フォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法
【課題】本発明は、複数のラインパターンを短時間で形成することができるフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】フォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法は、所定の中心軸２Ａから等距離に配置される複数の設置面２２を有する支持部材２の各設置面２２に、フォトレジスト層６２を有する複数の基板６１を固定する設置工程と、フォトレジスト層６２に対してレーザ光を出射するヘッド３および支持部材２の少なくとも一方を中心軸２Ａ回りに回転させるとともに、ヘッド３および支持部材２の少なくとも一方を中心軸２Ａに沿うように移動させながら、ヘッド３からレーザ光を出射する露光工程と、を備える。
【解決手段】フォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法は、所定の中心軸２Ａから等距離に配置される複数の設置面２２を有する支持部材２の各設置面２２に、フォトレジスト層６２を有する複数の基板６１を固定する設置工程と、フォトレジスト層６２に対してレーザ光を出射するヘッド３および支持部材２の少なくとも一方を中心軸２Ａ回りに回転させるとともに、ヘッド３および支持部材２の少なくとも一方を中心軸２Ａに沿うように移動させながら、ヘッド３からレーザ光を出射する露光工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の露光によりパターンが形成されるフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ナノ〜サブミクロンオーダの凹凸パターンを形成する方法として、基板上に形成したフォトレジスト層に対して、ＥＢ（電子ビーム）描画やマスク露光などを行った後、現像することでフォトレジスト層に微細な穴部を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１７３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＥＢ描画やマスク露光などは、極めて高価な設備が必要であり、生産性も低いといった問題があった。
【０００５】
この問題に対し、本願発明者は、ヒートモードの形状変化が可能なフォトレジスト層（レーザ光の照射だけで穴部が形成されるフォトレジスト層）に対して、レーザ光を所定パターンで走査することで、ナノ〜サブミクロンオーダの凹凸パターンを形成する方法を案出している。この方法は、設備を簡易化することができるとともに、現像工程が不要となるため生産性も高いといったメリットを有している。
【０００６】
しかし、この方法でフォトレジスト層を有する基板に対して直線状のラインパターンを複数平行に形成する場合には、Ｘ−Ｙテーブルにて、レーザ光で１本のラインパターンを形成した後、パターンの幅だけずらしてから、再びレーザ光で新たなラインパターンを形成するといった動作を繰り返す必要があるため、加工時間が長くなるといった問題があった。具体的には、例えば２０ｍｍ角の基板上に形成したフォトレジスト層に、０．５μｍピッチでラインパターンを形成する場合には、４万本のラインパターンを形成する必要があるので、レーザ光が１本のラインパターンを形成して次のラインパターンの形成開始位置まで移動するまでの１サイクルにかかる時間を０．４秒としても、加工時間は約５時間になるといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のラインパターンを短時間で形成することができるフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法は、所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、支持部材の各設置面に基板を固定させた後、例えば支持部材を中心軸回りに回転させるとともに、ヘッドを中心軸に沿って移動させながら、ヘッドからレーザ光を出射する。これにより、レーザ光が支持部材の中心軸を中心とした螺旋状に走査されることとなり、複数の基板のフォトレジスト層に複数のラインパターンが平行に形成される。したがって、ラインパターンを1本形成するごとにＸ−Ｙテーブルの停止・移動を繰り返すことでレーザ光を断続的に走査する方法に比べ、レーザ光を連続して走査することができるので、加工時間を短時間にすることができる。
【００１０】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程において、前記フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるように、レーザ光の焦点を前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させるのが望ましい。
【００１１】
これによれば、レーザ光の焦点をフォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることで、フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるので、フォトレジスト層上のレーザ光のスポット径を略一定にすることができ、フォトレジスト層に精度良く穴部を形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されているのが望ましい。
【００１３】
これによれば、フォトレジスト層にレーザ光を照射するだけで、レーザ光のスポット径よりも小さな穴部がフォトレジスト層に形成されるので、ナノ〜サブミクロンオーダの微細な穴部をフォトレジスト層に迅速に形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置するのが望ましい。
【００１５】
これによれば、支持部材を中心軸回りに回転させる場合に、各基板に外方に向かう遠心力が加わっても、各基板が支持部材で押さえられ、遠心力で外方に飛ばされることが防止される。さらには、遠心力によって各基板が支持部材に向けて押圧されるので、各基板と支持部材とを強固に固定することができる。
【００１６】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに金属材料を成膜させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００１７】
これによれば、金属によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記基板の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００１９】
これによれば、メッキ材料によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にエッチングによる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２１】
これによれば、エッチングにより、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００２２】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに連続して金属材料を成膜することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２３】
これによれば、フォトレジスト層を残した状態の基板の表面全体に金属材料を成膜させるだけで、基板の表面に金属材料からなる凹凸パターンを良好に形成することができる。また、この方法では、金属材料の成膜後にフォトレジスト層を除去する必要がないので、フォトレジスト層を除去するための設備等が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記金属層の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記金属層の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２５】
これによれば、金属層を電極としてメッキを行うことができるので、比較的早くメッキ材料からなる凹凸パターンを形成することができる。
【００２６】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、前記露光工程の後、前記金属層の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属層からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２７】
これによれば、金属によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、レーザ光が支持部材の中心軸を中心とした螺旋状に走査されるので、中心軸から等距離に配置される各基板のフォトレジスト層に対して複数のラインパターンを短時間で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の一実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）に示すように、フォトレジスト層加工装置１は、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための装置であり、主に、支持部材２、ヘッド３、振動装置４および制御装置５を備えて構成されている。
【００３０】
支持部材２は、円柱状に形成されており、その外周面には、図１（ｂ）に示すように、支持部材２の周方向および軸方向に一定間隔で並ぶ複数の凹部２１が形成されている。これらの凹部２１の底面は、支持部材２の中心軸２Ａから等距離となる位置に形成されることで、ワーク６を設置するための設置面２２となっている。そして、支持部材２は、制御装置５で適宜制御されることによって、中心軸２Ａを中心として所定の回転速度で回転するようになっている。
【００３１】
ワーク６は、図１（ｃ）に示すように、矩形の基板６１と、基板６１上にスピンコート等の方法で均一な薄い膜厚で形成されるフォトレジスト層６２とを備えて構成されている。ここで、本実施形態に係るフォトレジスト層６２は、強い光の照射により光が熱に変換されてこの熱により材料が形状変化して穴部を形成することが可能な層であり、いわゆるヒートモード型のフォトレジスト材料の層である。なお、フォトレジスト層６２の具体例については、後で詳述することとする。そして、ワーク６は、複数用意されて、支持部材２の各設置面２２に接着剤やエア吸引等によって固定される。
【００３２】
ヘッド３は、支持部材２に固定された各ワーク６のフォトレジスト層６２に対してレーザ光を照射する装置である。そして、このヘッド３は、振動装置４に支持されるとともに、支持部材２の中心軸２Ａに沿って振動装置４と一体に移動可能に構成されている。
【００３３】
振動装置４は、ヘッド３とワーク６との間隔（ギャップ）が一定範囲に収まるように、ヘッド３をワーク６に対して近付く方向および離れる方向に往復動させるボイスコイルモータなどを有する装置であり、適宜制御装置５によって制御されている。言い換えると、この振動装置４は、ヘッド３から照射されるレーザ光の焦点位置がワーク６に対して一定範囲に収まるように、ヘッド３を光軸方向に往復動させてレーザ光の焦点を往復動させている。
【００３４】
制御装置５は、ヘッド３を中心軸２Ａに沿って移動させる制御や支持部材２を回転させる制御を実行する他、前述したようにヘッド３とワーク６とのギャップが一定範囲に収まるように、振動装置４でヘッド３を振動させる制御を実行する。具体的に、制御装置５は、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、レーザ光で、ワーク６の表面のうち移動方向前側に位置する前端６ａや移動方向後側に位置する後端６ｂを走査する際には、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂ（中心軸２Ａ）から最も遠い位置Ｐ１に位置させる。また、図２（ｂ）に示すように、レーザ光で、ワーク６の表面の中央部６ｃを走査する際には、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂに最も近い位置Ｐ２に位置させる。
【００３５】
ここで、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、ワーク６の表面の前端６ａと後端６ｂは、ワーク６の表面において支持部材２の中心軸２Ａから最も遠い位置にあり、ワーク６の表面の中央部６ｃは、ワーク６の表面において支持部材２の中心軸２Ａに最も近い位置にある。すなわち、ワーク６の表面の前端６ａ（または後端６ｂ）と支持部材２の外周面２ｂとの距離は、最大値Ｄｍａｘになっており、ワーク６の表面の中央部６ｃと支持部材２の外周面２ｂとの距離は、最小値Ｄｍｉｎになっている。そのため、制御装置５は、例えば最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差に相当する距離の間でヘッド３を往復動させることで、ワーク６の前端６ａ、後端６ｂおよび中央部６ｃにおいて、ギャップを一定値αとしている。そして、このように制御することによって、前端６ａから中央部６ｃまでの間や、中央部６ｃから後端６ｂまでの間においても、ギャップを略一定値αにすることが可能となっている。
