(57)【要約】【課題】光硬化型のインプリントにおいて、空気の巻き込みを抑え、湾曲のある基板にも転写性に優れた低コストなインプリント用テンプレート及びその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】ＵＶナノインプリントに使用されるテンプレートにおいて、柔軟性を有する光透過性の固定プレート（１ｃ）と、前記固定プレートの上に形成した透明緩衝樹脂層（１ｂ）と、前記透明緩衝樹脂層（１ｂ）の上に取り外し可能に貼着した樹脂フィルムモールド（１ａ）を有し、前記樹脂フィルムモールド（１ａ）は１つ又は複数の組み合せにより表面に転写凹凸パターンが形成されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有する光透過性の固定プレートと、
前記固定プレートの上に形成した透明緩衝樹脂層と、
前記透明緩衝樹脂層の上に取り外し可能に貼着した樹脂フィルムモールドを有し、
前記樹脂フィルムモールドは１つ又は複数の組み合せにより表面に転写凹凸パターンが形成されていることを特徴とするインプリント用テンプレート。
【請求項２】
前記固定プレートは透明ガラス又は透明樹脂であり、その厚みが０．１ｍｍ以上で０．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載のインプリント用テンプレート。
【請求項３】
前記樹脂フィルムモールドは表面の少なくとも転写凹凸パターン部に離型膜を形成してあることを特徴とする請求項１又は２記載のインプリント用テンプレート。
【請求項４】
前記樹脂フィルムモールドの材質はシクロオレフィンポリマー樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインプリント用テンプレート。
【請求項５】
柔軟性を有する光透過性の固定プレートの表面に弾性材料からなる透明緩衝樹脂層を形成するステップと、
表面に転写凹凸パターンが形成された樹脂フィルムモールドの裏面をプラズマ処理した後に当該樹脂フィルムモールドを前記透明緩衝樹脂層の表面に貼着することを特徴とするインプリント用テンプレートの製造方法。
【請求項６】
前記固定プレートは透明ガラス又は透明樹脂であり、
その厚みが０．１ｍｍ以上で０．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項５記載のインプリント用テンプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント用テンプレートとその製造方法に関し、特にナノレベルの凹凸パターンをＵＶを用いてインプリントするのに好適なナノインプリント用テンプレート及びその製造方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
パソコン等に使用されるＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等の製造に利用される半導体プロセスは、ムーアの法則に則り微細化が進んでいる。
また、省エネルギーブームにより消費電力を抑えることが可能なＬＥＤ（発光ダイオード）においても高輝度化が求められ、これらの要求を実現するための製造技術の必要性が増大している。【０００３】
半導体プロセスにおいては、すでにナノレベルの微細化が進んでおり、加工技術においてはこれまでの光リソグラフィー技術では対応できなくなっている。
さらに電子ビーム等によるパターン描画ではスループットに問題があり、今後の微細化においてはこれらの課題を解決しないとコスト高から抜け切れないという問題がある。【０００４】
ＬＥＤは高輝度化技術の一つとしてＰＳＳ（Patterned Sapphire Substrate)により、光をより効率よく取り出すということを実現してきた。
これは、ＬＥＤの基板となるサファイア基板表面に数マイクロメートルの凹凸を形成することで、高い屈折率を有する窒化物半導体と空気との界面で生じる反射を抑制し光取り出し効率の向上や窒化物半導体の結晶性を改善させることができる。【０００５】
近年屋内照明等にもＬＥＤが利用されるようになると、輝度だけでなくその演色性も求められるようになってきた。
とくに欧米では白色よりも電球色による照明が好まれる傾向にあるため、ＬＥＤ照明でもそれを効率よく実現する方法が求められている。
