(57)【要約】【課題】複数の微細構造を、狭間隔かつ高品質に配列して成形することを目的とする。【解決手段】連続転写により基板１２上に複数の微細構造を形成する際に、すでに形成された微細構造と隣り合う転写領域の外周辺に沿う位置に開口部１５１を備える遮光体１５を用い、紫外線硬化樹脂１３の押圧中に開口部１５１を通して紫外線１７１を照射することにより、微細構造の連続転写における微細構造金型１１からの紫外線硬化樹脂１３のはみ出しによる隣接する微細構造の乗り上げを回避することで、狭間隔かつ高品質に配列された微細構造を成形することができる。【選択図】図２
2015106670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造金型の表面に形成される微細形状を、基板上に塗布される紫外線硬化樹脂に転写することを繰り返し、前記基板上に配列される複数の微細構造を形成する方法であって、
前記基板上に前記紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程と、
前記紫外線硬化樹脂を微細構造金型で押圧しながら前記微細形状の転写領域の外周領域の少なくとも一部と接する前記紫外線硬化樹脂にのみ紫外線を照射する押圧工程と、
前記転写領域全面に対し紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂の全体を硬化させる硬化工程と、
前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂から離型させる離型工程と
を有し、
前記基板上を順次移動して前記塗布工程から前記離型工程を繰り返し、
前記転写領域の外周領域の少なくとも一部は、転写によってすでに形成された前記微細構造と隣り合う前記転写領域の外周辺に沿うことを特徴とする微細構造の形成方法。
【請求項２】
前記塗布工程において、前記紫外線硬化樹脂を塗布する位置は、前記転写領域の中心から、前記転写領域の外周領域の少なくとも一部の方向に離れた位置であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造の形成方法。
【請求項３】
前記押圧工程で前記紫外線硬化樹脂に照射される紫外線の積算光量は、前記硬化工程で前記紫外線硬化樹脂に照射される紫外線の積算光量よりも少ないことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の微細構造の形成方法。
【請求項４】
前記押圧工程において、押圧開始時には前記転写領域の外周領域の少なくとも一部のみを押圧し、徐々に前記紫外線硬化樹脂全体を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の微細構造の形成方法。
【請求項５】
微細構造が形成される基板を載置するステージと、
前記基板と前記ステージとの間に設けられて紫外線を遮光する遮光体と、
前記遮光体に設けられて紫外線が透過する開口部と、
微細形状が形成される微細構造金型と、
前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂に押圧する際に前記開口部を通して前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する第１の紫外線照射ユニットと、
前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂に押圧した後に前記微細構造金型を押圧した状態で前記紫外線硬化樹脂全体に紫外線を照射する第２の紫外線照射ユニットと
を有し、
前記基板上に順次塗布される紫外線硬化樹脂に前記微細形状を転写することを繰り返して前記基板上に配列される複数の前記微細構造を形成し、
前記開口部が、前記微細形状の転写領域の外周辺に沿って設けられることを特徴とする微細構造の製造装置。
【請求項６】
前記微細構造金型または前記ステージを保持する複数の弾性体をさらに有し、
前記微細構造金型と前記ステージとが互いに傾いて保持され、
