(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（第１工程）基板の少なくとも一方の表面に通電部を有する通電基板を用い、該通電部にレジストに基づく微細な凸状のレジスト構造体を付与して母型を形成する母型形成工程と、
（第２工程）前記通電部に前記レジスト構造体の高さに相当する厚みの金属を析出させ金属の構造体を形成させる金属構造形成工程と、
（第３工程）前記レジスト構造体の表面に通電膜を形成する通電膜形成工程と、
（第４工程）前記通電膜上にメッキ処理により補強層を形成する補強層形成工程と、
（第５工程）前記母型を除去して前記金属の構造体に基づく微細な凹凸模様を表面に有する金型を形成する母型除去工程と、
を含む微細凹凸構造を成形面に有する成形金型の製造方法。
【請求項２】
前記レジスト構造体の高さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の成形金型の製造方法。
【請求項３】
前記補強層形成工程のメッキ処理は、電鋳である請求項１に記載の成形金型の製造方法。
【請求項４】
前記通電膜形成工程は、蒸着、スパッタ、無電解メッキから選択された手法により導電膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の成形金型の製造方法。
【請求項５】
微細な凹凸構造が成形面に配置されている成形金型であって、
前記微細な凹凸構造の凸部を構成する金属構造体と、
前記金属構造体の前記成形面と反対側の面に設けられた平滑な通電膜と、
前記通電膜の前記成形面側と反対側の面に設けられた、電鋳により形成された補強層とを有している成形金型。
【請求項６】
前記微細な凹凸構造の高さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の成形金型。
【請求項７】
前記金属構造体を形成する材料は、銅、鉄、ニッケル、ニッケル・リン合金、ニッケル・マンガン合金、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・モリブデン合金、ニッケル・タングステン合金、コバルト・モリブデン合金、コバルト・タングステン合金から選択された材料であることを特徴とする請求項６に記載の成形金型。
【請求項８】
前記通電膜は、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、金、白金から選択された材料であることを特徴とする請求項７に記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型および成形金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶等のディスプレイ部材、ＤＶＤ等の記録媒体、携帯電話部材、ＤＮＡチップ等のバイオチップ、等にはマイクロメートルオーダー、サブマイクロメートルオーダーを中心とする微細凹凸構造が形成されている成形品が用いられ、また、これらの成形品を形成する材料として、樹脂、シリコン、またはガラスが用いられている。【０００３】
このような微細凹凸構造が形成されている樹脂成形品を形成する方法としては、射出成形、ナノインプリント成形、エンボス成形、ロール転写成形等が例示される。また、微細な凹凸構造が形成されているシリコン成形品を形成する方法として、シリコンのドライエッチングおよびウェットエッチングが例示される。さらに微細な凹凸構造が形成されているガラス成形品を形成する方法として、ガラスのドライエッチングおよびウェットエッチング等が例示される。【０００４】
これらの中で、表面に微細凹凸構造を有する金型を用いる樹脂成形法は、低コストが実現できる汎用部材の製造方法として一般的に適しているといわれている。この樹脂成形法によれば、製品の微細凹凸構造に対応する構造を有する成形金型が用いられる。この成形金型へ樹脂が注入され、これにより表面に微細凹凸構造を有する樹脂成形品が得られる。この成形金型を耐久性のある金属材料で形成すれば、１つの成形金型から大量の樹脂成形品が得られ、低コストが実現できる。【０００５】
このような金属材料で形成された成形金型を製造する方法としては、（１）Ｘ線、電子線、レーザー光、紫外線等の活性エネルギー線に反応するレジスト材料を用い微細凹凸構造体（凹凸パターン）を形成させた（以下、リソグラフィと略すことがある。）後、メッキにより金属を堆積させ成形金型を得る方法、（２）金属やガラスを直接切削し微細凹凸構造体を形成させた後、メッキにより金属を堆積させ成形金型を得る方法、（３）シリコンやガラスをエッチングし微細凹凸構造体を形成させた後、メッキにより金属を堆積させ成形金型を得る方法、および（４）金型用の金属を直接切削し微細凹凸構造体を形成させる方法等がある。【０００６】