例えば従来の白色ＬＥＤよりも短い波長を発光する紫外線ＬＥＤは紫外光で光る蛍光色素を利用できるため、これらを組み合わせることによって純度の高い光３原色を得ることができる。
高輝度なＵＶ−ＬＥＤがあれば、演色性をコントロール可能な照明も実現できる可能性がある。【０００６】
これらを実現するにあたり、従来のＰＳＳからさらにナノオーダー以下のパターンを形成するｎＰＳＳ（ｎａｎｏＰＳＳ）が求められている。
これは、取り出し効率や結晶性のさらなる向上だけでなく、エッチング時間の短縮等の利点がある。【０００７】
以上のナノ構造を実現する方法としてプリンタブルな成形技術であるナノインプリントリソフラフィ技術が提案されている。
例えば非特許文献１では熱プレス技術の応用により微細構造の転写を実現している。
本手法によるとスループットの悪い微細パターン描画プロセスを型押しだけにし、レジストをモールド内に変形、押しこむことによりパターンを形成するのでモールド精度がパターン精度として反映される。【０００８】
非特許文献２には基板上に塗布したレジストをモールドで加圧、モールド内に充填したレジストを紫外線露光することで、樹脂を硬化、パターンを転写する光ナノインプリント技術が紹介されている。
熱によるナノインプリントと比較して、室温での作業が可能なため、昇温にかかる時間もなく、熱膨張による寸法変化も少なく、装置も簡略化が可能である。【０００９】
熱ナノインプリントや光ナノインプリントを含むインプリント装置の代表的な転写方法として、基板に一括でパターン転写を行う一括転写方式、小さい面積のモールドを繰り返しインプリントするステップ＆リピート方式がある。
一括転写方式では、基板とモールドを一気にプレスして転写を行うのでスループットに優れる。
しかしプレス圧の面内均一化や大面積化に伴う離型力の増大に対応する必要がある。
またステップ＆リピート方式ではつなぎ精度やパターンショットのばらつき等の課題がある。【００１０】
ＬＥＤに用いられるサファイア基板は、大口径になると基板の反り等が問題となってくる。
特にナノスケールパターンを基板表面に形成する場合は、ステッパー等の露光装置が最低限必要であり、その場合基板の湾曲による焦点ボケやつなぎ精度の低下が起こる。
よって、ナノインプリント技術のように微細な凹凸が形成されたモールドを基板に直接コンタクトをしてパターンを形成する技術が求められてくる。【００１１】
ナノインプリント技術では凹凸パターンを転写するための型となる原盤が必要となる。
一般的に原盤は非常に高価であり、ナノインプリント技術が普及しない一因となっていた。【００１２】
よって高価な原盤の代わりとして、そのコピーとなるレプリカをテンプレートとして用いることが提案されてきている。
例えば特許文献１では、原盤のパターンを環状オレフィン共重合体フィルムに転写し、それをレプリカとしてインプリントに用いることを提案している。
これにより最もコストがかかるモールド部分をレプリカとしたことで低コストでのインプリントを可能とした。
また基板側の真空吸引とレプリカモールド後ろからの加圧を必要としているため装置が複雑であるものの、インプリントの際に基板とモールド間に空気を巻き込む恐れが少ない。
しかし離型の際には一気に引き離す工程となるため、モールドに汚れが残る可能性があり、１回のプリントに１枚のモールドを必要とすることが想定され、コストダウンの効果もある程度制限される。【００１３】
非特許文献３では、ガラス支持基板上に形成したＰＤＭＳ樹脂表面に原盤の凹凸パターンを転写して作製したレプリカテンプレートを用いてインプリントを行っている。
ガラスの剛性を活かして後ろから段階的に空圧を加えていくことから、空気の巻き込みがなく、基板の反り等にも追従性が良い。
離型の際もテープをゆっくりと引き剥がすように順序よくＰＤＭＳ樹脂と基板を引き離していくため、基板に成形されたレジストへのダメージも抑制され、大面積のプリントでも離型力が小さい。【００１４】
しかし、露光が不十分な場合等レプリカテンプレート側にレジストが付着した場合、溶剤等を用いた洗浄が困難という欠点があり、仮に不良となった際のコスト負担は大きい。
さらに付着等の生じない完全な光硬化を求める場合には一般的なラジカル硬化型のレジストは利用しにくいという制限がある。
また、インプリントを繰り返した際の寸法変化も危惧される。【００１５】