傾いた状態で前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂に押圧を開始し、押圧中に徐々に傾きを解消し、押圧終了までには前記微細構造金型と前記ステージとを平行にすることを特徴とする請求項５に記載の微細構造の製造装置。
【請求項７】
前記微細構造金型の前記形状の表面の内、前記開口部を通して紫外線が照射される領域が、他の領域に比べて親水性が高いことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の微細構造の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント技術を用いて基板上に複数の微細構造を形成する方法および微細構造の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ、照明などの商品に用いられる光学部品において、特殊光学特性を発揮するナノメートル（ｎｍ）オーダーからミクロン（μｍ）オーダーの微細なパターンを形成することで、光の反射，回折を制御した従来にない新機能を発現したデバイスを実現することが望まれている。
【０００３】
基板上に塗布された樹脂表面に微細構造を有する光学部品の製造方法としては、ナノインプリント技術が用いられる。ナノインプリント技術とは、設計された微細形状が予め表面に加工された型を用いて、塗布された樹脂に対して型を押し付けることで、樹脂表面に微細形状を転写して微細構造を成形する方法である。転写する方法としては、基板表面に塗布する樹脂として熱硬化型樹脂を用いて転写時に加熱しながら転写する熱インプリント法と、紫外線硬化樹脂を用いて転写時に紫外線を照射することにより転写するＵＶインプリント法がある。熱インプリント法は材料の選択性が広いという特徴があるが、材料の粘度が高いために型に対する転写率があがらないという問題や昇温および降温に時間を要するためスループットがあがらないという問題がある。一方ＵＶインプリント法は、材料の選択性の問題があるものの、一般に材料粘度が低いために型に対する転写率が高く、また、紫外線を照射することで硬化するためにスループットが高いという特徴を有している。熱インプリント法およびＵＶインプリント法のいずれを採用するかは、適用デバイスにより異なるが、材料起因の問題がない場合には、ＵＶインプリント法が量産工法として適していると考えられる。
【０００４】
図８（ａ）〜（ｄ）にＵＶナノインプリント工法の概略を示す工程断面図を示す。
まず、作成する所定の形状を加工した微細構造金型８１を作成した後（図８（ａ））、基板８２上に予め塗布された紫外線硬化樹脂８３に対して、微細形状を有する微細構造金型８１を押圧し、微細構造金型８１上の微細形状に紫外線硬化樹脂８３を充填させる（図８（ｂ））。次に、微細構造金型８１を押圧した状態で紫外線８４１を照射して紫外線硬化樹脂８３を硬化させた後（図８（ｃ））、微細構造金型８１を基板８２から離型することで、基板８２表面上に微細形状を転写成形する（図８（ｄ））。ここで、紫外線硬化樹脂８３に紫外線８４１を照射する必要があるため、一般的には微細構造金型８１を石英等の紫外線を透過する材質で製作し、微細構造金型８１側から紫外線８４１を照射する方法と基板８２に紫外線を透過する材質を用いて、基板８２側から紫外線８４１を照射する方法のいずれかの方法が用いられる。
【０００５】
前記ナノインプリント法に関する代表的な技術としては、次のような方法がある。例えば、基板上に形成したい微細構造を反転させた微細形状を有する微細構造金型を、基板の表面に形成されたレジスト膜層に対して型押しすることで、所定の微細形状パターンを転写する方法がある。また、シリコンウエハを微細構造金型として用いて、型押し転写によりレジスト膜層に２５ｎｍ以下の微細な凹凸パターンを形成する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
近年は、ディスプレイや照明器具など光学製品の低価格化の要求から、ガラスやフィルムなど大面積な基材上に、製品サイズに相当する微細構造パターンを複数並べて形成し、後の工程で基材ごと分割することで、製造コストを削減する方法が主流となっている。そのような方法を従来のＵＶナノインプリント法を用いて実現する場合は、図８で示した微細構造転写のフローを、基板上の位置をずらしながら連続的に繰り返して行っていた。
