面ａｂｃを含んでいる。
凸部２２Ａは、頂点ａおよびその近傍からなる尖部２２Ｘを有する。
現像液としては特に制限なく、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ現像液を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 1B, the exposed photoresist 21 is developed to obtain a photoresist pattern 22 having an uneven pattern 22P on the surface.
The concavo-convex pattern 22P includes at least one convex portion 22A having a substantially triangular pyramid shape. In the illustrated example, the concavo-convex pattern 22P includes a plurality of convex portions 22A.
A top view of the convex portion 22A and a longitudinal sectional view passing through the side ad are shown in an upper view and a lower view of FIG. 3, respectively.
In the present embodiment, the convex portion 22A has a triangular pyramid shape with the isosceles triangle bcd having the same length of the side bd and the side cd as the bottom surface and the point a as the vertex.
The convex portion 22A includes a vertex a, ridges ab, ac, ad extending from the vertex a to the bottom surface bcd, and a surface abc substantially perpendicular to the substrate surface.
The convex portion 22A has an apex a and a cusp 22X composed of the vicinity thereof.
The developer is not particularly limited, and an alkali developer such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) can be used.
次に図１Ｃに示すように、上記フォトレジストパターン２２上に、そのパターン形状に沿って、蒸着法あるいは無電解メッキ法等により、ニッケル等の金属からなる導電膜３０を成膜する。 Next, as shown in FIG. 1C, a conductive film 30 made of a metal such as nickel is formed on the photoresist pattern 22 along the pattern shape by vapor deposition or electroless plating.
次に図１Ｄに示すように、導電膜３０を電極とし、電解メッキ法（電鋳）により、ニッケル等の金属からなる第１のスタンパ４１を形成する。
次に図１Ｅに示すように、第１のスタンパ４１をフォトレジストパターン２２から剥離する。
第１のスタンパ４１は、フォトレジストパターン２２の凹凸パターン２２Ｐの反転パターンである凹凸パターン４１Ｐを有する。
Next, as shown in FIG. 1D, a first stamper 41 made of a metal such as nickel is formed by electroplating (electroforming) using the conductive film 30 as an electrode.
Next, as shown in FIG. 1E, the first stamper 41 is peeled from the photoresist pattern 22.
The first stamper 41 has a concavo-convex pattern 41 </ b> P that is an inverted pattern of the concavo-convex pattern 22 </ b> P of the photoresist pattern 22.
次に図１Ｆに示すように、第１のスタンパ４１の表面を離型処理した後、この第１のスタンパ４１を用いて、電解メッキ法（電鋳）を実施して、第１のスタンパ４１上に、第１のスタンパ４１のパターン形状に沿って、ニッケル等の金属からなる第２のスタンパ４２を形成する。
次に図１Ｇに示すように、第２のスタンパ４２を第１のスタンパ４１から剥離して、第１のスタンパ４１の凹凸パターン４１Ｐの反転パターンである凹凸パターン４２Ｐを有する第２のスタンパ４２を形成する。
第１のスタンパ４１の離型処理としては、電鋳後に第１のスタンパ４１と第２のスタンパ４２とを互いに離型可能であれば任意の処理が適用可能であり、酸素プラズマアッシングによる酸化層形成処理等が好適である。
Next, as shown in FIG. 1F, the surface of the first stamper 41 is subjected to mold release treatment, and then the first stamper 41 is subjected to electrolytic plating (electroforming) using the first stamper 41. On the top, a second stamper 42 made of a metal such as nickel is formed along the pattern shape of the first stamper 41.
Next, as shown in FIG. 1G, the second stamper 42 having the concavo-convex pattern 42P, which is an inverted pattern of the concavo-convex pattern 41P of the first stamper 41, is peeled off from the first stamper 41. Form.
As the mold release treatment of the first stamper 41, any treatment can be applied as long as the first stamper 41 and the second stamper 42 can be separated from each other after electroforming, and an oxide layer by oxygen plasma ashing is applicable. A forming process or the like is preferable.
別途、図２Ａに示すように、基材５０上に硬化性樹脂６１を塗布したものを用意する。
硬化性樹脂６１は、紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。硬化性樹脂６１としては、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。
次に図２Ｂに示すように、硬化性樹脂６１に対して第２のスタンパ４２を押圧する。
Separately, as shown in FIG. 2A, a substrate 50 coated with a curable resin 61 is prepared.
The curable resin 61 may be an energy ray curable resin or a thermosetting resin that is cured by irradiation with energy rays such as ultraviolet rays. As the curable resin 61, an energy beam curable resin is preferable.
Next, as shown in FIG. 2B, the second stamper 42 is pressed against the curable resin 61.