微細凹凸構造体（凹凸パターン）の大きさ、形状の自由度、面内均一性およびコストを考慮し、リソグラフィとメッキにより成形金型を製造する方法が適している。このリソグラフィとメッキにより成形金型を製造する方法により製造した成形金型を用い、樹脂成形を行うプロセスはＬＩＧＡプロセスと呼ばれ、広く普及している。【０００７】
ＬＩＧＡプロセスに用いる成形金型の製造工程の一例は、図２Ａ〜図２Ｅに示すように、母型形成工程（図２Ａ）、通電膜形成工程（図２Ｂ）、補強層形成工程（図２Ｃ）及び母型除去工程（図２Ｄ）により行われ、場合によっては、平滑化工程（図２Ｅ）が付加されている。【０００８】
ここで、第１ステップである母型形成工程（図２Ａ）では、基板３２にレジストに基づく凹凸パターン（レジスト構造体）３１を形成させる。基板としては、ガラスやシリコン等の平面基板が用いられ、この基板３２の上にレジスト膜を形成し、活性エネルギー線、例えばＵＶ光（３６５ｎｍ）を照射し、レジスト膜の溶解／非溶解のコントラストにより母型となるレジストに基づく微細な凹凸パターン３１を形成する。【０００９】
ついで、第２ステップである通電膜形成工程（図２Ｂ）では、第１ステップで得られた基板３２と凹凸パターン３１の全面に通電膜３３を形成させる。通電膜形成工程（図２Ｂ）は、母型の表面の全体を金属蒸着や無電解メッキ等による表面に通電性（導電性）を付与させる工程である。この通電膜形成工程（図２Ｂ）では、メッキ電流に対する抵抗が適度に低減させればよいので、通常０．１−０．３μｍ程度の薄膜である。【００１０】
つぎに、第３ステップである補強層形成工程では、第２ステップで得られた基板３２の通電膜３３を利用して通電膜３３にメッキ層３４を形成させる。【００１１】
この補強層形成工程は、実質的にメッキ工程であり、レジストに基づく微細な凹凸パターン３１の表面に均一に金属が堆積されるため、例えば、３００μｍの金属のメッキ層（厚膜）３４を堆積させた表面（金型としては成形面と反対側で裏面となる面）３４ａには、母型の微細凹凸構造を反映した符号３４ｂで示す凹凸構造が形成されている。【００１２】
すなわち、金型の成形面には母型に対応した微細凹凸構造が形成され、その反対側の裏面３４ａには母型の凹凸パターン３１を反映した微細凹凸構造３４ｂが形成されている。ここで、母型を反映したとは、母型と同様の形状であるが、厳密には同一形状ではないという意味である。すなわち、裏面３４ａの凹凸構造３４ｂは、実際には、凹凸パターン３１とは同じ高さではなく、例えば、少し高さが低くなる、又は幅が小さくなる、大きくなる、等全くの同一ではないことを意味している。【００１３】
ついで、第４ステップである母型除去工程（図２Ｄ）では、第３ステップで得られたメッキ層３４から基板３２とともにレジスト構造体３１を除去し、金型４０が作製される。この金型４０の裏面の凹凸構造３４ｂを研磨などにより除去する平滑化工程（図２Ｅ）が付加されることにより裏面３４ａが平滑化された金型５０とすることもできる。【００１４】
裏面に母型の微細凹凸構造体が反映した凹凸を有する金型（上述の金型４０）を用いて成形した場合、裏面の凹凸により金型が容易に変形し成形性が著しく悪化する問題や、成形品の表面側に金型の裏面の凹凸に対応した転写痕が発生する問題が生じる。この問題を解決するため、裏面を研磨し、平坦化する方法（特許文献１）や、裏面の凹凸にエポキシ樹脂等を充填し、平坦化する方法が検討されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開昭６２−２３２７３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、裏面研磨で得られる成形金型（上述の金型５０）では裏面３４ａの凹凸構造３４ｂを除去するための研磨により金属が熱延されるため成形金型の成形面の平面性が著しく悪くなる問題がある。【００１７】
一方、裏面へ樹脂を充填して得られる成形金型では、熱伝導度の低下による成形性の悪化の問題、および充填樹脂の劣化・剥離等による耐久性の悪化の問題がある。【００１８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、母型に基づく微細な凹凸構造が転写された成形面を有する成形金型であって、成形面の平面性が確保された耐久性のある成形金型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】
【００１９】
