モスアイ構造体およびモスアイ構造体製造方法
【課題】微細構造パターンがなだらかな錐形の形状であるモスアイ構造体およびモスアイ構造体製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のモスアイ構造体は、構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。また、本発明のモスアイ構造体製造方法は、樹脂を塗布する工程を備えることにより、自己整合的に凹凸パターンの凹部の角を曲面にすることが出来、微細構造パターンを精度良くなだらかな錐形の形状にすることが出来る。
【解決手段】本発明のモスアイ構造体は、構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。また、本発明のモスアイ構造体製造方法は、樹脂を塗布する工程を備えることにより、自己整合的に凹凸パターンの凹部の角を曲面にすることが出来、微細構造パターンを精度良くなだらかな錐形の形状にすることが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ（蛾の目）構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学材料の表面における反射の抑制は、光学材料を用いる幅広い分野において切望されている。光がある物質から他の物質に入射した場合、この２つの物質間に屈折率の差があると、入射した光の一部が反射する。このとき、この反射は２つの物質間の屈折率の差が大きいほど大きくなる。反射を抑制するための物質の表面加工手法として、入射光の波長よりも短い微細構造パターンをもった構造体（モスアイ（蛾の目）構造体）を材料表面に形成する手法が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
例えば、空気側からある物質中に光が入射する際、物質表面に入射した光に対応する微細構造パターンを形成すると、反射率が低下する。このとき、微細構造パターンを、先のとがった錐形（円錐、四角錘、多角錘など）の形状にすると、空気と物質間との屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率はさらに低下し、また、反射率の低い光の波長帯域の広帯域化、高視野角化が得られることが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
一般に、空気側からの可視光の反射を抑制するモスアイ構造体には１００〜２００ｎｍ程度の微細構造パターンが要求される。この様な微細構造パターンの形成には、これに対応する微細構造パターンの形成技術が必要である。
【０００５】
上述したモスアイ構造体の製造方法として、ピラー形状からエッチング工程を行うことにより、モスアイ構造体を製造する方法などが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−０３８９２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２６７９号公報
【非特許文献１】“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｎｓ Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ”Ｍｏｔｈ Ｅｙｅ“ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ”， Ｐ．Ｂ．ＣＬＡＰＨＡＭ ＆ Ｍ．Ｃ．ＨＵＴＬＥＹ， Ｎａｔｕｒｅ， ｖｏｌ．２４４， ｐｐ．２８１−２８２（１９７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モスアイ構造体では、屈折率が緩やかに変化するように、微細構造パターンは、なだらかな錐形の形状であることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、エッチング工程は、垂直形状の微細構造パターンを形成することは比較的容易なものの、曲線的な形状、深さの制御は難しいため、モスアイ構造体を製造する際には、不安定な工程となり、歩留まりの低下を招いてしまう。また、エッチングによる形状制御では、レジストのエッチバック、形状制御、深さ制御を同時に行わなければならず、条件の最適化も難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、微細構造パターンがなだらかな錐形の形状であるモスアイ構造体およびモスアイ構造体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】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体であって、凹凸パターンを備えた基材と、前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層とを備えたことを特徴とするモスアイ構造体である。
ここで、「凹凸パターン」とは、矩形状の溝パターンに限らず、任意の形状の段差を有するパターンであるものとし、凹凸パターンが多段の場合も含むものとして定義する。