微加工部件及其制作方法、以及蚀刻设备的制作方法

专利名称：微加工部件及其制作方法、以及蚀刻设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及微加工部件及其制作方法、以及用于制造该微加工部件的蚀刻设备。 特别地，本发明涉及具有曲面的微加工部件。
背景技术：
近些年来，多方面检验了制作微加工部件的技术。例如，为了防止光的表面反射， 提出了在光学元件表面上形成细密不平坦结构(蛾眼结构)的技术(参考例如“OPTICAL AND ELECTRO-OPTICALENGINEERING CONTACT”，第 43 卷，第 11 期(2005), 630-637) 通常，在周期性不平坦形状布置在光学元件表面上的情况下，当光通过时发生衍 射，显著降低透射光的直前分量。然而，在不平坦形状的间距小于透射光的波长的情况下， 不发生衍射。例如，当不平坦形状是长方形时，对于与间距、深度等对应的单波长光，可以获 得有效的防反射效应。本发明人提出了基于光盘压模(stamper)成形工艺和蚀刻工艺的组 合的方法，作为用于制作这样的微加工部件的方法(参考例如日本未审查的专利申请公布 第2008-176076号)。该方法可以形成呈钵或椭圆截锥形状的结构。在常见的光盘压模制造工艺中，如下所述制造不平坦图案。首先，通过旋涂方法将 溶液(其中，利用稀释剂来稀释用作光敏材料的抗蚀剂)施加到平坦并光滑的玻璃基板，使 得在基板上形成具有均勻膜厚度的平坦并光滑抗蚀剂膜。随后，利用光学记录设备在基板 的抗蚀剂膜上记录各种曝光图案，并且执行显影。因此，形成具有均勻深度和宽度的不平坦 图案。

发明内容
技术问题在这点上，近些年来，为了防止反射等，期望关于各种光学组件形成上述不平坦结 构(蛾眼结构)。为了响应这些需求，需要一种在具有曲面(例如球面或圆柱面)的压模上 形成精细不平坦图案的技术。因此，本发明的目的是提供在曲面(例如球面或圆柱面)上具有精细不平坦图案 的微加工部件及其制作方法、以及用于制造该微加工部件的蚀刻设备。技术解决方案为了解决上述问题，第一发明是一种用于制作微加工部件的方法，该方法包括如下步骤在具有曲面的压模上形成无机抗蚀剂层，对在压模上形成的无机抗蚀剂层进行曝光和显影，以便在无机抗蚀剂层上形成图 案，以及将在无机抗蚀剂层上设置有图案的压模放置在具有与压模的曲面几乎相同或类 似的曲面的电极上，并且蚀刻该压模，以在压模表面上形成不平坦形状，从而制造微加工部 件。
第二发明是一种微加工部件，其包括具有曲面的基板，以及在基板的曲面上形成的构造体，其是凸起部分或凹入部分，其中，该构造体以小于或等于使用环境中光的波长的间距而排列。第三发明是一种蚀刻设备，其包括蚀刻反应容器，以及第一电极和第二电极，其相对地布置在蚀刻反应容器中，其中，第一电极具有用于放置基板的放置面，并且该放置面具有曲面或不平坦表面。第四发明是一种光学元件，其包括基板，以及排列在基板的表面上的大量构造体，其中，该构造体以小于或等于使用环境中光的波长的间距而排列，并且该构造体以相对于与基板的表面垂直的方向的预定角度倾斜地布置至少两个不 同方向上。在本发明中，四方晶格指的是呈正方形形状的晶格。准四方晶格指的是呈变形的 正方形形状的晶格，其不同于呈正方形形状的晶格。具体地，在构造体以直线排列的情况 下，准四方晶格指的是通过在呈直线形状的排列方向上拉伸呈正方形形状的晶格以致变形 而获得的四方晶格。在构造体以孤排列的情况下，准四方晶格指的是通过将呈正方形形状 的晶格变形成弧的形状而获得的四方晶格，或通过将呈正方形形状的晶格变形成弧的形 状、并且另外在呈弧的形状的排列方向上拉伸以致变形而获得的四方晶格。在本发明中，六方晶格指的是呈正六边形形状的晶格。准六方晶格指的是呈变形 的正六边形形状的晶格，其不同于呈正六边形形状的晶格。具体地，在构造体以直线排列的 情况下，准六方晶格指的是通过在呈直线形状的排列方向上拉伸呈正六边形形状的晶格以 致变形而获得的六方晶格。在构造体以弧排列的情况下，准六方晶格指的是通过将呈正六 边形形状的晶格变形成弧的形状而获得的六方晶格，或通过将呈正六边形形状的晶格变形 成弧的形状、并且另外在呈弧的形状的排列方向上拉伸以致变形而获得的六方晶格。在本发明中，设置有无机抗蚀剂图案的压模放置在具有与压模的曲面几乎相同或 类似的曲面的电极上，并且压模被蚀刻，使得可以在垂直于压模的曲面的方向上执行蚀刻。 因此，可以关于具有曲面(例如，圆柱体的形状、球的形状等)的压模形成具有均勻深度和 宽度的不平坦图案。有益效果如上所述，根据本发明，可以实现在曲面(例如，球面或圆柱面)上具有精细不平 坦图案的微加工部件以及用于制作微加工部件的方法。


图IA是示出根据本发明的第一实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图IB是示出在图IA中示出的光学元件的部分的放大平面图。图IC是沿在图IB中示出的 轨道T1、T3、…的截面图。图ID是沿在图IB中示出的轨道Τ2、Τ4、…的截面图。图2是示出在图1中示出的光学元件的部分的放大透视图。图3Α是示出原盘(master)的配置的示例的透视图。图是示出在图3A中示出 的原盘的部分的放大平面图。图4是示出用于制造原盘的曝光设备的配置的示例的示意图。图5是示出用于制造原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。图6A到图6C是用于说明用于制作根据本发明的第一实施例的光学元件的方法的 步骤图。图7A到图7C是用于说明用于制作根据本发明的第一实施例的光学元件的方法的 步骤图。图8是示出用于制作根据本发明的第二实施例的光学元件的曝光设备的配置的 示例的示意图。图9是示出用于制作根据本发明的第二实施例的光学元件的曝光设备的配置的 示例的示意图。图IOA是示出根据本发明的第四实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图IOB是示出在图IOA中示出的光学元件的部分的放大平面图。图IOC是沿在图IOB中示 出的轨道Tl、T3、…的截面图。图IOD是沿在图IOB中示出的轨道T2、T4、…的截面图。图IlA是示出根据本发明的第五实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图IlB是示出在图IlA中示出的光学元件的部分的放大平面图。图IlC是沿在图IlB中示 出的轨道Tl、Τ3、…的截面图。图IlD是沿在图IlB中示出的轨道Τ2、Τ4、…的截面图。图12Α是示出原盘的配置的示例的侧面图。图12Β是示出在图12Α中示出的原盘 的部分的放大平面图。图13是示出用于制造原盘的曝光设备的配置的示例的示意图。图14是示出用于制造原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。图15Α是示出根据本发明的第六实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图15Β是示出在图15Α中示出的光学元件的部分的放大平面图。图15C是沿在图15Β中示 出的轨道Tl、Τ3、…的截面图。图15D是沿在图15Β中示出的轨道Τ2、Τ4、…的截面图。图16是示出在图15中示出的光学元件的部分的放大透视图。图17Α是示出原盘的配置的示例的平面图。图17Β是示出在图17Α中示出的原盘 的部分的放大平面图。图18是示出用于制造原盘的曝光设备的配置的示例的示意图。图19是示出用于制造原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。图20Α到图20C是用于说明用于制作根据本发明的第六实施例的光学元件的方法 的步骤图。图21Α到图21C是用于说明用于制作根据本发明的第六实施例的光学元件的方法 的步骤图。