本発明者等は、上述の課題点を解決すべく鋭意研究を行った結果、通電膜を有する基板上でリソグラフィによりレジストに基づく凸状の構造体を形成させ、基板とレジスト構造体とで母型となる凹凸構造体を形成させる。その後、電鋳によりレジスト体が形成されていない基板上のみにレジストに基づく凸状の構造体と同じ高さのみ金属を堆積させる。その後、通電膜を介して基板の表面に一様に電鋳を行い、母型となる通電可能な基板（以下、通電基板という。）及びレジストに基づく凸状の構造体を除去することによりスタンパー（成形金型）を得る。このような工程により製造したスタンパーの裏面は、平坦であり、研磨や樹脂充填は不要である。そのため、平面性に優れ、熱伝導性が均一な成形金型が得られることを見いだした。【００２０】
すなわち、本発明は、以下の工程を含む微細凹凸構造を成形面に有する成形金型の製造方法である。
（第１工程）基板の少なくとも一方の表面に通電部を有する通電基板を用い、該通電部にレジストに基づく微細な凸状のレジスト構造体を付与して母型を形成する母型形成工程。
（第２工程）前記通電部に前記レジスト構造体の高さに相当する厚みの金属を析出させ金属の構造体を形成させる金属構造形成工程。
（第３工程）前記レジスト構造体の表面に通電膜を形成する通電膜形成工程。
（第４工程）前記通電膜上にメッキ処理により補強層を形成する補強層形成工程。
（第５工程）前記母型を除去して前記金属の構造体に基づく微細な凹凸模様を表面に有する金型を形成する母型除去工程。【００２１】
ここで、第１工程〜第５工程を含むとは、第１工程〜第５工程は、順次行われるが、これらの工程間に他の工程が付加されてもよいことを包含する意味である。すなわち、例えば、第３工程の通電膜形成工程では、通電膜の付与に先立ち、通電膜を形成させるための周知の前処理工程が含まれてもよい旨を明確にしている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、リソグラフィとメッキの手法に基づいて母型に基づく微細な凹凸構造が転写された金属製の成形面が得られ、また、この成形面に対向する裏面には、母型を反映した微細凹凸構造が形成されていない、すなわち、実質的に平滑な裏面を有する。【００２３】
これにより、母型に基づく微細な凹凸構造が転写された成形面を有する成形金型であって、成形面が金属より成り耐久性が確保され、また、実質的に平滑な裏面を有するので成形面の平面性が確保された成形金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】実施の形態および実施例１に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図１Ｂ】実施の形態および実施例１に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図１Ｃ】実施の形態および実施例１に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図１Ｄ】実施の形態および実施例１に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図１Ｅ】実施の形態および実施例１に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図２Ａ】従来例乃至は比較例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図２Ｂ】従来例乃至は比較例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図２Ｃ】従来例乃至は比較例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図２Ｄ】従来例乃至は比較例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図２Ｅ】従来例乃至は比較例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図３】実施例および比較例に係るレジスト構造体の構成を示す平面図である。
【図４】実施例および比較例に係るレジスト構造体の構成を示す断面図である。
【図５】実施例１に係る成形金型の微細凹凸構造体の領域の平面性を示す立体図である。
【図６】比較例１に係る成形金型の微細凹凸構造体の領域の平面性を示す立体図である。
【図７】比較例１に係る成形金型の微細凹凸構造体の領域の平面性を示す立体図である。
【図８】比較例２に係る成形金型の微細凹凸構造体の領域の平面性を示す立体図である。