さらに前記レプリカテンプレートは、原盤から硬化速度が遅いＰＤＭＳ樹脂によるレプリカ形成を行うため製造時のスループットが悪く、また原盤からレプリカを離型する際にダメージを受けてしまう危険があり、高価な原盤ごと失うことにもなりかねず、その作業も熟練を求められ、製造の自動化、省力化が困難である。【００１６】
特許文献２は、支持基板に光透過性材料からなる中間層とその上に樹脂パターン層を形成したレプリカテンプレートを提案している。
凹凸パターンが形成された樹脂パターン層があり、インプリント時にパターンを転写しやすくするように弾力性のある中間層を設けている。
樹脂パターン層は樹脂を薄く塗布することで形成されている。
しかし、支持基盤は０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚みが必要で有り、機械的強度を有することが前提になっている。【００１７】
本方法ではパターン突起や異物があっても追従性が確保されるが、支持部材の剛性のため、基板の反り等には対応できない。
また基板面積を大きくしていくとレプリカテンプレートの柔軟性がないため、減圧雰囲気にしないとモールドと基板間に空気を巻き込む可能性が高い。
また離型の際も面積が広くなると、より大きな離型力を必要とする。また非特許文献３と同様に洗浄等による再生が困難である。【００１８】
特許文献３においても中間層として弾性材を緩衝層として利用しているが、当該文献のように弾性率の異なる部材を精度よく形成することは困難であり、メリットが少ない。【００１９】
特許文献４では、基材、弾性体である中間層、凹凸パターンを有するパターン形成層により構成されるが、パターン形成層はスピンコートによる樹脂材料が塗布されることから、エッジ部の液盛りによる転写不良や表面が汚れた際の洗浄性等に問題がある。【００２０】
特許文献５では、凹凸パターンの形成された光硬化性樹脂シートと膜の自立性を確保するためのポリマーフィルム、さらにそれらを接着するための易接着層の３層による構成が記載されている。
当該文献では易接着層は２層を接着するための機能を求めており、フィルムに密着性を提供する機能があれば無くても構わない。
また、支持体となるポリマーフィルムはロール・トゥ・ロールに対応できるよう十分にフレキシブルでなければならない。
そのため、長尺の製品を製造しやすい反面、撓みやシワ、ズレ等が特に大面積での転写の場合に起こる危険がある。【００２１】
特許文献６では、高輝度半導体深紫外ＬＥＤの作製について記載されている。
本紫外ＬＥＤでは外部量子効率を向上させるために、基板にナノインプリント法にて微細構造を作製している。
特にサファイア等は反りがあり、フィルムモールドはそれに追従する必要がある。
当該文献では、フィルム上にＵＶ樹脂を塗布し、原盤を押し当て硬化させることでフィルム表面にＵＶ樹脂で構成される凹凸パターンが形成している。
しかし、大面積化を実現しようとした際には、フィルムでは撓みやシワが起こりやすい。【００２２】
特許文献７では、可撓性の硬質スタンパベース、スタンパ緩衝層、スタンプパターン層による一体構成のスタンパが記載されている。
当該文献では、原盤上に直接光硬化樹脂をディスペンス法あるいはスピンコート法等による塗布した後、スタンパ緩衝層に接触させ光硬化させている。
しかし、同公報に開示する硬質スタンパベースは、厚みが０．７ｍｍ程度と強度を有することが前提となっている。
本手法によると、光硬化樹脂の未硬化やそれに伴う原盤からの離型不良、スタンパ緩衝層への密着不良が起こる可能性があり、その際は高いコスト負担が生じる。【００２３】
【特許文献１】日本国特開２００７−５５２３５号公報
【特許文献２】日本国特開２００９−１１９６９５号公報
【特許文献３】日本国特開２００４−２９９１５３号公報
【特許文献４】日本国特開２０１０−４９７４５号公報
【特許文献５】日本国特開２０１３−１１０１３５号公報
【特許文献６】日本国特許５３１５５１３号公報
【特許文献７】日本国特許５１１７３１８号公報
【非特許文献１】S. Y. Chou et al., Appl. Phys. Lett., vol.67 (1995), pp.3114
【非特許文献２】「ナノインプリント  ―先端微細加工の最前線―」、（株）東レリサーチセンター、ｐ２９−３４