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图22A是示出根据本发明的第七实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图22B是示出在图22k中示出的光学元件的部分的放大平面图。图22C是沿在图22B中示 出的轨道Tl、T3、…的截面图。图22D是沿在图22B中示出的轨道T2、T4、…的截面图。图23是示出在图22中示出的光学元件的部分的放大透视图。图M是示出根据本发明的第九实施例的液晶显示装置的配置的示例的截面图。图25是示出根据本发明的第十实施例的液晶显示装置的配置的示例的截面图。图26Α是根据示例1的光学元件的SEM(扫描电子显微镜)照片。图26B是根据 示例2的光学元件的SEM照片。图26C是根据示例3的光学元件的SEM照片。图27是示出示例1中的防反射特性的图。图28A是示出示例4中的蛾眼透镜膜的外观的透视图。图28B是沿在图28A中示 出的A-A线的截面图。图29A和图29B是示出示例5中的蛾眼石英透镜的外观的照片。
具体实施例方式将参照附图按下面顺序描述根据本发明的实施例。在这点上，在实施例的所有下 面附图中，以相同参考标号表示相同或相应部分。(1)第一实施例(呈圆柱体形状的原盘的示例)(2)第二实施例(在横向上呈圆柱体形状的压模的曝光的示例)(3)第三实施例(在呈圆柱体形状的压模的内周面上的构造体的排列的示例)(4)第四实施例(构造体排列成四方晶格形状的示例)(5)第五实施例(呈球面形状的原盘的制造的示例)(6)第六实施例(具有倾斜构造体的原盘)(7)第七实施例(在基板表面上凹入构造体的形成的示例)(8)第八实施例(抗蚀剂层的不平坦图案的直接转印的示例)(9)第九实施例(应用到显示装置的第一示例)(10)第十实施例(应用到显示装置的第二示例)<1.第一实施例>[光学元件的配置]图IA是示出根据本发明的第一实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图IB是示出在图IA中示出的光学元件的部分的放大平面图。图IC是沿在图IB中示出的 轨道T1、T3、…的截面图。图ID是沿在图IB中示出的轨道Τ2、Τ4、…的截面图。该光学元件1被有利地应用于各种光学组件，例如，显示器、光电子器件、光学通 信器件(光纤)、太阳能电池以及照明设备。光学组件的具体示例可以包括偏振器、透镜、导 光板、窗材料以及显示元件的任何一类。光学元件1包括基板2和构造体3，构造体3是被布置在该基板2的表面上的凸 起部分。该光学元件1具有防止入射到设置有构造体3的基板表面上的光的反射的功能。 在下文中，如图1所示，在基板2的一个主面中相互正交的两个轴被称为X轴和Y轴，并且 垂直于基板2的一个主面的轴被称为Z轴。此外，在构造体3之间存在间隙部分加的情况 下，优选地，精细不平坦形状被布置在间隙部分加中。此原因在于，通过布置上述精细不平
7坦形状，可以进一步降低光学元件1的反射率。以下将顺序描述构成光学元件1的基板2和构造体3。(基板)基板2是具有透明性的透明基板。用于基板2的材料的示例包括包含透明合成树 脂(例如，聚碳酸脂(PC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、玻璃等作为主要成分的材料，但 不具体限于这些材料。基板2的形状的示例可以包括膜状、片状、板状以及块状，但是不具体限于这些形 状。优选地是，根据要求具有预定防反射功能的各种光学装置的主体部分(例如，显示器、 光电子器件、光学通信器件、太阳能电池以及照明设备)和呈片、膜等形状的并附于这些光 学装置的具有防反射功能的组件的形状，选择并确定基板2的形状。(构造体)图2是示出在图1中示出的光学元件的部分的放大透视图。大量构造体3(其是 凸起部分)排列在基板2的表面上。这些构造体3以小于或等于使用环境中光的波长的短 间距(例如，以与可见光的波长相同级的间距)周期性二维地排列。使用环境中的光是例 如紫外光、可见光或红外光。这里，紫外光指的是具有在大于或等于IOnm并且小于360nm 范围内的波长的光，可见光指的是在大于或等于360nm并且小于或等于830nm范围内的光， 以及红外光指的是在大于830nm并且小于或等于Imm范围内的光。光学元件1的构造体3具有在基板2的表面上构成多个轨道Tl、T2、T3、…(在下 文中，可统称为“轨道T”)的排列形式。这里，轨道指的是在构造体3被排列成直线形状的同 时使其排成行的部分。相邻构造体3的下部可以是重叠的，并且构造体3的下部可相互接合。 在全部或部分构造体3 (其是相邻关系)之间执行构造体3的接合。例如，在轨道方向上排列 的构造体3的下部相互重叠并接合。可以通过相互接合构造体3的下部来改进反射特性。构造体3以使得相邻两个轨道T中的位置相对彼此位移一半间距的方式排列。具 体地，关于相邻两个轨道T，二个轨道(例如，T2)的构造体3被排列在另一轨道(例如，Tl) 中排列的构造体3的中点位置(位移一半间距的位置)。结果，如图IB所示，关于相邻的三 条轨道线(Tl到T3)，构造体3以形成六方晶格图案或准六方晶格图案的方式排列，其中，构 造体3的中心位于各个点al到a7。在本第一实施例中，六方晶格图案指的是呈正六边形形 状的晶格图案。此外，准六方晶格图案不同于呈正六边形形状的晶格图案，并且指的是在轨 道的延伸方向(X轴方向)上被拉伸以致变形的六方晶格图案。在构造体3以形成准六方晶格图案的方式排列的情况下，如图IB所示，优选地是， 同一轨道(例如，Tl)中的构造体3的排列间距Pl (al与a2之间的距离)大于相邻两个轨 道(例如，轨道Tl和T2)中的构造体3的排列间距，S卩，在相对于轨道的延伸方向士 θ方 向上的构造体3的排列间距Ρ2 (例如，al与a7、a2与a7之间的距离)。通过如上所述排列 构造体3，有可能进一步提高构造体3的装填密度。构造体3的高度没有被具体限制，并且根据要透射的光的波长区域来适当地设 置。构造体3的高度是例如236歷到450歷，并且优选地是415nm到421nm。优选地是，构造 体3的高宽比(高度H/排列间距P)被设置在0.81到1.46的范围内。此原因是，如果高 宽比小于0. 81，那么反射特性和透射特性趋于降低，并且如果超过1. 46，那么在光学元件1 的制造中剥离特性趋于降低，并且复制品的副本趋于变得难以去掉。