【図９Ａ】変形例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図９Ｂ】変形例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図９Ｃ】変形例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図９Ｄ】変形例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【図９Ｅ】変形例に係る成形金型の製造方法を断面により模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態の一例について図面を参照しつつ説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定される訳ではない。
【００２６】
図１Ａ〜図１Ｅは本発明の実施の形態に係る成形金型の製造における各ステップの構成を断面図により模式的に説明する図である。
【００２７】
ここで図１Ａは、第１工程である母型形成工程により得られた断面図であり、レジストに基づく微細な凸状のレジスト構造体１１が通電基板１２の上に形成された母型１０Ａが示されている。また、図１Ｂは、第２工程である金属構造形成工程により得られた断面図であり、母型形成工程により得られたレジスト構造体１１の高さに相当する厚みの金属の構造体１３が、レジスト構造体１１が形成されていない通電部１２ａ上に付与されている。また、図１Ｃは、第３工程である通電膜形成工程により得られた断面図であり、上述の第１及び第２工程により得られたレジスト構造体１１及び金属の構造体１３の表面を覆って通電膜１４が形成されている。また、図１Ｄは、第４工程である補強層形成工程により得られた断面図であり、第３工程により得られた通電膜１４上にメッキ処理により補強層１５が形成されている。さらに図１Ｅは、第５工程である母型除去工程により得られた本発明に係る成形金型（マスター）を説明する断面図であり、第４工程により補強層が形成された後、母型となる通電基板１２及びレジスト構造体１１が除去されて金属の構造体１３に基づく微細な凹凸模様を表面に有する成形金型が得られている。
【００２８】
以下、これらの工程図１Ａ〜図１Ｅに従って順次説明する。
【００２９】
図１Ａに示すように、母型１０Ａを形成させる第１工程（母型形成工程）では、通電基板１２上に所望する配列に従って微細な凸状のレジスト構造体１１を形成させ、通電基板１２の上方には、レジスト構造体１１が形成されていない上部空間１３´を確保する。
【００３０】
ここで、通電基板１２上のレジスト構造体１１の形成方法は特には限定されずに、例えば、通常のフォトリソグラフィに基づく手法が採用される。このようなフォトリソグラフィに基づく手法では、例えば、レジスト層の付与工程、パターニング工程及び現像工程を含む。レジストの付与工程では、基板上に所望とする凹凸の深さに相当する厚みのレジスト層を付与させる。また、このパターニング工程及び現像工程では、レジスト層をフォトマスク等を介して又は適宜の手法により所望とする配列に従ってレジスト層の一部をパターンに従って除去する工程である。これにより、所定の厚みで付与されたレジストがパターンに従って除去されることにより、残余のレジスト構造体１１が通電基板１２の上に付与された図１Ａに示される母型１０Ａが形成される。
【００３１】
用いられるレジスト材料としては、（第１工程）母型形成工程、（第２工程）金属構造形成工程、（第３工程）通電膜形成工程、（第４工程）補強層形成工程等の各工程において変形などせずに形態を維持できる程度の特性を備え、最終的な（第５工程）母型除去工程で除去できる特性を有すれば、その材料は特には限定されずに広く採用できる。また、目的とするレジスト構造体の幅、高さ、ピッチ、形状に応じ、便宜選択すればよい。
【００３２】
用いられるレジスト材料としては、例えば、Ｘ線、電子線、レーザー光、紫外線等の活性エネルギー線に反応するレジスト材料が挙げられる。
【００３３】
例えば、近紫外線を用いる場合、ノボラック系樹脂、重クロム酸系樹脂、ポリケイ皮酸ビニル系樹脂、アジド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
【００３４】
また、ネガレジストやポジレジストにｉ線（３６５ｎｍ）の近紫外光線を照射し、クロムマスクの２次元パターンに対応した溶剤への溶解／非溶解のコントラストが形成され、溶剤現像により３次元構造体が得られる方法が挙げられる。
【００３５】