【非特許文献３】Ran Ji et.al.,” UV Enhanced Substrate Conformal Imprint Lithography (UV-SCIL) Technique for Photonic Crystals Patterning in LED Manufacturing”, http://www.suss.com/en/media/technical-publications/
【非特許文献４】藤原克利，NEW GLASS Vol.24 No.2(2009), P90-93
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
光硬化型のインプリントにおいて、空気の巻き込みを抑え、湾曲のある基板にも転写性に優れた低コストなインプリント用テンプレート及びその製造方法の提供を目的とする。
より具体的には、光ナノインプリントにおける基板追従性に優れ、大きな離型力を必要としない柔軟なレプリカテンプレートとその製造方法を提供するものである。
また、ダメージを受けやすい凹凸パターン部分を容易に洗浄、あるいは交換可能な方法を提供することにある。
さらにテンプレートにリジットでかつ加圧により制御性良く撓むような性質を取り入れることで、大面積の転写を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
発明者らは基板に対して柔軟に追従し、大面積の基板に対しても空気を巻き込むことなく、離型力の抑制と低コストを実現するインプリント用テンプレートとその製造方法を見出して本発明を完成させた。
本発明に係るインプリント用テンプレートは、柔軟性を有する光透過性の固定プレートと、前記固定プレートの上に形成した透明緩衝樹脂層と、前記透明緩衝樹脂層の上に取り外し可能に貼着した樹脂フィルムモールドを有し、前記樹脂フィルムモールドは１つ又は複数の組み合せにより表面に転写凹凸パターンが形成されていることを特徴とする。
本発明は、固定プレートに柔軟性を有するようにした点に特徴があり、固定プレートは透明ガラス又は透明樹脂であり、その厚みが０．１ｍｍ以上で０．５ｍｍ未満であるのが好ましい。
非特許文献４に記載されているグラフを図７に引用した。
このグラフからガラスの厚みを薄くすると曲率半径が小さくなり、柔軟性を有するようになる。
しかし、薄くなり過ぎると割れやすかったり、ハンドリング性が悪化することから、０．１ｍｍ以上の厚みが必要である。
また、厚みが増してくると柔軟性が低下するのでガラスの厚みは、０．５ｍｍ未満がよい。
本固定プレートの材料は、光硬化に必要な露光波長に対し透明であり、柔軟性を有することができれば透明樹脂であることもできる。
例えば、環状オレフィン樹脂（シクロオレフィンポリマー樹脂）、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂、アクリル樹脂等であり、日本ゼオン株式会社製ゼオノア、ＪＳＲ株式会社製アートン等が挙げられる。【００２６】
本発明は、樹脂フィルムモールドの貼り付けや取り外しが可能であり、また洗浄性に優れている点に特徴がある。
このような樹脂フィルムモールドの材質としては、環状オレフィン樹脂（シクロオレフィンポリマー樹脂）からなる日本ゼオン株式会社製のゼオノアフィルムや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが例として挙げられる。
本発明においては、樹脂フィルムモールドは表面の少なくとも転写凹凸パターン部に離型膜を形成してあってもよい。【００２７】
本発明に係るインプリント用テンプレートの製造方法としては、柔軟性を有する光透過性の固定プレートの表面に弾性材料からなる透明緩衝樹脂層を形成するステップと、表面に転写凹凸パターンが形成された樹脂フィルムモールドの裏面をプラズマ処理した後に当該樹脂フィルムモールドを前記透明緩衝樹脂層の表面に貼着することを特徴とする。【００２８】
本発明に用いる透明緩衝樹脂の例としては、ジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂、アクリル系ポリマー粘着性樹脂が挙げられる。
ＰＤＭＳ樹脂としては、ダウ・コーニング社製の商品名「Ｓｙｌｇａｒｄ１８４」、信越シリコーン社製の商品名「Ｘ−３４−４１８４−Ａ／Ｂ」等が市販されている。
