(57)【要約】【課題】ホットプレス法によるナノプリントに使用されるスタンパの型押面に取付けられるスタンパ用表面材について、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を備えるとともに、そりが生じないようにする。【解決手段】表面に微細な凹凸パターン１が形成された薄片形からなる。表面がダイヤモンド２とされ表面のダイヤモンド２の背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドであるダイヤモンドライクカーボン３の層が存在する積層体からなる。【選択図】     図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に微細な凹凸パターンが形成された薄片形のスタンパ用表面材において、表面がダイヤモンドとされ表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体からなることを特徴とするスタンパ用表面材。
【請求項２】
表面に微細な凹凸パターンが形成された薄片形のスタンパ用表面材において、表面がダイヤモンドとされ表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層とダイヤモンドの層とが存在する積層体からなることを特徴とするスタンパ用表面材。
【請求項３】
請求項１または２のスタンパ用表面材において、炭素を主成分とする非ダイヤモンドがダイヤモンドライクカーボン，テトラヘドラル，アモルファスダイヤ等の非晶質炭素からなることを特徴とするスタンパ用表面材。
【請求項４】
請求項３のスタンパ用表面材において、ダイヤモンドと炭素を主成分とする非ダイヤモンドとはダイヤモンド結晶の組成勾配をもって連続的に成膜されたものであることを特徴とするスタンパ用表面材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットプレス法によるナノプリントに使用されるスタンパの型押面に取付けられるスタンパ用表面材に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ホットプレス法によるナノプリントの対象とされる被加工物が合成樹脂材からガラス材，金属材に拡張され、表面に微細な凹凸パターンが形成され被加工物に圧接されるスタンパ用表面材に相当程度の硬度と耐摩耗性とが要求されるようになってきている。
【０００３】
従来、硬度，耐摩耗性を高めることを指向したスタンパ用表面材としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１には、表面に微細な凹凸パターンが形成されたダイヤモンドからなる薄片形のスタンパ用表面材が記載されている。
特許文献１に係るスタンパ用表面材は、材料として硬度，耐摩耗性の高いダイヤモンドを選択することで被加工物への圧接による変形を防止するものである。なお、このスタンパ用表面材は、加熱による変形を防止するために、熱膨張係数がほぼ同一で相対的に厚さのある台座に接合されて型押面に取付けられる構成が採られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８９６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係るスタンパ用表面材では、薄片形であることからダイヤモンド結晶の生成過程の応力でそりが生じやすく台座に接合されてもそりが消失するわけではないため、被加工物への圧接によって割れが生じやすく、ナノプリントの精度も低くなってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を備えしかもそりが生じることのない薄片形のスタンパ用表面材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するため、本発明に係るスタンパ用表面材は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【０００８】
即ち、請求項１では、表面に微細な凹凸パターンが形成された薄片形のスタンパ用表面材において、表面がダイヤモンドとされ表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体からなることを特徴とする。
【０００９】
この手段では、微細な凹凸パターンが形成された表面をダイヤモンドとすることで被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持し、表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体とすることでダイヤモンド結晶の生成過程の応力の影響を低減する。
【００１０】
また、請求項２では、表面に微細な凹凸パターンが形成された薄片形のスタンパ用表面材において、表面がダイヤモンドとされ表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層とダイヤモンドの層とが存在する積層体からなることを特徴とする。
【００１１】
この手段では、微細な凹凸パターンが形成された表面をダイヤモンドとすることで被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持し、表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体とすることでダイヤモンド結晶の生成過程の応力の影響を低減する。また、表面のダイヤモンドの背面側にダイヤモンドの層を存在させることで、相対的に硬度，耐摩耗性の低い非ダイヤモンドの層を補完する。