本発明に係る通電基板１２とは、少なくとも一表面に通電性（導電性）の部位（通電部１２ａ）を有する基板であり、その通電部１２ａは、レジスト材料が母型１０Ａを形成できる程度の表面特性と通電基板から選択される。例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、金、白金等の金属、ステンレス鋼等の合金、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、金、白金等を蒸着、スパッタ、無電解メッキ等で表面に堆積させたガラス、シリコン、樹脂が挙げられる。それらはレジスト構造体１１の形成方法によって便宜選択すればよい。
【００３６】
ここで、母型１０Ａが形成できる程度の表面特性とは、レジスト材料との相対的な特性により決定される適度な密着性、後述する母型除去工程における剥離性、及び各種耐性を包含する。各種耐性としては、例えば、レジスト構造体１１を形成する際に、現像液としてアルカリ水溶液を使用する場合は、アルカリ耐性のあるニッケル、ステンレス鋼、ニッケル蒸着ガラス等を選択すればよい。
【００３７】
また、剥離性とは、金属構造形成工程により析出した金属構造体１３が、母型の一部を構成する基板１２と剥離が可能であるということを包含する。すなわち、後述する金属構造形成工程において好ましい方法として例示されるメッキ処理は、通常、固体表面を金属により被覆することが目的である。それ故、メッキ処理では、金属との被覆対象としての固体表面と析出金属との間での密着性が良好となるような前処理が行われる場合がある。
【００３８】
これに対し、本発明では、通電基板上に析出される金属は、通電基板１２とは引きはがされて使用されるので、密着性を良好とするための前処理は行わないか、若しくは必要最小限とする。また、通電基板は、析出金属との関係で剥離性が良好であるものから選択されるのがよい。
【００３９】
例えば、ステンレス鋼の表面には、常に薄くて透明で密着の強い被膜がある。しかもその被膜は、いったん取り去っても、空気中の他の酸化状態の下にさらせば直ちに再生される。この被膜の存在は、一般に「メッキ」の密着を妨害する。それ故、通常のメッキ処理においては、この被膜を取り去るや否や直ちにメッキ処理が行われ、メッキ処理までに被膜が再生されないように留意されている。本発明の通電基板１２では、このような密着性の向上の配慮は不要である。
【００４０】
つぎに、レジスト構造体１１の配列及び大きさは、目的とする樹脂成形品に応じて適宜決定される。後述する本願発明の作用効果を実証するための実施例において採用されるモデル構成は、図３及び図４に示される。ここで、図３は、レジスト構造体１１の配列を示す平面図であり、図４は、図３のiv−iv’の断面を示す図である。
【００４１】
これらの図において、符号ａは、レジスト構造体の高さ、符号ｂは、レジスト構造体の幅、符号ｃは、レジスト構造体の長さ、符号ｄは、レジスト構造体のピッチをそれぞれ示す。
【００４２】
ここで、本発明においては、レジスト構造体の高さａが高い場合に顕著な作用効果を奏する。すなわち、レジスト構造体の高さａが低い場合には、前述したとおり、裏面の凹凸により金型が容易に変形し成形性を悪化させる問題点が少ない。これに対して、レジスト構造体の高さａが高くなればなるほど、裏面の凹凸により金型が変形し成形性を悪化させる問題点が顕著となるが、裏面の凹凸が実質的にない成形金型を作製できる本発明に従う成形金型の製造方法に従えば、レジスト構造体の高さａが高くなっても、裏面に凹凸が発生しないので、金型の変形は発生しない。
【００４３】
このような変形が発生するレジスト構造体の高さａは、通常１０μｍ以上であり、顕著には２０μｍ以上である。一方、本発明におけるレジスト構造体の高さａに上限はないが、通常は１０００μｍ程度以下である。本発明においては、成形金型の製造工程にリソグラフィの工程を取り入れたのが特徴であり、リソグラフィの特徴の一つは微細加工である。それ故、高さやピッチが大きくなればなるほど、本願発明の特徴は薄れてゆく。リソグラフィの特徴が顕著に生かせるのは、３００μｍ以下であり、２００μｍ以下が好ましい。
【００４４】
また、同様な理由により幅b及びピッチdなどに特段の制限はないが、通常であれば、幅は０．５μｍ〜５００μｍ程度の範囲内から選択され、また、ピッチは１μｍ〜１０００μｍ程度の範囲内から選択される。
【００４５】
つぎに、図１Ｂに示すように、第２工程（金属構造形成工程）では、第１工程（母型形成工程）で得られた上部空間１３´に、微細な凸状のレジスト構造体１１の高さに相当する厚みの金属を析出させ、金属構造体１３を形成する。
【００４６】
