(57)【要約】【課題】簡潔な手法により、基板上に微細なパターンを形成しうる新しい技術を提供することを主な目的とする。【解決手段】ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されていることを特徴とする表面微細構造体、およびガラス状炭素基材をプラズマ法によるドライエッチング処理に供することを特徴とする表面微細構造体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されていることを特徴とする表面微細構造体。
【請求項２】
基材が、平滑表面を有する板状、凹凸を有する板状または曲面状である請求項１に記載の表面微細構造体。
【請求項３】
ガラス状炭素基材をプラズマ法によるドライエッチング処理に供することにより、ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体を製造する方法。
【請求項４】
ガラス状炭素基材が、平滑表面を有する板状、凹凸を有する板状または曲面状である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
プラズマ法において使用する反応ガスが、酸素単独或いは酸素とＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＡｒおよびＮ２から選ばれた少なくとも１種との混合ガスである請求項３に記載の方法。
【請求項６】
ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体からなる型。
【請求項７】
ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体からなる型を用いて、被成形材料に微細構造を転写する方法。
【請求項８】
被成形材料が、ガラス、金属または高分子樹脂である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法により得られた転写微細構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に微細構造を有するガラス状炭素基材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面に微細な構造或いはパターンを有する材料は、主にリソグラフィー法により製造されている。この方法においては、基本的に、（１）基板上にフォトレジスト層を塗布により形成する、（２）マスクを介して光、電子ビームなどによりフォトレジスト層を露光する、（３）フォトレジスト層の不要部を洗浄により除去する、（４）基板をドライエッチング処理或いはウェットエッチング処理して、所定のパターンを形成する、（５）残存するフォトレジストを除去するという各段階を経て、基板上に微細な構造或いはパターンが形成される。
【０００３】
しかしながら、リソグラフィー法は、（ａ）多段階からなるプロセスが複雑である、（ｂ）各段階において精密な制御を必要とするので、製造コストが高くなる、（ｃ）欠陥発生率が高い、（ｄ）種々のパターンに対応する種々の形態のマスクを必要とするなどの問題点を抱えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、簡潔な手法により、基板上に微細なパターンを形成しうる新しい技術を提供することを主な目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するために、鋭意研究を行った結果、ガラス状炭素基板を特定の方法によるドライエッチング処理に供する場合には、その目的を達成しうることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明は、下記の表面微細構造体とその製造方法とその製造方法を提供する。
１．ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されていることを特徴とする表面微細構造体。
２．基材が、平滑表面を有する板状、凹凸を有する板状または曲面状である上記項１に記載の表面微細構造体。
３．ガラス状炭素基材をプラズマ法によるドライエッチング処理に供することにより、ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体を製造する方法。
４．ガラス状炭素基材が、平滑表面を有する板状、凹凸を有する板状または曲面状である上記項３に記載の方法。
５．プラズマ法において使用する反応ガスが、酸素単独或いは酸素とＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＡｒおよびＮ２から選ばれた少なくとも１種との混合ガスである上記項３に記載の方法。
６．ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体からなる型。
７．ガラス状炭素基材表面に平均径１５０〜４００ｎｍ、平均長３００〜２０００ｎｍの柱状体が１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されている表面微細構造体からなる型を用いて、被成形材料に微細構造を転写する方法。
８．被成形材料が、ガラス、金属または高分子樹脂である上記項７に記載の方法。
９．上記項８または９に記載の方法により得られた転写微細構造体。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、ガラス状炭素（アモルファス状炭素）基板をプラズマ法によりドライエッチング処理する。
【０００８】
ガラス状炭素基板の製造原料、製造方法などは、特に限定されず、かさ密度１．５〜１．８ｇ／ｃｍ３程度の市販品をそのまま使用することができる。
【０００９】
また、基板は、平滑な板状、凹凸を有する板状、曲面状（レンズ状）などの形状のものを任意に選択して使用することができる。
【００１０】
プラズマの生成は、容量結合、ＩＣＰ、ＥＣＲ、ＮＬＤなどの公知の方法で行うことができる。プラズマ処理時のＲＦ出力、圧力などは、それぞれの手法により、また他の処理条件などに依存して変わりうる。ＲＦ出力は、通常０．０１〜１０Ｗ／ｃｍ２程度の範囲にある。圧力は、容量結合法において５０〜２５０Ｐａ程度、ＩＣＰおよびＮＬＤ法において０．５〜１０Ｐａ程度、ＥＣＲ法においては１０−３〜１０−２Ｐａ程度である。反応ガスは、酸素単独であっても良く、或いは酸素にＣＦ系ガス（ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３など）、ＳＦ６、Ａｒ、Ｎ２などの少なくとも１種を混合しても良い。被処理基板温度は、通常−３０〜８０℃程度であり、より好ましくは−３０〜２５℃程度である。エッチング時間は、通常１分以上であり、より好ましくは５分〜２時間程度である。エッチング時間の上限は、技術的な理由により制限されるものではないが、長すぎる場合には、基板表面上に一旦形成された柱状体が除去され、同様な形状の柱状体が新たに形成されるだけなので、特にエッチング処理を過剰に行うメリットはない。
【００１１】
本発明方法により得られる表面に微細構造を有するガラス状炭素材料は、後記実施例１で得られたＳＥＭ画像（図１参照）から明らかな様に、その表面に平均径約１５０〜４００ｎｍ、平均長約３００〜２０００ｎｍの柱状体が約１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されているという特異な構造を有している。
【００１２】
従って、本発明により得られた微細構造を有するガラス状炭素材料を型として使用して、その特異な微細構造パターンを相手部材に転写することができる。この転写手法により、例えば、高度の反射防止構造を必要とする種々の部材を製造することができる。この様な転写手法により製造される部材としては、例えば、太陽電池、ディスプレイ、レンズ、めがねなどにおいて使用されるガラス製、シリコンなどの金属製、有機高分子樹脂製などの部材が例示される。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、多段階からなる複雑なプロセスを必要とするリソグラフィー法によることなく、ガラス状炭素材料基板をドライエッチング処理するという簡潔な手法により、基板上に微細なパターンを形成することができる。
【００１４】
本発明方法により得られた微細構造を有するガラス状炭素材料基板は、例えば、その特異な微細構造パターンを利用する転写用型として極めて有用である。
【００１５】
【実施例】
以下に、実施例を示し、本発明の特徴とするところをさらに明確にする
実施例１
ガラス状炭素材料基板（３０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ；商品名“グラッシーカーボン”）に対し、ＩＣＰプラズマを用いてドライエッチングを行った。
【００１６】
ドライエッチング時の条件は、以下の通りであった。
（１）反応ガス：酸素（流量１５０ｓｃｃｍ）
（２）反応装置内圧力：１．１４Ｐａ
（３）基板温度：２５℃
（４）処理時間：１０分間
（５）ＲＦパワー：１．０Ｗ／ｃｍ２
（６）バイアスＲＦパワー：０．４Ｗ／ｃｍ２
ドライエッチング処理後の基板のＳＥＭ画像を図１に示す。図１から明らかな様に、ガラス状炭素基板表面には、平均径約３００ｎｍ、平均長約９００ｎｍの柱状体が約１５０〜４００ｎｍの間隔で形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１により得られた微細構造を有するガラス状炭素材料の表面構造を示すＳＥＭ画像である。
【図１】
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