【００３６】
具体的には、例えば支持部材２の直径を３００ｍｍ、ワーク６を２０ｍｍ角とした場合、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差は、約０．３３ｍｍとなる。このとき、ワーク６の前端６ａから後端６ｂまでをレーザ光で走査する時間の間にヘッド３を振幅０．１６５ｍｍの正弦波に従った動きで往復動させることで、ヘッド３とワーク６の表面とのギャップの所定値αからのずれ量を約０．０８ｍｍまで抑制することができる。なお、このずれ量は、ギャップの変動が正弦波のような原点に対称な波形にならないことによって生じている。ここで、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差は、支持部材２の直径が大きい程小さくなるとともに、ワーク６が小さい程（ワーク６の枚数が多くなる程）小さくなるため、支持部材２の直径を大きくしたり、ワーク６の枚数を多くするのが望ましい。
【００３７】
なお、各ワーク６の前端６ａ、後端６ｂおよび中央部６ｃにおいてギャップを一定値αとするには、各ワーク６間の距離や支持部材２の回転速度やヘッド３を振動させる速度等を適宜設定すればよい。すなわち、例えば図２（ｃ）に示す位置から図２（ａ）に示す位置まで支持部材２が回転するまでの間に、ヘッド３が一往復（もしくは複数回往復）するように各ワーク６間の距離等を設定することで、次のワーク６の前端６ａをレーザ光で走査する際に、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂから最も遠い位置Ｐ１に位置させることができる。
【００３８】
また、制御装置５によるヘッド３の往復動の制御は、例えば支持部材２が一回転するたびに往復動の開始のタイミング（振動の位相および周期）を修正する等によって、ずれを抑制して精度を上げることもできる。
【００３９】
次に、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を説明する。
図１（ｃ）に示すように、基板６１上にスピンコート等の方法でフォトレジスト層６２を形成することで、ワーク６を複数製造する。複数のワーク６を、図１（ａ），（ｂ）に示すように、支持部材２の各設置面２２に固定させる（設置工程）。ここで、例えば支持部材２の直径を５００ｍｍ、長さを６００ｍｍとし、ワーク６を２０ｍｍ角とすれば、１０００枚以上のワーク６を支持部材２に固定することができる。
【００４０】
支持部材２を回転させ、回転が安定した後、ヘッド３を光軸方向に往復動させつつ支持部材２の中心軸２Ａに沿って移動させながら、ヘッド３からレーザ光をワーク６に対して照射する（露光工程）。これにより、レーザ光が支持部材２の周りを螺旋状に走査することによって、各ワーク６に互いに平行となる複数のラインパターンが迅速に形成される。このとき、各ラインパターンのピッチが例えばナノ〜サブミクロンオーダ等の極めて小さな値に設定されている場合には、各ワーク６の左右のエッジ（支持部材２の軸方向における両端縁）に対して略平行なラインパターンを形成できる。ここで、例えばラインパターンのピッチを０．５μｍとし、２００ｒｐｍで支持部材２を回転させると、１００時間で２０００枚以上のワーク６を加工（すなわち、１枚当たり３分以下で加工）でき、極めて迅速に、サブミクロンのラインパターンを形成することができる。また、ヘッド３を中心軸２Ａの方向に複数設置すれば、その分、加工時間をさらに短縮することができる。例えば、支持部材２の中心軸２Ａの方向に並ぶ複数（例えば６枚）のワーク６に対して所定数（例えば２つ）のヘッド３を中心軸２Ａの方向にずらして配設する場合、中心軸２Ａ方向に並ぶワーク６の数をヘッド３の数で割った数（例えば３枚）ごとにヘッド３を配設すればよい。
【００４１】
続いて、本発明に係るパターン形成基板の製造方法について説明する。なお、前述したフォトレジスト層の加工方法は、以下に説明するパターン形成基板の製造方法の一部の工程である。
【００４２】
前述したように支持部材２の外周面全体に対して螺旋状にレーザ光を照射した後、各ワーク６を支持部材２から取り外すと、図３（ａ）に示すように、各ワーク６のフォトレジスト層６２に、互いに平行となる複数のラインパターン６２ａが形成される。そして、支持部材２から取り外したワーク６を図示せぬ真空チャンバーに入れて、図３（ｂ）に示すように、基板６１の表面６１ａとフォトレジスト層６２の表面６２ｂに対して金属材料の一例としてのクロム７を蒸着またはスパッタリングにより成膜する。その後は、図３（ｃ）に示すように、エタノールなどの洗浄液でフォトレジスト層６２を洗い流すと、基板６１の表面６１ａにクロム７からなるパターン（凸部）が形成される（凹凸形成工程）。これにより、クロム７からなるパターンを有したパターン形成基板の一例としての回折格子８が製造される。なお、パターン形成基板としては、回折格子８の他、偏光板、反射防止板、波長板などを採用できる。
【００４３】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
レーザ光が支持部材２の中心軸２Ａを中心とした螺旋状に走査されるので、複数のワーク６のフォトレジスト層６２に複数の平行なラインパターン６２ａを迅速に形成することができる。すなわち、ラインパターンを1本形成するごとにＸ−Ｙテーブルの停止・移動を繰り返すことでレーザ光を断続的に走査する方法に比べ、レーザ光を連続して走査することができるので、加工時間を短時間にすることができる。
【００４４】
ヘッド３をフォトレジスト層６２に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることで、フォトレジスト層６２とヘッド３との間隔が一定範囲に収まるので、フォトレジスト層６２上のレーザ光のスポット径を略一定にすることができ、フォトレジスト層６２に精度良くラインパターン６２ａを形成することができる。
【００４５】
フォトレジスト層６２がヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されているので、フォトレジスト層６２にレーザ光を照射するだけで、レーザ光のスポット径よりも小さな穴部がフォトレジスト層６２に形成される。そのため、ナノ〜サブミクロンオーダの微細な穴部（ラインパターン６２ａ）をフォトレジスト層６２に迅速に形成することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、円柱状の支持部材２に矩形の凹部２１を形成することで凹部２１の底面を設置面２２としたが、本発明はこれに限定されず、例えば支持部材を多角形に形成することで支持部材の各外面を設置面としてもよい。
【００４７】
前記実施形態では、周方向に複数のワーク６を並べるとともに、軸方向にも複数のワーク６を並べたが、本発明はこれに限定されず、周方向のみに複数ワーク６を並べてもよい。
前記実施形態では、支持部材２を回転させ、ヘッド３を軸方向に移動したが、本発明はこれに限定されず、例えばヘッド３を回転させ、支持部材２を軸方向に移動してもよい。
【００４８】
前記実施形態では、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、クロム７を蒸着して、フォトレジスト層６２を除去することで、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、メッキにより基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００４９】
具体的に、この方法では、図４（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、ワーク６を図示せぬメッキ槽に入れて、図４（ｂ）に示すように、基板６１の露出する表面６１ａにメッキ材料Ｍからなるメッキ膜を成長させる。その後、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、図４（ｃ）に示すように、基板６１の表面６１ａにメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成する（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。なお、メッキ材料Ｍとしては、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、アルミニウム、チタン、銅などの金属または金属含有物などを採用できる。
【００５０】
また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、エッチングにより基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００５１】
具体的に、この方法では、図５（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、基板６１の表面６１ａに残ったフォトレジスト層６２をマスクとしてエッチングを行うことによって、図５（ｂ）に示すように、基板６１の表面６１ａに凹部６１ｂを形成する。ここで、エッチングとしては、ウェットエッチング、ドライエッチング、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）など、種々のエッチング方法を採用できる。
【００５２】
そして、凹部６１ｂを形成した後は、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、基板６１の表面６１ａにエッチングによる凹凸パターン（凹部６１ｂ）が形成される（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。
【００５３】
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ラインパターン６２ａを形成したフォトレジスト層６２の表面６２ｂと基板６１の表面６１ａとに連続するように、金属材料ＭＭを蒸着またはスパッタリングによって成膜することで基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。これによれば、前記実施形態のように蒸着またはスパッタリング処理の後に基板６１の表面６１ａに残るフォトレジスト層６２を除去することなく、凹凸パターンを形成することができるので、フォトレジスト層６２を除去するための設備等が不要となり、製造コストを低減することができる。なお、図６のようにフォトレジスト層６２の表面６２ｂと基板６１の表面６１ａとに連続するように金属材料ＭＭを成膜するには、スパッタリングを採用するのが望ましく、図３のように金属材料（クロム７）を断続的に成膜するには、真空蒸着を採用するのが望ましい。また、この図６の実施形態については、基板６１の表面６１ａが露出するまでラインパターン６２ａを形成する必要はない。すなわち、ラインパターン６２ａの底面で基板６１の表面６１ａが覆われていても、金属材料ＭＭからなる凹凸パターンを形成することができる。
【００５４】
また、図７や図８に示すように、フォトレジスト層６２と基板６１との間に金属材料で形成される金属層６３を設けて、メッキ処理やエッチング等によって金属層６３に微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００５５】
具体的に、金属層６３を含むワーク６’をメッキ処理する場合には、図７（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、ワーク６’を図示せぬメッキ槽に入れて、図７（ｂ）に示すように、金属層６３の露出する表面６３ａにメッキ材料Ｍからなるメッキ膜を成長させる。その後、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、図７（ｃ）に示すように、金属層６３の表面６３ａにメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成する（凹凸形成工程）。この方法によれば、金属層６３を電極としてメッキを行うことができるので、比較的早くメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成することができる。
【００５６】
また、金属層６３を含むワーク６’をエッチングする方法では、図８（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、金属層６３の表面６３ａに残ったフォトレジスト層６２をマスクとしてエッチングを行うことによって、図８（ｂ）に示すように、金属層６３に穴部６３ｂを形成する。そして、穴部６３ｂを形成した後は、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、基板６１の表面６１ａに金属層６３からなる凸部が形成される（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。