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のモスアイ構造体であって、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定であることを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のモスアイ構造体であって、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであることを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載のモスアイ構造体を原型とし、転写加工成形を行うことにより製造されたことを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、微細な構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体製造方法であって、基板に凹凸パターンを形成する工程と、前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程とを備えたことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、樹脂を塗布する工程は、ポジ型レジストを塗布する工程であり、前記ポジ型レジストを硬化する工程の後、凹凸パターンの凹部に対応するポジ型レジストの部位を露光および現像する工程を行うことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、更に、
樹脂層および基板をエッチングする工程を行うことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のモスアイ構造体は、微細構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のモスアイ構造体について説明を行う（図２）。
本発明のモスアイ構造体は、
凹凸パターンを備えた基材と、
前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層と
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
基材としては、後述する凹凸パターンを形成する工程において、用いる微細パターン形成方法における加工特性を備えている材料であれば良い。例えば、公知のリソグラフィー技術および公知のエッチング技術を用いて凹凸パターンを形成する場合、石英、シリコンなどの材料を用いても良い。
【００１９】
凹凸パターンは、基板上に設けられたパターンであり、段差を有するものであれば良く、その形状、配列はモスアイ構造体として機能するパターンであれば良い。例えば、ドットパターンを配列しても良い。
【００２０】
また、凹凸パターンの間隔は、設計事項であり、反射を抑制する光に対応して、決定することが好ましい。本発明のモスアイ構造体において、微細構造パターンの間隔は、凹凸パターンの間隔と樹脂層の厚みにより決定されるため、選択する樹脂層の樹脂と併せて、凹凸パターンの間隔を決定することが好ましい。
【００２１】
また、凹凸パターンは、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであることが好ましい。これにより、微細構造パターンの間隔の幅に変化を持たせることが出来、微細構造パターンの間隔に対応する波長帯域において、その波長帯域の光の反射を抑制することが出来る。例えば、空気側からの可視光の反射を抑制するモスアイ構造体の場合、１００〜２００ｎｍ程度の間隔の微細構造パターンを、適度に分散して備えることが好ましく、樹脂を塗布することを考慮すると、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔は、１５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度の間隔であることが好ましい。
【００２２】
また、例えば、描画時の設計データにて微細構造パターンの間隔の幅を制御することにより、観察する角度により反射する光の波長が異ならせることが出来る。これにより、ホログラムとして用いることが出来る。
【００２３】
樹脂層は、後述する樹脂を硬化させる工程において、塗布された樹脂が硬化したものである。微細構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、凹凸パターンの凹部の角を樹脂層で埋めることが出来、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。
【００２４】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法について説明を行う。
本発明のモスアイ構造体製造方法は、
基板に凹凸パターンを形成する工程と、
前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程と
を備えたことを特徴とする。
【００２５】
＜基板に凹凸パターンを形成する工程＞
まず、基板に凹凸パターンを形成する。
【００２６】
凹凸パターンの形成方法としては、所望する微細構造パターンに併せて、適宜公知のパターニング方法を選択して良い。例えば、公知の微細機械加工方法、レーザ加工方法などを用いても良い。特に、精度良く凹凸パターンを形成できる点で、公知のリソグラフィー技術および公知のエッチング技術を用いることが好ましい（図１）。
【００２７】
＜前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程＞
次に、基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する。
【００２８】
樹脂としては、何らかの外的要因により硬化する特性を示すものであれば良く、公知の熱により硬化する樹脂や、公知の光照射により硬化する樹脂を用いて良い。例えば、ノボラック樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いても良い。また、露光光により特性が変化するレジスト樹脂を用いても良い。特に、ポジ型レジスト樹脂を用いる場合、後述する露光工程を行うことで、より高アスペクト比（微細構造パターンの高さ／パターン幅の値が大きい）のモスアイ構造体を製造することが出来る。
【００２９】
樹脂を塗布する方法としては、適宜公知の薄膜形成方法を用いて良い。例えば、スプレイコート、スリットコート、ディップコートなどの方法を用いても良い。
【００３０】
