(57)【要約】【課題】  産業的量産及び低コストの要求を満たすナノシートの製造方法を提供する。【解決手段】  ナノシートの製造方法は以下のａ）からｅ）のステップを含む。ａ）真空環境下において、基板及び金型を備え、該基板と該金型の中に少なくとも透明部があり、該金型が該基板の上方に位置し、且つ該金型の底面にナノパターンを有し、該ナノパターンの表面に離型剤を設ける。ｂ）該基板上に液状のインプリント層をコーティングし、該インプリント層は紫外線を照射すると、硬化可能となる。ｃ）該金型を該基板に圧接し、該インプリント層は該ナノパターンと該基板との間を満たす。ｄ）紫外線を照射し、紫外線を該金型あるいは該基板の中を透過させて透明となし、該インプリント層に照射して該インプリント層を硬化させる。ｅ）該金型を該基板から離して移動させ、膜を分離し、該インプリント層は該ナノパターンに対応するパターンに形成され、ナノシートとなる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）真空環境下において、基板及び金型を備え、該基板と該金型の中に少なくとも透明部があり、該金型が該基板の上方に位置し、且つ該金型はプレス面を有し、プレス面上にナノパターンを設け、該ナノパターンの表面には離型剤を設けるステップと、
ｂ）基板上に液状のインプリント層をコーティングし、該インプリント層は紫外線が照射されると硬化可能となるステップと、
ｃ）該金型のプレス面を該基板に圧接し、該インプリント層は該ナノパターンと該基板との間を満たすステップと、
ｄ）紫外線を照射し、紫外線を該金型あるいは該基板の中を透過させて透明となし、該インプリント層に照射し、該インプリント層を硬化させるステップと、
ｅ）該金型を該基板から離して移動させ、膜を分離し、該インプリント層は該ナノパターンに対応するパターンに形成され、ナノシートとなるステップと、
を含むことを特徴とするナノシートの製造方法。
【請求項２】
ステップａ）において、該基板の表面は放出層を有することを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【請求項３】
ステップｂ）において、該インプリント層はポリマーからなることを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【請求項４】
ステップａ）において、該基板は透明であることを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【請求項５】
ステップａ）において、該金型は透明であることを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【請求項６】
ステップａ）において、該金型は板状を呈し、該金型のプレス面は底部に位置することを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【請求項７】
ステップｅ）において、該金型は溶解型高分子であって、溶剤で取り除くことが可能であることを特徴とする請求項６に記載のナノシートの製造方法。
【請求項８】
ステップｅ）において、該金型は水溶性材質であって、水洗方式により該金型を基板から取り除くことが可能であることを特徴とする請求項７に記載のナノシートの製造方法。
【請求項９】
ステップａ）において、該金型はロール状を呈し、該金型のプレス面は周面に位置し、ステップｃ）において、回転圧接方式により該金型のプレス面が前記基板に圧接することを特徴とする請求項１に記載のナノシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノテクノロジーに関し、特に産業的量産及び低コストの要求を満たすナノシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノシート製造の技術においては、目下のところリソグラフィ技術（Lithography  Techniques）によって量産、且つ低コストの要求を満たすことができ、とりわけ線幅が５０nm以下の解像度の技術は、未来の半導体集積回路（IC）、電子ビジネス化、光産業及び磁性ナノ装置等の製造要求を満たすことが可能である。
【０００３】
現在知られている技術の中で、スキャナビームのリソグラフィ技術（K.C. Beard, T. Qi. M. R. Dawson, B. Wang. C. Li, Nature 368, 604(1994).）は１０nmの解像度を有しているが、この種の技術はポイント-バイ-ポイント方式によって配列するもので、その生産速度は極めて低いものであり、量産の要求を満たすことはできなかった。この他、Ｘ線のリソグラフィ技術（M. Godinot and M. Mahbouni, C. R. Acad. Sci. Ser. II Mec. Phys. Chim. Chim. Sci. Terre Univers. 319, 357(1994); M. Godinot, in Anthoropoid Origins, J. G. Fleagle and R. F. Kay, Eds. (Plenum, New York, 1994), pp. 235-295. ）は２０nmの解像度を有し、転写印刷のパターンに近く、高い生産性を備えているが、その光学マスク技術及び露光技術は非常に複雑で、且つ大変高価なものであり、業界の要求を満たすことができなかった。また、接近式スキャナゾンデのリソグラフィ技術（E. L. Simons and D. T. Rasmussen, Proc. Nati. Acad. Sci. U.S.A. 91, 9946(1994); Evol. Anthropol. 3, 128(1994)）は１０nmの解像度を有し、比較的初期の技術に属するものであるが、この技術もまた、産業的量産及び低コストの要求を満たすことができなかった。