【００５７】
前記実施形態では、支持部材２の外周面に複数の設置面２２を形成したが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように、円筒状に形成される支持部材２００の内周面２０１に複数の設置面２０２を形成してもよい。これによれば、支持部材２００を中心軸２１０回りに回転させる場合に、各ワーク６（基板６１）に外方に向かう遠心力が加わっても、各ワーク６が支持部材２００で押さえられ、遠心力で外方に飛ばされることが防止される。さらには、遠心力によって各ワーク６が支持部材２００に向けて押圧されるので、各ワーク６と支持部材２００とを強固に固定することができる。
【００５８】
前記実施形態では、ヘッド３を光軸方向に往復動させることでレーザ光の焦点位置を所定範囲に収めたが、本発明はこれに限定されず、ヘッドを構成する別の光学部品、例えば対物レンズを光軸方向に往復動させることでレーザ光の焦点位置を所定範囲に収めてもよい。さらには、レンズを屈折率変調素子で構成して、屈折率を適宜変更することで、レーザ光の焦点を往復動させてもよい。
前記実施形態では、ヘッド３を直線状に往復動させたが、本発明はこれに限定されず、例えば所定の支持棒で支持したヘッドを揺動させることでヘッドを円弧状に往復動させてもよい。
【００５９】
前記実施形態では、フォトレジスト層６２に互いに平行な複数のラインパターン６２ａを形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば情報に対応して形成されるピットを形成してもよい。また、フォトレジスト層の加工には、前記実施形態のように実際に穴部が形成される形態が含まれる他、フォトレジスト層が露光によって現像液で溶解可能な物性に変化する材料で形成される場合には、フォトレジスト層に穴部が形成されなくても、露光により物性が変化した部分で所定のパターンが形成される場合も含まれる。
【００６０】
フォトレジスト層６２の材料としては、前記実施形態のようなヒートモード型の材料に限らず、例えばフォトンモード型の材料や、露光によって現像液で溶解可能（または溶解不能）な物性に変化する材料（ポジ型、ネガ型）などを採用することができる。ここで、前述したポジ型またはネガ型のフォトレジスト層を採用する場合には、露光工程と凹凸形成工程の間に、現像液でフォトレジスト層を除去する工程を設ければよい。なお、ヒートモード型のフォトレジスト材料の具体例や、フォトレジスト層の加工条件等は、以下に示す通りである。
【００６１】
ヒートモード型のフォトレジスト材料は、従来、光記録ディスクなどの記録層に多用されている記録材料、たとえば、シアニン系、フタロシアニン系、キノン系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チオール錯塩系、メロシアニン系などの記録材料を用いることができる。
【００６２】
本発明におけるフォトレジスト層は、色素をフォトレジスト材料として含有する色素型とすることが好ましい。
従って、フォトレジスト層に含有されるフォトレジスト材料としては、色素等の有機化合物が挙げられる。なお、フォトレジスト材料としては、有機材料に限られず、無機材料または無機材料と有機材料の複合材料を使用できる。ただし、有機材料であると、成膜をスピンコートやスプレー塗布により容易にでき、転移温度が低い材料を得易いため、有機材料を採用するのが好ましい。また、有機材料の中でも、光吸収量が分子設計で制御可能な色素を採用するのが好ましい。
【００６３】
ここで、フォトレジスト層の好適な例としては、メチン色素（シアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素、オキソノール色素、メロシアニン色素など）、大環状色素（フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素など）、アゾ色素（アゾ金属キレート色素を含む）、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、桂皮酸誘導体、キノフタロン系色素などが挙げられる。中でも、メチン色素、オキソノール色素、大環状色素、アゾ色素が好ましい。
【００６４】
かかる色素型のフォトレジスト層は、露光波長領域に吸収を有する色素を含有していることが好ましい。特に、光の吸収量を示す消衰係数ｋの値は、その上限が、１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましく、１以下であることが最も好ましい。その理由は、消衰係数ｋが高すぎると、フォトレジスト層の光の入射側から反対側まで光が届かず、不均一な穴が形成されるからである。また、消衰係数ｋの下限値は、０．０００１以上であることが好ましく、０．００１以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。その理由は、消衰係数ｋが低すぎると、光吸収量が少なくなるため、その分大きなレーザパワーが必要となり、加工速度の低下を招くからである。
【００６５】
なお、フォトレジスト層は、前記したように露光波長において光吸収があることが必要であり、かような観点からレーザ光源の波長に応じて適宜色素を選択したり、構造を改変することができる。
例えば、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、ペンタメチンシアニン色素、ヘプタメチンオキソノール色素、ペンタメチンオキソノール色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素などから選択することが有利である。この中でも、フタロシアニン色素またはペンタメチンシアニン色素を用いるのが好ましい。
また、レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合は、トリメチンシアニン色素、ペンタメチンオキソノール色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ピロメテン錯体色素などから選択することが有利である。
さらに、レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、キノフタロン系色素などから選択することが有利である。
【００６６】
以下、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、６６０ｎｍ付近であった場合、４０５ｎｍ付近であった場合に対し、フォトレジスト層（フォトレジスト材料）としてそれぞれ好ましい化合物の例を挙げる。ここで、以下の化学式１，２で示す化合物（Ｉ-１〜Ｉ-１０）は、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の化合物である。また、化学式３，４で示す化合物（II-１〜II-８）は、６６０ｎｍ付近であった場合の化合物である。さらに、化学式５，６で示す化合物（III-１〜III-１４）は、４０５ｎｍ付近であった場合の化合物である。なお、本発明はこれらをフォトレジスト材料に用いた場合に限定されるものではない。
【００６７】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化１】
【００６８】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化２】
【００６９】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化３】
【００７０】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化４】
【００７１】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化５】
【００７２】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化６】
【００７３】
また、特開平４−７４６９０号公報、特開平８−１２７１７４号公報、同１１−５３７５８号公報、同１１−３３４２０４号公報、同１１−３３４２０５号公報、同１１−３３４２０６号公報、同１１−３３４２０７号公報、特開２０００−４３４２３号公報、同２０００−１０８５１３号公報、及び同２０００−１５８８１８号公報等に記載されている色素も好適に用いられる。
【００７４】
このような色素型のフォトレジスト層は、色素を、結合剤等と共に適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いで、この塗布液を、基板上に塗布して塗膜を形成した後、乾燥することにより形成できる。その際、塗布液を塗布する面の温度は、１０〜４０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、下限値が、１５℃以上であり、２０℃以上であることが更に好ましく、２３℃以上であることが特に好ましい。また、上限値としては、３５℃以下であることがより好ましく、３０℃以下であることが更に好ましく、２７℃以下であることが特に好ましい。このように被塗布面温度が上記範囲にあると、塗布ムラや塗布故障の発生を防止し、塗膜の厚さを均一とすることができる。
なお、上記の上限値及び下限値は、それぞれが任意で組み合わせることができる。
ここで、フォトレジスト層は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布工程を複数回行うことによって形成される。
塗布液中の色素の濃度は、一般に０．０１〜１５質量％の範囲であり、好ましくは０．１〜１０質量％の範囲、より好ましくは０．５〜５質量％の範囲、最も好ましくは０．５〜３質量％の範囲である。
【００７５】
塗布液の溶剤としては、酢酸ブチル、乳酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン；ジクロルメタン、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素；ジメチルホルムアミド等のアミド；メチルシクロヘキサン等の炭化水素；テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールジアセトンアルコール等のアルコール；２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール等のフッ素系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；等を挙げることができる。なお、フッ素系溶剤、グリコールエーテル類、ケトン類が好ましい。特に好ましいのはフッ素形溶剤、グリコールエーテル類である。更に好ましいのは、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルである。
上記溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、或いは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、更に、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
【００７６】
塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。なお、生産性に優れ膜厚のコントロールが容易であるという点でスピンコート法を採用するのが好ましい。
フォトレジスト層は、スピンコート法による形成に有利であるという点から、有機溶媒に対して０．３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で溶解することが好ましく、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することがより好ましい。特にテトラフルオロプロパノールに１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することが好ましい。また、フォトレジスト材料は、熱分解温度が１５０℃以上５００℃以下であることが好ましく、２００℃以上４００℃以下であることがより好ましい。
塗布の際、塗布液の温度は、２３〜５０℃の範囲であることが好ましく、２４〜４０℃の範囲であることがより好ましく、中でも、２５〜３０℃の範囲であることが特に好ましい。
【００７７】
塗布液が結合剤を含有する場合、結合剤の例としては、ゼラチン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム等の天然有機高分子物質；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン等の炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物等の合成有機高分子；を挙げることができる。フォトレジスト層の材料として結合剤を併用する場合に、結合剤の使用量は、一般に色素に対して０．０１倍量〜５０倍量（質量比）の範囲にあり、好ましくは０．１倍量〜５倍量（質量比）の範囲にある。
【００７８】
また、フォトレジスト層には、フォトレジスト層の耐光性を向上させるために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