在这点上，由下面公式(1)定义本发明中的高宽比。高宽比=H/P(1)其中，H 构造体3的高度，P 平均排列间距(平均周期)这里，由下面公式⑵定义平均排列间距P。平均排列间距P = (Pl+P2+P》/3 (2)其中，Pl 在轨道的延伸方向上的排列间距(在轨道的延伸方向上的周期)，P2 在相对于轨道的延伸方向的士 θ方向(其中，θ = 60° -δ，这里，δ优选地是0° < δ彡11°，并且更优选地，3°彡δ彡6° )上的排列间距(在θ方向上的周期)。在这点上，假设构造体3的高度H是在构造体3的行的方向上的高度Η2(参考图 2)。这里，行的方向指的是正交于基板表面中轨道的延伸方向(X轴方向)的方向(Y轴方 向)。在通过稍后描述的制作方法制造光学元件1的情况下，优选地是，使得轨道延伸方向 上的构造体3的高度Hl小于行的方向上的高度Η2。如果采用这样的高度关系，那么在稍后 描述的制作方法中，在除了轨道延伸方向之外的方向上的部分的构造体3的高度变得几乎 等于行的方向上的高度Η2。因此，以行的方向上的高度Η2表示构造体3的高度H。在图2中，各个构造体3具有相同形状。然而，构造体3的形状不限于此。具有至 少两类形状的构造体3可被布置在基板表面上。此外，构造体3可与基板2整体地形成。在这点上，构造体3的高宽比在所有情况下不是总是相同。构造体3可被配置成 具有特定高度分布(例如，高宽比在大约0. 83到1.46的范围内)。可以通过布置具有高度 分布的构造体3来降低反射特性的波长依赖性。因此，可以实现具有极好防反射特性的光 学元件1。这里，高度分布指的是具有至少两类高度(深度)的构造体3被布置在基板2的 表面上。即，它指的是，具有用作参考的高度的构造体3和具有与上述构造体3的高度不同 的高度的构造体3被布置在基板2的表面上。例如，具有不同于参考的高度的构造体3被 周期或非周期地(随机地)布置在基板2的表面上。周期性的方向的示例包括轨道的延伸 方向和行的方向。对于用于构造体3的材料，例如，包含电离辐射固化树脂(其由紫外线或电子束固 化)或热固性树脂(其通过加热固化)作为主要成分的材料是优选的，并且包含紫外线固 化树脂(其可以由紫外线固化)作为主要成分的材料是最优选的。优选地是，构造体3具有曲面，其从该构造体3的顶部向底部逐渐延展。此原因是， 通过采用这样的形状，可以使得可转印性(transferability)良好。构造体3的顶部是例如平坦表面或凸起曲面，并且优选地是凸起曲面。可以通过 采用如上所述的凸起曲面来提高光学元件1的耐用性。替选地，具有低于构造体3的折射 率的折射率的低折射率层可被布置在构造体3的顶部。可以通过布置这样的低折射率层来 降低反射率。构造体3的整体形状的示例可以包括锥形。锥形的示例可以包括圆锥形状、圆截 锥形状、椭圆锥形状、椭圆截锥形状、在顶部具有曲率的圆锥形状以及在顶部具有曲率的椭 圆锥形状。这里，锥形是如下概念除圆锥形状和圆截锥形状之外，其还包括椭圆锥形状、椭 圆截锥形状、在顶部具有曲率的圆锥形状以及在顶部具有曲率的椭圆锥形状。在这点上，圆 截锥形状指的是其中圆锥形状的顶部被切掉的形状，并且椭圆截锥形状指的是其中椭圆锥
9形状的顶部被切掉的形状。此外，构造体3的整体形状不限于这些形状，并且可以根据期望 的特性适当地选择。更具体地，具有椭圆锥形状的构造体3是具有如下锥结构的构造体其中，底呈具 有长轴和短轴的椭圆、卵形或蛋的形状，并且顶部是曲面。具有椭圆截锥形状的构造体3是 具有如下锥结构的构造体其中，底呈具有长轴和短轴的椭圆、卵形或蛋的形状，并且顶部 是平坦的。在构造体3呈椭圆锥形状或椭圆截锥形状的情况下，优选地以使得构造体3的 底的长轴方向成为轨道的延伸方向(X轴方向)的方式在基板表面上形成构造体3。[原盘的配置]图3示出用于制造具有上述配置的光学元件的原盘的配置的示例。如图3所示， 原盘11是所谓的滚筒原盘(roll master)，并且具有如下配置其中，由凹入部分组成的大 量构造体13排列在呈圆柱体形状的压模12的表面上。这些构造体13以小于或等于光学 元件1的使用环境中的光的波长的间距(例如，以与可见光的波长相同级的间距)而周期 性二维地排列。构造体13以同心圆的形状或螺旋的形状布置在呈圆柱体形状的压模12的 表面上。构造体13将形成上述基板2的表面上的构造体3，其是凸起部分。对于用于压模 12的材料，例如，可以使用玻璃，但是不具体限于这种材料。[曝光设备的配置]图4是示出用于制造具有上述配置的原盘的曝光设备的配置的示例的示意图。该 曝光设备基于光盘记录设备而形成。激光源21是对施加为压模12(用作记录介质)的表面上的膜的抗蚀剂进行曝 光的光源，并且例如，发射具有波长λ = 266nm的记录激光15。从激光源21发出的激光 15在处于准直光束状态的同时以直线移动，并且进入电光调制器(EOM=Electro Optical Modulator) 22。通过电光调制器22的激光15在镜片23处被反射，并且被导向调制光学系 统25。镜片23由偏振光束分光器形成，并且具有反射一个偏振分量并透射另一偏振分 量的功能。利用光电二极管M接收通过镜片23的偏振分量，并且基于接收到的光信号而 控制电光调制器22，使得执行激光15的相位调制。在调制光学系统25中，通过聚光透镜沈将激光15聚集在由玻璃(SiO2)等组成 的声光调制器(AOM :Acoust-0ptic Modulator) 27上。激光15通过声光调制器27进行强 度调制以便发散，此后，通过准直透镜28被转换成准直光束。从调制光学系统25发出的激 光15在镜片31处被反射，并且水平并平行地导向移动光学台32。移动光学台32设置有扩束器33和物镜34。导向移动光学台32的激光15通过扩 束器33被成形为期望光束形状，此后，通过物镜34被施加到压模12上的抗蚀剂层。压模 12被放置在连接到主轴电动机35的转台36上。然后，在压模12被旋转的同时，激光15被 间断地施加到抗蚀剂层，另外，在压模12的高度方向上移动激光15，以便执行抗蚀剂层的 曝光步骤。形成的潜像采用例如在圆周方向上具有长轴的接近椭圆的形状。通过在以箭头 R表示的方向上移动移动光学台32来执行激光15的移动。曝光设备设置有控制机构37，以在抗蚀剂层上形成与图IB中示出的六方晶格或 准六方晶格的二维图案对应的潜像。控制机构37设置有格式器四和驱动器30。格式器 四设置有极性反转部分。该极性反转部分控制激光15到抗蚀剂层的施加定时。驱动器30从极性反转部分接收输出，并且控制声光调制器27。在该曝光设备中，同步记录设备的极性反转格式器信号和旋转控制器，以生成信 号，并且以空间链接二维图案的方式、基于轨道利用声光调制器27执行强度调制。可以通 过以恒定角速度(CAv=Constant AngularVelocity)以及适当旋转数、适当调制频率和适 当馈送间距(feed pitch)来执行图案化，在抗蚀剂层上记录六方晶格或准六方晶格图案。[蚀刻设备的配置]图5是示出用于制造具有上述配置的原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。如 图5所示，蚀刻设备是所谓的RIE (反应离子蚀刻)设备，并且设置有蚀刻反应容器41、用作 阴极(负电极)的圆柱电极42以及用作阳极(正电极)的对电极43。圆柱电极42被布 置于蚀刻反应容器41的中央。对电极43被布置在蚀刻反应容器41的内侧。圆柱电极42 具有呈圆柱体形状的压模12可以可拆卸地与其附连的配置。圆柱电极42具有例如与圆柱 压模12的圆柱面几乎相同或类似的圆柱面，具体地，直径稍微小于呈圆柱体形状的压模12 的内周面的直径的圆柱面。圆柱电极43连接到例如13. 56MHz的高频电源(RF)45，其中阻 塞电容器(blockingcapacitor)44在其之间。对电极43连接到地面。在具有上述配置的蚀刻设备中，当通过高频电源45在对电极43与圆柱电极42之 间施加高频电压时，在对电极43与圆柱电极42之间生成等离子体。对电极43连接到地面， 使得电势不改变，然而因为电路被阻塞电容器44中断并且出现压降，因此圆柱电极42的电 势变成负的。因为该压降，因此在垂直于圆柱电极42的圆柱面的方向上产生电场，等离子 体中的正离子垂直地进入呈圆柱体形状的压模12的外周面，使得实现各向异性蚀刻。[用于制作光学元件的方法]将参照图6和图7描述用于制作根据本发明的第一实施例的光学元件的方法。用于制作根据第一实施例的光学元件的方法是基于光盘压模成形工艺和蚀刻工 艺的组合的方法。该制作方法包括抗蚀剂膜形成步骤，用于在压模上形成抗蚀剂层；曝光 步骤，用于通过使用曝光设备在抗蚀剂层上形成潜像；显影步骤，用于对设置有潜像的抗蚀 剂层进行显影；蚀刻步骤，用于通过蚀刻制造原盘；以及复制步骤，用于用紫外线固化树脂 制造复制基板。以下将顺序描述用于制作根据本发明的第一实施例的光学元件的方法的各个步