【０００７】
従来の製造方法を用いた連続転写の方法を説明する図を図９に示す。
まず、図９（ａ）では、図８（ａ）〜（ｄ）に示す方法で、基材８２に対し紫外線硬化樹脂８３１を配置し、紫外線硬化樹脂８３１に微細構造金型８１を押し付け、紫外線照射ユニット８４から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂８３１を硬化させ、微細構造金型８１を離型させる。次に、図９（ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂８３１と隣り合う位置に紫外線硬化樹脂８３２を塗布し、微細構造金型８１を紫外線硬化樹脂８３２上にずらし、図９（ａ）と同様のフローで紫外線硬化樹脂８３２を硬化させ離型させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−８０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来の連続転写方法では、微細構造金型８１からの押圧によって紫外線硬化樹脂８３２が濡れ広がり、既に硬化済の紫外線硬化樹脂８３１の上に乗りあがり、紫外線硬化樹脂８３１からなる微細形状に未硬化の樹脂８３２が入りこんでしまう。後の洗浄などでこれら樹脂の大半は取り除かれるが、若干の残渣は微細形状の中に残ってしまい、微細形状が精度劣化するという問題点があった。また、隣接する紫外線効果樹脂が入り込む問題点を回避するには、紫外線硬化樹脂８３１と紫外線硬化樹脂８３２とを配置する間隔を広げ、樹脂の濡れ広がりによる隣接パターンへの乗り上げをなくすことが考えられるが、それでは対象とする基板サイズ内のパターン配置数が減少し、１つの基板から製造できる微細形状の数が減少するという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、従来の問題点を解決するために、複数の微細構造を、狭間隔かつ高品質に配列して成形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の微細構造の形成方法は、微細構造金型の表面に形成される微細形状を、基板上に塗布される紫外線硬化樹脂に転写することを繰り返し、前記基板上に配列される複数の微細構造を形成する方法であって、前記基板上に前記紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程と、前記紫外線硬化樹脂を微細構造金型で押圧しながら前記微細形状の転写領域の外周領域の少なくとも一部と接する前記紫外線硬化樹脂にのみ紫外線を照射する押圧工程と、前記転写領域全面に対し紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂の全体を硬化させる硬化工程と、前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂から離型させる離型工程とを有し、前記基板上を順次移動して前記塗布工程から前記離型工程を繰り返し、
前記転写領域の外周領域の少なくとも一部は、転写によってすでに形成された前記微細構造と隣り合う前記転写領域の外周辺に沿うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の微細構造の製造装置は、微細構造が形成される基板を載置するステージと、前記基板と前記ステージとの間に設けられて紫外線を遮光する遮光体と、前記遮光体に設けられて紫外線が透過する開口部と、微細形状が形成される微細構造金型と、前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂に押圧する際に前記開口部を通して前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する第１の紫外線照射ユニットと、前記微細構造金型を前記紫外線硬化樹脂に押圧した後に前記微細構造金型を押圧した状態で前記紫外線硬化樹脂全体に紫外線を照射する第２の紫外線照射ユニットとを有し、前記基板上に順次塗布される紫外線硬化樹脂に前記微細形状を転写することを繰り返して前記基板上