このとき、樹脂は、樹脂の組成、粘度、表面張力、などに応じて、凹凸パターンの凹部の角に、自己整合的に曲面を成して留まる。このため、最終的な微細構造パターンを精度良くなだらかな錐形の形状にすることが出来る。
【００３１】
＜前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程＞
次に、塗布した樹脂を硬化させる。
【００３２】
硬化方法としては、選択した樹脂に応じて適宜公知の方法を用いれば良い。
【００３３】
樹脂層の厚みは、塗布した樹脂の量、組成、粘度、コーティング方法および樹脂の硬化条件などに影響される。コーティング方法として、スピンコート法を用いた場合、スピンコートの回転数により、塗布した樹脂の量を調整することが出来る。
【００３４】
最終的な微細構造パターンの間隔は、凹凸パターンの間隔に樹脂層の厚みが考慮されたものとなる。このため、樹脂層の厚みを調整することにより、所望する最終的な微細構造パターンに対応することが出来る。
【００３５】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法における別の実施の形態について、説明を行う（図３）。
【００３６】
上述のモスアイ構造体製造方法の実施と同様に、凹凸パターンを設けた基材に樹脂を塗布し、硬化する。ただし、樹脂をポジ型レジストとする。
【００３７】
硬化したポジ型レジストに対して、凹凸パターンの凹部に対応する部位に対して露光し（図３（ａ））、現像することにより、モスアイ構造体を得る（図３（ｂ））。このとき、露光部分のみが現像により剥離されるため、より高アスペクト比のモスアイ構造体を得ることができる。
一般的に、モスアイ構造体は、高アスペクト比であるほど、反射防止性能は高いものであることが知られている。
【００３８】
上述の、樹脂層を形成した基板は、基板凸部の樹脂の膜厚が、凸部に沿った山なりの分布を持っていること（図４（ａ））により、エッチングをすると凸部の角の樹脂がすぐに消失し（図４（ｂ））、順次、樹脂膜厚の厚い中央へ進んでいき、自然にエッチバックしていく（図４（ｃ））。この方法では高さが既に決まっているためエッチングによる高さの制御の必要がなく、形状制御のみを最適化すればよい。また、レジストも初期段階からなだらかな膜厚分布を持っているため、自然とエッチバックさせることが出来るため、エッチングの条件の複雑な制御は必要ない（図４）。
【００３９】
以上より、本発明のモスアイ構造体製造方法を実施することが出来る。
【００４０】
以下、上述したモスアイ構造体または、モスアイ構造体製造方法にて製造されたモスアイ構造体を原版とした転写加工成形について説明を行う。
転写加工成形を行うことで、材料を限定することなくモスアイ構造体を製造することが出来る。
【００４１】
転写加工成形としては、公知の転写加工成形法を適宜選択して用いて良い。例えば、コピーマスクにより複製版を作り、複製版を用いたインプリント法を行っても良い。
機械的強度が高く、多面付けされた複製版を作ることにより、同一の複製版で多量かつ大画面に、モスアイ構造体を製造することが出来るため、生産コストを低くし、生産性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法の具体的な実施の一例について、図１を用いながら説明を行う。当然のことながら、本発明のモスアイ構造体製造方法の実施は下記の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
まず、基板に凹凸パターンを形成する。
基板として、Ｃｒ遮光膜付き６インチＱｚ基板を用意し、該基板に電子線用ネガ型化学増幅レジスト（ＦＥＮ２７０／富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ）を３００ｎｍ厚コートした（図１（ａ））。
【００４４】
次に、電子線描画装置にて、ドットパターンを描画し、アルカリ現像液（テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、２．３８％）によりレジストパターンを形成した（図１（ｂ））。
このとき、電子線描画装置の条件は、描画時のドーズ量を８μＣ／ｃｍ２、現像時間を６０秒とした。なお、ドットパターンは、各ドットパターン間の間隔を２５０ｎｍ〜４００ｎｍの間で不揃いになるものとした。
【００４５】
次に、レジストパターンをマスクとし、ＩＣＰドライエッチング装置を用いたドライエッチングにより、基板のＣｒ遮光膜のエッチングを行った（図１（ｃ））。
このとき、エッチング条件は、Ｃｌ２流量４０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１０ｓｃｃｍ、Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍ、圧力１５ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー３００Ｗ、ＲＩＥパワー３０Ｗとした。
【００４６】
次に、パターニングされたＣｒ遮光膜をマスクとし、基板のＱｚ基板部位に、深さ４００ｎｍエッチングを行い、凹凸パターンを形成した（図１（ｄ））。
このとき、エッチングの条件は、ＣＦ４流量２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量５０ｓｃｃｍ、圧力１０ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー３００Ｗ、ＲＩＥパワー５００Ｗとした。
【００４７】
次に、Ｏ２プラズマアッシングによってレジストを剥離した（図１（ｄ））。
このとき、Ｏ２プラズマアッシングの条件は、Ｏ２流量５００ｓｃｃｍ、圧力３０Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗとした。
【００４８】
次に、基材の凹凸パターン側に、粘度２．５ｃｐの熱硬化性樹脂を、回転数２０００ｒｐｍにてスピンコートした。
【００４９】