马聚ο(抗蚀剂膜形成步骤)首先，如图6A所示，制备呈圆柱体形状的压模12。该压模12是例如玻璃压模。随 后，如图6B所示，通过溅射方法在呈圆柱体形状的压模12的外周面上形成无机抗蚀剂层 14。对于无机抗蚀剂，例如，可以使用由至少一类过渡金属(例如，钨和钼)形成的金属氧 化物。(曝光步骤)然后，如图6C所示，使用在图4中示出的曝光设备，旋转压模12，并且另外，将激光 (曝光光束)15施加到无机抗蚀剂层14。此时，在压模12的高度方向上移动激光15的同 时，间断地施加激光15，从而曝光无机抗蚀剂层14的全部表面。以该方式，利用例如与可见 光的波长相同级的间距在全部无机抗蚀剂层14上形成根据激光15的轨迹的潜像16。(显影步骤)
接下来，如图7A所示，在旋转压模12的同时，在无机抗蚀剂层14上滴下显影溶 液，使得对无机抗蚀剂层14进行显影处理。在无机抗蚀剂层14由正型抗蚀剂形成的情 况下，利用激光15曝光的曝光后部分与未曝光部分相比，具有对于显影溶液的提高的溶解 率。因此，如图7A所示，在无机抗蚀剂层14上形成根据潜像(曝光后部分)16的图案。(蚀刻步骤)随后，使用在图5中示出的蚀刻设备，并且在压模12上形成的无机抗蚀剂层14的 图案(抗蚀剂图案)用作掩模的同时，对压模12的表面进行蚀刻处理。以该方式，如图7B 所示，可以获得呈椭圆锥形状或椭圆截锥形状的凹入部分，即，构造体13，其中该椭圆锥形 状或椭圆截锥形状具有在轨道的延伸方向上的长轴方向。另外，必要时，可交替地执行蚀刻处理和灰化处理。因此，可以形成具有各种曲面 的构造体13。例如，通过交替并重复地执行灰化和蚀刻并且另外逐渐增加蚀刻的时间，可以 将构造体3的形状制成椭圆锥形状，其中，顶部的斜率是平缓的，并且斜率从中部向底部逐 渐变得陡峭。此外，可以制造具有无机抗蚀剂层14的3倍或更多倍的深度(3或更大的选 择比)的玻璃原盘，使得有可能实现构造体3的高宽比的增加。因此，获得具有六方晶格图案或准六方晶格图案的原盘11。(复制步骤)然后，紧密地粘附原盘11和基板2 (例如，涂覆有紫外线固化树脂的丙烯酸片)，并 且施加紫外线，以便固化紫外线固化树脂。此后，从原盘11剥去基板2。以该方式，如图7C 所示，制造期望的光学元件1。根据第一实施例，通过溅射方法形成无机抗蚀剂层14，由此，可以在呈圆柱体形状 的压模12的表面上形成具有均勻膜厚度的平坦并光滑无机抗蚀剂膜。此外，将呈圆柱体形 状的压模12放置在圆柱电极42上，并且执行反应离子蚀刻，使得正离子可以垂直地进入呈 圆柱体形状的压模12的外周，并且可以实现各向异性蚀刻。以该方式，可以在具有圆柱面 的压模12上形成具有均勻深度和宽度的不平坦图案。另外，在通过使用基于光盘压模成形工艺和蚀刻工艺的组合的方法来制造光学元 件1的情况下，与在通过使用电子束曝光来制造光学元件1的情况下相比，可以显著降低需 要用于压模制造过程的时间(曝光时间)。因此，可以显著提高光学元件1的生产率。另外，在构造体3的顶部的形状被制成光滑形状(例如，向高度方向突出的光滑曲 面)而不是尖锐形状的情况下，可以提高光学元件1的耐用性。此外，还可以提高光学元件 1相对于原盘11的释放度(releasability)。关于通过常见旋涂方法进行的有机抗蚀剂膜形成过程，在压模具有曲面(圆柱体 的形状，球的形状)的情况下，出现涂覆的变化，并且难以形成具有均勻膜厚度的平坦并光 滑抗蚀剂膜。因此，难以在呈曲面形状的压模表面上形成具有均勻深度和宽度的不平坦图 案。另一方面，在第一实施例中，通过溅射方法来形成无机抗蚀剂层14，使得可以在呈圆柱 体形状的压模12的表面上形成具有均勻膜厚度的平坦并光滑无机抗蚀剂膜。因此，可以在 呈曲面形状的压模表面上形成具有均勻深度和宽度的不平坦图案。另外，应用上述制作方法，从而可以关于除了具有曲面(例如，圆柱体的形状和球 的形状)的压模之外的压模形成具有均勻深度和宽度的不平坦图案。例如，可以关于呈例 如片状、带状、棒状、针状、长方体形状(盒状)、线框形状以及圆柱体形状的压模形成具有均勻深度和宽度的不平坦图案。另外，可以关于具有长方体形状的中空基板和具有圆柱体 形状的中空压模的内部形成具有均勻深度和宽度的不平坦图案。<2.第二实施例>图8是示出用于制作根据本发明的第二实施例的光学元件的曝光设备的配置的 示例的示意图。如图8所示，第二实施例与第一实施例的不同之处在于，在横向上曝光呈圆 柱体形状的压模12。该曝光设备设置有转台60、主轴伺服61、激光源51 (266nm)、镜片Ml和镜片M2、驱 动电路(驱动器)58、移动光学台53、电压频率控制器57、空气滑块(没有在图中示出)、进 给伺服(没有在图中示出)、偏斜方法(Skew Method)的聚焦伺服(没有在图中示出)作为 其主要部分。激光源51是对被施加为圆柱压模12(用作记录介质)的表面上的膜的抗蚀剂进 行曝光的光源，并且例如，将发射具有波长λ的记录激光52。然而，曝光光源不具 体限于仅这样的激光源51。从该激光源51发出的激光52在处于准直光束状态的同时以直 线移动，并且在镜片Ml和镜片M2处被反射，从而在方向上改变并且被导向移动光学台53。两个楔形棱镜M和一个声光调制器/声光偏转器(A0M/A0D Acoustic Optical Modulator/Acoustic Optical Deflector) 55被布置在移动光学台53上。这些楔形棱镜 54和声光调制器/声光偏转器55以如下方式布置在处于准直光束的状态的同时入射的 激光52和晶格面满足布拉格条件，并且另外光束水平高度不改变。对于用于声光调制器/ 声光偏转器阳的电光调制器，石英(SiO2)是有利的。预定信号从驱动电路58被馈送到声光调制器/声光偏转器55。高频信号从电压 频率控制器(VCO) 57被提供到驱动电路58。控制信号被馈送到电压频率控制器57。声光调 制器/声光偏转器阳利用布拉格衍射中的一级衍射光强度近似与超声功率成比例的事实， 并且基于记录信号而调制超声功率，以便执行激光52的光学调制并形成预定曝光图案。为 了实现布拉格衍射，以满足如下布拉格条件的方式设置声光调制器/声光偏转器55相对激 光52的光轴的位置关系和姿势2dsine =ηλ (其中，d:晶格间隔，λ 激光波长，θ =激 光与晶格面之间的角度，以及η:整数)。通过来自电压频率控制器57的控制信号(形成摆 动的信号)改变晶格间隔d，并且基于布拉格条件Odsin θ = η λ )改变θ，以使得出现偏 转(摆动)。这样调制并偏转(摆动)的激光52通过扩束器56被成形为期望光束形状，此后， 通过镜片Μ3和物镜59被施加到呈圆柱体形状的压模12的无机抗蚀剂，以便形成期望结构 的潜像。关于光学记录设备，由主轴伺服控制旋转数，由进给伺服控制空气滑块的进给，由 聚焦伺服控制焦点，以使得执行如图8所示的曝光。<3.第三实施例>图9是示出用于制作根据本发明的第二实施例的光学元件的曝光设备的配置的 示例的示意图。如图9所示，第三实施例与第二实施例的不同之处在于，在呈圆柱体形状的 压模12的内周面上形成无机抗蚀剂层，并且对得到的无机抗蚀剂层进行曝光。<4.第四实施例〉图10Α是示出根据本发明的第四实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图10Β是示出在图10Α中示出的光学元件的部分的放大平面图。图10C是沿在图10Β中示
