(57)【要約】【課題】室温インプリントにおいて、モールド側の材料の選択の幅を広げる。【解決手段】基材に、無機材料と溶剤を含有することにより塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜と、モールドとを接触させることにより、前記モールドの表面の形状を前記塗布膜の表面に転写する工程とを有し、前記基材又は前記モールドのうち少なくともいずれか一方が、溶剤吸収性を有することを特徴とする構造体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に、無機材料と溶剤を含有することにより塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜と、モールドとを接触させることにより、前記モールドの表面の形状を前記塗布膜の表面に転写する工程と、を有し、
前記基材は、少なくとも塗布膜が形成される側が溶剤吸収性を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
前記モールドは、シリコン又は石英ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項３】
前記モールドは、少なくとも前記塗布膜に対向する側が溶剤吸収性を有することを特徴とする請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記無機材料は、シロキサンポリマーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
基材と、
前記基材の一方の側に配置された無機膜と、を備え、
前記基材の少なくとも一方の側はポーラス構造を有する材料により構成されていることを特徴とする構造体。
【請求項６】
前記基材の一方の側は、前記無機膜を形成するための塗布剤の溶剤を吸収する溶剤吸収性があるポーラス構造を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項５記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細パターン形成技術として注目されている、室温ナノインプリントリソグラフィー技術については、特許文献１に開示されている。ＳＯＧ（Spin-On-Glass）等の材料と溶剤を含む塗布剤を基板表面に塗布して塗布膜を形成した後、溶剤が揮発し硬化が完了する前に塗布膜にモールドでインプリントし、その後、モールドを塗布膜から離間することでナノ精度のＳｉＯ２微細パターンを形成することができる。
【０００３】
また、溶剤吸収性を有するポリジメチルシロキサン（以下、「ＰＤＭＳ」と称する。）製のモールドを用いてＳＯＧ材料にインプリントを行い、モールド側に塗布膜に含まれる溶剤を吸収させて、パターンを形成する技術も、非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１００６０９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Room-Temperature Nanoimpringing Using Liquid-Phase Hydrogen Silsesquioxane with Hard Poly (dimethylsiloxane) Mold, Jpn. J. Appl. Phys. 49 (2010) 06GL 13 (5 pages).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来提案された技術では、溶剤をモールド側に吸収させる場合、モールド側に溶剤吸収性のある材料を用いる必要があり材料の選択の幅が狭まるといった問題があった。また、モールドが溶剤を吸収することにより、モールドが膨潤するなどして劣化しうるため、これに伴いモールドの交換が必要となる場合がある。
【０００７】
本発明は、室温インプリントにおいて、モールド側の材料の選択の幅を広げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態は、基材に、無機材料と溶剤を含有することにより塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜と、モールドとを接触させることにより、前記モールドの表面の形状を前記塗布膜の表面に転写する工程と、を有し、前記基材は、少なくとも塗布膜が形成される側が溶剤吸収性を有することを特徴とする構造体の製造方法である。
【０００９】
本発明の一実施の形態の別の態様として、前記モールドは、シリコン又は石英ガラスであっても良い。
【００１０】
本発明の一実施の形態の別の態様として、前記モールドは、少なくとも前記塗布膜に対向する側が溶剤吸収性を有していてもよい。
【００１１】
本発明の一実施の形態の別の態様として、前記無機材料は、シロキサンポリマーであってもよい。
【００１２】
本発明の一実施の形態は、基材と、前記基材の一方の側に配置された無機膜と、を備え、前記基材の少なくとも一方の側はポーラス構造を有する材料により構成されていることを特徴とする構造体である。
【００１３】
本発明の一実施の形態の別の態様として、前記基材の一方の側は、前記無機膜を形成するための塗布剤の溶剤を吸収する溶剤吸収性があるポーラス構造を有する材料により構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、室温インプリントにおいて、モールド側の材料の選択の幅を広げることができる。また溶剤の吸収によるモールドの耐用限界を引き延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態による構造体の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態による構造体の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、無機材料と溶剤を含む塗布剤を、溶剤吸収性のある基板に塗布して塗布膜を形成し、モールドを用いて塗布膜を成形する工程を例にして説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態による構造体の製造方法の要部工程を示す工程図である。図１（ａ）に示すように、溶剤吸収性のある基材１上に無機材料と溶剤を含む塗布剤を塗布することにより塗布膜３を形成する（塗布膜形成工程）。
【００１８】