その具体例としては、特開昭５８−１７５６９３号公報、同５９−８１１９４号公報、同６０−１８３８７号公報、同６０−１９５８６号公報、同６０−１９５８７号公報、同６０−３５０５４号公報、同６０−３６１９０号公報、同６０−３６１９１号公報、同６０−４４５５４号公報、同６０−４４５５５号公報、同６０−４４３８９号公報、同６０−４４３９０号公報、同６０−５４８９２号公報、同６０−４７０６９号公報、同６３−２０９９９５号公報、特開平４−２５４９２号公報、特公平１−３８６８０号公報、及び同６−２６０２８号公報等の各公報、ドイツ特許３５０３９９号明細書、そして日本化学会誌１９９２年１０月号第１１４１頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常０．１〜５０質量％の範囲であり、好ましくは、０．５〜４５質量％の範囲、更に好ましくは、３〜４０質量％の範囲、特に好ましくは５〜２５質量％の範囲である。
【００７９】
なお、フォトレジスト層は材料の物性に合わせ、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜法によって形成することもできる。
【００８０】
なお、色素は、穴部パターンの加工に用いるレーザ光の波長において、他の波長よりも光の吸収率が高いものが用いられる。
この色素の吸収ピークの波長は、必ずしも可視光の波長域内であるものに限定されず、紫外域や、赤外域にあるものであっても構わない。
【００８１】
なお、穴部パターンを形成するためのレーザ光の波長λｗは、大きなレーザパワーが得られる波長であればよく、例えば、フォトレジスト層に色素を用いる場合は、１９３ｎｍ、２１０ｎｍ、２６６ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍ、６５０ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍなど、１０００ｎｍ以下が好ましい。
【００８２】
また、レーザ光は、連続光でもパルス光でもよいが、自在に発光間隔が変更可能なレーザ光を採用するのが好ましい。例えば、半導体レーザを採用するのが好ましい。レーザを直接オンオフ変調できない場合は、外部変調素子で変調するのが好ましい。
【００８３】
また、レーザパワーは、加工速度を高めるためには高い方が好ましい。ただし、レーザパワーを高めるにつれ、スキャン速度（レーザ光でフォトレジスト層を走査する速度；例えば、前記実施形態に係る支持部材２の回転速度）を上げなければならない。そのため、レーザパワーの上限値は、スキャン速度の上限値を考慮して、１００Ｗが好ましく、１０Ｗがより好ましく、５Ｗがさらに好ましく、１Ｗが最も好ましい。また、レーザパワーの下限値は、０．１ｍＷが好ましく、０．５ｍＷがより好ましく、１ｍＷがさらに好ましい。
【００８４】
さらに、レーザ光は、発信波長幅およびコヒーレンシが優れていて、波長並みのスポットサイズに絞ることができるような光であることが好ましい。また、露光ストラテジ（穴部パターンを適正に形成するための光パルス照射条件）は、光ディスクで使われているようなストラテジを採用するのが好ましい。すなわち、光ディスクで使われているような、露光速度や照射するレーザ光の波高値、パルス幅などの条件を採用するのが好ましい。
【００８５】
フォトレジスト層の厚さは、エッチングに用いるエッチングガスの種類や、フォトレジスト層に形成する穴部の深さに対応させるのがよい。
この厚みは、例えば、１〜１００００ｎｍの範囲で適宜設定することができ、厚さの下限は、好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは３０ｎｍ以上である。その理由は、厚さが薄すぎると、エッチングマスクとしての効果が得難くなるからである。また、厚さの上限は、好ましくは１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以下である。その理由は、厚さが厚すぎると、大きなレーザパワーが必要になるとともに、深い穴を形成することが困難になるからであり、さらには、加工速度が低下するからである。
【００８６】
また、フォトレジスト層ｔと、穴部の直径ｄとは、以下の関係であることが好ましい。すなわち、フォトレジスト層の厚さｔの上限値は、ｔ＜１０ｄを満たす値とするのが好ましく、ｔ＜５ｄを満たす値とするのがより好ましく、ｔ＜３ｄを満たす値とするのがさらに好ましい。また、フォトレジスト層の厚さｔの下限値は、ｔ＞ｄ／１００を満たす値とするのが好ましく、ｔ＞ｄ／１０を満たす値とするのがより好ましく、ｔ＞ｄ／５を満たす値とするのがさらに好ましい。なお、このように穴部の直径ｄとの関係でフォトレジスト層の厚さｔの上限値および下限値を設定する理由は、前記した理由と同様である。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の効果を確認した一実施例について説明する。
［ワーク作製］
基板として、２０ｍｍ角のガラス板を用意し、その表面に、予め金属層としてのアルミニウムを３００ｎｍで蒸着した。さらに、アルミニウムの上にフォトレジスト層をスピンコートで塗布して、乾燥後の膜厚が１００ｎｍとなるように形成した。具体的に、フォトレジスト層の形成は、下記化学式の色素材料２ｇをＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤１００ｍｌに溶解し、その溶解液をスピンコートによりアルミニウム上に塗布することで行った。これにより、基板、金属層およびフォトレジスト層からなるワークを作製した。
【００８８】
【化７】
【００８９】
［設置工程］
前述したワークを９６０枚作製し、直径３００ｍｍ、長さ５００ｍｍのロール（支持部材）に、周方向に４８枚、軸方向に２０枚を等間隔に配置して固定した。この際、ロールの外表面を多角形状に削って、その各面に基板を設置した。
【００９０】
［露光工程］
パルステック工業株式会社製ＮＥ０５００（波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５）で、複数の微細な凹部ラインを記録した。このときの条件は以下の通りである。
各凹部ラインの配列のピッチ：０．５μｍ
レーザ出力：２ｍＷ
線速度：５ｍ／ｓ
記録信号：５ＭＨｚの矩形波
なお、このような条件とするには、当然ながらロールを回転させながら、軸方向に少しずつ移動させることで、螺旋状に凹部ラインを形成した。
【００９１】
その結果、５６時間といった短い時間で、多量（９６０枚）のワークの加工が完了したことが確認された。なお、各ワークに凹部ラインを形成した後は、ロールからワークを取り外し、ＲＩＥにて基板表面に蒸着したアルミニウムをエッチングした。その後、フォトレジスト層を洗い流すことで、ガラス基板上にアルミニウムの細線パターンが形成されたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための加工装置を示す構成図（ａ）と、支持部材の設置面を示す断面図（ｂ）と、ワークの詳細を示す断面図（ｃ）である。
【図２】ワークの前端にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ａ）と、ワークの中央にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ｂ）と、ワークの後端にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ｃ）である。
【図３】支持部材から取り外した状態のワークを示す断面図（ａ）と、フォトレジスト層の表面と基板の表面とにクロムを成膜した状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図４】メッキにより基板の表面に凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、基板の表面にメッキ材料を成長させた状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図５】エッチングにより基板の表面に凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、基板の表面をエッチングした状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図６】フォトレジスト層の表面と基板の表面とに連続するように金属材料を成膜することで凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、フォトレジスト層の表面と基板の表面とに連続するように金属材料を成膜した状態を示す断面図（ｂ）である。
【図７】フォトレジスト層と基板との間に金属層を設けた形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、金属層の表面にメッキ材料を成長させた状態を示す断面図（ｂ）と、金属層の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図８】フォトレジスト層と基板との間に金属層を設けた形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、金属層をエッチングした状態を示す断面図（ｂ）と、金属層の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図９】円筒状の支持部材の内周面に複数の設置面を形成した形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ フォトレジスト層加工装置
２ 支持部材
２Ａ 中心軸
２ｂ 外周面
３ ヘッド
４ 振動装置
５ 制御装置
６ ワーク
７ クロム
８ 回折格子
２１ 凹部
２２ 設置面
６１ 基板
６２ フォトレジスト層
６２ａ ラインパターン
６３ 金属層
Ｍ メッキ材料
ＭＭ 金属材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の露光によりパターンが形成されるフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ナノ〜サブミクロンオーダの凹凸パターンを形成する方法として、基板上に形成したフォトレジスト層に対して、ＥＢ（電子ビーム）描画やマスク露光などを行った後、現像することでフォトレジスト層に微細な穴部を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１７３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＥＢ描画やマスク露光などは、極めて高価な設備が必要であり、生産性も低いといった問題があった。
【０００５】
この問題に対し、本願発明者は、ヒートモードの形状変化が可能なフォトレジスト層（レーザ光の照射だけで穴部が形成されるフォトレジスト層）に対して、レーザ光を所定パターンで走査することで、ナノ〜サブミクロンオーダの凹凸パターンを形成する方法を案出している。この方法は、設備を簡易化することができるとともに、現像工程が不要となるため生産性も高いといったメリットを有している。
【０００６】
しかし、この方法でフォトレジスト層を有する基板に対して直線状のラインパターンを複数平行に形成する場合には、Ｘ−Ｙテーブルにて、レーザ光で１本のラインパターンを形成した後、パターンの幅だけずらしてから、再びレーザ光で新たなラインパターンを形成するといった動作を繰り返す必要があるため、加工時間が長くなるといった問題があった。具体的には、例えば２０ｍｍ角の基板上に形成したフォトレジスト層に、０．５μｍピッチでラインパターンを形成する場合には、４万本のラインパターンを形成する必要があるので、レーザ光が１本のラインパターンを形成して次のラインパターンの形成開始位置まで移動するまでの１サイクルにかかる時間を０．４秒としても、加工時間は約５時間になるといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のラインパターンを短時間で形成することができるフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法は、所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、支持部材の各設置面に基板を固定させた後、例えば支持部材を中心軸回りに回転させるとともに、ヘッドを中心軸に沿って移動させながら、ヘッドからレーザ光を出射する。これにより、レーザ光が支持部材の中心軸を中心とした螺旋状に走査されることとなり、複数の基板のフォトレジスト層に複数のラインパターンが平行に形成される。したがって、ラインパターンを1本形成するごとにＸ−Ｙテーブルの停止・移動を繰り返すことでレーザ光を断続的に走査する方法に比べ、レーザ光を連続して走査することができるので、加工時間を短時間にすることができる。
【００１０】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程において、前記フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるように、レーザ光の焦点を前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させるのが望ましい。