13出的轨道Tl、T3、…的截面图。图IOD是沿在图IOB中示出的轨道T2、T4、…的截面图。根据第四实施例的光学元件1与第一实施例的光学元件1的不同之处在于，关于 相邻三条轨道线，构造体3构成四方晶格图案或准四方晶格图案。这里，准四方晶格图案不 同于正四方晶格图案，并且指的是在轨道的延伸方向(X轴方向)上拉伸以致变形的四方晶 格图案。在构造体3以四方晶格图案或准四方晶格图案周期地排列的情况下，例如，构造体 3在方位上邻接，其中，构造体3具有四重对称。此外，在四方晶格进一步被拉伸并变形的情 况下，有可能变得与同一轨道中的构造体3邻接，并且实现高装填密度排列，其中，构造体3 除了方位之外还在同一轨道方向上的两个位置邻接，其中展现了四重对称。关于相邻的两个轨道Τ，一个轨道(例如，Τ2)的构造体3被排列在另一轨道(例 如，Tl)中排列的构造体3的中点位置(位移一半间距的位置)。结果，如图IOB所示，关于 相邻的三条轨道线(Tl到Τ3)，构造体3以形成四方晶格图案或准四方晶格图案的方式排 列，其中，构造体3的中心位于各个点al到a4。构造体3的高度(深度)没有被具体限制，并且根据要透射的光的波长区域来适 当地设置。例如，在透射可见光的情况下，优选地，构造体3的高度(深度)是150nm到 500nm。相对于轨道T的θ方向上的间距Ρ2是例如大约275nm到^7nm。构造体3的高宽 比(高度H/排列间距P)是例如大约0. 54到1. 13。此外，构造体3的高宽比在所有情况下 不是总是相同。构造体3可被配置成具有特定高度分布。 优选地，同一轨道中的构造体3的排列间距Pl大于相邻两个轨道之间的构造体3 的排列间距P2。另外，优选地，比率P1/P2满足由1. 4 < P1/P2 ( 1. 5表示的关系，其中，假 设同一轨道中的构造体3的排列间距是P1，并且假设相邻两个轨道之间的构造体3的排列 间距是P2。在采用上述数字范围的情况下，可以提高具有椭圆锥形状或椭圆截锥形状的构 造体的填充因子，从而可以提高防反射特性。在第四实施例中，如在上述第一实施例中那样，可以获得具有极好防反射特性的 光学元件1。<5.第五实施例〉[光学元件的配置]图IlA是示出根据本发明的第五实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图IlB是示出在图12A中示出的光学元件的部分的放大平面图。图IlC是沿在图IlB中示 出的轨道Tl、T3、…的截面图。图IlD是沿在图IlB中示出的轨道T2、T4、…的截面图。根据第五实施例的光学元件1与第一实施例的光学元件1的不同之处在于，包括 呈球面形状的表面并且构造体3被布置在该球面上。球面是例如凸起或凹入的球面。光学 元件1是例如凹透镜或凸透镜。作为示例，图11示出了光学元件1具有凹入的球面的情况。关于根据第五实施例的光学元件1，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的 项目相同。[原盘的配置]图12示出了用于制造具有上述配置的光学元件的原盘的配置的示例。根据第五 实施例的原盘11与第一实施例的不同之处在于，包括呈球面形状的表面并且构造体13被 布置在该球面上。球面是例如凸起或凹入的球面。作为示例，图12示出了原盘11具有凸 起的球面的情况。
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关于根据第五实施例的原盘11，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项目 相同。[曝光设备的配置]图13是示出用于制造具有上述配置的原盘的曝光设备的配置的示例的示意图。 移动光学台32设置有扩束器33、镜片38以及物镜34。位置传感器(没有在图中示出)被 布置在恰好在物镜34的下面的位置。该位置传感器防止与压模12的球面的碰撞。导向移 动光学台32的激光15通过扩束器33被成形为期望光束形状，此后，通过镜片38和物镜34 被施加到布置在压模12的球面上的抗蚀剂层。具有球面的压模12被放置在连接到主轴电 动机35的转台36上。然后，在压模12被旋转的同时，激光被间断地施加到压模12上的抗 蚀剂层，并且另外，激光15在压模12的旋转半径方向上移动，使得执行抗蚀剂层的曝光步 骤。通过在以箭头R表示的方向上移动移动光学台32来执行激光15的移动。关于根据第五实施例的曝光设备，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项 目相同。[蚀刻设备的配置]图14是示出用于制造具有上述配置的原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。 球形电极46和与该球形电极46相对的对电极47设置在蚀刻反应容器41中。球形电极46 在与对电极47相对的侧具有球面，并且压模12被放置在该球面上。球形电极46具有球形 压模12可拆卸地与其附连的配置。球形电极46具有例如与球形压模12的球面几乎相同 或类似的球面。关于根据第五实施例的蚀刻设备，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项 目相同。<6.第六实施例〉图15A是示出根据本发明的第六实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图15B是示出在图15A中示出的光学元件的部分的放大平面图。图15C是沿在图15B中示 出的轨道Tl、T3、…的截面图。图15D是沿在图15B中示出的轨道T2、T4、…的截面图。 图16是示出在图15中示出的光学元件的部分的放大透视图。第六实施例与第一实施例的不同之处在于，构造体3相对于基板表面倾斜。构造 体3可指向相对于基板表面的至少两个不同方向。具体地，构造体3可被形成为以相对于 基板表面的法线的预定角度在至少两个不同方向上倾斜。替选地，构造体3可具有多个区 域，并且取决于各个区域，构造体的方向可不同。关于根据第六实施例的光学元件，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项 目相同。[原盘的配置]图17示出了用于制造具有上述配置的光学元件的原盘的配置的示例。如图17所 示，原盘11具有如下配置其中，由凹入部分组成的大量构造体13被排列在呈圆盘形状的 压模12的表面上。这些构造体13以小于或等于光学元件1的使用环境中的光的波长的间 距(例如，以与可见光的波长相同级的间距)周期性二维地排列。构造体13以同心圆的形 状或螺旋的形状布置在轨道上。关于根据第六实施例的原盘，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项目相同。