アクリル系ポリマー粘着性樹脂としては、協立化学産業株式会社製の光学弾性樹脂「Ｗｏｒｌｄ  Ｒｏｃｋ  ＨＲＪシリーズ」が市販されている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、小口径〜大口径基板、さらに湾曲した基板に対して、ナノスケールからサブミクロンスケールの凹凸パターンを形成することが可能なインプリント用テンプレートを得ることができる。
さらに転写、離型性に優れ、モールドの洗浄、交換も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るインプリント用テンプレートの構造例を示す。
【図２】インプリント用テンプレートの製造方法例を示す。
【図３】本発明に係るインプリント用テンプレートを用いた転写方法例を示す。
【図４】本発明によるナノインプリント用テンプレートの外観写真を示す。
【図５】転写パターンを走査型プローブ顕微鏡で観察した鳥瞰図である。
【図６】複数の樹脂フィルムモールドを組み合わせでデザインを形成する概要説明図である。
【図７】ガラスの各厚みにおける曲率半径と引張応力との関係を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１ａ      樹脂フィルムモールド
１ｂ      透明緩衝樹脂層
１ｃ      固定用プレート
２ａ      固定用プレートとして使用する石英基板
２ｂ      ＰＤＭＳ樹脂用プライマー
２ｃ      ビーカー
２ｄ      ＰＤＭＳ樹脂
２ｅ      ゴム堰
２ｆ      スキージ
２ｇ      樹脂フィルムモールド
３ａ      サファイア基板
３ｂ      ナノインプリント用レジスト
３ｃ      本発明によるナノインプリント用テンプレート
３ｄ      凹凸が転写されたナノインプリント用レジスト
６ａ      パターンＡが形成された樹脂フィルムモールド
６ｂ      パターンＢが形成された樹脂フィルムモールド
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明によるレプリカテンプレート（インプリント用テンプレート）の構造を図１に示す。
凹凸パターンが形成された樹脂モールドフィルム１ａとそれを支持する固定プレート１ｃがあり、その中間には柔軟性と弾力性を有する透明緩衝樹脂層１ｂがある。
前記樹脂モールドフィルム１ａの材料は、例えば透明性、耐熱性等に優れるシクロオレフィンポリマー樹脂であり、例えば日本ゼオン株式会社ゼオノアであることができる。
フィルムの厚みは柔軟性が要求され、２０μｍ〜０．５ｍｍであり、好ましくは２０μｍ〜０．２ｍｍである。
日本ゼオン株式会社製のゼオノアシリーズは、４０μｍ〜０．１８ｍｍの厚みのフィルムが提供されている。
例えば、ゼオノア１０６０Ｒは、厚みが０．１ｍｍで、以下の物性を有する。
比重１．０１ｇ／ｃｍ３，全光線透過率９２％（３ｍｍ厚），線膨張係数７×１０−５／℃，荷重撓み温度９９℃，引張強度５３ＭＰａ，曲げ強度７６ＭＰａである。
また、耐薬品性に優れ、アセトン，メタノール，イソプロピルアルコール，１０％硫酸には浸食されない。
また、本発明ではＰＥＴフィルムも使用でき、その物性は以下のとおりである。
比重１．４ｇ／ｃｍ３，全光線透過率８９％，線膨張係数１．５×１０−５／℃，荷重撓み温度７０〜１０４℃，引張強度４８〜７３ＭＰａ，曲げ強度９６〜１３１ＭＰａである。
また、エタノール，イソプロピルアルコール，１０％硫酸等に対する耐薬品性にも優れる。
透明緩衝樹脂層１ｂは、光透過性を有する弾性体であり、例えばジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂であることができ、厚みは緩衝性が要求されることから、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは０．１ｍｍ〜０．６ｍｍである。
ＰＤＭＳ樹脂としては、例えばダウ・コーニング社製の「Ｓｙｌｇａｒｄ１８４」の物性は次のとおりである。
比重１．０４ｇ／ｃｍ３，硬さ（ＪＩＳ  ＴｙｐｅＡ）４４，透過率（３８０ｎｍ）８９．８％である。
また、アクリル系ポリマー粘着性樹脂（協立化学産業株式会社製）ＨＲＪ−４０の物性は次のとおりである。