この金属の析出は、レジスト構造体１１に対応した金属構造体が形成できればよく、無電解メッキであってもよいが、電気メッキ法により金属を堆積させるもの、いわゆる電鋳法が好ましい。
【００４７】
この金属構造体１３の形成は、第１工程で得られた母型１０Ａの表面側を通常の電気メッキ法（いわゆる電鋳法）により簡単に行える。第１工程で得られた母型１０Ａの表面側には、凸状のレジスト構造体１１とレジスト構造体１１が付与されていない通電部１２ａが露出しているが、レジスト構造体１１の露出部分（天端面１１ａ及び側面１１ｂ）は、通電性（導電性）がないので電鋳により金属は析出しなく、通電部１２ａのみ金属が析出する。これにより、通常の電気メッキを行えば、上部空間１３´にのみ選択的に金属を析出させることができる。また、通電量を適宜に選択させることにより、微細な凸状のレジスト構造体１１の高さに相当する厚みの金属構造体１３を形成させることができる。通常の電気メッキに従えば、通電部１２ａの上方に概略均一な厚みの厚膜状に金属を堆積させることが可能である。これにより、その堆積膜（又は析出膜）の表面は、通電部１２ａの平面に対して実質的平行となり、微細な凸状のレジスト構造体１１の高さに相当する厚みの金属構造体１３を形成させることが可能となる。
【００４８】
この金属構造体１３は、成形金型のパターン面となるので、金型表面に適した硬度と耐久性のある素材から適宜選択される。また、母型１０Ａとの剥離性も考慮して選択されるべきことは上述のとおりである。さらに、電気メッキ浴安定性、電着条件等が常法にしたがって便宜選択される。
【００４９】
このような金属構造体１３を形成する材料としては、例えば、銅、鉄、ニッケル、ニッケル・リン合金、ニッケル・マンガン合金、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・モリブデン合金、ニッケル・タングステン合金、コバルト・モリブデン合金、コバルト・タングステン合金等が挙げられる。
【００５０】
無電解メッキにより金属構造体１３を形成させるには、無電解メッキ液に対して還元性を有する通電基板１２を用いればよい。このような通電基板１２としては、例えば、鉄、ニッケル、白金等の第ＶＩＩＩ族金属が挙げられる。これらの通電基板１２は、レジスト構造体１１の構造が破壊乃至は崩れない程度の範囲内で、必要に応じて、活性化処理等を施されていてもよい。それらは、例えば、活性エネルギー線、プラズマなどの活性化処理であり、これにより無電解メッキが円滑に行える。
【００５１】
つぎに、図１Ｃに示すように、第３工程（通電膜形成工程）では、第１工程で得られたレジスト構造体１１の表面（天端面１１ａ）に通電膜１４を形成させる。第２工程で得られた金属構造体１３の表面に同時に通電膜１４を形成させることが容易であり、好ましい。これにより、天端面１１ａと金属構造体１３の表面１３ａ上に補強層１５としてのメッキ層を付与させることが可能となる。
【００５２】
本発明に係る通電膜１４は、レジスト材料に密着可能で通電可能な膜であれば、特に制限はなく、例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、金、白金等を蒸着、スパッタ、無電解メッキ等で形成させた膜が挙げられる。目的に応じ、便宜選択すればよいが、金属構造体１３と同じ組成が好ましい。
【００５３】
また、これらの通電膜１４を付与する工程では、通常であれば、金属構造体１３へも密着が可能であり、全体として平滑な通電膜１４を付与させることができる。
【００５４】
ここで、通電膜１４の膜厚は、特に制限はないが、薄すぎると通電異常や膜剥離が発生しやすく、厚すぎると作製に長時間を要する。また、通電膜形成工程において、蒸着やスパッタ処理を行うと、レジスト表面の温度が上昇する。それ故、これらの処理により厚膜を形成させると、レジスト表面への蓄熱量が多くなり、レジストと通電膜との密着性が向上し、レジスト材料の剥離が困難となる場合がある。以上の観点から、通常であれば、通電膜１４の膜厚は、２５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内が好ましい。
【００５５】
つぎに、図１Ｄに示すように、第４工程（補強層形成工程）では、通電膜上にメッキ処理により補強層１５を形成する。これにより、裏面１５ａが平坦なメッキ層（補強層１５）が得られる。ここで、本発明に係る裏面１５ａとは、成形金型１０の成形面１０ａとは反対側の面のことをいい、メッキ層１５の空気界面を裏面１５ａと称している。
【００５６】
このメッキ層１５は、金属構造体１３を付与する手法と実質的に同一であってよい。すなわち、成形金型１０の耐久性および補強性を考慮して、金属構造体１３よりも硬度が大きいものが好ましく、金属構造体１３の付与と同様に、目的に応じて便宜選択すればよい。