【００１２】
また、請求項３では、請求項１または２のスタンパ用表面材において、炭素を主成分とする非ダイヤモンドがダイヤモンドライクカーボン，テトラヘドラル，アモルファスダイヤ等の非晶質炭素からなることを特徴とする。
【００１３】
この手段では、炭素を主成分とする非ダイヤモンドがダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の非晶質炭素とされることで、ダイヤモンド，非ダイヤモンドが共通性のある製造法によって形成される。
【００１４】
また、請求項４では、請求項３のスタンパ用表面材において、ダイヤモンドとダイヤモンドライクカーボンとはダイヤモンド結晶の組成勾配をもって連続的に成膜されたものであることを特徴とする。
【００１５】
この手段では、ダイヤモンドとダイヤモンドライクカーボンとがダイヤモンド結晶の組成勾配をもって連続的に成膜されることで、ダイヤモンドと非ダイヤモンドとの間に界面が形成されなくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るスタンパ用表面材は、微細な凹凸パターンが形成された表面をダイヤモンドとすることで被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持し、表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体とすることでダイヤモンド結晶の生成過程の応力の影響を非ダイヤモンドの層で低減するため、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を備えしかもそりが生じることのない薄片形とすることができる効果がある。
【００１７】
さらに、請求項２として、微細な凹凸パターンが形成された表面をダイヤモンドとすることで被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持し、表面のダイヤモンドの背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドの層が存在する積層体とすることでダイヤモンド結晶の生成過程の応力の影響を非ダイヤモンドの層で低減するため、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を備えしかもそりが生じることのない薄片形とすることができる効果がある。また、表面のダイヤモンドの背面側にもダイヤモンドの層を存在させることで、相対的に硬度，耐摩耗性の低い非ダイヤモンドの層を補完するため、全体の硬度，耐摩耗性が高められ被加工物への圧接による変形がより確実に防止される効果がある。
【００１８】
さらに、請求項３として、炭素を主成分とする非ダイヤモンドがダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）とされることで、ダイヤモンド，非ダイヤモンドが共通性のある製造法によって形成されるため、製造が安価，容易になる効果がある。
【００１９】
さらに、請求項４として、ダイヤモンドとダイヤモンドライクカーボンとがダイヤモンド結晶の組成勾配をもって連続的に成膜されることで、ダイヤモンドとダイヤモンドライクカーボンとの間に界面が形成されなくなるため、ダイヤモンドとダイヤモンドライクカーボンとの剥離が防止される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第１例の取付状態の断面図である。
【図２】図１の製造例を示す断面図であり、（Ａ）〜（Ｅ）に製造工程順が示されている。
【図３】本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第２例の取付状態の断面図である。
【図４】本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第３例の取付状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１，図２は、本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第１例を示すものである。
【００２３】
第１例は、図１に示すように、表面に微細な凹凸パターン１が形成され薄片形とされた２層の積層体からなるものが接着剤Ｃで金属材等のバックアッププレートＰに貼着されている。凹凸パターン１を含む表面側のある程度の厚さをもった層は、ダイヤモンド２からなる。接着剤Ｃに対面するダイヤモンド２の背面側の層は、炭素を主成分とする非ダイヤモンドであるダイヤモンドライクカーボン３からなる。
【００２４】
第１例の製造方法については、図２に示されている。
【００２５】
まず、図２（Ａ）に示すように、マザーモールドＭが製作される。マザーモールドＭは、シリコン基板にリソグラフィー技術により前述の凹凸パターン１に対応（凹凸が逆の）した微細な凹凸パターンを形成したものである。即ち、光源としてステッパーを用い、レジストを使用してフォトマスクにより微細な凹凸パターンを感光，現像した後、ドライエッチング（エッチングガスＣＦ４，ＳＦ６，ＣＨＦ３，Ｏ２）する。リソグラフィー技術としては、フォトリソグラフィー，電子線リソグラフィー，Ｘ線リソグラフィーを選択することができる。