[曝光设备的配置]图18是示出用于制造具有上述配置的原盘的曝光放备的配置的示例的示意图。 根据第六实施例的曝光设备与第五实施例中的曝光设备相同。然而，在第六实施例中，如图 18所示，呈圆盘形状的压模12被放置在转台36上，激光被施加到该压模12的无机抗蚀剂， 以使得执行曝光。[蚀刻设备的配置]图19是示出用于制造具有上述配置的原盘的蚀刻设备的配置的示例的示意图。 不平坦电极48和与该不平坦电极48相对的对电极47设置在蚀刻反应容器41中。不平坦 电极48在与对电极47相对的侧具有不平坦表面，并且压模12被放置在该不平坦表面上。在具有上述配置的蚀刻设备中，当通过高频电源45在对电极47与不平坦电极48 之间施加高频电压时，由于压降，因此在根据不平坦电极48的不平坦表面的方向上产生电 场。等离子体中的正离子以倾斜方向等进入呈圆盘形状的压模12的主面，以使得执行各向 异性蚀刻。在这点上，可以通过适当地调整不平坦电极48的不平坦形状并且使用不平坦电 极48的不平坦表面，在至少两个不同方向上执行压模12的各向异性蚀刻。此外，还有可能 通过适当地调整不平坦电极48的不平坦形状并且使用不平坦电极48的不平坦表面，根据 压模12的表面的区域，改变各向异性蚀刻的方向。关于根据第六实施例的蚀刻设备，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项 目相同。[用于制作光学元件的方法]将参照图20和图21描述用于制作根据本发明的第六实施例的光学元件的方法。(抗蚀剂膜形成步骤)首先，如图20A所示，制备呈圆盘形状的压模12。该压模12是例如玻璃压模。随 后，如图20B所示，通过溅射方法在呈圆盘形状的压模12的一个主面上形成无机抗蚀剂层 14。对于无机抗蚀剂，例如，可以使用由至少一类过渡金属(例如，钨和钼)形成的金属氧 化物。(曝光步骤)然后，如图20C所示，使用在图18中示出的曝光设备，旋转压模12，并且另外，将激 光(曝光光束)15施加到无机抗蚀剂层14。此时，在压模12的高度方向上移动激光15的 同时，间断地施加激光15，从而对无机抗蚀剂层14的全部表面进行曝光。以该方式，以例 如与可见光的波长相同级的间距在全部无机抗蚀剂层14上形成根据激光15的轨迹的潜像 16。(显影步骤)接下来，如图21A所示，在旋转压模12的同时，在无机抗蚀剂层14上滴下显影溶 液，使得对无机抗蚀剂层14进行显影处理。在由正型抗蚀剂形成无机抗蚀剂层14的情况 下，利用激光15曝光的曝光后部分与未曝光部分相比，具有对于显影溶液的提高的溶解 率。因此，如图21A所示，在无机抗蚀剂层14上形成根据潜像(曝光后部分)16的图案。(蚀刻步骤)随后，使用在图19中示出的蚀刻设备，并且在压模12上形成的无机抗蚀剂层14的图案(抗蚀剂图案)用作掩模的同时，对压模12的表面进行蚀刻处理。以该方式，如图 21B所示，形成指向相对于呈圆盘形状的压模12的一个主面的不同方向(例如，倾斜方向) 的构造体13。另外，必要时，可交替地执行蚀刻处理和灰化处理。因此，可以形成具有各种 曲面的构造体13。以该方式，可以获得原盘11，其中构造体3被布置为指向相对于基板表面的倾斜 方向等。(复制步骤)然后，紧密地粘附原盘11和基板2 (例如，涂覆有紫外线固化树脂的丙烯酸片)， 并且施加紫外线，以便固化紫外线固化树脂。此后，从原盘11剥去基板2。以该方式，如图 21C所示，制造期望的光学元件1。<7.第七实施例〉图22A是示出根据本发明的第七实施例的光学元件的配置的示例的示意平面图。 图22B是示出在图22k中示出的光学元件的部分的放大平面图。图19C是沿在图22B中示 出的轨道Tl、T3、…的截面图。图22D是沿在图19B中示出的轨道T2、T4、…的截面图。 图23是示出在图22中示出的光学元件的部分的放大透视图。根据第七实施例的光学元件1与第一实施例的光学元件1的不同之处在于，由凹 入部分组成的大量构造体3被排列在基板表面上。该构造体3的形状是与第一实施例中的 构造体3的凸起形状的反转对应的凹入形状。<8.第八实施例〉第八实施例与第一实施例的不同之处在于，直接使用通过使无机抗蚀剂层14经 受显影处理而制造的不平坦图案作为原盘。具体地，如下所述制造光学元件。首先，以与第一实施例中的方式类似的方式执行从抗蚀剂膜形成步骤到显影步骤 的步骤。因此，在无机抗蚀剂层14上形成六方晶格图案或准六方晶格图案凹入部分。随后， 使用在无机抗蚀剂层14上设置有这样的图案的压模12作为原盘，并且如下所述制造光学 元件1。即，紧密地粘附该原盘和基板2(例如，涂覆有紫外线固化树脂的丙烯酸片)，并且 施加紫外线，以便固化紫外线固化树脂。此后，从原盘11剥去基板2。关于第八实施例，除了以上描述之外的项目与第一实施例中的项目相同。根据第八实施例，通过溅射方法在压模12 (例如，金属压模或片)上形成高刚性无 机抗蚀剂层14，对得到的无机抗蚀剂层14进行曝光和显影，从而在无机抗蚀剂层14上形成 不平坦图案。因此，可以直接使用具有无机抗蚀剂层14的不平坦图案的压模12作为压模。另一方面，在使用有机抗蚀剂的情况下，有机抗蚀剂是柔软的，因此，难以使用具 有有机抗蚀剂的不平坦图案的原型作为压模。因此，需要通过在有机抗蚀剂原型(不平 坦图案)上形成导电膜层、此后通过电镀方法形成镀镍层以及剥离它来制造不平坦图案压 模。此外，必要时，可执行修整成预定尺寸。如上所述，在使用有机抗蚀剂的情况下，需要复 杂的步骤直到完成压模。<9.第九实施例>[液晶显示装置的配置]图M示出了根据本发明的第九实施例的液晶显示装置的配置的示例。如图M所示，该液晶显示装置设置有背光73，其发出光，以及液晶面板71，其对从背光73发出的光 进行时间空间调制并且显示图像。偏振器71a和71b分别布置在液晶面板71的两个表面 上。光学元件1被设置在偏振器71b上，其中偏振器71b被布置在液晶面板71的显示面侧。 在本发明中，在一个主面上设置有光学元件1的偏振器71b被称为具有防反射功能的偏振 器72。该具有防反射功能的偏振器72是具有防反射功能的光学组件的示例。以下将顺序地描述构成液晶显示装置的背光73、液晶面板71、偏振器71a和71b 以及光学元件1。(背光)对于背光73，例如，可以使用直下式背光、侧边式背光以及面光源型背光。背 光73设置有例如光源、反射板以及光学膜。对于光源，例如，使用冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp :CCFL)、热阴极焚光灯管(Hot Cathode Fluorescent Lamp HCFL)、有机电致发光(Organic Electroluminescence :0EL)、无机电致发光(IEL InorganicElectroluminescence)以及发光二极管(Light Emitting Diode :LED)。(液晶面板)对于液晶面板71，可以使用具有如下显示模式的那些例如，扭曲向列(Twisted Nematic :TN)模式、超扭曲向列(Super Twisted Nematic :STN)模式、垂直取向(Vertical Aligned :VA)模式、面内切换Qn-PlaneSwitching =IPS)模式、光学补偿双折射(Optically CompensatedBirefringence :0CB)模式、铁电液晶(Ferroelectric Liquid Crystal :FLC) 模式、聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal :PDLC)模式以及相变宾主 (Phase Change Guest Host :PCGH)模式。