に配列される複数の前記微細構造を形成し、前記開口部が、転写領域の外周辺に沿って設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の微細構造の形成方法、および微細構造の製造装置によると、微細構造の連続転写における微細構造金型からの樹脂のはみ出しによる隣接微細構造への乗り上げを回避することで、狭間隔かつ高品質に配列された微細構造を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における製造装置の構造を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態１における転写方法を説明する工程断面図
【図３】本発明の実施の形態１における連続転写について説明する模式図
【図４】本発明の実施の形態２における製造装置の構造を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態２における連続転写について説明する模式図
【図６】本発明の実施の形態３における製造装置の構造を示す概略図
【図７】本発明の実施の形態３における連続転写について説明する模式図
【図８】ＵＶナノインプリント工法の概略を示す工程断面図
【図９】従来の製造方法を用いた連続転写の方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における製造装置の構造を示す概略図である。図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面の模式図、図１（ｂ）は上面からの模式図である。
【００１６】
図１に示すように、実施の形態１における微細構造の製造装置には、押圧用ヘッド（図示せず）の先端に、石英ガラスなど紫外線を透過できる部材で製作された微細構造金型１１が微細形状を下向きにして取り付けられており、その上には、微細構造金型１１を透過して紫外線を下方に照射できるような紫外線照射ユニット１４が取り付けられている。また、下側には、同じく石英ガラスなど紫外線を透過できる部材で製作されたステージ１６の上に任意の開口部１５１を有した遮光体１５が配置され、遮光体１５の上面に基板１２が配置される。ステージ１６の下面には、ステージ１６および基板１２を透過して紫外線を上方に照射できるような紫外線照射ユニット１７が取り付けられている。遮光体１５は、紫外線を遮へいできる部材であり、ここではガラス上にスパッタでクロムの金属膜を形成した部材を用いている。開口部１５１は遮光体１５の一部金属膜を形成しないことによりに形成され、遮光体１５は、開口部１５１を通して紫外線照射ユニット１７からの紫外線を上方へ透過できる構成である。開口部１５１は、微細構造金型１１の外形線すなわち、転写領域の外形線に沿って、例えば、図１（ｂ）では図面左辺および下辺に配置されている。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態１における転写方法を説明する工程断面図であり、図１に示す製造装置を用いて、微細構造を成形する成形フローを示す模式図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。図２（ａ）は基板上に紫外線硬化樹脂１３を塗布する塗布工程を、図２（ｂ）は塗布した紫外線硬化樹脂１３と微細構造金型１１を接触させ押圧する押圧工程を、図２（ｃ）は紫外線硬化樹脂１３を硬化させる硬化工程を、図２（ｄ）は微細構造金型１１を紫外線硬化樹脂１３から離す離型工程を示す。
【００１８】
まず、図２（ａ）の塗布工程では、基板１２上の微細構造金型１１に対向する領域のうち、遮光体１５の開口部１５１より内側に紫外線硬化樹脂１３を塗布する。塗布方式としてここではディスペンス方式をとっており、ノズル（図示せず）先端から紫外線硬化樹脂１３を適量塗布する。次に、図２（ｂ）の押圧工程では、微細構造金型１１をヘッドごと下降させ、塗布された紫外線硬化樹脂１３に接触させ押圧させる。この際、ステージ１６の下側に配置された紫外線照射ユニット１７からは紫外線１７１が同時に照射されており、遮光体１５の開口部１５１から紫外線硬化樹脂１３に紫外線１７１が照射され、紫外線１７１が照射された領域の紫外線硬化樹脂１３のみを硬化している。