【００５７】
つぎに、図１Ｅに示すように、第５工程（母型除去工程）では、母型１０Ａが適宜の手法により除去されて金属構造体１３に基づく微細な凹凸模様の付与された成形面１０ａが露出され、通電膜１４、補強層１５及び金属構造体１３からなる裏面１５ａが平坦な成形金型１０が得られる。
【００５８】
成形面１０ａに露出している通電膜１４が成形金型１０の表面材料として不適切である場合には、通電膜１４の表面露出部分が除去される。通電膜１４を除去する場合には、予め通電膜の厚みを考慮してレジスト構造体１１の高さａが決定されることが好ましいことはいうまでもない。
（変形例）
以下、本発明を実施するための最良の形態の変形例の一例について図面を参照しつつ説明するが、実施の形態と同一乃至は均等な部位部材については同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
実施の形態を示す図１Ａでは、凸状のレジスト構造体１１は、通電基板１２の中央部に形成されていたが、このレジスト構造体１１の通電基板１２の位置は限定されない。
例えば、この変形例に係る母型２０Ａでは、図９Ａに示すように、通電基板１２の中央部に位置するレジスト構造体１１に加えて側壁１２ｂに沿ってレジスト構造体１１´が形成されている。このような母型２０Ａでは、レジスト構造体１１´の天端面１１ａ´は、中央部に位置するレジスト構造体１１の天端面１１ａに比べて面積が広くなっている。
【００６０】
以下、実施の形態と同様な工程（図９Ｂ〜図９Ｄ）により、図９Ｅに示す金型２０が得られる。この金型２０では、母型２０Ａの表面構造を反映し、成形面１０ａの外周囲では、金属構造体１３は欠落し、形成されていない。
【００６１】
以上により得られた本発明に係る成形金型１０、２０の裏面１５ａすなわちレジスト構造体１１に対応した微細凹凸構造体を有する成形面１０ａと反対側の面における表面粗さは、メッキ層１５の表面粗さに相当し、例えば電鋳で行った場合、１μｍ以下程度の凹凸を有する。この凹凸は、レジスト構造体１１の微細凹凸構造体に起因するものではなく、電鋳方法に起因するものであり、この程度の凹凸は成形不良を発生させないが、便宜上、サンドペーパー等で熱延しない程度に軽度に研磨してもよく、本発明の実施を排除するものでない。
【００６２】
このようにして得られた金型は、精密な微細加工技術用の金型として利用できる。このような精密微細加工技術として、例えば、ナノインプリント（以下、単にインプリントと呼称することがある。）が挙げられる。ここで、インプリントは、モールドの成形面に形成された非常に微細な凹凸を基板に塗布された樹脂に押し付け、成形面の形状を樹脂に転写する方法である。一般的には、基板上のポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂の高分子膜に減圧雰囲気下で成形金型（モールド）を基板に押し当て、当該基板を熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱する。一定時間経過後、成形金型（モールド）および基板を室温まで冷却し、成形金型を基板から剥離する。これにより、高分子膜に精密な凹凸パターンが形成される、という工程を経てなされる技術である。
【００６３】
この金型の表面には、必要に応じて離型性を高める処理を施してもよい。
【００６４】
また、以上により得られた成形金型は、樹脂成形加工により、液晶等のディスプレイ部材、ＤＶＤ等の記録媒体、携帯電話部材、ＤＮＡチップ等のバイオチップ、等のマイクロメートルオーダー、サブマイクロメートルオーダーを中心とする微細凹凸構造が必要とされる各種の樹脂成形品としての応用が期待される。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明の実施様態を具体的な実施例で説明する。実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００６６】
なお、以下に示す実施例は、ことわりの無い限り図１Ａ〜図１Ｅ及び図３，図４に基づいて行われ、また、比較例は図２Ａ〜図２Ｅ及び図３，図４に基づいて行われた。【００６７】
ここで、実施例および比較例に係るレジスト構造体の高さa、幅ｂ、長さｃ及びピッチｄは、それぞれａ＝２０μｍ、ｂ＝２０μｍ、ｃ＝８０μｍ、ｄ＝１００μｍである。また、実施例および比較例に係る成形金型には、図３および図４に対応する微細凹凸構造体が直径１６ｍｍの円の範囲内に形成されている。【００６８】