次に図２Ｃに示すように、硬化性樹脂６１を硬化する。この図では、硬化性樹脂６１がエネルギー線硬化性樹脂であり、硬化性樹脂６１に対して紫外線等のエネルギー線Ｌ２を照射して硬化する様子が示されている。硬化性樹脂６１は硬化後に樹脂成形体６２となる。
次に図２Ｄに示すように、基材５０付きのまま樹脂成形体６２を第２のスタンパ４２から剥離する。
樹脂成形体６２は、フォトレジストパターン２２の凹凸パターン２２Ｐの反転パターンである凹凸パターン６２Ｐを有する。樹脂成形体６２は、略逆三角錐状の凹部６２Ａを有する。
Next, as shown in FIG. 2C, the curable resin 61 is cured. In this figure, the curable resin 61 is an energy ray curable resin, and a state in which the curable resin 61 is cured by being irradiated with an energy ray L2 such as ultraviolet rays is illustrated. The curable resin 61 becomes a resin molded body 62 after curing.
Next, as shown in FIG. 2D, the resin molded body 62 is peeled from the second stamper 42 with the base material 50 attached.
The resin molded body 62 has a concavo-convex pattern 62 </ b> P that is a reverse pattern of the concavo-convex pattern 22 </ b> P of the photoresist pattern 22. The resin molded body 62 has a concave portion 62A having a substantially inverted triangular pyramid shape.
以上のようにして、微細構造体として、フォトレジストパターン２２、第１のスタンパ４１、第２のスタンパ４２、および樹脂成形体６２が製造される。
本実施形態において、樹脂成形体６２としては例えば、略逆三角錐状の凹部６２Ａからなるプリズムを有するプリズムシート等として利用できる。
As described above, the photoresist pattern 22, the first stamper 41, the second stamper 42, and the resin molded body 62 are manufactured as fine structures.
In the present embodiment, the resin molded body 62 can be used as, for example, a prism sheet having a prism formed of a substantially inverted triangular pyramid-shaped recess 62A.
図４を参照して、本実施形態の微細構造体の製造方法の詳しい方法について説明する。
図４は図１Ａに対応する拡大図であり、図中、現像後に得られる凸部２２Ａを破線で図示してある。
符号ＬＢはレーザビーム、符号Ｆは焦点位置を示している。図中、ハッチング部分は露光潜像を示している。
With reference to FIG. 4, the detailed method of the manufacturing method of the microstructure of this embodiment is demonstrated.
FIG. 4 is an enlarged view corresponding to FIG. 1A, and in the drawing, a convex portion 22A obtained after development is shown by a broken line.
Reference numeral LB indicates a laser beam, and reference numeral F indicates a focal position. In the figure, hatched portions indicate exposure latent images.
本実施形態の微細構造体の製造方法は、尖部２２Ｘを有する凸部２２Ａを含むフォトレジストパターン２２を形成するフォトレジストパターン形成工程を有する。 The manufacturing method of the fine structure according to the present embodiment includes a photoresist pattern forming step of forming a photoresist pattern 22 including a convex portion 22A having a point 22X.
特許文献１、２では、フォトレジスト内に断面視略逆三角形状の凹部を形成している。この場合、凹部尖部はフォトレジスト内の深いところに形成される。
これに対して、本実施形態では、フォトレジスト２１に断面視略三角形状の凸部２２Ａを形成する。この場合、凸部２２Ａの尖部２２Ｘは、フォトレジスト２１の表面２１Ｓに比較的近いところに形成される。
本実施形態の方法では、尖部をフォトレジスト内の深いところに形成する従来方法に比べて、尖部２２Ｘの形成箇所のレーザビーム強度を低く設定できるので、尖部２２Ｘの形成箇所のビーム径が小さくなり分解能が高められ、よりシャープな形状の尖部２２Ｘを形成することができる。
In Patent Documents 1 and 2, a concave portion having a substantially inverted triangular shape in cross section is formed in the photoresist. In this case, the concave cusp is formed deep in the photoresist.
On the other hand, in the present embodiment, the convex portion 22A having a substantially triangular shape in cross section is formed in the photoresist 21. In this case, the point 22X of the convex portion 22A is formed at a location relatively close to the surface 21S of the photoresist 21.
In the method of the present embodiment, the laser beam intensity at the point where the point 22X is formed can be set lower than in the conventional method in which the point is formed deep in the photoresist. Becomes smaller and the resolution is improved, and a sharper apex 22X can be formed.
本実施形態の方法では、特許文献２のように、焦点位置を変えた複重露光を行わなくても、よりシャープな形状の尖部２２Ｘを形成することができる。 In the method of the present embodiment, as in Patent Document 2, it is possible to form sharper cusps 22X without performing double exposure with different focal positions.