比重０．９２ｇ／ｃｍ３，硬さ（ＪＩＳ  ＴｙｐｅＡ）１７，弾性率０．６ＭＰａ，透過率（３８０ｎｍ）９０％以上である。
また、前記固定プレートの材料は、好ましくはガラスであり、例えば波長３６０ｎｍ以上において透明である石英ガラス、ショット社のＤ２６３Ｔ  ｅｃｏ等であることができる。
固定プレートの厚みは、０．１ｍｍ以上で０．５ｍｍ未満であり、好ましくは０．１〜０．２５ｍｍであり、柔軟性を有することが必要である。
上記Ｄ２６３Ｔｅｃｏの物性は、以下のとおりである。
比重２．５１ｇ／ｃｍ３，ヤング率７２．９ＧＰａ，透過率（３８０ｎｍ）８９．８％である。
また、石英ガラスは比重２．２ｇ／ｃｍ３，ヤング率７２ＧＰａ，透過率９０％以上である。【００３３】
樹脂フィルムモールドは、一般的にシリコンやＮｉ電鋳により作製された原盤に樹脂フィルムを押し当てて凹凸を転写する熱ナノインプリント技術により作製される。
原盤へのダメージが少なく、原盤から複数の樹脂フィルムモールドを大量生産できることから、低コストでのインプリント用モールドを提供することができる。【００３４】
＜製造方法例＞
本発明のレプリカテンプレートの製造方法を図２に示す。
以下図２の説明である。【００３５】
１．固定用プレート２ａ、例えば石英ガラスを酸素プラズマ処理により洗浄する。
２．ＰＤＭＳ樹脂用プライマー２ｂを塗布する。
３．ビーカー２ｃ内でＰＤＭＳ樹脂２ｄとしてSYLGARD(R) 184 SILICONE ELASTOMER KITを重量比１０：１の割合で混合する。
４．真空脱気によりＰＤＭＳ樹脂２ｄから空気を除去する。
５．固定用プレート周囲に例えば０．５ｍｍ高さのゴム板２ｅによる堰を作製し、その中にＰＤＭＳ樹脂２ｄを流し込む。
６．スキージ２ｆを前記ゴム堰の高さに合わせ、ＰＤＭＳ樹脂２ｄを均すようにして広げる。
７．ＰＤＭＳ樹脂２ｄがゴム堰２ｅと同じ高さで平滑になったら、５０℃のホットプレート上で１２時間以上硬化させる。
８．ＰＤＭＳ樹脂が硬化したことを確認したら、前記ゴム堰を取り除く。
９．凹凸が形成された樹脂フィルムモールド２ｇの凹凸パターンが形成された主表面の反対面となる裏面をプラズマ処理、例えば酸素プラズマにより表面改質をおこなう。
当該プラズマ処理により、フィルムモールド裏面とＰＤＭＳ樹脂との密着力において、インプリント工程に耐えうる接着強度をもたらす。
１０．樹脂フィルムモールド２ｇの裏面とＰＤＭＳ樹脂２ｄが対向するように配置し、樹脂フィルムモールド２ｇを固定プレート上に形成されたＰＤＭＳ樹脂２ｄに慎重に貼り付ける。【００３６】
レジストへのパターン転写時における離型性を向上させる目的で、樹脂フィルムモールド表面に疎水性の離型膜を形成することもできる。
疎水性の離型膜は例えば単分子フッ素樹脂膜であり、例えばＦＤＴＳ（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシルトリクロロシラン）であることができ、ＦＯＴＳ（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン）等であることができる。
これらの膜形成は、気相成長工程等により容易に実現可能である。【００３７】
以上本発明の特徴は、柔軟な支持部材である固定プレートに弾性のある中間層を形成し、さらにパターンが形成された樹脂フィルムを貼り付けることで、柔軟でかつ加圧条件制御性が良く、転写パターンを容易に変更可能なレプリカテンプレートを提供できることにある。【００３８】
この発明によれば、レプリカテンプレートは柔軟であることから、基板との間に空気の巻き込みを防ぎながら密着させることができ、離型時の離型力も少なくするような離型方法を選択できる。
例えば、基板端からスピードや圧力を制御しながら徐々にテンプレートを接触させていき、露光後、基板端からスピード等を制御しながら徐々に離型することが容易になる。
また、基板が湾曲していても柔軟なレプリカテンプレートが表面に追従させることも可能である。
これにより加圧量の低減も可能とできるため、基板やパターンへのダメージの抑制も可能となる。【００３９】
また、本発明によるレプリカテンプレートは、柔軟であるが面内に均一な剛性も有するため、樹脂フィルムモールド主表面に形成される凹凸パターンの大きさや密度により生じる応力ムラの影響を受けることがない。【００４０】