以上の実施例および比較例に係る成形金型を用い、樹脂に金型の微細凹凸構造体を形成させる際には、イエノプティック製ナノインプリント装置を用い成形を行った。厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４のステンレス鋼を基板（以下、ＳＵＳ基板という。）として用い、成形金型をＳＵＳ基板に両面テープで貼り付け、成形金型を貼り付けたＳＵＳ基板を成形装置に取り付け、アクリル（ポリメタクリル酸メチル）フィルムへ加温・加圧し、樹脂製微細凹凸構造体を得た。加温は１２５℃、加圧は５ＭＰａで行い、最大加圧力の保持時間は１２０ｓｅｃとした。成形性の指標として１００ショットの成形性を評価した。【００６９】
実施例および比較例に係る成形金型の平面性は三鷹光器製ＮＨ−３ＳＰにて測定した。
［実施例１］
１ｍｍ厚みの平面ＳＵＳ基板上に、図３および図４に示す大きさのレジスト構造体１１を、近紫外線を用いたフォトリソグラフィにより作製し、Ｎｉ電鋳でＳＵＳ基板上のみにＮｉを２０μｍ堆積させた。その後、Ｎｉの真空蒸着を行い、第２工程で形成させた基板上へ通電膜を形成させ、さらにＮｉ電鋳を行い、Ｎｉを５００μｍ堆積させた。【００７０】
レジスト除去後、成形金型１０を得た。成形金型表面へ酸素プラズマ処理に行い、成形を行った。
［比較例１］
図２Ａ〜図２Ｄに示された製造方法を用い裏面に微細構造体の凹凸が出現したままの成形金型を製造した。１ｍｍ厚みの平面ガラス基板上に、図３および図４に示す大きさのレジスト構造体３１を、近紫外線を用いたフォトリソグラフィにより作製した。その後、Ｎｉの真空蒸着により通電膜を形成させ、Ｎｉ電鋳を行い、Ｎｉを５００μｍ堆積させた。レジスト除去後、成形金型４０を得た。成形金型表面へ酸素プラズマ処理を行い、成形を行った。【００７１】
［比較例２］
図２Ａ〜図２Ｅに示された製造方法を用い裏面が研磨により平滑化された成形金型を製造した。１ｍｍ厚みの平面ガラス基板上に、図３および図４に示す大きさのレジスト構造体３１を、近紫外線を用いたフォトリソグラフィにより作製した。その後、Ｎｉの真空蒸着により通電膜を形成させ、Ｎｉ電鋳を行い、Ｎｉを５００μｍ堆積させた。レジスト除去後、成形金型表面を、保護フィルムで覆い、裏面の凹凸を＃８０および＃４００サンドペーパーで研磨し、平坦化させた成形金型５０を得た。保護フィルムを剥離し、溶剤洗浄後、酸素プラズマ処理を行い、成形を行った。【００７２】
実施例１及び比較例２により製造した成形金型では金型の裏面の凹凸に対応した転写痕は認められなかったが、比較例２により製造した成形金型では、裏面の凹凸に対応した転写痕が観察された。【００７３】
実施例１の方法で製造した成形金型の微細凹凸構造体が形成された領域の平面性を図５に示す。最低部と最高部の高低差（以下、ΔＨ）はΔＨ＝４μｍと平面性が良く、この金型を用いインプリント成形を行った。アクリル樹脂の充填性が面内均一であり、１００ショットの安定成形が可能であった。【００７４】
比較例１の方法で製造した成形金型の微細凹凸構造体が形成された領域の平面性を図６に示す。ΔＨ＝７μｍであり、この金型を用いインプリント成形を行った。微細凹凸構造体の形成領域の最外周部への充填性は得られたが、その領域中心に向けて充填不足になり、微細凹凸構造体の転写率が中心部で低下した。５ショット後の成形金型の平面性を図７に示す。５ショット後、ΔＨ＝２３μｍとなり、５ショットによって大きく成形金型が変形しており、以後の成形を断念した。【００７５】
また、比較例２の方法で製造した成形金型の微細凹凸構造体が形成された領域の平面性を図８に示す。ΔＨ＝４７μｍと平面性が悪く、この金型を用いインプリント成形を行った。微細凹凸構造体の形成領域の最外周部は構造体上面が一部形成されているものの、上面全体が形成されておらず充填不足であり、微細凹凸構造体の形成領域の中心に向けてさらに転写率は低下し、中心部の高さは約１２μｍであった。【００７６】
加圧力を７．５ＭＰａに変更した結果、微細凹凸構造体の形成領域の中心部の転写率は向上し、上面の一部が形成されたものの、最外周部付近にて、離型時にアクリル樹脂が変形してしまい、均一な成形が行えなかった。【００７７】
なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。【００７８】
この出願は、日本国の特願２００８−２０４３７２で開示された発明に基づき優先権を主張するものです。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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