(偏振器)在液晶面板71的两个表面上，例如，以使得其透射轴成为相互正交的方式布置偏 振器71a和71b。偏振器71a和71b仅透射入射光中的正交偏振分量之一，并且通过吸收中 断另一个。对于偏振器71a和71b，例如，可以使用通过将二色性材料(例如，碘或二色性染 料)吸附到亲水聚合物膜(例如，基于聚乙烯醇的膜、基于部分聚乙烯醇缩甲醛的膜以及基 于乙烯-醋酸乙烯共聚物的部分皂化膜)并且执行单轴拉伸而制造的那些。优选地，保护 层(例如，三醋酸纤维素(TAC)膜)被布置在偏振器71a和71b的两个表面上。在布置保 护层的情况下，如上所述，优选地，采用其中光学元件1的基板2兼作保护层的结构。此原 因是，通过采用这样的结构，可以减小具有防反射功能的偏振器72的厚度。(光学元件)光学元件1与上述第一到第四、第六以及第七实施例中的光学元件1的任一相同， 因此，将省略说明。根据第九实施例，光学元件1被布置在液晶显示装置的显示面上，因此，可以提高 液晶显示装置的显示面的防反射功能。因此，可以提高液晶显示装置的可视性。<10.第十实施例〉[液晶显示装置的配置]图25示出了根据本发明的第十实施例的液晶显示装置的配置的示例。如图25所 示，该液晶显示装置与第九实施例中的液晶显示装置的不同之处在于，前部件74被设置在 液晶面板71的前侧上，并且光学元件1被设置在液晶面板71的正面以及前部件74的正面
18和背面的至少一个表面上。在图25中，示出了如下示例其中，光学元件1被设置在液晶面 板71的正面以及前部件74的正面和背面的所有表面上。例如，空气层被布置在液晶面板 71与前部件74之间。以与以上阐述的参考标号相同的参考标号表示与在上述第九实施例 中的部分相同的部分，并且将省略其说明。在这点上，在本发明中，正面指的是在用作显示 面的侧的表面，即，在观看者侧的表面，并且背面指的是在与显示面相对的侧的表面。前部件74是例如为了耐机械性、耐热性以及耐候性保护和设计，在液晶面板71的 正面(观看者侧)上使用的前面板。前部件74具有例如片状、膜状或者板状。对于用于前 部件74的材料，例如，可以使用玻璃、三醋酸纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二 醇(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸脂、聚醚砜、聚 砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)以及聚碳酸酯(PC)，但是 不具体限于这些材料。可以使用任何材料，只要该材料具有透明性即可。根据第十实施例，可以如在第九实施例中那样提高液晶显示装置的可视性。[示例]以下将参照示例具体描述本发明，但是本发明不仅限于这些示例。(示例 1)首先，通过溅射方法在呈圆盘形状的石英基板上形成由钨(W)和钼(Mo)的氧化物 组成的无机抗蚀剂层。随后，通过使用在图18中示出的曝光设备在得到的无机抗蚀剂层上 形成准六方晶格图案的潜像。此后，对抗蚀剂层进行显影处理，以便产生抗蚀剂图案。对于 显影溶液，使用2. 38%的四甲基氢氧化铵含水溶液(东京应化工业股份有限公司)。然后，重复地执行用于通过RIE蚀刻来蚀刻石英基板的过程和用于通过灰化来去 除抗蚀剂图案并增加开口直径的过程。在这点上，通过使用具有图19中示出的不平坦电极 的蚀刻设备来执行蚀刻。通过上述步骤，在逐渐增加石英基板的表面被曝光处的准六方晶 格图案的直径的同时，在相对于石英基板表面的倾斜方向等上进行蚀刻。因为抗蚀剂图案 用作掩模，因此不蚀刻其它区域。因此，形成指向相对于石英基板的表面的倾斜方向等的凹 入部分。最后，通过灰化完全去除抗蚀剂图案。以该方式，获得期望的圆盘原盘。接下来，将紫外线固化树脂被施加到得到的圆盘原盘，此后，将丙烯酸板紧密地粘 附到紫外线固化树脂。随后，施加紫外线，使得紫外线固化树脂被固化，并且从圆盘原盘剥 离。以该方式，获得期望的光学元件。(示例 2)除了改变蚀刻设备的不平坦电极的不平坦形状之外，如在示例1中那样获得复制基板。(示例 3)首先，制备具有126mm的外径的玻璃滚筒压模。通过溅射方法在该玻璃滚筒压模 的表面上形成由钨(W)和钼(Mo)的氧化物组成的无机抗蚀剂层。随后，将用作记录介质的 玻璃滚筒压模传送到图4中示出的曝光设备，并且对无机抗蚀剂层进行曝光。因此，在抗蚀 剂上图案化以螺旋形状继续并关于相邻三条轨道线构成准六方晶格图案的潜像。此后，对玻璃滚筒压模上的无机抗蚀剂层进行显影处理，其中，通过溶解抗蚀剂的 曝光后部分来执行显影。具体地，未显影的玻璃滚筒压模被放置在显影机(虽然没有在图 中示出)的转台上，在基于转台执行旋转的同时，在玻璃滚筒压模的表面上滴下显影溶液，以便对表面上的抗蚀剂进行显影。以该方式，获得其中在准六方晶格图案处对抗蚀剂层进 行曝光的抗蚀剂玻璃压模。在这点上，对于显影溶液，使用2. 38%的四甲基氢氧化铵含水溶 液(东京应化工业股份有限公司)。然后，重复地执行用于通过RIE蚀刻来蚀刻玻璃滚筒压模的过程和用于通过灰化 来去除抗蚀剂图案并增加开口直径的过程。在这点上，通过使用具有图5中示出的圆柱电 极的蚀刻设备来执行蚀刻。通过上述步骤，在逐渐增加玻璃滚筒压模的表面被曝光处的准 六方晶格图案的直径的同时，在垂直于玻璃滚筒压模表面的方向上进行蚀刻。因为抗蚀剂 图案用作掩模，因此不蚀刻其它区域。因此，形成指向垂直于玻璃滚筒压模的表面的方向的 凹入部分。最后，通过灰化完全去除抗蚀剂图案。以该方式，获得期望的玻璃滚筒原盘。接下来，将得到的玻璃滚筒压模紧密地粘附到涂覆有紫外线固化树脂的丙烯酸 板。在施加紫外线以实现固化的同时执行剥离，从而制造光学元件。(形状的估计)利用扫描电子显微镜(SEMJcanning Electron Microscope)执行这样制造的光 学元件的观察。在图沈中示出其结果。如从图26A和图26B清楚得到的那样，在通过使用不平坦电极来执行蚀刻的情况 下，可以在相对于基板的倾斜方向上形成构造体。此外，清楚的是，可以通过适当地调整不 平坦电极的不平坦形状，根据区域来改变构造体的方向。如从图26C清楚得到的那样，在通过使用圆柱电极来执行蚀刻的情况下，可以在 垂直于基板的方向上形成构造体。(反射率的估计)测量了示例1中如上所述制造的光学元件的反射率。在这点上，紫外和可见分光 光度计(商品名称由日本分光株式会社制造的V-550)用于反射率的测量。在图27中示 出了其结果。根据图27，下面是清楚的。存在如下趋势与具有5度的入射角的光的反射率相比，具有30度或40度的入射 角的光的反射率降低。即，关于示例1中的光学元件，防反射特性的效果对于具有30度或 40度的入射角的光变得最显著。这是因为关于示例1中的光学元件，构造体被布置同时相 对于基板的法线倾斜大约30度到40度。如上所述，可以通过以相对于基板的法线倾斜的方式形成构造体，给出光学元件 的防反射特性的角度依赖。在期望特别地降低从预定角度入射的光的反射率的情况下，具 有这样特性的光学元件是有效的。(示例 4)首先，如在示例3中那样制造呈带状的光学元件。随后，从得到的呈带状的光学元 件切割呈预定长方形形状的光学元件。然后，在80°C的温度的热槽中，将得到的呈长方形形 状的光学元件弯成球面的形状，以便获得蛾眼透镜膜。