上記の欠点を鑑みて、本発明の発明者は絶え間ない試作と実験を繰り返し、ついに本発明を発展させるに至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、産業的量産及び低コストの要求を満たすことが可能なナノシートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明が提供するナノシートの製造方法は以下のａ）からｅ）のステップを含む。ａ）真空環境下において、基板及び金型を備え、該基板と該金型の中に少なくとも透明部があり、該金型が該基板の上方に位置し、且つ該金型の底面にナノパターンを有し、該ナノパターンの表面に離型剤を設ける。ｂ）該基板上に液状のインプリント層をコーティングし、該インプリント層は紫外線を照射すると、硬化可能となる。ｃ）該金型を該基板に圧接し、該インプリント層は該ナノパターンと該基板との間を満たす。ｄ）紫外線を照射し、紫外線を該金型あるいは該基板の中を透過させて透明となし、該インプリント層に照射して該インプリント層を硬化させる。ｅ）該金型を該基板から離して移動させ、膜を分離し、該インプリント層は該ナノパターンに対応するパターンに形成され、ナノシートとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の特徴の所在を詳しく説明するため、以下に好ましい実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
【０００７】
図２は本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
図３は本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
【０００８】
図４は本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
図５は本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
【０００９】
図６は本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
図７は本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
【００１０】
図８は本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
図９は本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
【００１１】
図１０は本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
図１１は本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
【００１２】
図１２は本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
図１３は本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
【００１３】
図１４は本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
図１５は本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
【００１４】
図１−図５に示すように、本発明の第１の好ましい実施例が提供するナノシートの製造方法は、以下のステップを含む。
ａ）真空環境下において、基板１１及び金型１３を備え、該金型１３は透明な板状を呈し、該基板１１の上方に位置し、且つ該金型１３の底部はプレス面１４を有し、該プレス面１４の表面にはナノパターン１５を設け、該ナノパターン１５の表面には離型剤１７を設ける。その状態は図１に示す通りである。
【００１５】
ｂ）該基板１１上に液状のインプリント層１９をコーティングし、本実施例においてはポリマー（polymer）とし、該インプリント層１９は紫外線を照射すると、硬化可能となる。その状態は図２に示す通りである。図中の該インプリント層１９は液体のしずく状で、スピンコート方式によって該基板１１上に均一に形成される（これはスピンコーティング（spinning coating）の回転塗布の技術として周知の技術であり、且つ本発明の技術的重点ではないため、特に述べない）。
【００１６】
ｃ）該金型１３を該基板１１に圧接し、該ナノパターン１５と該基板１１との間を該インプリント層１９が満たす。その状態は図３に示す通りである。
ｄ）上方より紫外線を照射し、紫外線は該金型１３を透過して該インプリント層１９を照射し、該インプリント層１９を硬化させる。その状態は図４に示す通りである。
【００１７】
ｅ）該金型１３を該基板１１から離して移動させ、膜を分離し、該インプリント層１９には該ナノパターン１５に対応するパターンに形成され、該インプリント層１９はナノシートとなる。その状態は図５に示す通りである。
上記のステップを経て、ステップｅ）において形成されたインプリント層１９を取り外すと、ナノシートの用途としてなる。
【００１８】
さらに、図６−図１０に示すように、本発明の第２の好ましい実施例が提供するナノシートの製造方法については、主要な点は第１の実施例と概ね同じであり、異なるのは基板２１上に放出層２２（release layer）を設けたことである。以下に本発明の第２の実施例の実施ステップを説明する。
【００１９】
ａ）真空環境下において、基板２１及び金型２３を備え、該基板２１の表面に放出層２２（release layer）を設け、該金型２３は基板２１の上方に位置し、且つ該金型２３の底部はプレス面２４を有し、該プレス面２４の表面にはナノパターン２５を設け、該基板２１は透明で、該ナノパターン２５表面に離型剤２７を備える。その状態は図６に示す通りである。
【００２０】
ｂ）放出層２２上に液状のインプリント層２９をコーティングし、該インプリント層２９は紫外線を照射すると、硬化する。その状態は図７に示す通りである。図中の該インプリント層２９は液体のしずく状であり、スピンコート方式によって該基板２１上に形成される。（これはスピンコーティング（spinning coating）の回転塗布技術であり、周知の技術であって、且つ本発明の技術的重点ではないため、特に説明しない）
【００２１】
ｃ）該金型２３のプレス面２４を該基板２１に圧接し、該インプリント層２９は該ナノパターン２５と該放出層２２との間を満たす。その状態は図８に示す通りである。
