(57)【要約】【課題】ナノインプリント法による凹凸基板の製造時間を短くする。【解決手段】  基板２０上に樹脂３０を塗布し、複数の凹部１１を有する型１０を基板２０に押付けて、複数の凹部１１に対応した複数の樹脂製凸部が形成されたパターン基板を製造し、このパターン基板の複数の樹脂製凸部をレジストとして、基板２０を加工して凹凸基板を製造する。型１０としては、基板２０上における単位面積当りの樹脂３０の塗布量よりも、型１０の単位面積当りの全凹部１１の容積が大きくなるよう、型１０の凹部１１が樹脂製凸部の目的の高さｈよりも深い部分を有するものを用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に樹脂を塗布し、複数の凹部を有する型を該基板に押付けて、複数の該凹部に対応した複数の樹脂製凸部が形成されたパターン基板の製造方法において、
前記型として、前記基板上における単位面積当りの前記樹脂の塗布量よりも、前記型の該基板に対向する面における単位面積当りの全凹部の容積が大きな型を用いる、
ことを特徴とするパターン基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン基板の製造方法において、
前記型の複数の前記凹部は、複数の前記樹脂製凸部の目的の高さよりも深い部分を有する、
ことを特徴とするパターン基板の製造方法。
【請求項３】
基板上に樹脂を塗布し、複数の凹部を有する型を該基板に押付けて、複数の該凹部に対応した複数の樹脂製凸部が形成されたパターン基板を製造し、該パターン基板の複数の樹脂製凸部をレジストパターンとして、該基板を加工して凹凸基板を製造する凹凸基板の製造方法において、
前記型として、前記基板上における単位面積当りの前記樹脂の塗布量よりも、前記型の該基板に対向する面における単位面積当りの全凹部の容積が大きな型を用いる、
ことを特徴とする凹凸基板の製造方法。
【請求項４】
基板上に形成された複数の樹脂製凸部をレジストパターンとして、該基板を加工して凹凸基板を製造するために、該基板上の複数の該樹脂製凸部を成形するための型において、
複数の前記樹脂製凸部を形成するための複数の凹部が形成され、
複数の前記凹部は、前記基板上に形成される複数の前記樹脂製凸部の目的の高さよりも深い部分を有する、
ことを特徴とする型。
【請求項５】
請求項４に記載の型において、
前記凹部の底面の形状は、該凹部で形成される前記樹脂製凸部の天面の反転形状とは異なる、
ことを特徴とする型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な凸部が複数形成されたパターン基板の製造方法、この製造方法を用いた凹凸基板の製造方法、及びパターン基板の製造に用いられる型に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に微細な凹凸が形成されたパターン基板を製造する技術として、以下の特許文献１に示すナノインプリント法がある。
【０００３】
このナノインプリント法は、基板上に紫外線硬化樹脂等を塗布し、この樹脂に、型に形成されたパターンを転写して、このパターンをレジスト膜として、基板上に同様のパターンを形成する手法である。
【０００４】
ここで、このナノインプリント法について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。
【０００５】
まず、図５（ａ）に示すように、基板２０と、複数の凹部１１ｐのパターンを有する透明な型１０ｐとを準備し、基板２０上に紫外線硬化樹脂３０を塗布する。続いて、同図（ｂ）に示すように、型１０ｐを基板２０に対して平行に対向させてから、基板２０に押し当てる。すると、型１０ｐの複数の凹部１１ｐに樹脂３０が入り込む。次に、同図（ｃ）に示すように、透明な型１０ｐの上から紫外線１を照射して、紫外線硬化樹脂３０を硬化させて、固体の紫外線硬化樹脂３１にする。続いて、図６（ｄ）に示すように、基板２０から型１０ｐを剥離すると、基板２０上に型１０ｐの複数の凹部１１ｐのパターンに対応した複数の凸部３２ｐのパターンが形成される。すなわち、パターン基板２５ｐが形成される。このとき、基板２０上には、この凸部３２ｐを形成する樹脂の他に、凸部３２ｐと凸部３２ｐとの間にも硬化した樹脂３３ｐが残る。
【０００６】