本実施形態において、レーザビームＬＢの焦点位置は特に制限なく、フォトレジスト２１の表面２１Ｓから現像後に形成される凸部２２Ａの高さ方向の中心線Ｍまでの範囲内の深さに設定することが好ましい。
レーザビームＬＢの焦点位置を上記のように設定することで、凹凸パターン２２Ｐの形成箇所を全体的に良好に露光することができ、パターン精度良く凹凸パターン２２Ｐを形成することができる。
図示する例では、レーザビームＬＢの焦点位置をフォトレジスト２１の表面２１Ｓに設定している。
In the present embodiment, the focal position of the laser beam LB is not particularly limited, and is set to a depth within a range from the surface 21S of the photoresist 21 to the center line M in the height direction of the convex portion 22A formed after development. Is preferred.
By setting the focal position of the laser beam LB as described above, the portion where the concave / convex pattern 22P is formed can be exposed satisfactorily as a whole, and the concave / convex pattern 22P can be formed with high pattern accuracy.
In the illustrated example, the focal position of the laser beam LB is set on the surface 21S of the photoresist 21.
本実施形態の方法において、フォトレジスト２１の露光時において、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄとこれらの近傍については、レーザビームＬＢの直接照射による直接露光量を直近部分より低減する。 In the method of the present embodiment, when the photoresist 21 is exposed, the apex a and the ridge lines ab, ac, ad of the convex part 22A are formed, or the apex a and the ridge lines ab, ac, ad of the convex part 22A and these For the vicinity, the direct exposure amount by direct irradiation of the laser beam LB is reduced from the nearest portion.
なお、レーザ露光において、レーザパワーのみを変え、走査速度、レーザ光強度分布（対物レンズ開口数）、及びレーザ光走査ピッチ等のその他のレーザ光照射条件を同一とした場合、直接露光量はレーザパワーに対応する。 In laser exposure, if only the laser power is changed and the other laser beam irradiation conditions such as the scanning speed, laser beam intensity distribution (numerical aperture numerical aperture), and laser beam scanning pitch are the same, the direct exposure amount is laser Corresponds to power.
図５を参照して、直接露光量の分布例について説明する。
図５は、図３上図の拡大図であり、面ａｂｄおよび面ａｃｄにおける直接露光量の分布をグラデーションで示す図である。グラデーションの濃い方が直接露光量が大きいことを示している。
With reference to FIG. 5, a distribution example of the direct exposure amount will be described.
FIG. 5 is an enlarged view of the upper diagram of FIG. 3, and is a diagram showing the distribution of the direct exposure amount on the surface abd and the surface acd in gradation. The darker the gradation, the higher the direct exposure.
面ａｂｄおよび面ａｃｄは基材面に対して傾斜した面である。これらの面において、辺ｂｄおよび辺ｃｄに近い程、深いところに位置し、直接露光量は大きくなる。 The surface abd and the surface acd are surfaces inclined with respect to the substrate surface. In these planes, the closer to side bd and side cd, the deeper the position and the greater the direct exposure amount.
図示例では、稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔについては、レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分２２Ｎより低減している。
稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔにおける直接露光量を直近部分２２Ｎの１／２倍以下とすることが好ましい。
頂点ａおよび稜線ａｄの形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔは、直接露光を実施しなくてもよい。
図５では、稜線ａｄ（頂点ａを含む）の形成箇所およびその近傍である領域２２Ｔは、直接露光を実施しない場合について図示してある。
In the illustrated example, the direct exposure amount by the direct irradiation of the laser beam is reduced from the nearest portion 22N in the formation portion of the ridge line ad (including the vertex a) and the region 22T in the vicinity thereof.
It is preferable that the direct exposure amount in the region 22T where the ridge line ad (including the vertex a) is formed and in the vicinity thereof be 1/2 times or less that of the nearest portion 22N.
The area where the vertex a and the ridge line ad are formed and the area 22T in the vicinity thereof may not be directly exposed.
In FIG. 5, the formation position of the ridge line ad (including the vertex a) and the area 22T in the vicinity thereof are illustrated in the case where direct exposure is not performed.
領域２２Ｔについて直接露光を実施しない場合、領域２２Ｔについては、直近部分２２Ｎを含む周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光によってのみ、露光が行われる。 When direct exposure is not performed on the region 22T, the region 22T is exposed only by indirect exposure using a laser beam applied to the peripheral region including the nearest portion 22N.
領域２２Ｔについて直接露光を実施する場合、領域２２Ｔについては、領域２２Ｔに対する直接露光、および、直近部分２２Ｎを含む周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光によって、露光が行われる。 When direct exposure is performed on the region 22T, the region 22T is exposed by direct exposure to the region 22T and indirect exposure using a laser beam irradiated to the peripheral region including the nearest portion 22N.