ｄ）下方より上方に向けて紫外線を照射し、紫外線は基板２１を透過してインプリント層２９を照射し、該インプリント層２９を硬化させる。その状態は図９に示す通りである。
【００２２】
ｅ）該金型２３を該基板２１から離して移動させ、膜を分離する。例えば該金型２３は、PVA高分子材料、水溶性に属する材料など、可溶解型高分子からなるため、溶剤で取り除くことができる。また、水洗方式により該金型２３を溶解させ、それによって該金型２３を該基板２１から取り除くことが可能である。該インプリント層２９は該ナノパターン２５に対応するパターンに形成され、ナノシートとなる。その状態は図１０に示す通りである。これより、該インプリント層２９をほとんど壊すことなく膜を分離することが可能な状況の下、該インプリント層２９の品質は大幅に高められる。
【００２３】
上記ステップを経て、該放出層２２は該インプリント層２９と共に、該基板２１上より取り外され、該放出層２２は該インプリント層２９のキャリア（carrier）を形成し、その他の用途のために提供される。また、該放出層２２は必要時において特定の薬剤によってすっかり除去することが可能で、インプリント層２９のみを残すこともできる。
【００２４】
また、図１１より図１５を参照すると、本発明の第３の好ましい実施例が提供するナノシートの製造方法については、その主要部分は前掲の第１の実施例と概ね同じである。異なるのは該金型３３はロール状を呈し、そのプレス面３４は周面に位置し、且つ回転圧接方式により、該基板３１に圧接する点である。以下に、第３の実施例の実施ステップについて説明する。
【００２５】
ａ）真空環境下において、基板３１及び金型３３を備え、該金型３３は透明なロール状を呈し、該基板３１の上方に位置し、且つ該金型３３の周面はプレス面３４を形成し、該プレス面３４の表面にはナノパターン３５を設け、該ナノパターン３５の表面には離型剤３７を設ける。その状態は図１１に示す通りである。
【００２６】
ｂ）該基板１１上に液状のインプリント層３９をコーティングし、本実施例においてはポリマー（polymer）とし、該インプリント層３９は紫外線を照射すると、硬化可能となる。その状態は図１２に示す通りである。図中の該インプリント層３９は液体のしずく状で、スピンコート方式によって該基板３１上に均一に形成される（これはスピンコーティング（spinning coating）の回転塗布の技術として周知の技術であり、且つ本発明の技術的重点ではないため、特に述べない）。
【００２７】
ｃ）該金型３３を回転圧接方式により該基板３１に圧接し、プレスされた部位において該ナノパターン３５と該基板３１との間を該インプリント層３９が満たす。その状態は図１３に示す通りである。
ｄ）上方より紫外線（紫外線光源３６は該ロール内に下方へ向けて照射するよう、設置可能）を照射し、紫外線は該金型３３が該基板３１の周面と回転圧接すると同時に、該金型３３を透過してプレスされた部位の該インプリント層３９を照射し、該インプリント層３９を硬化させる。その状態は図１４に示す通りである。
【００２８】
ｅ）該金型３３を該基板３１から離して移動させ、膜を分離する。該インプリント層３９は該ナノパターン３５に対応するパターンに形成され、該インプリント層３９はナノシートとなる。その状態は図１５に示す通りである。
上記ステップを経ることにより、ステップｅ）で形成されたインプリント層３９を取り外すと、ナノシートの用途としてなる。
【００２９】
前述の３つの実施例からわかるように、本発明が提供するナノシートの製造方法は真空環境下において簡単なインプリント、またはローラープリント技術によって液状のインプリント層に紫外線を照射するようにしたもので、快速且つ大量にナノレベルの硬化インプリント層を形成し、ナノシートの用途としてなることを可能にし、産業的量産の要求を満たすだけでなく、低コストの有利性を兼ね備え、さらに産業的優位性を有するようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
【図９】本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第１の動作を示す模式図である。
【図１２】本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第２の動作を示す模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第３の動作を示す模式図である。
【図１４】本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第４の動作を示す模式図である。
【図１５】本発明の第３の実施例によるナノシートの製造方法の第５の動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  基板、１３  金型、１４  プレス面、１５  ナノパターン、  １７  離型剤、１９  インプリント層、２１  基板、２２  放出層、２３  金型、２４  プレス面、２５  ナノパターン、２７  離型剤、２９  インプリント層、３１  基板、３３  金型、３４  プレス面、３５  ナノパターン、３７  離型剤、３９  インプリント層
【図１】
2006272947.tif 000002
【図２】
2006272947.tif 000003
【図３】
2006272947.tif 000004
【図４】
2006272947.tif 000005
【図５】
2006272947.tif 000006
【図６】
2006272947.tif 000007
【図７】
2006272947.tif 000008
【図８】
2006272947.tif 000009
【図９】
2006272947.tif 000010
【図１０】
2006272947.tif 000011
【図１１】
2006272947.tif 000012
【図１２】
2006272947.tif 000013
【図１３】
2006272947.tif 000014
【図１４】
2006272947.tif 000015
【図１５】
2006272947.tif 000016