パターンが形成されている樹脂フィルム表面にレジスト等の汚れが付着しても有機溶剤等の洗浄液で洗浄することが可能であり、パターン層の寿命が訪れても樹脂フィルム部分のみの交換で済む。
これは従来の塗布型の樹脂パターン層の形成と比較しても、簡単であり、交換時間が節約され、樹脂パターン層形成時の失敗等もなく、さらにロット間のモールドパターン形状も安定したものが得られる。【００４１】
パターン形成部が取り外しや貼り付けが容易である樹脂フィルムモールドであることにより、フィルムの取り外し及び貼り付け工程や洗浄工程の自動化も実現可能である。【００４２】
図３に本発明により作製したナノインプリント用テンプレートを用いたナノピラー構造の形成方法を説明する。【００４３】
１．サファイア基板３ａ上に、ナノインプリント用レジスト３ｂ協立化学産業株式会社ＸＩＰ−３Ｋ６Ｐをスピンコート法によって、１００〜２００ｎｍの厚みで塗布する。
２．ナノインプリント用レジスト３ｂ表面に接触しないようにして、本発明により作製したレプリカテンプレート３ｃを１００マイクロメートル程度の間隙で配置する。
３．図左側からゆっくりとレプリカテンプレート３ｃ裏側から空圧により、レジスト３ｂに対して凹凸パターン面を押し付けていく。
４．最終的にテンプレート全体を加圧し、高圧水銀灯によるブロードバンド光で光硬化させる。
５．図右側からゆっくりとレプリカテンプレート３ｃをパターンが転写されたレジスト３ｄから離型していく
６．すべての離型が終了した時点で、基板表面にレプリカテンプレートの凹凸パターンが、レジスト３ｄのように転写される。【００４４】
使用したレプリカテンプレートを図４に示す。
中心の丸い部分に凹凸パターンが形成されている。凹凸パターンの仕様は表１の通りである。
【表１】
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これを用いて４インチ（Φ１００ｍｍ）のサファイア基板にインプリント実験をおこなった。
インプリントは、ＳｕｓｓＭｉｃｒｏＴｅｃ社ＭＡ６  ＳＣＩＬ装置を用いておこなった。【００４５】
レジストに転写されたパターンの走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）による観察結果を図５に示す。
形状、寸法共にレプリカテンプレートの凹凸パターンが正確に転写されていることが観察された。【００４６】
図６に本発明により作製したナノインプリント用テンプレートを用いた基板加飾方法を説明する。【００４７】
本発明の特徴として樹脂フィルムモールドを緩衝層に貼り付けたレプリカテンプレートの構造を有していることがある。
本特徴によれば、緩衝層に貼り付ける樹脂フィルムモールドの種類は自由に選択可能である。さらに、スクリーントーンのように複数の樹脂フィルムモールドを組み合わせることにより、任意の場所に異なるパターンを張りつけることも可能であり、ナノ構造からの構造色を利用した加飾も実現できる。
例えば図６のように、パターン６ａとパターン６ｂを切り貼りすることで、イラスト等のデザインも表現可能である。【００４８】
従来の技術では、原盤の段階で所望のデザインを取り入れる必要があるが、本発明によれば既成の樹脂フィルムモールドによるスクリーントーンを数種類用意することで、高価な設備投資も必要なく、誰でも容易に自由なデザインのレプリカテンプレートを作製可能である。
また、ＣＡＤやカッティングプロッターを導入することで、ナノ構造加飾技術の自動化も容易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のインプリント用テンプレートは、主にＵＶナノインプリントを中心として利用される技術分野に有用であるが、所望により熱ナノインプリントやコンタクトプリンティング等のソフトリソグラフィにも利用することができる。
本発明によるテンプレートは、大容量記録用ディスク、半導体、バイオセンサ、流路デバイス等のバイオデバイス、光デバイス等の製作や加飾技術としても使用することができる。
【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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【国際調査報告】
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