图28A和28B分别示出了如上所述 获得的蛾眼透镜膜的外观和截面图。(反射特性的估计)测量了在示例4中如上所述制造的蛾眼透镜膜的反射率。在这点上，紫外和可见 分光光度计(商品名称由日本分光株式会社制造的V-550)用于反射率的测量。根据估计结果清楚的是，关于示例4中的蛾眼透镜膜，获得了极好的防反射特性。(示例 5)首先，制备具有球面的石英透镜(凸透镜)。通过溅射方法在用作压模的石英透镜 的该球面上形成由钨(W)和钼(Mo)的氧化物组成的无机抗蚀剂层。随后，将用作记录介质 的压模传送到图13中示出的曝光设备，并且形成准六方晶格图案的潜像。此后，对抗蚀剂 层进行显影处理，以便产生抗蚀剂图案。对于显影溶液，使用2. 38%的四甲基氢氧化铵含水 溶液(东京应化工业股份有限公司)。然后，重复地执行用于通过RIE蚀刻来蚀刻压模的过程和用于通过灰化来去除抗 蚀剂图案并增加开口直径的过程。在这点上，通过使用具有图14中示出的球形电极的蚀刻 设备来执行蚀刻。通过上述步骤，在逐渐增加准六方晶格图案的直径的同时，在其中在无机 抗蚀剂层处对压模表面进行曝光的区域中进行蚀刻。因为无机抗蚀剂层用作掩模，因此不 蚀刻其它区域。最后，通过灰化完全去除无机抗蚀剂层。以该方式，获得期望的蛾眼石英透 镜。图29A和图29B示出了如上所述获得的蛾眼石英透镜的外观。(反射特性的估计)测量了在示例5中如上所述制造的蛾眼石英透镜的反射率。在这点上，紫外和可 见分光光度计(商品名称由日本分光株式会社制造的V-550)用于反射率的测量。根据该 估计结果清楚的是，关于示例5中的蛾眼石英透镜，获得了极好的防反射特性。至此，具体描述了根据本发明的实施例。然而，本发明不限于上述实施例，并且可 以基于本发明的技术思想进行各种修改。例如，配置、形状、数值等仅仅是示例，并且必要时，可采用不同于它们的配置、形 状、数值等。此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以相互组合上述实施例的各个配置。另外，在上述实施例中，描述了本发明应用到具有曲面(圆柱体的形状、球的形 状)的压模的示例，但是本发明不限于这些示例。例如，有可能关于具有片、带(两面)、或 棒的形状、或者针的形状的压模，在压模上形成期望的不平坦图案，以便形成原盘。另外，有可能在盒子(长方体)或线框的表面、圆柱体或盒子的内部等上产生期望 的不平坦图案。即，通过利用溅射方法在盒子(长方体)或线框的表面、圆柱体或盒子的内 部等上形成无机抗蚀剂的膜，布置具有均勻膜厚度的平坦并光滑抗蚀剂膜。随后，利用光刻 机对无机抗蚀剂膜进行曝光，记录各种图案，并且执行显影，从而可以形成不平坦图案。此外，还有可能通过如下步骤形成期望的不平坦图案在椭圆球(橄榄球型)、锥 形、具有大量孔的压模、具有凹入部分的压模、具有凸起部分的压模等上形成具有均勻膜厚 度的平坦并光滑无机抗蚀剂膜，并且执行曝光和显影。另外，还有可能应用到用于显示器等的不平坦基板和装置、或具有波纹或曲面的 形状的基板和装置。在这点上，在上述实施例中，可在圆柱电极和球形电极的表面上形成不平坦形状。 因此，可以在相对于呈圆柱体形状的压模和呈球面形状的压模的表面的倾斜方向等上形成 构造体。另外，在上述实施例中，作为示例，参照光学元件和蚀刻设备的电极呈圆柱面形状 和球面形状的情况进行了说明。然而，光学元件和蚀刻设备的电极的形状不限于它们。对于除了它们之外的曲面的形状，可以采用各种曲面，例如，双曲面、自由形式表面以及椭圆面。
此外，在上述实施例中，相对于通过使用无机抗蚀剂来制造光学元件等的情况进 行了说明。然而，还有可能采用有机抗蚀剂。
权利要求
1.一种用于制作微加工部件的方法，所述方法包括以下步骤在具有曲面的压模上形成无机抗蚀剂层；对在所述压模上形成的所述无机抗蚀剂层进行曝光和显影，以便在所述无机抗蚀剂层 上形成图案；以及将在所述无机抗蚀剂层上设置有所述图案的所述压模放置在电极上，并且蚀刻所述压 模，以在所述压模表面上形成不平坦形状，以便制造微加工部件，其中，所述电极具有与所 述压模的曲面几乎相同或类似的曲面。
2.根据权利要求1所述的用于制作微加工部件的方法，其中，所述压模具有圆柱体形 状或球面形状。
3.根据权利要求1所述的用于制作微加工部件的方法，其中，在所述电极的所述曲面上形成不平坦形状，并且在蚀刻步骤中，通过使用所述电极的所述不平坦形状，在相对于所述压模的表面的倾 斜方向上执行各向异性蚀刻。
4.根据权利要求3所述的用于制作微加工部件的方法，其中，在所述蚀刻步骤中，通过 使用所述电极的所述不平坦形状，在至少两个不同方向上各向异性地蚀刻所述压模。
5.根据权利要求4所述的用于制作微加工部件的方法，其中，在所述蚀刻步骤中，通过 使用所述电极的所述不平坦形状，根据所述压模的所述表面的区域来改变各向异性蚀刻的 方向。
6.根据权利要求1所述的用于制作微加工部件的方法，其中，在形成所述无机抗蚀剂 层的步骤中，通过溅射方法形成所述无机抗蚀剂层。
7.根据权利要求1所述的用于制作微加工部件的方法，所述方法还包括在制造所述微 加工部件的步骤之后，将所述微加工部件的所述不平坦形状转印到树脂材料的步骤，以便 制造所述微加工部件的副本。
8.一种微加工部件，其包括具有曲面的基板；以及在所述基板的所述曲面上形成的构造体，所述构造体是凸起部分或凹入部分，其中，所述构造体以小于或等于使用环境中光的波长的间距而排列。
9.根据权利要求8所述的微加工部件，其中，所述构造体布置在相对于所述基板表面 的倾斜方向上。
10.根据权利要求9所述的微加工部件，其中，所述构造体布置在相对于所述基板表面 的至少两个不同方向上。
11.根据权利要求10所述的微加工部件，其中，所述构造体布置在取决于所述基板表 面的区域的不同方向上。
12.根据权利要求8所述的微加工部件，其中，所述构造体具有锥形，并且所述构造体被二维地排列在所述基板表面上。
13.根据权利要求12所述的微加工部件，其中，所述构造体以六方晶格形状或以准六 方晶格形状周期地排列。
14.根据权利要求12所述的微加工部件，其中，所述构造体以四方晶格形状或以准四方晶格形状周期地排列。
15.根据权利要求12所述的微加工部件，其中，锥形是在顶部具有曲率的圆锥形状或 椭圆锥形状、圆截锥形状或椭圆截锥形状。
16.一种蚀刻设备，其包括 蚀刻反应容器；以及第一电极和第二电极，其被相对地布置在所述蚀刻反应容器中， 其中，所述第一电极具有用于放置基板的放置面，并且 所述放置面具有曲面或不平坦表面。
17.根据权利要求16所述的蚀刻设备，其中，所述放置面具有圆柱体的形状或球的形状。
18.一种光学元件，其包括 基板；以及排列在所述基板的表面上的大量构造体，其中，所述构造体以小于或等于使用环境中光的波长的间距而排列，并且 所述构造体以相对于与所述基板的所述表面垂直的方向的预定角度在至少两个不同 方向上倾斜地布置。
全文摘要
一种用于制作微加工部件的方法，其包括如下步骤在具有曲面的压模上形成无机抗蚀剂层；对在压模上形成的无机抗蚀剂层进行曝光和显影，以便在无机抗蚀剂层上形成图案；以及将在无机抗蚀剂层上设置有图案的压模放置在具有与压模的曲面几乎相同或类似的曲面的电极上，并且蚀刻压模以在压模表面上形成不平坦形状，以便制造微加工部件。
文档编号B29C33/42GK102084272SQ20098010870
公开日2011年6月1日 申请日期2009年12月17日 优先权日2008年12月26日
发明者林部和弥, 清水浩一郎, 远藤惣铭 申请人:索尼公司