【００１１】
これによれば、レーザ光の焦点をフォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることで、フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるので、フォトレジスト層上のレーザ光のスポット径を略一定にすることができ、フォトレジスト層に精度良く穴部を形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されているのが望ましい。
【００１３】
これによれば、フォトレジスト層にレーザ光を照射するだけで、レーザ光のスポット径よりも小さな穴部がフォトレジスト層に形成されるので、ナノ〜サブミクロンオーダの微細な穴部をフォトレジスト層に迅速に形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法およびパターン形成基板の製造方法では、前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置するのが望ましい。
【００１５】
これによれば、支持部材を中心軸回りに回転させる場合に、各基板に外方に向かう遠心力が加わっても、各基板が支持部材で押さえられ、遠心力で外方に飛ばされることが防止される。さらには、遠心力によって各基板が支持部材に向けて押圧されるので、各基板と支持部材とを強固に固定することができる。
【００１６】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに金属材料を成膜させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００１７】
これによれば、金属によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記基板の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００１９】
これによれば、メッキ材料によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にエッチングによる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２１】
これによれば、エッチングにより、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【００２２】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに連続して金属材料を成膜することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２３】
これによれば、フォトレジスト層を残した状態の基板の表面全体に金属材料を成膜させるだけで、基板の表面に金属材料からなる凹凸パターンを良好に形成することができる。また、この方法では、金属材料の成膜後にフォトレジスト層を除去する必要がないので、フォトレジスト層を除去するための設備等が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記金属層の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記金属層の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２５】
これによれば、金属層を電極としてメッキを行うことができるので、比較的早くメッキ材料からなる凹凸パターンを形成することができる。
【００２６】
また、本発明に係るパターン形成基板の製造方法では、前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、前記露光工程の後、前記金属層の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属層からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに設けてもよい。
【００２７】
これによれば、金属によって、基板の表面に良好な凹凸パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、レーザ光が支持部材の中心軸を中心とした螺旋状に走査されるので、中心軸から等距離に配置される各基板のフォトレジスト層に対して複数のラインパターンを短時間で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の一実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）に示すように、フォトレジスト層加工装置１は、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための装置であり、主に、支持部材２、ヘッド３、振動装置４および制御装置５を備えて構成されている。
【００３０】
支持部材２は、円柱状に形成されており、その外周面には、図１（ｂ）に示すように、支持部材２の周方向および軸方向に一定間隔で並ぶ複数の凹部２１が形成されている。これらの凹部２１の底面は、支持部材２の中心軸２Ａから等距離となる位置に形成されることで、ワーク６を設置するための設置面２２となっている。そして、支持部材２は、制御装置５で適宜制御されることによって、中心軸２Ａを中心として所定の回転速度で回転するようになっている。
【００３１】
ワーク６は、図１（ｃ）に示すように、矩形の基板６１と、基板６１上にスピンコート等の方法で均一な薄い膜厚で形成されるフォトレジスト層６２とを備えて構成されている。ここで、本実施形態に係るフォトレジスト層６２は、強い光の照射により光が熱に変換されてこの熱により材料が形状変化して穴部を形成することが可能な層であり、いわゆるヒートモード型のフォトレジスト材料の層である。なお、フォトレジスト層６２の具体例については、後で詳述することとする。そして、ワーク６は、複数用意されて、支持部材２の各設置面２２に接着剤やエア吸引等によって固定される。
【００３２】
ヘッド３は、支持部材２に固定された各ワーク６のフォトレジスト層６２に対してレーザ光を照射する装置である。そして、このヘッド３は、振動装置４に支持されるとともに、支持部材２の中心軸２Ａに沿って振動装置４と一体に移動可能に構成されている。
【００３３】
振動装置４は、ヘッド３とワーク６との間隔（ギャップ）が一定範囲に収まるように、ヘッド３をワーク６に対して近付く方向および離れる方向に往復動させるボイスコイルモータなどを有する装置であり、適宜制御装置５によって制御されている。言い換えると、この振動装置４は、ヘッド３から照射されるレーザ光の焦点位置がワーク６に対して一定範囲に収まるように、ヘッド３を光軸方向に往復動させてレーザ光の焦点を往復動させている。
【００３４】
制御装置５は、ヘッド３を中心軸２Ａに沿って移動させる制御や支持部材２を回転させる制御を実行する他、前述したようにヘッド３とワーク６とのギャップが一定範囲に収まるように、振動装置４でヘッド３を振動させる制御を実行する。具体的に、制御装置５は、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、レーザ光で、ワーク６の表面のうち移動方向前側に位置する前端６ａや移動方向後側に位置する後端６ｂを走査する際には、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂ（中心軸２Ａ）から最も遠い位置Ｐ１に位置させる。また、図２（ｂ）に示すように、レーザ光で、ワーク６の表面の中央部６ｃを走査する際には、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂに最も近い位置Ｐ２に位置させる。
【００３５】
ここで、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、ワーク６の表面の前端６ａと後端６ｂは、ワーク６の表面において支持部材２の中心軸２Ａから最も遠い位置にあり、ワーク６の表面の中央部６ｃは、ワーク６の表面において支持部材２の中心軸２Ａに最も近い位置にある。すなわち、ワーク６の表面の前端６ａ（または後端６ｂ）と支持部材２の外周面２ｂとの距離は、最大値Ｄｍａｘになっており、ワーク６の表面の中央部６ｃと支持部材２の外周面２ｂとの距離は、最小値Ｄｍｉｎになっている。そのため、制御装置５は、例えば最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差に相当する距離の間でヘッド３を往復動させることで、ワーク６の前端６ａ、後端６ｂおよび中央部６ｃにおいて、ギャップを一定値αとしている。そして、このように制御することによって、前端６ａから中央部６ｃまでの間や、中央部６ｃから後端６ｂまでの間においても、ギャップを略一定値αにすることが可能となっている。
【００３６】
具体的には、例えば支持部材２の直径を３００ｍｍ、ワーク６を２０ｍｍ角とした場合、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差は、約０．３３ｍｍとなる。このとき、ワーク６の前端６ａから後端６ｂまでをレーザ光で走査する時間の間にヘッド３を振幅０．１６５ｍｍの正弦波に従った動きで往復動させることで、ヘッド３とワーク６の表面とのギャップの所定値αからのずれ量を約０．０８ｍｍまで抑制することができる。なお、このずれ量は、ギャップの変動が正弦波のような原点に対称な波形にならないことによって生じている。ここで、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差は、支持部材２の直径が大きい程小さくなるとともに、ワーク６が小さい程（ワーク６の枚数が多くなる程）小さくなるため、支持部材２の直径を大きくしたり、ワーク６の枚数を多くするのが望ましい。
【００３７】
なお、各ワーク６の前端６ａ、後端６ｂおよび中央部６ｃにおいてギャップを一定値αとするには、各ワーク６間の距離や支持部材２の回転速度やヘッド３を振動させる速度等を適宜設定すればよい。すなわち、例えば図２（ｃ）に示す位置から図２（ａ）に示す位置まで支持部材２が回転するまでの間に、ヘッド３が一往復（もしくは複数回往復）するように各ワーク６間の距離等を設定することで、次のワーク６の前端６ａをレーザ光で走査する際に、ヘッド３を支持部材２の外周面２ｂから最も遠い位置Ｐ１に位置させることができる。
【００３８】
また、制御装置５によるヘッド３の往復動の制御は、例えば支持部材２が一回転するたびに往復動の開始のタイミング（振動の位相および周期）を修正する等によって、ずれを抑制して精度を上げることもできる。
【００３９】
次に、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を説明する。
図１（ｃ）に示すように、基板６１上にスピンコート等の方法でフォトレジスト層６２を形成することで、ワーク６を複数製造する。複数のワーク６を、図１（ａ），（ｂ）に示すように、支持部材２の各設置面２２に固定させる（設置工程）。ここで、例えば支持部材２の直径を５００ｍｍ、長さを６００ｍｍとし、ワーク６を２０ｍｍ角とすれば、１０００枚以上のワーク６を支持部材２に固定することができる。
【００４０】
支持部材２を回転させ、回転が安定した後、ヘッド３を光軸方向に往復動させつつ支持部材２の中心軸２Ａに沿って移動させながら、ヘッド３からレーザ光をワーク６に対して照射する（露光工程）。これにより、レーザ光が支持部材２の周りを螺旋状に走査することによって、各ワーク６に互いに平行となる複数のラインパターンが迅速に形成される。このとき、各ラインパターンのピッチが例えばナノ〜サブミクロンオーダ等の極めて小さな値に設定されている場合には、各ワーク６の左右のエッジ（支持部材２の軸方向における両端縁）に対して略平行なラインパターンを形成できる。ここで、例えばラインパターンのピッチを０．５μｍとし、２００ｒｐｍで支持部材２を回転させると、１００時間で２０００枚以上のワーク６を加工（すなわち、１枚当たり３分以下で加工）でき、極めて迅速に、サブミクロンのラインパターンを形成することができる。また、ヘッド３を中心軸２Ａの方向に複数設置すれば、その分、加工時間をさらに短縮することができる。例えば、支持部材２の中心軸２Ａの方向に並ぶ複数（例えば６枚）のワーク６に対して所定数（例えば２つ）のヘッド３を中心軸２Ａの方向にずらして配設する場合、中心軸２Ａ方向に並ぶワーク６の数をヘッド３の数で割った数（例えば３枚）ごとにヘッド３を配設すればよい。
【００４１】
続いて、本発明に係るパターン形成基板の製造方法について説明する。なお、前述したフォトレジスト層の加工方法は、以下に説明するパターン形成基板の製造方法の一部の工程である。
【００４２】