次に、図６（ｅ）に示すように、基板２０上の樹脂３３ｐを除去するため、イオン２（例えば、酸素ガスプラズマ等）によりリアクティブイオンエッチングを行う。このエッチングによって、凸部３２ｐと凸部３２ｐとの間の樹脂３３ｐが徐々に除去され、最終的には、同図（ｆ）に示すように、樹脂３３ｐが完全に消失する。続いて、同図（ｇ）に示すように、イオン３により、凸部３２ｐと凸部３２ｐとの間に露出した基板２０に対するエッチングが行われ、同図（ｈ）に点線で示す部分が除去される。最終的には、同図（ｈ）に示す基板２１上に残っている樹脂製の凸部３２を除去することで、同図（ｉ）に示すように、型１０ｐのパターンのネガパターンである凹凸が形成された基板２１が完成する。
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５１６６４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、以上の従来技術では、図６（ｄ）に示す、基板２０上の樹脂製凸部３２ｐと樹脂製凸部３２ｐとの間の樹脂３３ｐの除去のために、リアアクティブイオンエッチングを行う必要があり、凹凸基板の製造に時間がかかってしまうという問題点がある。さらに、このエッチングの際、樹脂製凸部３２ｐと、これに対して相対的に凹部である部分３３ｐとは同じ樹脂であるために、エッチング条件を工夫して、できるだけ方向性を持ったエッチングを行ったとしても、凸部３２ｐの側面やエッジ部がダメージを受けて、パターンが設計寸法より細ったり、パターンエッジがなまる等の問題点もある。特に、樹脂製凸部３２ｐと樹脂製凸部３２ｐとの間の樹脂３３ｐの厚さが厚ければ、リアクティブエッチングの時間が長くなる上に、それによって受けるパターンダメージは大きくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたもので、凹凸が形成された基板の製造時間を短くすることができる、樹脂パターンが形成されているパターン基板の製造方法、表面に凹凸が形成されている凹凸基板の製造方法、これらの製造方法に用いる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】
【００１０】
前記問題点を解決するための請求項１に係る発明のパターン基板の製造方法は、
基板上に樹脂を塗布し、複数の凹部を有する型を該基板に押付けて、複数の該凹部に対応した複数の樹脂製凸部が形成されたパターン基板の製造方法において、
前記型として、前記基板上における単位面積当りの前記樹脂の塗布量よりも、前記型の該基板に対向する面における単位面積当りの全凹部の容積が大きな型を用いることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明のパターン基板の製造方法は、
請求項１に記載のパターン基板の製造方法において、
前記型の複数の前記凹部は、複数の前記樹脂製凸部の目的の高さよりも深い部分を有することを特徴とする。
【００１２】
前記問題点を解決するための請求項３に係る発明の凹凸基板の製造方法は、
基板上に樹脂を塗布し、複数の凹部を有する型を該基板に押付けて、複数の該凹部に対応した複数の樹脂製凸部が形成されたパターン基板を製造し、該パターン基板の複数の樹脂製凸部をレジストパターンとして、該基板を加工して凹凸基板を製造する凹凸基板の製造方法において、
前記型として、前記基板上における単位面積当りの前記樹脂の塗布量よりも、前記型の該基板に対向する面における単位面積当りの全凹部の容積が大きな型を用いることを特徴とする。
【００１３】
前記問題点を解決するための請求項４に係る発明の型は、
基板上に形成された複数の樹脂製凸部をレジストパターンとして、該基板を加工して凹凸基板を製造するために、該基板上の複数の該樹脂製凸部を成形するための型において、
複数の前記樹脂製凸部を形成するための複数の凹部が形成され、複数の前記凹部は、前記基板上に形成される複数の前記樹脂製凸部の目的の高さよりも深い部分を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明の型は、
請求項４に記載の型において、