次に、該熱硬化性樹脂のベーク工程を行い、本発明のモスアイ構造体を製造した（図２）。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のモスアイ構造体は、光の反射率を低下させること出来、光学部材（例えば、反射防止用途、ホログラムなど）として、広範な分野に用いることが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施例における工程の一部を示す説明図である。
【図２】本発明のモスアイ構造体を示す説明図である。
【図３】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施の一例を示す説明図である。
【図４】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…レジスト
２…Ｃｒ遮光膜
３…６インチＱｚ基板
４…露光・現像後のレジスト
５…Ｃｒエッチングガス
６…Ｑｚエッチングガス
７…エッチング後Ｑｚ基板
８…樹脂
９…ポジ型レジスト
１０…露光光
１１…エッチング後、Ｃｒを剥離したＱｚ基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ（蛾の目）構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学材料の表面における反射の抑制は、光学材料を用いる幅広い分野において切望されている。光がある物質から他の物質に入射した場合、この２つの物質間に屈折率の差があると、入射した光の一部が反射する。このとき、この反射は２つの物質間の屈折率の差が大きいほど大きくなる。反射を抑制するための物質の表面加工手法として、入射光の波長よりも短い微細構造パターンをもった構造体（モスアイ（蛾の目）構造体）を材料表面に形成する手法が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
例えば、空気側からある物質中に光が入射する際、物質表面に入射した光に対応する微細構造パターンを形成すると、反射率が低下する。このとき、微細構造パターンを、先のとがった錐形（円錐、四角錘、多角錘など）の形状にすると、空気と物質間との屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率はさらに低下し、また、反射率の低い光の波長帯域の広帯域化、高視野角化が得られることが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
一般に、空気側からの可視光の反射を抑制するモスアイ構造体には１００〜２００ｎｍ程度の微細構造パターンが要求される。この様な微細構造パターンの形成には、これに対応する微細構造パターンの形成技術が必要である。
【０００５】
上述したモスアイ構造体の製造方法として、ピラー形状からエッチング工程を行うことにより、モスアイ構造体を製造する方法などが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−０３８９２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２６７９号公報
【非特許文献１】“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｎｓ Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ”Ｍｏｔｈ Ｅｙｅ“ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ”， Ｐ．Ｂ．ＣＬＡＰＨＡＭ ＆ Ｍ．Ｃ．ＨＵＴＬＥＹ， Ｎａｔｕｒｅ， ｖｏｌ．２４４， ｐｐ．２８１−２８２（１９７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モスアイ構造体では、屈折率が緩やかに変化するように、微細構造パターンは、なだらかな錐形の形状であることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、エッチング工程は、垂直形状の微細構造パターンを形成することは比較的容易なものの、曲線的な形状、深さの制御は難しいため、モスアイ構造体を製造する際には、不安定な工程となり、歩留まりの低下を招いてしまう。また、エッチングによる形状制御では、レジストのエッチバック、形状制御、深さ制御を同時に行わなければならず、条件の最適化も難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、微細構造パターンがなだらかな錐形の形状であるモスアイ構造体およびモスアイ構造体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】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体であって、凹凸パターンを備えた基材と、前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層とを備えたことを特徴とするモスアイ構造体である。