【００２６】
次ぎに、図２（Ｂ）に示すように、マザーモールドＭの微細な凹凸パターンの上に化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりダイヤモンド２を成膜する。即ち、反応ガス（炭化水素を含み水素ガス等）雰囲気下の高温のチャンバの内部を減圧して、励起された炭素種をマザーモールドＭの微細な凹凸パターンに衝突させる。化学的気相成長法としては、マイクロ波ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法，熱フィラメントＣＶＤ法を選択することができる。
【００２７】
次ぎに、図２（Ｃ）に示すように、ダイヤモンド２の上に化学的気相成長法によりダイヤモンドライクカーボン３を成膜する。ダイヤモンドライクカーボン３は、ダイヤモンド構造（結晶）であるＳＰ３結合のみからなるダイヤモンド２に対して、ダイヤモンド構造であるＳＰ３結合とグラファイト構造であるＳＰ３結合とが混在したアモルファス（非結晶）構造からなる。従って、化学的気相成長法において、反応ガスの濃度や温度，圧力を調整することで、ダイヤモンド２，ダイヤモンドライクカーボン３の成膜の変換が可能である。特に、共通のチャンバの内部でダイヤモンド結晶の組成勾配をもって連続的に成膜されることで、ダイヤモンド２とダイヤモンドライクカーボン３との間に界面が形成されなくなるため、ダイヤモンド２とダイヤモンドライクカーボン３との一体性が得られ剥離が防止される。このダイヤモンドライクカーボン３は、ダイヤモンド２に積層されたことになって、ダイヤモンド２のダイヤモンド結晶の生成過程の応力を低減させる機能を奏する。なお、実装上の要請から、ダイヤモンド２，ダイヤモンドライクカーボン３の成膜の合計厚さとしては０．１ｍｍ以上が好ましい。
【００２８】
次ぎに、図２（Ｄ），（Ｅ）に示すように、ダイヤモンド２，ダイヤモンドライクカーボン３が成膜されたマザーモールドＭを容器Ｂに貯溜された溶解液Ｗに浸漬させ、マザーモールドＭを溶解させる。溶解液Ｗとしては、例えば、フッ酸・硝酸混合液が使用される。マザーモールドＭを溶解させる手段を採ることによって、機械的な剥離手段と採る場合に比して、露出されるダイヤモンド２からなる表面の微細な凹凸パターン１を損傷を避けることができる。
【００２９】
この後、バックアッププレートＰに接着剤Ｃを介してダイヤモンドライクカーボン３側を貼着する。バックアッププレートＰとしては、例えば、ステンレス鋼，ニッケル耐熱合金が使用される。接着座Ｃとしては、例えば、チタン活性ローが使用される。
【００３０】
第１例によると、微細な凹凸パターン１が形成された表面をダイヤモンド２とすることで、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持することができる。また、表面のダイヤモンド２の背面側に炭素を主成分とする非ダイヤモンドであるダイヤモンドライクカーボン３の層が存在する積層体とすることで、ダイヤモンド結晶の生成過程の応力の影響をダイヤモンドライクカーボン３で低減することができるため、薄片形であるにもかかわらずそりが生じることがなくなる。そりの発生の防止は、被加工物への圧接による割れを防止して耐久性能を高めるとともに、ナノプリントの精度を高めることになる。
【００３１】
図３は、本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第２例を示すものである。
【００３２】
第２例は、ダイヤモンド２を微細な凹凸パターン１の凹凸に沿った薄性の層としてある。即ち、ダイヤモンド２を第１例のようにな凹凸パターン１を含む表面側のある程度の厚さをもった層としていない。
【００３３】
第２例によると、製造（成膜）コストの掛かるダイヤモンド２を低減することができる。しかも、微細な凹凸パターン１が形成された表面がダイヤモンド２であることに変わりがないため、被加工物への圧接による変形を防止する硬度，耐摩耗性を維持することができる。
【００３４】
図４は、本発明に係るスタンパ用表面材を実施するための形態の第３例を示すものである。
【００３５】
第３例は、第１例のダイヤモンドライクカーボン３の層にダイヤモンド２の層を介在させている。
【００３６】
第３例によると、表面のダイヤモンド２の背面側にもダイヤモンド２の層を存在させることで、相対的に硬度，耐摩耗性の低いダイヤモンドライクカーボン３の層を補完することができる。このため、全体の硬度，耐摩耗性が高められ被加工物への圧接による変形がより確実に防止されることになる。
【００３７】
第３例については、第２例のダイヤモンドライクカーボン３の層にダイヤモンド２の層を介在させることも可能である。
【００３８】
以上、図示した各例の外に、ダイヤモンドライクカーボン３に他の材料を加えることも可能である。
【００３９】
さらに、非ダイヤモンドとしてダイヤモンドライクカーボン３に代えてテトラヘドラル，アモルファスダイヤ等の非晶質炭素を選択することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１            微細な凹凸パターン
２            ダイヤモンド
３            ダイヤモンドライクカーボン（非ダイヤモンド）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010162796.tif 000006