前記凹部の底面の形状は、該凹部で形成される前記樹脂製凸部の天面の反転形状とは異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パターン基板の樹脂製凸部相互間の残存樹脂量を非常に少なく抑えることができるため、樹脂製凸部相互間の樹脂を除去する時間を短縮、又はこの樹脂除去工程を省くことができる。したがって、凹凸基板の製造時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る凹凸基板の製造方法の実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態では、従来技術の欄で図６を用いて説明した凹凸基板２１を製造する。
【００１８】
この製造にあたっては、図１（ａ）に示すように、基板２０と、複数の凹部１１のパターンを有する透明な型１０とを準備する。型１０の複数の凹部１１の深さｄは、この型１０で形成する複数の樹脂製凸部の目的の高さｈよりも、深くなっている。そして、基板２０上に、この型１０で形成する複数の樹脂製凸部を形成するに足る量であって、型１０の複数の凹部１１の全容積よりも少ない量の紫外線硬化樹脂３０を塗布する。
【００１９】
続いて、同図（ｂ）に示すように、型１０を基板２０に対して平行に対向させてから、型１０を基板２０に押し当てる。この過程で、型１０の凹部１１に対して相対的に凸部を成す部分１２と、基板２０との間に存在する紫外線硬化樹脂３０は、型１０の凹部１１へと流れ込む。型１０の基板２０にしっかりと押付けると、同図（ｃ）に示すように、型１０の凸部１２と基板２０とは実質的に接触し、両者１２，２０の間には、実質的に紫外線硬化樹脂３０は存在しなくなるか、又は、紫外線硬化樹脂３０が残るとしても、その量は極めて僅かな量となる。また、型１０の凹部１１には、この凹部１１全体に紫外線硬化樹脂３０が充填されず、この凹部１１の底に相当する部分に空隙１３が残る。このように、型１０の凸部１１と基板２０との間に紫外線硬化樹脂３０が実質的に存在しなくなり、且つ、型１０の凹部１１に空隙１３が残るのは、前述したように、紫外線硬化樹脂３０の全塗布量よりも、型１０の全凹部１１の容積の方が大きいからである。
【００２０】
次に、透明な型１０の上から紫外線１を照射して、紫外線硬化樹脂３０を硬化させて、固体の紫外線硬化樹脂３１にする。なお、ここでは、型１０側から紫外線１を照射しているが、基板２０を透明な材料で形成した場合には、基板２０側から紫外線１を照射してもよい。続いて、図２（ｄ）に示すように、基板２０からの型１０を剥離すると、基板２０上に型１０の複数の凹部１１のパターンに対応した複数の凸部３２のパターンを有するパターン基板２５が形成される。このとき、基板２０上で、樹脂製凸部３２と樹脂製凸部３２との間、つまり相対的な凹部には、前述したように、実質的に樹脂が存在しないか、仮に樹脂が存在していたとしても、極めて薄い膜としてしか存在していない。
【００２１】
次に、図２（ｅ）に示すように、基板２０上に形成された複数の樹脂製凸部３２をパターンとして、基板２０に対して、イオン３によりリアクティブイオンエッチングを行う。このエッチング過程では、前述したように、樹脂製凸部３２相互間、つまり相対的な凹部には実質的に樹脂が存在していないため、エッチング開始とほぼ同時に基板２０に対するエッチングが行われる。すなわち、樹脂製凸部３２相互間の残存樹脂の除去のためのエッチング工程を極めて短時間で行える、又は、樹脂製凸部３２相互間の残存樹脂の除去のためのエッチング工程を省くことができる。なお、図１（ａ）に関する説明で前述した「凸部の目的の高さｈ」とは、型１０で形成される樹脂製凸部３２の実際の高さではなく、複数の樹脂製凸部３２がレジスト膜として機能する膜高さに、＋αの余裕高さを加えた、設計高さのことである。
【００２２】
基板２０に対するエッチングが終了すると、基板２０上に残っている樹脂製凸部３２を除去することで、同図（ｆ）に示すように、基板２０に、型１０のパターンのネガパターンである凹凸が形成される。すなわち、凹凸基板２１が形成される。
【００２３】
以上のように、本実施形態では、レジスト膜として機能する樹脂製凸部３２相互間に、不要な樹脂が実質的に残らないため、これを除去する工程が省かれ、凹凸基板２１の製造時間を短くすることができる。また、本実施形態では、型１０を基板２０に押付けた際に、図１（ｃ）を用いて前述したように、型１０の凹部１１の全体に樹脂３０が充填されず、凹部１１の一部に空隙１３が残り、部分的に型１０と樹脂３０とが接触していない箇所が生じるため、基板２０から型１０を剥離する際、簡単に型１０を剥離することができる。さらに、本実施形態では、型１０と基板２０との間に空気が挟み込まれても、これを空隙１３の中に吸収することができる。