ここで、「凹凸パターン」とは、矩形状の溝パターンに限らず、任意の形状の段差を有するパターンであるものとし、凹凸パターンが多段の場合も含むものとして定義する。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のモスアイ構造体であって、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定であることを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のモスアイ構造体であって、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであることを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載のモスアイ構造体を原型とし、転写加工成形を行うことにより製造されたことを特徴とするモスアイ構造体である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、微細な構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体製造方法であって、基板に凹凸パターンを形成する工程と、前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程とを備えたことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、樹脂を塗布する工程は、ポジ型レジストを塗布する工程であり、前記ポジ型レジストを硬化する工程の後、凹凸パターンの凹部に対応するポジ型レジストの部位を露光および現像する工程を行うことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、更に、
樹脂層および基板をエッチングする工程を行うことを特徴とするモスアイ構造体製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のモスアイ構造体は、微細構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のモスアイ構造体について説明を行う（図２）。
本発明のモスアイ構造体は、
凹凸パターンを備えた基材と、
前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層と
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
基材としては、後述する凹凸パターンを形成する工程において、用いる微細パターン形成方法における加工特性を備えている材料であれば良い。例えば、公知のリソグラフィー技術および公知のエッチング技術を用いて凹凸パターンを形成する場合、石英、シリコンなどの材料を用いても良い。
【００１９】
凹凸パターンは、基板上に設けられたパターンであり、段差を有するものであれば良く、その形状、配列はモスアイ構造体として機能するパターンであれば良い。例えば、ドットパターンを配列しても良い。
【００２０】
また、凹凸パターンの間隔は、設計事項であり、反射を抑制する光に対応して、決定することが好ましい。本発明のモスアイ構造体において、微細構造パターンの間隔は、凹凸パターンの間隔と樹脂層の厚みにより決定されるため、選択する樹脂層の樹脂と併せて、凹凸パターンの間隔を決定することが好ましい。
【００２１】
また、凹凸パターンは、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであることが好ましい。これにより、微細構造パターンの間隔の幅に変化を持たせることが出来、微細構造パターンの間隔に対応する波長帯域において、その波長帯域の光の反射を抑制することが出来る。例えば、空気側からの可視光の反射を抑制するモスアイ構造体の場合、１００〜２００ｎｍ程度の間隔の微細構造パターンを、適度に分散して備えることが好ましく、樹脂を塗布することを考慮すると、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔は、１５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度の間隔であることが好ましい。
【００２２】
また、例えば、描画時の設計データにて微細構造パターンの間隔の幅を制御することにより、観察する角度により反射する光の波長が異ならせることが出来る。これにより、ホログラムとして用いることが出来る。
【００２３】
樹脂層は、後述する樹脂を硬化させる工程において、塗布された樹脂が硬化したものである。微細構造パターンの頂点および側面が樹脂層で構成されることにより、凹凸パターンの凹部の角を樹脂層で埋めることが出来、微細構造パターンをなだらかな錐形の形状にすることが出来る。このため、屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率を低下させることが可能となる。
【００２４】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法について説明を行う。
本発明のモスアイ構造体製造方法は、
基板に凹凸パターンを形成する工程と、
前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程と
を備えたことを特徴とする。
【００２５】
＜基板に凹凸パターンを形成する工程＞
まず、基板に凹凸パターンを形成する。
【００２６】
凹凸パターンの形成方法としては、所望する微細構造パターンに併せて、適宜公知のパターニング方法を選択して良い。例えば、公知の微細機械加工方法、レーザ加工方法などを用いても良い。特に、精度良く凹凸パターンを形成できる点で、公知のリソグラフィー技術および公知のエッチング技術を用いることが好ましい（図１）。
【００２７】
＜前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程＞
次に、基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する。
【００２８】
樹脂としては、何らかの外的要因により硬化する特性を示すものであれば良く、公知の熱により硬化する樹脂や、公知の光照射により硬化する樹脂を用いて良い。例えば、ノボラック樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いても良い。また、露光光により特性が変化するレジスト樹脂を用いても良い。特に、ポジ型レジスト樹脂を用いる場合、後述する露光工程を行うことで、より高アスペクト比（微細構造パターンの高さ／パターン幅の値が大きい）のモスアイ構造体を製造することが出来る。
【００２９】
樹脂を塗布する方法としては、適宜公知の薄膜形成方法を用いて良い。例えば、スプレイコート、スリットコート、ディップコートなどの方法を用いても良い。