前述したように支持部材２の外周面全体に対して螺旋状にレーザ光を照射した後、各ワーク６を支持部材２から取り外すと、図３（ａ）に示すように、各ワーク６のフォトレジスト層６２に、互いに平行となる複数のラインパターン６２ａが形成される。そして、支持部材２から取り外したワーク６を図示せぬ真空チャンバーに入れて、図３（ｂ）に示すように、基板６１の表面６１ａとフォトレジスト層６２の表面６２ｂに対して金属材料の一例としてのクロム７を蒸着またはスパッタリングにより成膜する。その後は、図３（ｃ）に示すように、エタノールなどの洗浄液でフォトレジスト層６２を洗い流すと、基板６１の表面６１ａにクロム７からなるパターン（凸部）が形成される（凹凸形成工程）。これにより、クロム７からなるパターンを有したパターン形成基板の一例としての回折格子８が製造される。なお、パターン形成基板としては、回折格子８の他、偏光板、反射防止板、波長板などを採用できる。
【００４３】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
レーザ光が支持部材２の中心軸２Ａを中心とした螺旋状に走査されるので、複数のワーク６のフォトレジスト層６２に複数の平行なラインパターン６２ａを迅速に形成することができる。すなわち、ラインパターンを1本形成するごとにＸ−Ｙテーブルの停止・移動を繰り返すことでレーザ光を断続的に走査する方法に比べ、レーザ光を連続して走査することができるので、加工時間を短時間にすることができる。
【００４４】
ヘッド３をフォトレジスト層６２に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることで、フォトレジスト層６２とヘッド３との間隔が一定範囲に収まるので、フォトレジスト層６２上のレーザ光のスポット径を略一定にすることができ、フォトレジスト層６２に精度良くラインパターン６２ａを形成することができる。
【００４５】
フォトレジスト層６２がヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されているので、フォトレジスト層６２にレーザ光を照射するだけで、レーザ光のスポット径よりも小さな穴部がフォトレジスト層６２に形成される。そのため、ナノ〜サブミクロンオーダの微細な穴部（ラインパターン６２ａ）をフォトレジスト層６２に迅速に形成することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、円柱状の支持部材２に矩形の凹部２１を形成することで凹部２１の底面を設置面２２としたが、本発明はこれに限定されず、例えば支持部材を多角形に形成することで支持部材の各外面を設置面としてもよい。
【００４７】
前記実施形態では、周方向に複数のワーク６を並べるとともに、軸方向にも複数のワーク６を並べたが、本発明はこれに限定されず、周方向のみに複数ワーク６を並べてもよい。
前記実施形態では、支持部材２を回転させ、ヘッド３を軸方向に移動したが、本発明はこれに限定されず、例えばヘッド３を回転させ、支持部材２を軸方向に移動してもよい。
【００４８】
前記実施形態では、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、クロム７を蒸着して、フォトレジスト層６２を除去することで、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、メッキにより基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００４９】
具体的に、この方法では、図４（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、ワーク６を図示せぬメッキ槽に入れて、図４（ｂ）に示すように、基板６１の露出する表面６１ａにメッキ材料Ｍからなるメッキ膜を成長させる。その後、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、図４（ｃ）に示すように、基板６１の表面６１ａにメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成する（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。なお、メッキ材料Ｍとしては、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、アルミニウム、チタン、銅などの金属または金属含有物などを採用できる。
【００５０】
また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、エッチングにより基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００５１】
具体的に、この方法では、図５（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、基板６１の表面６１ａに残ったフォトレジスト層６２をマスクとしてエッチングを行うことによって、図５（ｂ）に示すように、基板６１の表面６１ａに凹部６１ｂを形成する。ここで、エッチングとしては、ウェットエッチング、ドライエッチング、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）など、種々のエッチング方法を採用できる。
【００５２】
そして、凹部６１ｂを形成した後は、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、基板６１の表面６１ａにエッチングによる凹凸パターン（凹部６１ｂ）が形成される（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。
【００５３】
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ラインパターン６２ａを形成したフォトレジスト層６２の表面６２ｂと基板６１の表面６１ａとに連続するように、金属材料ＭＭを蒸着またはスパッタリングによって成膜することで基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを形成してもよい。これによれば、前記実施形態のように蒸着またはスパッタリング処理の後に基板６１の表面６１ａに残るフォトレジスト層６２を除去することなく、凹凸パターンを形成することができるので、フォトレジスト層６２を除去するための設備等が不要となり、製造コストを低減することができる。なお、図６のようにフォトレジスト層６２の表面６２ｂと基板６１の表面６１ａとに連続するように金属材料ＭＭを成膜するには、スパッタリングを採用するのが望ましく、図３のように金属材料（クロム７）を断続的に成膜するには、真空蒸着を採用するのが望ましい。また、この図６の実施形態については、基板６１の表面６１ａが露出するまでラインパターン６２ａを形成する必要はない。すなわち、ラインパターン６２ａの底面で基板６１の表面６１ａが覆われていても、金属材料ＭＭからなる凹凸パターンを形成することができる。
【００５４】
また、図７や図８に示すように、フォトレジスト層６２と基板６１との間に金属材料で形成される金属層６３を設けて、メッキ処理やエッチング等によって金属層６３に微細な凹凸パターンを形成してもよい。
【００５５】
具体的に、金属層６３を含むワーク６’をメッキ処理する場合には、図７（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、ワーク６’を図示せぬメッキ槽に入れて、図７（ｂ）に示すように、金属層６３の露出する表面６３ａにメッキ材料Ｍからなるメッキ膜を成長させる。その後、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、図７（ｃ）に示すように、金属層６３の表面６３ａにメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成する（凹凸形成工程）。この方法によれば、金属層６３を電極としてメッキを行うことができるので、比較的早くメッキ材料Ｍからなる凹凸パターンを形成することができる。
【００５６】
また、金属層６３を含むワーク６’をエッチングする方法では、図８（ａ）に示すように、フォトレジスト層６２にラインパターン６２ａを形成した後、金属層６３の表面６３ａに残ったフォトレジスト層６２をマスクとしてエッチングを行うことによって、図８（ｂ）に示すように、金属層６３に穴部６３ｂを形成する。そして、穴部６３ｂを形成した後は、フォトレジスト層６２を前記実施形態のような洗浄液で除去することで、基板６１の表面６１ａに金属層６３からなる凸部が形成される（凹凸形成工程）。この方法でも、基板６１の表面６１ａに微細な凹凸パターンを良好に形成することができる。
【００５７】
前記実施形態では、支持部材２の外周面に複数の設置面２２を形成したが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように、円筒状に形成される支持部材２００の内周面２０１に複数の設置面２０２を形成してもよい。これによれば、支持部材２００を中心軸２１０回りに回転させる場合に、各ワーク６（基板６１）に外方に向かう遠心力が加わっても、各ワーク６が支持部材２００で押さえられ、遠心力で外方に飛ばされることが防止される。さらには、遠心力によって各ワーク６が支持部材２００に向けて押圧されるので、各ワーク６と支持部材２００とを強固に固定することができる。
【００５８】
前記実施形態では、ヘッド３を光軸方向に往復動させることでレーザ光の焦点位置を所定範囲に収めたが、本発明はこれに限定されず、ヘッドを構成する別の光学部品、例えば対物レンズを光軸方向に往復動させることでレーザ光の焦点位置を所定範囲に収めてもよい。さらには、レンズを屈折率変調素子で構成して、屈折率を適宜変更することで、レーザ光の焦点を往復動させてもよい。
前記実施形態では、ヘッド３を直線状に往復動させたが、本発明はこれに限定されず、例えば所定の支持棒で支持したヘッドを揺動させることでヘッドを円弧状に往復動させてもよい。
【００５９】
前記実施形態では、フォトレジスト層６２に互いに平行な複数のラインパターン６２ａを形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば情報に対応して形成されるピットを形成してもよい。また、フォトレジスト層の加工には、前記実施形態のように実際に穴部が形成される形態が含まれる他、フォトレジスト層が露光によって現像液で溶解可能な物性に変化する材料で形成される場合には、フォトレジスト層に穴部が形成されなくても、露光により物性が変化した部分で所定のパターンが形成される場合も含まれる。
【００６０】
フォトレジスト層６２の材料としては、前記実施形態のようなヒートモード型の材料に限らず、例えばフォトンモード型の材料や、露光によって現像液で溶解可能（または溶解不能）な物性に変化する材料（ポジ型、ネガ型）などを採用することができる。ここで、前述したポジ型またはネガ型のフォトレジスト層を採用する場合には、露光工程と凹凸形成工程の間に、現像液でフォトレジスト層を除去する工程を設ければよい。なお、ヒートモード型のフォトレジスト材料の具体例や、フォトレジスト層の加工条件等は、以下に示す通りである。
【００６１】
ヒートモード型のフォトレジスト材料は、従来、光記録ディスクなどの記録層に多用されている記録材料、たとえば、シアニン系、フタロシアニン系、キノン系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チオール錯塩系、メロシアニン系などの記録材料を用いることができる。
【００６２】
本発明におけるフォトレジスト層は、色素をフォトレジスト材料として含有する色素型とすることが好ましい。
従って、フォトレジスト層に含有されるフォトレジスト材料としては、色素等の有機化合物が挙げられる。なお、フォトレジスト材料としては、有機材料に限られず、無機材料または無機材料と有機材料の複合材料を使用できる。ただし、有機材料であると、成膜をスピンコートやスプレー塗布により容易にでき、転移温度が低い材料を得易いため、有機材料を採用するのが好ましい。また、有機材料の中でも、光吸収量が分子設計で制御可能な色素を採用するのが好ましい。
【００６３】
ここで、フォトレジスト層の好適な例としては、メチン色素（シアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素、オキソノール色素、メロシアニン色素など）、大環状色素（フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素など）、アゾ色素（アゾ金属キレート色素を含む）、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、桂皮酸誘導体、キノフタロン系色素などが挙げられる。中でも、メチン色素、オキソノール色素、大環状色素、アゾ色素が好ましい。
【００６４】
かかる色素型のフォトレジスト層は、露光波長領域に吸収を有する色素を含有していることが好ましい。特に、光の吸収量を示す消衰係数ｋの値は、その上限が、１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましく、１以下であることが最も好ましい。その理由は、消衰係数ｋが高すぎると、フォトレジスト層の光の入射側から反対側まで光が届かず、不均一な穴が形成されるからである。また、消衰係数ｋの下限値は、０．０００１以上であることが好ましく、０．００１以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。その理由は、消衰係数ｋが低すぎると、光吸収量が少なくなるため、その分大きなレーザパワーが必要となり、加工速度の低下を招くからである。