【００２４】
ところで、以上の実施形態では、型１０の凹部１１の開口のサイズがいずれも同じであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、図３（ａ）に示すように、一つの型１０ａの中で凹部１１，１１ａの開口サイズを変えてもよい。但し、この場合も、以上の実施形態と同様に、凹部１１，１１ａの容積と樹脂３０の塗布量との関係を考慮する必要がある。具体的には、基板２０上における単位面積当りの樹脂３０の塗布量よりも、型１１ａの単位面積当りの全凹部１１，１１ａの容積が大きい必要がある。このため、樹脂３０は基板２０上に均一な厚さで塗布されると仮定すると、基板２０上の単位面積当りの樹脂３０の塗布量は同じであるから、型１０ａのいずれの領域でも単位面積当りの全凹部１１，１１ａの容積は同じになり、この結果、開口サイズが大きい凹部１１よりも、開口サイズが小さい凹部１１ａの深さのほうが深くなる。この開口サイズが小さい凹部１１ａには、同図（ｂ）に示すように、開口サイズが大きい凹部１１よりも、高い位置まで樹脂３０が充填され、樹脂製凸部の高さも高くなる。したがって、開口サイズの異なる凹部１１，１１ａを有する型１０ａを用いた場合、この型１０ａで形成される複数の樹脂製凸部の高さは、均一にならないが、各樹脂製凸部の高さが、レジスト膜として機能する最小高さが確保されていれば、後工程に何ら影響はない。
【００２５】
また、以上の実施形態では、型１０の凹部１１の底形状が平坦であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、型で形成する樹脂製凸部の目的の高さｈより深い部分が型の凹部にあればよく、例えば、図４に示すように、底の断面形状が三角形状である凹部１１ｂであっても、また、底の断面形状が円弧状の凹部１１ｃであってもよい。また、樹脂製凸部の目的の高さｈに相当する底面から、部分的に円弧状に凹んだ凹部１１ｄでも、部分的に三角形状に凹んだ凹部１１ｅでも、部分的に四角形状に凹んだ凹部１１ｆでもよい。型の凹部に関するこれらの形状は、使用樹脂に対する型の剥離性や、凹部の形成容易性に応じて定めることが好ましい。なお、型のこれらの凹部には、凹部全体に樹脂が充填されないため、これらの凹部で形成される樹脂製凸部の天面の形状は、これらの凹部の底面の反転形状にはならない。
【００２６】
また、以上の実施形態で使用されるレジスト（紫外線硬化樹脂等）は、水程度の粘性の低いものでも、また、比較的粘性の高いものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る一実施形態としての凹凸基板の製造工程を示す説明図（その１）である。
【図２】本発明に係る一実施形態としての凹凸基板の製造工程を示す説明図（その２）である。
【図３】本発明に係る他の実施形態としての型を用いた凹凸基板の製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明に係るさらに他の実施形態としての型の各種凹部形状を示す説明図である。
【図５】従来の凹凸基板の製造工程を示す説明図（その１）である。
【図６】従来の凹凸基板の製造工程を示す説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００２８】
１：紫外線                          ２，３：イオン
１０，１０ａ：型
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ：凹部
２０：基板                          ２１：凹凸基板
２５：パターン基板                  ３０：紫外線硬化樹脂
３１：硬化した紫外線硬化樹脂        ３２：樹脂製凸部
【図１】
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【図２】
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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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