【００３０】
このとき、樹脂は、樹脂の組成、粘度、表面張力、などに応じて、凹凸パターンの凹部の角に、自己整合的に曲面を成して留まる。このため、最終的な微細構造パターンを精度良くなだらかな錐形の形状にすることが出来る。
【００３１】
＜前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程＞
次に、塗布した樹脂を硬化させる。
【００３２】
硬化方法としては、選択した樹脂に応じて適宜公知の方法を用いれば良い。
【００３３】
樹脂層の厚みは、塗布した樹脂の量、組成、粘度、コーティング方法および樹脂の硬化条件などに影響される。コーティング方法として、スピンコート法を用いた場合、スピンコートの回転数により、塗布した樹脂の量を調整することが出来る。
【００３４】
最終的な微細構造パターンの間隔は、凹凸パターンの間隔に樹脂層の厚みが考慮されたものとなる。このため、樹脂層の厚みを調整することにより、所望する最終的な微細構造パターンに対応することが出来る。
【００３５】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法における別の実施の形態について、説明を行う（図３）。
【００３６】
上述のモスアイ構造体製造方法の実施と同様に、凹凸パターンを設けた基材に樹脂を塗布し、硬化する。ただし、樹脂をポジ型レジストとする。
【００３７】
硬化したポジ型レジストに対して、凹凸パターンの凹部に対応する部位に対して露光し（図３（ａ））、現像することにより、モスアイ構造体を得る（図３（ｂ））。このとき、露光部分のみが現像により剥離されるため、より高アスペクト比のモスアイ構造体を得ることができる。
一般的に、モスアイ構造体は、高アスペクト比であるほど、反射防止性能は高いものであることが知られている。
【００３８】
上述の、樹脂層を形成した基板は、基板凸部の樹脂の膜厚が、凸部に沿った山なりの分布を持っていること（図４（ａ））により、エッチングをすると凸部の角の樹脂がすぐに消失し（図４（ｂ））、順次、樹脂膜厚の厚い中央へ進んでいき、自然にエッチバックしていく（図４（ｃ））。この方法では高さが既に決まっているためエッチングによる高さの制御の必要がなく、形状制御のみを最適化すればよい。また、レジストも初期段階からなだらかな膜厚分布を持っているため、自然とエッチバックさせることが出来るため、エッチングの条件の複雑な制御は必要ない（図４）。
【００３９】
以上より、本発明のモスアイ構造体製造方法を実施することが出来る。
【００４０】
以下、上述したモスアイ構造体または、モスアイ構造体製造方法にて製造されたモスアイ構造体を原版とした転写加工成形について説明を行う。
転写加工成形を行うことで、材料を限定することなくモスアイ構造体を製造することが出来る。
【００４１】
転写加工成形としては、公知の転写加工成形法を適宜選択して用いて良い。例えば、コピーマスクにより複製版を作り、複製版を用いたインプリント法を行っても良い。
機械的強度が高く、多面付けされた複製版を作ることにより、同一の複製版で多量かつ大画面に、モスアイ構造体を製造することが出来るため、生産コストを低くし、生産性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明のモスアイ構造体製造方法の具体的な実施の一例について、図１を用いながら説明を行う。当然のことながら、本発明のモスアイ構造体製造方法の実施は下記の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
まず、基板に凹凸パターンを形成する。
基板として、Ｃｒ遮光膜付き６インチＱｚ基板を用意し、該基板に電子線用ネガ型化学増幅レジスト（ＦＥＮ２７０／富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ）を３００ｎｍ厚コートした（図１（ａ））。
【００４４】
次に、電子線描画装置にて、ドットパターンを描画し、アルカリ現像液（テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、２．３８％）によりレジストパターンを形成した（図１（ｂ））。
このとき、電子線描画装置の条件は、描画時のドーズ量を８μＣ／ｃｍ２、現像時間を６０秒とした。なお、ドットパターンは、各ドットパターン間の間隔を２５０ｎｍ〜４００ｎｍの間で不揃いになるものとした。
【００４５】
次に、レジストパターンをマスクとし、ＩＣＰドライエッチング装置を用いたドライエッチングにより、基板のＣｒ遮光膜のエッチングを行った（図１（ｃ））。
このとき、エッチング条件は、Ｃｌ２流量４０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１０ｓｃｃｍ、Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍ、圧力１５ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー３００Ｗ、ＲＩＥパワー３０Ｗとした。
【００４６】
次に、パターニングされたＣｒ遮光膜をマスクとし、基板のＱｚ基板部位に、深さ４００ｎｍエッチングを行い、凹凸パターンを形成した（図１（ｄ））。
このとき、エッチングの条件は、ＣＦ４流量２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量５０ｓｃｃｍ、圧力１０ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー３００Ｗ、ＲＩＥパワー５００Ｗとした。
【００４７】
次に、Ｏ２プラズマアッシングによってレジストを剥離した（図１（ｄ））。
このとき、Ｏ２プラズマアッシングの条件は、Ｏ２流量５００ｓｃｃｍ、圧力３０Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗとした。
【００４８】