上記のように、周辺領域に照射されたレーザビームによる間接露光を利用して、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、これらの形成箇所とその近傍に対して露光を行うことで、稜線ａｄ（頂点ａを含む）における過度な露光が抑制され、よりシャープな形状の稜線ａｄ（頂点ａを含む）を形成することができる。
稜線ａｂおよび稜線ａｃについても、同様に露光を実施することで、これら稜線をよりシャープな形状とすることができる。
As described above, by using indirect exposure with the laser beam irradiated to the peripheral region, the formation of the vertex a and the ridge lines ab, ac, ad, or these formations and the vicinity thereof are exposed. Thus, excessive exposure at the ridge line ad (including the vertex a) is suppressed, and the ridge line ad (including the vertex a) having a sharper shape can be formed.
The ridge line ab and the ridge line ac can also be sharpened by performing exposure in the same manner.
本実施形態の方法によれば、凸部２２Ａの頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所、あるいは、これらの形成箇所とその近傍における直接露光量を調整して、凸部尖部２２Ｘの断面曲率半径を、レーザビームの焦点位置におけるビーム径の例えば３倍以下とすることができる。また、稜線ａｂ、ａｃ、またはａｄを挟んで隣接する２つの面の曲率半径を、レーザビームの焦点位置におけるビーム径の例えば３倍以下とすることができる。 According to the method of the present embodiment, the positions of the apex a and the ridge lines ab, ac, ad of the convex portion 22A, or the direct exposure amount at and near these formation locations are adjusted, and the convex portion 22X The radius of curvature of the cross section can be made, for example, three times or less of the beam diameter at the focal position of the laser beam. Further, the radius of curvature of two surfaces adjacent to each other with the ridge line ab, ac, or ad interposed therebetween can be set to, for example, three times or less the beam diameter at the focal position of the laser beam.
本実施形態の方法では、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄと、面ａｂｃ、ａｂｄ、ａｃｄにおいて頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄを含まない領域に対するレーザビーム強度を独立して制御できるため、露光の制御がしやすく、頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄをよりシャープな形状とすることができ、面ａｂｃを基材面に対して略垂直に形成することができる。 In the method of the present embodiment, the laser beam intensity can be independently controlled for the vertex a and the edge lines ab, ac, ad and the areas that do not include the vertex a and the edge lines ab, ac, ad on the surfaces abc, abd, and acd. It is easy to control the exposure, the vertex a and the ridge lines ab, ac, ad can be made sharper, and the surface abc can be formed substantially perpendicular to the substrate surface.
本実施形態では、凸部２２Ａが、図３に示したように、頂点ａ、稜線ａｂ、ａｃ、ａｄ、および略垂直面ａｂｃを含む略三角錐状である場合について説明した。
本実施形態は、少なくとも１つの頂点および／または少なくとも１つの稜線を有する任意の形状の凸部２２Ａを含むフォトレジストパターン２２Ｐを形成する場合に適用可能である。
凸部２２Ａの形状は、他の略角錐状、あるいは略円錐状であってもよい。
凸部２２Ａの形状は、略角錐台状あるいは略円錐台状であってもよい。
本実施形態の方法によれば、レーザスポット径以下の径を有する針状構造の凸部２２Ａを形成することも可能である。
In this embodiment, the case where the convex portion 22A has a substantially triangular pyramid shape including the vertex a, the ridge lines ab, ac, ad, and the substantially vertical surface abc as illustrated in FIG. 3 has been described.
The present embodiment is applicable when forming a photoresist pattern 22P including a convex portion 22A having an arbitrary shape having at least one vertex and / or at least one ridgeline.
The shape of the convex portion 22A may be another substantially pyramid shape or substantially cone shape.
The shape of the convex portion 22A may be a substantially truncated pyramid shape or a substantially truncated cone shape.
According to the method of the present embodiment, it is possible to form the convex portion 22A having a needle-like structure having a diameter equal to or smaller than the laser spot diameter.
凸部２２Ａの形状は、断面視略角形で平面視ライン状に延びた略角柱状であってもよい。
凸部２２Ａの形状が断面視略三角形で平面視ライン状に延びた略三角柱状である場合、樹脂成形体６２としては、Ｖ溝からなるプリズムを有するプリズムシートを製造することができる。この場合、異傾斜プリズムシート、曲線状異傾斜プリズムシート、ジグザグ状プリズムシート、およびシャープな形状の尖部を有するフレネルレンズシート等を製造することができる。
The shape of the protrusion 22A may be a substantially prismatic shape that is substantially square in cross section and extends in a line in plan view.
In the case where the shape of the convex portion 22A is a substantially triangular prism shape having a substantially triangular cross-sectional view and extending in a line shape in plan view, a prism sheet having a prism made of a V-groove can be manufactured as the resin molded body 62. In this case, it is possible to manufacture a differently inclined prism sheet, a curved differently inclined prism sheet, a zigzag prism sheet, a Fresnel lens sheet having a sharp point, and the like.