塗布膜３の形成は、公知の塗布法により行うことができ、典型的にはスピンコート法を用いることができる。スピンコート法により塗布膜３を形成する場合には、塗布剤の溶剤量を多くし、塗布剤の粘度を低下させておくことで均一な薄膜が形成可能となる。塗布膜３の厚みは、特に制限はないが、例えば、０．０１μｍ〜０．５μｍの範囲で形成することができる。
【００１９】
基材１は、少なくとも塗布膜３が形成される側が溶剤吸収性を有する。溶剤吸収性のある基材１としては、例えば、多孔質シリコン、多孔質シリカ、セラミックス、ＰＤＭＳ等のポーラスな多孔性のある材料、紙や繊維等の溶剤を含浸可能な３次元網目構造を有する材料などを用いることができる。なお、基材１全体が溶剤吸収性を有していてもよい。基材１の厚みは、特に制限はないが、後述する剥離の際に基材１を曲げる必要がある場合には１００μｍ〜３ｍｍの範囲で適宜設定することができる。また基材１は例えば多層状の構造体であってもよく、溶剤吸収性を有する層が少なくとも塗布膜３に接する面にあれば良い。基材１側に溶剤吸収性がある場合、溶剤の吸収によりモールドが膨潤するなどして劣化することを防ぐことができ、ひいてはモールドの耐用限界を引き延ばすことが可能となる。
【００２０】
塗布剤に含まれる無機材料としては、共存する溶剤が減少したときに硬質無機膜が得られる材料であればよく、例えば、シリコン等の半導体、チタン、ニッケル、コバルト、金、銀、銅、パラジウム、白金、スズ、ロジウム、インジウム、 ルテニウム、亜鉛、アルミニウム、モリブデン、クロム等の金属に代表される材料、及び、それらの酸化物、窒化物を有する無機コロイドや無機ポリマーあるいは、これらのコロイド物を挙げることができる。
【００２１】
以下、本件では、シリコン含有の無機ポリマーである、シロキサンポリマーを用いる方法であって、シロキサンポリマーのうち、水素化シルセスキオキサンポリマー（ＨＳＱ）を用いる場合に基づいて、発明の仔細を開示する。
【００２２】
塗布剤に含まれる溶剤としては、上記無機材料に応じて適宜選択することができるが、例えば、メタノール、エタノール、キシレン、トルエン、酢酸ブチル、シクロヘキサン、エチルベンゼン、イソプロピルアルコール、１−プロパノール、２−プロパノール、メトキシプロピルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセチレート等を挙げることができる。
【００２３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、モールド５の凹凸のパターンが形成された表面を塗布膜３ａに接触させる。これにより、モールド５の基板１の表面側のパターンが、基板１上の塗布膜３ａの表面に転写される（転写工程）。モールド５は、特に制限はないが、例えば、シリコン、金属、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、その他ポリオレフィン類等の樹脂材料のほか、低膨張セラミックス等のセラミックス材料等が挙げられる。例えば、モールド５として、高精度に加工可能なシリコンや石英ガラスを用いることで、高精度のパターン形成が可能となる。なお、モールド５として、少なくとも塗布膜３が形成される側がＰＤＭＳのように溶剤吸収性を有しているものであってもよい。この場合、基材１側のみならずモールド５側からも溶剤が吸収されるため、塗布膜３に含まれる溶剤の減少速度を上げることができる。モールド５の厚みは、特に制限はないが、１００μｍ〜１０ｍｍの範囲で適宜設定することができる。モールドの厚みを薄くした場合、剥離の際に曲げることが容易となり、剥離に要する応力を低減することが可能になる。一方で厚くした場合には、外力や自重によるたわみが低減されるため、パターンの位置精度や寸法精度を向上させることができる。このようにモールドを自由に選択することが可能となる事で、厚みの選択性を持たせることも可能となるため、目的に応じて適切にモールド５を設計することも可能となる。
【００２４】
図１（ｃ）に示すように、モールド５と基材１との間に塗布膜３を介在させた状態を保持する。これにより、塗布膜３に含まれる溶剤が基材１に吸収され、塗布膜３の硬化が進む。このとき、仮に基材１への塗布膜３の溶剤の吸収速度が、モールド５よりも早くなり、モールド５に形成された凹凸パターンへの充填性が損なわれる場合には、図１（ｂ）や（ｃ）の様態とは異なり、モールドが下側となるようにしても良い。例えばモールド５の上へ塗布膜３を形成し、基材１をこれに接触させるようにしてもよい。あるいは、基材１へ塗布膜３を形成し、速やかにモールド５を接触させ、しかる後に塗布膜３から見てモールドが下側、基材１が上側となるようにしても良い。これにより重力の作用から、塗布膜３の溶剤が基材１へ吸収される速度を低減できるため、吸収によるパターン転写性が低減するのを防ぐことができる。
【００２５】
次いで、図１（ｄ）に示すように、基材１上の硬化した塗布膜３からモールド５を離間することにより、モールド５のパターンが塗布膜３ａ側に転写され、例えば、開口部Ｏ１が形成された塗布膜パターン３ｂを形成することができる。このように、基材１と、基材１の一方の側に配置された塗布膜パターン３ｂ（無機膜）と、を備え、基材１の少なくとも一方の側はポーラス構造を有する材料により構成されている構造体を形成することができる。
【００２６】
通常、インプリント時に基材１とモールド５とは所定の間隔をもって配置されることから、開口部Ｏ１内の塗布膜は一部が残膜３ｂ’として残存する。
【００２７】
さらに、この残膜３ｂ’を除去したい場合には、図１（ｅ）に示すように、残膜除去のためのリアクティブイオンエッチング等によりエッチバックを行い、残膜を完全に除去することができる。さらに必要に応じて、図１（ｆ）に示すように、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３などを用いたリアクティブイオンエッチング法などにより、基材１である例えばＳｉ基板を、塗布膜パターン３ｂをマスクとして加工することで、基材１の微細加工を行うことができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、室温インプリントにおいて、塗布膜に含まれる溶剤を減少させる時間を短縮させることができる。
【００２９】
上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３０】
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１…基材、３…塗布膜、５…モールド。
【図１】
2015139744.tif 000003