押圧によって濡れ広がった紫外線硬化樹脂１３の内、開口部１５１の直上に到達した紫外線硬化樹脂１３はその場で紫外線照射されることで半硬化状態に達するため、粘度が上がり以降外側（図面左方）へ濡れ広がることはない。またその他の紫外線硬化樹脂１３すなわち開口部１５１より反対側に濡れ広がった紫外線硬化樹脂１３は、前記開口部１５１からの紫外線１７１で硬化されることはなく、図中アの方向へ濡れ広がり微細構造金型１１の微細形状に充填される。この際、前記その場で硬化した紫外線硬化樹脂１３は半硬化状態であり微量には変形可能であるため、微細構造金型１１の押圧の障害になることはなく、図中アの方向への紫外線硬化樹脂１３は微細構造金型１１の外側まで濡れ広がる。
【００１９】
つまり、紫外線硬化樹脂１３はそのまま外側へ押圧によって紫外線硬化樹脂１３が外側へ濡れ広がり、開口部１５１に達した時点で即時硬化されるため、開口部１５１より外側へ（図面左方）は濡れ広がらず、残りの樹脂は矢印アの方向、つまり紫外線硬化樹脂１３の硬化した端部以外の方向（主には硬化した端部以外の方向）に流れ出しながら、微細構造金型１１の微細形状に充填する。また、開口部１５１は微細構造が形成された転写領域の外形線に沿って形成されるため、転写領域の端部においては微細構造が転写されるが、その領域ではある程度硬化が進行しているため、その外側に紫外線硬化樹脂１３が流出することを抑制できる。次に、図２（ｃ）の硬化工程では、ヘッド上部に取り付けられた紫外線照射ユニット１４より、紫外線１４１が照射され、微細構造金型１１を透過して紫外線硬化樹脂１３の全体を硬化する。最後に、図２（ｄ）の離型工程で微細構造金型１１を上昇させることで、紫外線硬化樹脂１３から離型する。
【００２０】
本発明の形成方法によって、微細構造パターンの連続転写において、狭間隔かつ高品質に配列された微細構造パターンを成形できる理由を示す。
図３は本発明の実施の形態１における連続転写について説明する模式図であり、図２のフローを複数回繰り返した際の、微細構造パターンの並列転写の様子を示した模式図である。図３（ａ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ’断面の模式図、図３（ｂ）は上面模式図である。簡便のため、配列数を縦２列、横２列の４個とし、左下、右下、左上と順に転写した後の、右上の転写における押圧工程時の樹脂の濡れ広がり状態を示している。
【００２１】
図３に示すように、４回目の転写において、紫外線硬化樹脂１３は、塗布位置１３０のように、中心から図中左下方向に偏った位置に塗布されており、押圧工程にて周囲へ濡れ広がる。その際、濡れ広がった紫外線硬化樹脂１３は先に遮光体１５の開口部１５１の上部に到達するが、到達した紫外線硬化樹脂１３は下面（紙面奥から手前方向）の紫外線照射ユニット１７からの紫外線１７１の照射により即時硬化され、硬化済の紫外線硬化樹脂１３２１としてその場に留まる。残りの紫外線硬化樹脂１３２２は紫外線が照射されておらず、押圧と同時に図中右上の方向へ流動し、微細構造金型１１の転写領域１１１の外側まで流れる。開口部１５１は、前回の転写により硬化済の紫外線硬化樹脂である硬化済樹脂１３１と隣接し、転写領域１１１の外辺に沿って転写領域１１１内に設けられており、押圧中の紫外線硬化樹脂１３は、隣（図中左方および下方）の硬化済樹脂１３１に到達せず、既に形成された微細構造の膜面へ濡れ広がることはない。したがって転写中に前回転写済みパターンの形状品質を損なうことなく、連続転写を行うことが可能になる。
【００２２】
また、押圧工程および硬化工程における紫外線照射量について、硬化工程時の積算光量は、紫外線硬化樹脂１３を完全に硬化させる必要光量以上である必要があるが、押圧工程時は、樹脂の流動性を抑制する最低限の照射量であることが望ましい。照射量を抑えて樹脂を完全に硬化させずに押圧中にさらに変形させることで、膜厚を薄くでき、膜厚バラツキの低減を図ることが可能になる。また、転写領域１１１全体に紫外線硬化樹脂１３を押し広げながら、硬化済樹脂１３１に紫外線硬化樹脂１３が漏れ広がることを抑制できる。本発明では、例として紫外線硬化樹脂１３の硬化に必要な積算光量が１０００ｍＪ／ｃｍ２相当であるのに対し、開口部１５１から照射する、樹脂流動を抑制するのに十分な積算光量を約５０ｍＪ／ｃｍ２とし、押圧工程の加圧力を１ＭＰａとした。前記紫外線照射量を５０ｍＪ／ｃｍ２程度に抑制することで、半硬化後の弾性率は０．１ＭＰａ程度に抑えることができ、１ＭＰａ程度の加圧力で十分な薄膜化が可能である。