本実施形態の方法は、凸部２２Ａが基材面に対する角度が７０°以上である面を含む場合に特に有効である。本実施形態によれば、基材面に対する角度が７０°以上である面の直面性を高めることができる。 The method of this embodiment is particularly effective when the convex portion 22A includes a surface having an angle of 70 ° or more with respect to the substrate surface. According to the present embodiment, it is possible to improve the faceability of a surface whose angle with respect to the substrate surface is 70 ° or more.
以上説明したように、本発明によれば、頂点および／または稜線を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターン形成工程を有し、露光回数を多くすることなく、よりシャープな形状の頂点および／または稜線を有するフォトレジストパターンをパターン精度良く形成することが可能な微細構造体の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is a photoresist pattern forming step having a concavo-convex pattern including vertices and / or ridge lines, and vertices and / or ridge lines having a sharper shape without increasing the number of exposures. It is possible to provide a method for manufacturing a fine structure capable of forming a photoresist pattern having a good pattern accuracy.
以下、本発明に係る実施例および比較例について説明する。
いずれの例においても、樹脂成形体として、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを製造した。
Hereinafter, examples and comparative examples according to the present invention will be described.
In any of the examples, a prism sheet having a plurality of prisms each including a substantially inverted triangular pyramid-shaped concave portion was manufactured as a resin molded body.
（実施例１）
上記実施形態の方法にしたがって、図３に示したような略三角錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを形成した。
凸部は、辺ｂｄと辺ｃｄの長さが等しい２等辺三角形ｂｃｄを底面とし、点ａを頂点とする略三角錐状であり、基材面に対して略垂直な面ａｂｃを有する。
辺ｂｄ＝辺ｃｄ＝２２μｍ、凸部高さ＝１１μｍとした。
Example 1
According to the method of the above embodiment, a photoresist pattern including a substantially triangular pyramid-shaped convex portion as shown in FIG. 3 was formed.
The convex portion has a substantially triangular pyramid shape with an isosceles triangle bcd having sides bd and cd equal in length as a bottom surface and a point a as a vertex, and has a surface abc substantially perpendicular to the substrate surface.
Side bd = side cd = 22 μm and convex part height = 11 μm.
厚み６ｍｍのガラス基板の表面にポジ型のフォトレジストを１５μｍの厚さで塗布し、ホットプレートにて熱源から９ｍｍのクリアランスを取って、温度９５℃で９０分のベーキング処理を施した。フォトレジストとして、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のレジストＡＺＰ４４００Ｐを用いた。 A positive photoresist was applied to the surface of a 6 mm thick glass substrate with a thickness of 15 μm, a 9 mm clearance was taken from the heat source with a hot plate, and a baking process was performed at a temperature of 95 ° C. for 90 minutes. As a photoresist, resist AZP4400P manufactured by AZ Electronic Materials was used.
次に、上記フォトレジストに対して、レーザビームを走査して露光を行った。この時に使用したレーザ描画装置は、レーザビーム波長４１３ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．７、スキャンピッチ１００μｍ、およびスキャン速度１．６μｍ／ｍｓｅｃの設定とした。
レーザビームの焦点位置は、フォトレジストの表面付近に設定した。
焦点位置におけるレーザビーム径（１／ｅ２）は、ビームプロファイルの計測から約１．２μｍと求められた。
Next, the photoresist was exposed by scanning with a laser beam. The laser drawing apparatus used at this time was set to have a laser beam wavelength of 413 nm, an objective lens NA of 0.7, a scan pitch of 100 μm, and a scan speed of 1.6 μm / msec.
The focal position of the laser beam was set near the surface of the photoresist.
The laser beam diameter (1 / e 2 ) at the focal position was determined to be about 1.2 μm from the measurement of the beam profile.
フォトレジストの露光時において、凸部の頂点ａおよび稜線ａｂ、ａｃ、ａｄの形成箇所とこれらの近傍については、レーザビームの直接照射による直接露光を実施しないようにした。 At the time of exposure of the photoresist, direct exposure by direct irradiation of the laser beam was not performed on the apex a and the ridge lines ab, ac, ad of the convex portions and the vicinity thereof.
露光が完了したガラス基板をアルカリ溶液中に浸して現像した。
現像液としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製ＡＺ４００Ｋデベロッパーを、超純水を用いて質量比で４倍に希釈したものを使用した。現像は基板を１０分間浸漬した状態で遥動させて行った。
The exposed glass substrate was dipped in an alkali solution and developed.
As the developer, a solution obtained by diluting AZ400K developer manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd. by a mass ratio with ultrapure water by a factor of 4 was used. The development was performed by swinging the substrate immersed for 10 minutes.
現像後に得られたフォトレジストの凹凸パターンの表面を平滑化するために、ホットプレートにて熱源から９ｍｍのクリアランスを取って、温度８０℃で６０分のベーキング処理を行った。 In order to smooth the surface of the concavo-convex pattern of the photoresist obtained after development, a 9 mm clearance was removed from the heat source with a hot plate, and a baking process was performed at a temperature of 80 ° C. for 60 minutes.