【００６５】
なお、フォトレジスト層は、前記したように露光波長において光吸収があることが必要であり、かような観点からレーザ光源の波長に応じて適宜色素を選択したり、構造を改変することができる。
例えば、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、ペンタメチンシアニン色素、ヘプタメチンオキソノール色素、ペンタメチンオキソノール色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素などから選択することが有利である。この中でも、フタロシアニン色素またはペンタメチンシアニン色素を用いるのが好ましい。
また、レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合は、トリメチンシアニン色素、ペンタメチンオキソノール色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ピロメテン錯体色素などから選択することが有利である。
さらに、レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、１−アミノブタジエン誘導体、キノフタロン系色素などから選択することが有利である。
【００６６】
以下、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、６６０ｎｍ付近であった場合、４０５ｎｍ付近であった場合に対し、フォトレジスト層（フォトレジスト材料）としてそれぞれ好ましい化合物の例を挙げる。ここで、以下の化学式１，２で示す化合物（Ｉ-１〜Ｉ-１０）は、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の化合物である。また、化学式３，４で示す化合物（II-１〜II-８）は、６６０ｎｍ付近であった場合の化合物である。さらに、化学式５，６で示す化合物（III-１〜III-１４）は、４０５ｎｍ付近であった場合の化合物である。なお、本発明はこれらをフォトレジスト材料に用いた場合に限定されるものではない。
【００６７】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化１】
【００６８】
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化２】
【００６９】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化３】
【００７０】
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化４】
【００７１】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化５】
【００７２】
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
【化６】
【００７３】
また、特開平４−７４６９０号公報、特開平８−１２７１７４号公報、同１１−５３７５８号公報、同１１−３３４２０４号公報、同１１−３３４２０５号公報、同１１−３３４２０６号公報、同１１−３３４２０７号公報、特開２０００−４３４２３号公報、同２０００−１０８５１３号公報、及び同２０００−１５８８１８号公報等に記載されている色素も好適に用いられる。
【００７４】
このような色素型のフォトレジスト層は、色素を、結合剤等と共に適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いで、この塗布液を、基板上に塗布して塗膜を形成した後、乾燥することにより形成できる。その際、塗布液を塗布する面の温度は、１０〜４０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、下限値が、１５℃以上であり、２０℃以上であることが更に好ましく、２３℃以上であることが特に好ましい。また、上限値としては、３５℃以下であることがより好ましく、３０℃以下であることが更に好ましく、２７℃以下であることが特に好ましい。このように被塗布面温度が上記範囲にあると、塗布ムラや塗布故障の発生を防止し、塗膜の厚さを均一とすることができる。
なお、上記の上限値及び下限値は、それぞれが任意で組み合わせることができる。
ここで、フォトレジスト層は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布工程を複数回行うことによって形成される。
塗布液中の色素の濃度は、一般に０．０１〜１５質量％の範囲であり、好ましくは０．１〜１０質量％の範囲、より好ましくは０．５〜５質量％の範囲、最も好ましくは０．５〜３質量％の範囲である。
【００７５】
塗布液の溶剤としては、酢酸ブチル、乳酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン；ジクロルメタン、１，２−ジクロルエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素；ジメチルホルムアミド等のアミド；メチルシクロヘキサン等の炭化水素；テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールジアセトンアルコール等のアルコール；２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール等のフッ素系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；等を挙げることができる。なお、フッ素系溶剤、グリコールエーテル類、ケトン類が好ましい。特に好ましいのはフッ素形溶剤、グリコールエーテル類である。更に好ましいのは、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルである。
上記溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、或いは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、更に、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
【００７６】
塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。なお、生産性に優れ膜厚のコントロールが容易であるという点でスピンコート法を採用するのが好ましい。
フォトレジスト層は、スピンコート法による形成に有利であるという点から、有機溶媒に対して０．３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で溶解することが好ましく、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することがより好ましい。特にテトラフルオロプロパノールに１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下で溶解することが好ましい。また、フォトレジスト材料は、熱分解温度が１５０℃以上５００℃以下であることが好ましく、２００℃以上４００℃以下であることがより好ましい。
塗布の際、塗布液の温度は、２３〜５０℃の範囲であることが好ましく、２４〜４０℃の範囲であることがより好ましく、中でも、２５〜３０℃の範囲であることが特に好ましい。
【００７７】
塗布液が結合剤を含有する場合、結合剤の例としては、ゼラチン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム等の天然有機高分子物質；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン等の炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物等の合成有機高分子；を挙げることができる。フォトレジスト層の材料として結合剤を併用する場合に、結合剤の使用量は、一般に色素に対して０．０１倍量〜５０倍量（質量比）の範囲にあり、好ましくは０．１倍量〜５倍量（質量比）の範囲にある。
【００７８】
また、フォトレジスト層には、フォトレジスト層の耐光性を向上させるために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
その具体例としては、特開昭５８−１７５６９３号公報、同５９−８１１９４号公報、同６０−１８３８７号公報、同６０−１９５８６号公報、同６０−１９５８７号公報、同６０−３５０５４号公報、同６０−３６１９０号公報、同６０−３６１９１号公報、同６０−４４５５４号公報、同６０−４４５５５号公報、同６０−４４３８９号公報、同６０−４４３９０号公報、同６０−５４８９２号公報、同６０−４７０６９号公報、同６３−２０９９９５号公報、特開平４−２５４９２号公報、特公平１−３８６８０号公報、及び同６−２６０２８号公報等の各公報、ドイツ特許３５０３９９号明細書、そして日本化学会誌１９９２年１０月号第１１４１頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常０．１〜５０質量％の範囲であり、好ましくは、０．５〜４５質量％の範囲、更に好ましくは、３〜４０質量％の範囲、特に好ましくは５〜２５質量％の範囲である。
【００７９】
なお、フォトレジスト層は材料の物性に合わせ、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜法によって形成することもできる。
【００８０】
なお、色素は、穴部パターンの加工に用いるレーザ光の波長において、他の波長よりも光の吸収率が高いものが用いられる。
この色素の吸収ピークの波長は、必ずしも可視光の波長域内であるものに限定されず、紫外域や、赤外域にあるものであっても構わない。
【００８１】
なお、穴部パターンを形成するためのレーザ光の波長λｗは、大きなレーザパワーが得られる波長であればよく、例えば、フォトレジスト層に色素を用いる場合は、１９３ｎｍ、２１０ｎｍ、２６６ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍ、６５０ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍなど、１０００ｎｍ以下が好ましい。
【００８２】
また、レーザ光は、連続光でもパルス光でもよいが、自在に発光間隔が変更可能なレーザ光を採用するのが好ましい。例えば、半導体レーザを採用するのが好ましい。レーザを直接オンオフ変調できない場合は、外部変調素子で変調するのが好ましい。
【００８３】
また、レーザパワーは、加工速度を高めるためには高い方が好ましい。ただし、レーザパワーを高めるにつれ、スキャン速度（レーザ光でフォトレジスト層を走査する速度；例えば、前記実施形態に係る支持部材２の回転速度）を上げなければならない。そのため、レーザパワーの上限値は、スキャン速度の上限値を考慮して、１００Ｗが好ましく、１０Ｗがより好ましく、５Ｗがさらに好ましく、１Ｗが最も好ましい。また、レーザパワーの下限値は、０．１ｍＷが好ましく、０．５ｍＷがより好ましく、１ｍＷがさらに好ましい。
【００８４】
さらに、レーザ光は、発信波長幅およびコヒーレンシが優れていて、波長並みのスポットサイズに絞ることができるような光であることが好ましい。また、露光ストラテジ（穴部パターンを適正に形成するための光パルス照射条件）は、光ディスクで使われているようなストラテジを採用するのが好ましい。すなわち、光ディスクで使われているような、露光速度や照射するレーザ光の波高値、パルス幅などの条件を採用するのが好ましい。
【００８５】
フォトレジスト層の厚さは、エッチングに用いるエッチングガスの種類や、フォトレジスト層に形成する穴部の深さに対応させるのがよい。
この厚みは、例えば、１〜１００００ｎｍの範囲で適宜設定することができ、厚さの下限は、好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは３０ｎｍ以上である。その理由は、厚さが薄すぎると、エッチングマスクとしての効果が得難くなるからである。また、厚さの上限は、好ましくは１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以下である。その理由は、厚さが厚すぎると、大きなレーザパワーが必要になるとともに、深い穴を形成することが困難になるからであり、さらには、加工速度が低下するからである。
【００８６】
また、フォトレジスト層ｔと、穴部の直径ｄとは、以下の関係であることが好ましい。すなわち、フォトレジスト層の厚さｔの上限値は、ｔ＜１０ｄを満たす値とするのが好ましく、ｔ＜５ｄを満たす値とするのがより好ましく、ｔ＜３ｄを満たす値とするのがさらに好ましい。また、フォトレジスト層の厚さｔの下限値は、ｔ＞ｄ／１００を満たす値とするのが好ましく、ｔ＞ｄ／１０を満たす値とするのがより好ましく、ｔ＞ｄ／５を満たす値とするのがさらに好ましい。なお、このように穴部の直径ｄとの関係でフォトレジスト層の厚さｔの上限値および下限値を設定する理由は、前記した理由と同様である。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の効果を確認した一実施例について説明する。