【００２３】
また、遮光体１５の材質をガラス板上にスパッタ等で形成されたクロム膜とすることができるが、紫外線を遮光できる材料であればこの限りでなく、例えば同じくガラス板上にニッケルやアルミなどの金属膜を形成したり、石英ガラス上へ直接成膜する方法も考えられる。
【００２４】
また以上の説明では、微細構造金型１１の転写領域１１１に対する遮光体１５の開口部１５１の形状を、連続転写の順番に従い左辺と下辺のＬ字型としたが、配列数や転写順によってはこの限りでなく、例えば１辺のみ開口する場合や、３辺を遮光しコの字型に開口する場合など、種々の開口形状をとることが考えられる。さらに、転写領域１１１の外周に沿って４辺に開口部１５１を形成しても良い。転写領域１１１を囲って開口部１５１を形成することにより、硬化工程中も紫外線１７１を同時に照射することで、微細構造を形成する前の転写領域や転写領域間に紫外線硬化樹脂１３が流動することを防ぐことができ、より精密な微細構造を形成することができる。
【００２５】
また、上記の説明では、開口部１５１を転写領域１１１の外周辺に沿った連続的な開口としたが、複数の開口が外周辺に沿って断続的に並ぶ構成でも、紫外線硬化樹脂１３２１の硬化度を調整することで用いることができる。
【００２６】
本発明の微細構造の形成方法においては、転写可能な面積は微細構造金型１１が作成できる面積であれば上限はなく、今回は単一の面積で約１００ｍｍ角としている。また、各転写領域間のピッチは、遮光体１５の開口部１５１の形成精度および微細構造金型の送り精度に依存しており、約１ｍｍ程度としている。
（実施の形態２）
また、本実施の形態２として、微細構造金型１１の押圧ヘッドへの取り付け方法を以下のようにすることで、更なる効果が期待できる。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態２における製造装置の構造を示す概略図である。図４（ａ）は図４（ｂ）のＣ−Ｃ’断面の模式図、図４（ｂ）は上面からの模式図である。
図４に示すように、実施の形態２における微細構造の製造装置には、押圧用ヘッド（図示せず）の先端に、石英ガラスなど紫外線を透過できる部材で製作された微細構造金型１１が微細形状を下向きにして取り付けられており、その上には、微細構造金型１１を透過して紫外線を下方に照射できるような紫外線照射ユニット１４が取り付けられている。微細構造金型１１には、微細形状が形成されている面の反対側に、４つのバネ１８１〜１８４（以下、区別しないときはバネ１８と称す）が、図４（ｂ）に示すように微細構造金型１１の四隅に配置され、微細構造金型１１は、紫外線照射ユニット１４を含む押圧ヘッド（図示せず）に治具（図示せず）を用いて固定されている。また、４つのバネ１８の内、紫外線硬化樹脂が塗布される位置に最も近い角部に配置されるバネ１８１は他のバネ１８より長く形成され、微細構造金型１１は紫外線硬化樹脂が塗布される位置と向かい合う位置が基板１２に最も近づくように傾く。下側のステージ１６や基板１２、下部紫外線照射ユニット１７や遮光体１５の配置構成は、図１に示す内容と同様のため、ここでは説明を省略する。また、実施の形態２における微細構造を成形する方法も、図２に示す内容と同様のため省略する。
【００２８】
実施の形態２における形成方法によって、微細構造パターンの連続転写における狭間隔かつ高品質に配列された微細構造パターンを成形できる理由を以下に示す。
図５は本発明の実施の形態２における連続転写について説明する模式図であり、図４の構成にて微細構造パターンを並列転写した様子を示した模式図である。図５（ａ）は図５（ｂ）のＤ−Ｄ’断面の模式図、図５（ｂ）は上面模式図である。簡便のため、配列数を縦２列、横２列の４個とし、左下、右下、左上と順に転写した後の、右上の転写における押圧工程時の樹脂の濡れ広がり状態を示している。
【００２９】