以上のようにして、略三角錐状の凸部を含む凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを得た。
得られたフォトレジストパターンは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった（図６を参照）。
As described above, a photoresist pattern having a concavo-convex pattern including substantially triangular pyramidal convex portions was obtained.
The resulting photoresist pattern had a sharp shape at the apexes and ridges of the convex portions, and was excellent in confrontability on all surfaces of the convex portions (see FIG. 6).
上記フォトレジストパターンの表面に蒸着法によりニッケル導電膜の成膜を行い、この導電膜を電極としてニッケル電鋳し、これをフォトレジストパターンから剥離することで、フォトレジストパターンの凹凸パターンの反転パターンを有する第１のスタンパを得た。
上記第１のスタンパの表面を酸素プラズマアッシングして離型層となる酸化層を形成した後、この第１のスタンパを用いて再度ニッケル電鋳し、これを第１のスタンパから剥離することで、第２のスタンパを得た。
A nickel conductive film is formed on the surface of the photoresist pattern by vapor deposition, nickel electroforming is performed using the conductive film as an electrode, and then peeled off from the photoresist pattern, thereby reversing the concavo-convex pattern of the photoresist pattern. A first stamper having was obtained.
After the surface of the first stamper is subjected to oxygen plasma ashing to form an oxide layer as a release layer, nickel electroforming is again performed using the first stamper, and this is peeled off from the first stamper. A second stamper was obtained.
得られた第２のスタンパのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）斜視写真を図６に示す。
第２のスタンパは、略三角錐状の凸部の頂点および稜線がシャープで、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも２μｍ以下であった。
FIG. 6 shows an SEM (scanning electron microscope) perspective view of the obtained second stamper.
In the second stamper, the apex and the ridgeline of the substantially triangular pyramid-shaped convex portion were sharp, and the faceability of all surfaces of the convex portion was excellent.
When measured with a laser microscope (OLS-4000), the radius of curvature of the cross section of the apex including the apex and the ridge line of the convex part and the curvature radius of the two surfaces adjacent to each other across the ridge line of the convex part are both It was 2 μm or less.
上記第２のスタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線がシャープな形状を有し、プリズム面の直面性が高く、パターン精度が良く、高性能なプリズムを有するものであった。
Using the second stamper, pattern transfer was performed on the ultraviolet curable resin applied on the base material to obtain a prism sheet having a plurality of prisms each having a substantially inverted triangular pyramid-shaped recess.
The obtained prism sheet had a prism with a sharp shape at the apex and ridge line of the prism, high prism surface concealment, good pattern accuracy, and a high-performance prism.
（比較例１）
露光条件を変更する以外は実施例１と同様にして、実施例１と同様の形状およびサイズを有する凸部を含むスタンパの製造を試みた。
(Comparative Example 1)
An attempt was made to manufacture a stamper including convex portions having the same shape and size as in Example 1, except that the exposure conditions were changed.
図１０に示したように、現像後に略逆三角形状の凹部が得られるよう、露光を実施した。凹部尖部が基材面の近くになるように、ビーム強度を変調しながらレーザ光を走査して、露光を実施した。凹部の頂点および稜線の形成箇所について、直接露光量の調整は特に実施しなかった。
得られたフォトレジストパターンの凹部は、頂点、稜線、および面がいずれも丸みを帯びたものであった。
As shown in FIG. 10, exposure was performed so that a substantially inverted triangular recess was obtained after development. The exposure was carried out by scanning the laser beam while modulating the beam intensity so that the concave cusp was close to the substrate surface. The direct exposure amount was not particularly adjusted for the formation points of the apex and ridge line of the recess.
The concave portions of the obtained photoresist pattern had rounded vertices, ridge lines, and surfaces.
得られたフォトレジストパターンに対して、１回だけニッケル電鋳を実施して、複数の略三角錐状の凸部を有するスタンパを得た。
得られたスタンパのＳＥＭ斜視写真を図７に示す。
スタンパの凸部は、頂点および稜線が丸みを帯び、すべての面の直面性が良くないものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも３〜８μｍであった。
The obtained photoresist pattern was subjected to nickel electroforming only once to obtain a stamper having a plurality of convex portions having a substantially triangular pyramid shape.
An SEM perspective photograph of the obtained stamper is shown in FIG.
The convex part of the stamper had rounded vertices and ridges, and the faceability of all faces was not good.
When measured with a laser microscope (OLS-4000), the radius of curvature of the cross section of the apex including the apex and the ridge line of the convex part and the curvature radius of the two surfaces adjacent to each other across the ridge line of the convex part are both It was 3 to 8 μm.
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆三角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
Using the stamper, pattern transfer was performed on the ultraviolet curable resin applied on the base material to obtain a prism sheet having a plurality of prisms each having a substantially inverted triangular pyramid-shaped recess.