［ワーク作製］
基板として、２０ｍｍ角のガラス板を用意し、その表面に、予め金属層としてのアルミニウムを３００ｎｍで蒸着した。さらに、アルミニウムの上にフォトレジスト層をスピンコートで塗布して、乾燥後の膜厚が１００ｎｍとなるように形成した。具体的に、フォトレジスト層の形成は、下記化学式の色素材料２ｇをＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤１００ｍｌに溶解し、その溶解液をスピンコートによりアルミニウム上に塗布することで行った。これにより、基板、金属層およびフォトレジスト層からなるワークを作製した。
【００８８】
【化７】
【００８９】
［設置工程］
前述したワークを９６０枚作製し、直径３００ｍｍ、長さ５００ｍｍのロール（支持部材）に、周方向に４８枚、軸方向に２０枚を等間隔に配置して固定した。この際、ロールの外表面を多角形状に削って、その各面に基板を設置した。
【００９０】
［露光工程］
パルステック工業株式会社製ＮＥ０５００（波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５）で、複数の微細な凹部ラインを記録した。このときの条件は以下の通りである。
各凹部ラインの配列のピッチ：０．５μｍ
レーザ出力：２ｍＷ
線速度：５ｍ／ｓ
記録信号：５ＭＨｚの矩形波
なお、このような条件とするには、当然ながらロールを回転させながら、軸方向に少しずつ移動させることで、螺旋状に凹部ラインを形成した。
【００９１】
その結果、５６時間といった短い時間で、多量（９６０枚）のワークの加工が完了したことが確認された。なお、各ワークに凹部ラインを形成した後は、ロールからワークを取り外し、ＲＩＥにて基板表面に蒸着したアルミニウムをエッチングした。その後、フォトレジスト層を洗い流すことで、ガラス基板上にアルミニウムの細線パターンが形成されたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための加工装置を示す構成図（ａ）と、支持部材の設置面を示す断面図（ｂ）と、ワークの詳細を示す断面図（ｃ）である。
【図２】ワークの前端にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ａ）と、ワークの中央にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ｂ）と、ワークの後端にレーザ光を照射している状態を示す断面図（ｃ）である。
【図３】支持部材から取り外した状態のワークを示す断面図（ａ）と、フォトレジスト層の表面と基板の表面とにクロムを成膜した状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図４】メッキにより基板の表面に凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、基板の表面にメッキ材料を成長させた状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図５】エッチングにより基板の表面に凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、基板の表面をエッチングした状態を示す断面図（ｂ）と、基板の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図６】フォトレジスト層の表面と基板の表面とに連続するように金属材料を成膜することで凹凸パターンを形成する形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、フォトレジスト層の表面と基板の表面とに連続するように金属材料を成膜した状態を示す断面図（ｂ）である。
【図７】フォトレジスト層と基板との間に金属層を設けた形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、金属層の表面にメッキ材料を成長させた状態を示す断面図（ｂ）と、金属層の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図８】フォトレジスト層と基板との間に金属層を設けた形態を示す断面図であり、フォトレジスト層にラインパターンが形成された状態を示す断面図（ａ）と、金属層をエッチングした状態を示す断面図（ｂ）と、金属層の表面からフォトレジスト層を除去した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図９】円筒状の支持部材の内周面に複数の設置面を形成した形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ フォトレジスト層加工装置
２ 支持部材
２Ａ 中心軸
２ｂ 外周面
３ ヘッド
４ 振動装置
５ 制御装置
６ ワーク
７ クロム
８ 回折格子
２１ 凹部
２２ 設置面
６１ 基板
６２ フォトレジスト層
６２ａ ラインパターン
６３ 金属層
Ｍ メッキ材料
ＭＭ 金属材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、
前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とするフォトレジスト層の加工方法。
【請求項２】
前記露光工程において、
前記フォトレジスト層と前記ヘッドとの間隔が一定範囲に収まるように、前記ヘッドを前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項３】
前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項４】
前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項５】
所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、
前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
前記露光工程において、
前記フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるように、レーザ光の焦点を前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項８】
前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項９】
前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに金属材料を成膜させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１０】
前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記基板の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１１】
前記露光工程の後、前記基板の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にエッチングによる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１２】
前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに連続して金属材料を成膜することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１３】
前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、
前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記金属層の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記金属層の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１４】
前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、
前記露光工程の後、前記金属層の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属層からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１】
所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、
前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とするフォトレジスト層の加工方法。
【請求項２】
前記露光工程において、
前記フォトレジスト層と前記ヘッドとの間隔が一定範囲に収まるように、前記ヘッドを前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項３】
前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項４】
前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
【請求項５】
所定の中心軸から等距離に配置される複数の設置面を有する支持部材の各設置面に、フォトレジスト層を有する複数の基板を固定する設置工程と、
前記フォトレジスト層に対してレーザ光を出射するヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸回りに回転させるとともに、前記ヘッドおよび前記支持部材の少なくとも一方を前記中心軸に沿うように移動させながら、前記ヘッドからレーザ光を出射する露光工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
前記露光工程において、
前記フォトレジスト層に対するレーザ光の焦点位置が一定範囲に収まるように、レーザ光の焦点を前記フォトレジスト層に対して近付く方向および離れる方向に往復動させることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項８】
前記支持部材を筒状に形成するとともに、前記設置面を支持部材の内面に配置することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項９】
前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに金属材料を成膜させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１０】
前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記基板の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１１】
前記露光工程の後、前記基板の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面にエッチングによる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１２】
前記露光工程の後、前記基板の表面と前記フォトレジスト層の表面とに連続して金属材料を成膜することで、前記基板の表面に前記金属材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１３】
前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、
前記露光工程の後、前記基板をメッキ槽に入れて、露出した前記金属層の表面にメッキ膜を成長させてからフォトレジスト層を除去することで、前記金属層の表面にメッキ材料からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【請求項１４】
前記フォトレジスト層と前記基板との間に金属材料で形成される金属層を設け、
前記露光工程の後、前記金属層の表面に残ったフォトレジスト層をマスクとしてエッチングを行ってからフォトレジスト層を除去することで、前記基板の表面に前記金属層からなる凹凸パターンを形成する凹凸形成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか1項に記載のパターン形成基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２８２２７７（Ｐ２００９−２８２２７７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３４０１７（Ｐ２００８−１３４０１７）
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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