塗布工程では、基板１２上の微細構造金型１１に対向する領域の内、微細構造金型が傾いて基板１２とのギャップが最も狭くなる塗布位置１３０に紫外線硬化樹脂１３が塗布される。そして図５に示す押圧工程では、微細構造金型１１をヘッドごと下降させ、塗布された紫外線硬化樹脂１３が配置されている箇所近傍を最初に接触させて押圧する。押圧中には、基板１２からの反力によりバネ１８が順に変形し、塗布位置１３０に最も近いバネ１８（図４の１８１）が縮むと共に、他のバネ１８が伸び、最終的には、基板１２と微細構造金型１１が平行となり、紫外線硬化樹脂１３が配置された箇所近傍から徐々に紫外線硬化樹脂１３全体が押圧される。その際、微細構造金型１１の傾きにより、紫外線硬化樹脂１３は、図５（ａ）の右方向へ押し流される。すなわち、図５（ｂ）の上面図において左下方向への流動速度は小さく、右上方向への流動速度が大きくなるような、図中矢印の太さが示すような流動速度の違いが生まれる。流動速度の小さい転写領域１１１の左辺および下辺側は、微細構造金型１１より外側へのはみ出しが抑制され、かつ同時に、遮光体１５の開口部１５１より照射される紫外線１７１により、開口部１５１を通して紫外線１７１が照射される領域の紫外線硬化樹脂１３の硬化が進行するため、硬化済みの紫外線硬化樹脂１３２１はその場に留まり、隣（図中左方および下方）に形成された硬化済樹脂１３１への到達をより効率的に抑制することができる。そして、押圧工程中、徐々に微細構造金型１１の傾きを解消していき、最終的には微細構造金型１１と基板１２とを平行にする。このように、押圧工程中に開口部１５１からすでに形成された微細構造と隣り合う転写領域１１１の外周部に紫外線１７１を照射すると共に、微細構造金型１１をこの転写領域１１１の外周部が最も下がるように傾けることにより、この外周部から逆側の外周部に向けて紫外線硬化樹脂１３を押し広げることができるため、紫外線硬化樹脂１３が形成済みの微細構造に漏れ出すことを抑制し、微細構造を狭い間隔で形成したとしても、精度よく形成することができる。
【００３０】
本発明では、図４（ｂ）に示すように、微細構造金型１１の四隅にバネ１８を配置させているが、それらバネ定数を変化させることにより、より有効な紫外線硬化樹脂１３の流動の制御が可能となる。具体的には、塗布位置１３０に最も近い、図４（ｂ）における左下のバネ１８１のバネ定数に対し、右上のバネ１８２のバネ定数を小さく設定する。押圧工程における微細構造金型１１と紫外線硬化樹脂１３とが接触した初期の段階では、比較的定数の大きいバネ１８１の近傍である、図４（ｂ）の左下付近では紫外線硬化樹脂１３に圧力がかかりにくく、左下方への樹脂の流れが低減されるが、微細構造金型１１が平行になる押圧後期の段階では、バネ１８２の定数が小さくバネ１８１近傍と比較し樹脂への加圧力が上がるため、紫外線硬化樹脂１３は右上方へ押し流されやすくなる。なお、図４（ｂ）中のバネ１８３および１８４のバネ定数は、バネ１８１と１８２のバネ定数の中間の値のものを用いても良い。また、バネの本数および配置位置はこの限りでなく、辺の中央などさらに追加して多数配置することも考えられる。また押圧初期に傾いた微細構造金型１１を押圧中に平行化する手段としてバネを用いたが、方法はこの限りでなく、硬度や膜厚の異なるゴムや、ダンパー、またヘッドの下降位置と同期して機械的に傾きを制御する方式で行っても同様の効果が期待できる。また、バネやゴム、ダンパーなどは微細構造金型１１が取り付けられる上部ヘッド部分に取り付けたが、ステージ１６側に取り付け、ステージ側を傾けるような構成としても良い。
【００３１】
また、実施の形態２における微細構造金型１１をバネ１８を介して押圧ヘッドに取り付ける構成は、単独でも有効に作用することが考えられ、ステージ１６と基板１２の間の遮光体１５、および下部紫外線照射ユニット１７がない場合でも、一定の効果が期待できる。
（実施の形態３）
また、実施の形態３として、微細構造金型を以下のようにすることで、更なる効果が期待できる。
【００３２】
図６は、本発明の実施の形態３における製造装置の構造を示す概略図である。図６（ａ）は図６（ｂ）のＥ−Ｅ’断面の模式図、図６（ｂ）は上面からの模式図である。