The obtained prism sheet had rounded apexes and ridges of the prism, had low prism faceability, poor pattern accuracy, and did not have a high-performance prism.
（実施例２）
実施例１と同様の方法にて、底面が１辺２２μｍ、高さ１１μｍの複数の略四角錐状の凸部を含むフォトレジストパターンを形成した。
実施例１と同様、フォトレジストの露光時において、凸部の頂点および稜線の形成箇所とこれらの近傍については、レーザビームの直接照射による直接露光を実施しないようにした。
得られたフォトレジストパターンは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった（図８を参照）。
上記フォトレジストパターンを用い、実施例１と同様の方法にて、２回の電鋳を行い、第１、第２のスタンパを得た。
得られた第２のスタンパのＳＥＭ斜視写真を図８に示す。
第２のスタンパは、凸部の頂点および稜線がシャープな形状を有し、凸部のすべての面の直面性が優れたものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも２μｍ以下であった。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, a photoresist pattern including a plurality of substantially quadrangular pyramidal protrusions having a bottom surface of 22 μm per side and a height of 11 μm was formed.
Similar to Example 1, during the exposure of the photoresist, direct exposure by direct irradiation of the laser beam was not performed on the apex and ridge line formation portions and the vicinity thereof.
The obtained photoresist pattern had a sharp shape at the apexes and ridges of the convex portions, and was excellent in faceability on all surfaces of the convex portions (see FIG. 8).
Using the photoresist pattern, electroforming was performed twice in the same manner as in Example 1 to obtain first and second stampers.
An SEM perspective photograph of the obtained second stamper is shown in FIG.
The second stamper had a sharp shape at the apex and ridge line of the convex part, and was excellent in faceability on all surfaces of the convex part.
When measured with a laser microscope (OLS-4000), the radius of curvature of the cross section of the apex including the apex and the ridge line of the convex part and the curvature radius of the two surfaces adjacent to each other across the ridge line of the convex part are both It was 2 μm or less.
上記第２のスタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線がシャープな形状を有し、プリズム面の直面性が高く、パターン精度が良く、高性能なプリズムを有するものであった。
Using the second stamper, pattern transfer was performed on the ultraviolet curable resin applied on the base material to obtain a prism sheet having a plurality of prisms each having a substantially inverted quadrangular concave portion.
The obtained prism sheet had a prism with a sharp shape at the apex and ridge line of the prism, high prism surface concealment, good pattern accuracy, and a high-performance prism.
（比較例２）
比較例１と同様の方法にて、底面が１辺５０μｍ、高さ１１μｍの複数の略四角錐状の凹部を含むフォトレジストパターンの製造を試みた。
比較例１と同様、凹部の頂点および稜線の形成箇所について、直接露光量の調整は特に実施しなかった。
得られたフォトレジストパターンは、凹部の頂点および稜線が丸みを帯び、凹部のすべての面の直面性が良くないものであった（図９を参照）。
得られたフォトレジストパターンに対して、１回だけニッケル電鋳を実施して、複数の略四角錐状の凸部を有するスタンパを得た。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Comparative Example 1, an attempt was made to produce a photoresist pattern including a plurality of substantially square pyramid-shaped recesses having a bottom surface of 50 μm per side and a height of 11 μm.
As in Comparative Example 1, the direct exposure amount was not particularly adjusted for the apex of the concave portion and the formation portion of the ridge line.
In the obtained photoresist pattern, the apexes and ridges of the recesses were rounded, and the facetability of all surfaces of the recesses was not good (see FIG. 9).
The resulting photoresist pattern was subjected to nickel electroforming only once to obtain a stamper having a plurality of convex portions having a substantially quadrangular pyramid shape.
得られたスタンパのＳＥＭ写真を図９に示す。
スタンパの凸部は、頂点および稜線が丸みを帯び、すべての面の直面性が良くないものであった。
レーザ顕微鏡（ＯＬＳ-４０００）にて計測したところ、凸部の頂点および稜線を含む尖部の断面曲率半径、および、凸部の稜線を挟んで互いに隣接する２つの面の曲率半径は、いずれも３〜８μｍであった。
An SEM photograph of the obtained stamper is shown in FIG.
The convex part of the stamper had rounded vertices and ridges, and the faceability of all faces was not good.
When measured with a laser microscope (OLS-4000), the radius of curvature of the cross section of the apex including the apex and the ridge line of the convex part and the curvature radius of the two surfaces adjacent to each other across the ridge line of the convex part are both It was 3 to 8 μm.
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、略逆四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
Using the stamper, pattern transfer was performed on the ultraviolet curable resin applied on the base material to obtain a prism sheet having a plurality of prisms composed of concave portions having a substantially inverted quadrangular pyramid shape.