次に、基材の凹凸パターン側に、粘度２．５ｃｐの熱硬化性樹脂を、回転数２０００ｒｐｍにてスピンコートした。
【００４９】
次に、該熱硬化性樹脂のベーク工程を行い、本発明のモスアイ構造体を製造した（図２）。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のモスアイ構造体は、光の反射率を低下させること出来、光学部材（例えば、反射防止用途、ホログラムなど）として、広範な分野に用いることが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施例における工程の一部を示す説明図である。
【図２】本発明のモスアイ構造体を示す説明図である。
【図３】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施の一例を示す説明図である。
【図４】本発明のモスアイ構造体製造方法の実施の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…レジスト
２…Ｃｒ遮光膜
３…６インチＱｚ基板
４…露光・現像後のレジスト
５…Ｃｒエッチングガス
６…Ｑｚエッチングガス
７…エッチング後Ｑｚ基板
８…樹脂
９…ポジ型レジスト
１０…露光光
１１…エッチング後、Ｃｒを剥離したＱｚ基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体であって、
凹凸パターンを備えた基材と、
前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層と
を備えたことを特徴とするモスアイ構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のモスアイ構造体であって、
隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定であること
を特徴とするモスアイ構造体。
【請求項３】
請求項１に記載のモスアイ構造体であって、
隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであること
を特徴とするモスアイ構造体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のモスアイ構造体を原型とし、転写加工成形を行うことにより製造されたことを特徴とするモスアイ構造体。
【請求項５】
微細な構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体製造方法であって、
基板に凹凸パターンを形成する工程と、
前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程と
を備えたことを特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、
樹脂を塗布する工程は、ポジ型レジストを塗布する工程であり、
前記ポジ型レジストを硬化する工程の後、
凹凸パターンの凹部に対応するポジ型レジストの部位を露光および現像する工程を行うこと
を特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、
更に、
樹脂層および基板をエッチングする工程を行うこと
を特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【請求項１】
微細構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体であって、
凹凸パターンを備えた基材と、
前記基材の凹凸パターン側に設けられた樹脂層と
を備えたことを特徴とするモスアイ構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のモスアイ構造体であって、
隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定であること
を特徴とするモスアイ構造体。
【請求項３】
請求項１に記載のモスアイ構造体であって、
隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであること
を特徴とするモスアイ構造体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のモスアイ構造体を原型とし、転写加工成形を行うことにより製造されたことを特徴とするモスアイ構造体。
【請求項５】
微細な構造パターンにより光学特性を示すモスアイ構造体製造方法であって、
基板に凹凸パターンを形成する工程と、
前記基材の凹凸パターン側に樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂を硬化させ樹脂層を形成する工程と
を備えたことを特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、
樹脂を塗布する工程は、ポジ型レジストを塗布する工程であり、
前記ポジ型レジストを硬化する工程の後、
凹凸パターンの凹部に対応するポジ型レジストの部位を露光および現像する工程を行うこと
を特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のモスアイ構造体製造方法であって、
更に、
樹脂層および基板をエッチングする工程を行うこと
を特徴とするモスアイ構造体製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２０３８１２（Ｐ２００８−２０３８１２Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３１４２（Ｐ２００７−１９３１４２）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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