図６に示すように、実施の形態３における微細構造の製造装置には、押圧用ヘッド（図示せず）の先端に、石英ガラスなど紫外線を透過できる部材で製作された微細構造金型１１が微細形状を下向きにして取り付けられており、その上には、微細構造金型１１を透過して紫外線を下方に照射できるような紫外線照射ユニット１４が取り付けられている。微細構造金型１１は、図６（ｂ）に示すように、微細形状が形成された領域の内、外周の任意の２辺に沿う領域１１２において、他の領域と比較して紫外線硬化樹脂１３に対する撥水性の低い、すなわち親水性の高い領域が形成される。領域１１２を形成する方法としては、例えば微細構造金型１１をフッ素など撥水性の高い材料で成膜処理する際に、領域１１２のみを遮へいして行うことで、他の領域と比較して撥水性を落とすことができる。下側のステージ１６や基板１２、紫外線照射ユニット１７や遮光体１５の配置構成は、前記図１および図４に示す内容と同様のため、ここでは説明を省略する。また、実施の形態３における微細構造を成形するフローも、図２に示す内容と同様のため省略する。
【００３３】
実施の形態３における微細構造の形成方法によって、微細構造パターンの連続転写における狭間隔かつ高品質に配列された微細構造パターンを成形できる理由を以下に示す。
図７は本発明の実施の形態３における連続転写について説明する模式図であり、図６の構成にて微細構造パターンを並列転写した様子を示した模式図である。図７（ａ）は図７（ｂ）のＦ−Ｆ’断面の模式図、図７（ｂ）は上面模式図である。簡便のため、配列数を縦２列、横２列の４個とし、左下、右下、左上と順に転写した後の、右上の転写における押圧工程時の樹脂の濡れ広がり状態を示している。
【００３４】
塗布工程では、基板１２上の微細構造金型１１に対向する領域の内、塗布位置１３０として、中心から図中左下方向に偏った位置に紫外線硬化樹脂１３が塗布される。そして図７に示す押圧工程では、微細構造金型１１をヘッドごと下降させる。その際、押圧によって濡れ広がる紫外線硬化樹脂１３は、図７（ｂ）中左下の、微細構造金型１１のうち領域１１２に接触した際、領域１１２に沿って図中上方向または右方向へ積極的に濡れ広がる。これは領域１１２が他と比較して高い親水性を有しているためである。これにより微細構造金型１１の外側へのはみ出しが抑制され、かつ同時に、遮光体１５の開口部１５１より照射される紫外線１７１により領域１１２に流動した紫外線硬化樹脂１３の硬化が進行するため、硬化済みの紫外線硬化樹脂１３２１としてその場に留まり、硬化されていない紫外線硬化樹脂１３２２が隣（図中左方および下方）に形成された硬化済樹脂１３１への到達をより効率的に抑制することができる。
【００３５】
本実施の形態３における微細構造金型の一部を他と比較して親水性の高い領域を有した構成とする方法は、単独でも有効に作用することが考えられ、ステージ１６と基板１２の間の遮光体１５、および下部紫外線照射ユニット１７がない場合でも、一定の効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、複数の微細構造パターンを、狭間隔かつ高品質に配列して成形することができ、ナノインプリント技術を用いて基板上に複数の微細構造を作成する方法および微細構造の製造装置等に有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１１    微細構造金型
１１１    転写領域
１１２    領域
１２    基板
１３    紫外線硬化樹脂
１３０    塗布位置
１３１    硬化済樹脂
１３２１    紫外線硬化樹脂
１３２２    紫外線硬化樹脂
１４    紫外線照射ユニット
１４１    紫外線
１５    遮光体
１５１    開口部
１６    ステージ
１７    紫外線照射ユニット
１７１    紫外線
１８    バネ
８１    微細構造金型
８２    基板
８３    紫外線硬化樹脂
８３１    紫外線硬化樹脂
８３２    紫外線硬化樹脂
８４    紫外線照射ユニット
８４１    紫外線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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