The obtained prism sheet had rounded apexes and ridges of the prism, had low prism faceability, poor pattern accuracy, and did not have a high-performance prism.
上記スタンパを用いて、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂に対してパターン転写を実施して、逆略四角錐状の凹部からなる複数のプリズムを有するプリズムシートを得た。
得られたプリズムシートは、プリズムの頂点および稜線が丸みを帯び、プリズム面の直面性が低く、パターン精度が良くなく、高性能なプリズムを有するものではなかった。
Using the stamper, pattern transfer was performed on the ultraviolet curable resin applied on the base material to obtain a prism sheet having a plurality of prisms composed of inverted substantially quadrangular pyramid-shaped recesses.
The obtained prism sheet had rounded apexes and ridges of the prism, had low prism faceability, poor pattern accuracy, and did not have a high-performance prism.
本発明は、基材上に塗布されたポジ型のフォトレジストに対して露光および現像することにより、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターンを形成するフォトレジストパターン形成工程を有する任意の微細構造体の製造方法に適用することができる。
本発明の製造方法は、表面に凹凸パターンを有するフォトレジストパターン、これを用いて製造されるスタンパ、およびこれを用いて製造される樹脂成形体に適用することができる。
The present invention relates to an arbitrary microstructure having a photoresist pattern forming step of forming a photoresist pattern having a concavo-convex pattern on a surface by exposing and developing a positive photoresist coated on a substrate. It can be applied to the manufacturing method.
The production method of the present invention can be applied to a photoresist pattern having a concavo-convex pattern on the surface, a stamper produced using the same, and a resin molded product produced using the same.
１０ 基材
２１ フォトレジスト
２１Ｓ 表面
２２ フォトレジストパターン
２２Ｐ 凹凸パターン
２２Ａ 凸部
２２Ｘ 尖部
２２Ｔ 直接露光量を直近部分より低減する領域
２２Ｎ 直近部分
３０ 導電膜
４１ 第１のスタンパ
４１Ｐ 凹凸パターン
４２ 第２のスタンパ
４２Ｐ 凹凸パターン
５０ 基材
６１ 硬化性樹脂
６２ 樹脂成形体
６２Ｐ 凹凸パターン
６２Ａ 凹部
10 Substrate 21 Photoresist 21S Surface 22 Photoresist Pattern 22P Concave Pattern 22A Convex 22X Apex 22T Area 22N Directly Reduced Exposure from Nearest Part 30 Conductive Film 41 First Stamper 41P Concave Pattern 42 Second Stamper 42P Concavity and convexity pattern 50 Base material 61 Curable resin 62 Resin molded body 62P Concavity and convexity pattern 62A Concavity
Claims (6)
前記露光において、
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、前記レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分の１／２倍以下とする微細構造体の製造方法。 Applying a positive photoresist on the substrate, scanning the laser beam while modulating the intensity of the laser beam, exposing the photoresist, and developing the photoresist, thereby developing at least one vertex and A photoresist pattern forming step of forming a photoresist pattern including a convex portion having at least one ridge line;
In the exposure,
Regarding the formation position of the vertex and / or the ridge line, or the formation place and the vicinity of the formation place, a fine structure in which the direct exposure amount by direct irradiation of the laser beam is ½ times or less of the nearest part. Production method.
前記露光において、前記頂点および前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍における前記直接露光量を調整して、
前記フォトレジストパターンにおける前記尖部の断面曲率半径を、前記レーザビームの焦点位置におけるビーム径の３倍以下とする請求項１に記載の微細構造体の製造方法。 The photoresist pattern has a peak including the apex and the ridgeline,
In the exposure, by adjusting the direct exposure amount in the vicinity of the formation point of the vertex and the ridge line, or the formation location and the formation location,
2. The method for manufacturing a microstructure according to claim 1 , wherein a radius of curvature of a cross section of the apex in the photoresist pattern is set to be not more than three times a beam diameter at a focal position of the laser beam.
前記露光において、 In the exposure,
前記頂点および／または前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍については、前記レーザビームの直接照射による直接露光量を直近部分より低減し、 For the formation point of the vertex and / or the ridge line, or the formation place and the vicinity of the formation place, the direct exposure amount by direct irradiation of the laser beam is reduced from the nearest part,
かつ、前記頂点および前記稜線の形成箇所、あるいは、当該形成箇所と当該形成箇所の近傍における前記直接露光量を調整して、前記フォトレジストパターンにおける前記尖部の断面曲率半径を、前記レーザビームの焦点位置におけるビーム径の３倍以下とする微細構造体の製造方法。 And adjusting the direct exposure amount in the vicinity of the formation point of the vertex and the ridge line, or the formation point and the formation point, the cross-sectional curvature radius of the apex portion in the photoresist pattern, the laser beam A method for manufacturing a fine structure having a beam diameter of 3 times or less at a focal position.
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