(57)【要約】    【課題】  基板上の樹脂を確実に除去することができる形状転写方法を提供する。    【解決手段】  基板１０上の樹脂層３０に所望の形状を転写した後、樹脂層３０に転写された形状を基板１０に転写する。その後、基板１０と樹脂層３０との間にある剥離層２０をアルカリ溶液で溶解させ、樹脂層３０を基板１０上から除去する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に剥離層を介して形成された樹脂層に所望の形状を転写する第１の工程と、
この工程の後、前記樹脂層に転写された形状を前記基板に転写する第２の工程と、
この工程の後、前記基板と前記樹脂層との間にある前記剥離層を除去する第３の工程と
を含むことを特徴とする形状転写方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、
前記基板上に前記剥離層を形成する工程と、
この工程の後、前記剥離層の上に前記樹脂層を形成する工程と
この工程の後、型を前記樹脂層に押し付ける工程と、
この工程の後、前記型と前記樹脂層とを引き離す工程と
を含むことを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項３】
前記第３の工程では、前記剥離層を所定の溶液によって溶解させることを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項４】
前記剥離層はＷＯ3 であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法。
【請求項５】
前記剥離層はＡｌであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法。
【請求項６】
前記剥離層はＡｌ2Ｏ3であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法。
【請求項７】
前記樹脂層に転写された形状が前記基板に転写され、その転写された形状に応じて決定される所定方向において、前記剥離層が露出した部分の間隔が０より大きく５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の形状転写方法。
【請求項８】
前記樹脂層に転写された形状が前記基板に転写され、その転写された形状に応じて決定される所定方向において、前記剥離層が露出した部分の間隔が０より大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の形状転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は形状転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細加工技術の１つとしてナノインプリントが注目されている。ナノインプリントは微細な凹凸が形成された型を用いて基板に凹凸を転写する方法である。
【０００３】
図１０はナノインプリントによる形状転写方法を説明する図である。
【０００４】
まず、レジスト膜１２０が形成された基板１１０とを準備する（（Ａ）参照）。
【０００５】
次に、凹凸パターンが形成されたモールド１４０をレジスト膜１２０に押し付ける(（Ｂ）参照)。
【０００６】
レジスト膜１２０にモールド１４０を押し付けた後、モールド１４０をレジスト膜１２０から引き離す(（Ｃ）参照)。その結果、モールド１４０の凹凸形状がレジスト膜１２０に転写される。
【０００７】
次に、モールド１４０で圧縮された領域のレジスト残渣１２５をドライエッチングで除去し、基板１１０の表面を露出させる（（Ｄ）参照）。
【０００８】
その後、基板１１０上にＮｉ等の金属膜１３０を蒸着する（（Ｅ）参照）。
【０００９】
次に、レジスト膜１２０を有機溶剤で除去する（（Ｆ）参照）。その結果、基板１１０上には基板１１０に直接蒸着された金属膜１３０だけが残る。
【００１０】
次に、残った金属膜１３０をマスクパターンとして、適当なエッチング方法を用いて基板１１０の表面を加工する（（Ｇ）参照）。
【００１１】
その結果、モールド１４０の表面の凹凸形状が基板１１０に転写される(（Ｈ）参照)。
【非特許文献１】分光研究  第５１巻  第４号（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、ナノプリントではレジストに代えて樹脂を用いることもできる。樹脂によれば、レジストでは転写が難しかったレンズのような曲面形状も容易に転写することができる。
【００１３】
しかし、エッチングプロセスの後に樹脂を確実に除去することができず、樹脂が残留物として基板１１０上に残るという問題がある。樹脂を除去する方法としては、酸素プラズマによる除去（アッシング（灰化））があるが、樹脂を確実に除去することは難しい（特に基板が大きい場合）。
【００１４】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は基板上の樹脂を確実に除去することができる形状転写方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、基板上に剥離層を介して形成された樹脂層に所望の形状を転写する第１の工程と、この工程の後、前記樹脂層に転写された形状を前記基板に転写する第２の工程と、この工程の後、前記基板と前記樹脂層との間にある前記剥離層を除去する第３の工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の形状転写方法において、前記第１の工程は、前記基板上に前記剥離層を形成する工程と、この工程の後、前記剥離層の上に前記樹脂層を形成する工程と、この工程の後、型を前記樹脂層に押し付ける工程と、この工程の後、前記型と前記樹脂層とを引き離す工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の形状転写方法において、前記第３の工程では、前記剥離層を所定の溶液によって溶解させることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法において、前記剥離層はＷＯ3 であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法において、前記剥離層はＡｌであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の形状転写方法において、前記剥離層はＡｌ2Ｏ3であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の形状転写方法において、前記樹脂層に転写された形状が前記基板に転写され、その転写された形状に応じて決定される所定方向において、前記剥離層が露出した部分の間隔が０より大きく５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の形状転写方法において、前記樹脂層に転写された形状が前記基板に転写され、その転写された形状に応じて決定される所定方向において、前記剥離層が露出した部分の間隔が０より大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の形状転写方法によれば、基板上の樹脂を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１（Ａ）〜（Ｆ）はこの発明の一実施形態に係る形状転写方法を説明する図である。なお、図１の（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）がそれぞれ請求項１記載の第１の工程、第２の工程及び第３の工程に対応する。
【００２６】
基板１０は石英ガラスで形成されている。
【００２７】
この実施の形態で使用した基板１０は円盤状である。なお、本発明を適用できる基板１０の形状は任意である。
【００２８】
基板１０の表面はＲａ（中心平均粗さ）０．２μｍに研削加工されている。
【００２９】
図１の（Ａ）の工程では、基板１０の上には剥離層２０としてのＷＯ3 膜を真空蒸着法によって蒸着する。ＷＯ3 膜の膜厚は０．３μｍである。なお、ＷＯ3 に代えてＡｌ、Ａｌ2Ｏ3等を用いることもできる。
【００３０】
剥離層２０の上に樹脂層３０を形成する。
【００３１】
樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化型樹脂を用いることができる。ＵＶ硬化型樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いた場合に比べて、スループットを向上させることができるとともに、熱変形による寸法変化を防ぐことができる。
【００３２】
モールド（型）４０としては例えば耐熱性、機械的強度を有する耐熱ガラスを用いることができる。モールド４０の表面には基板１０に転写する凹凸形状が形成されている。
【００３３】
以下、形状転写方法を説明する。
【００３４】
まず、樹脂層３０と剥離層２０とが形成された基板１０を準備する（（Ａ）参照）。剥離層２０の膜厚は１０ｎｍ〜１μｍである。剥離層２０の膜厚が薄すぎると樹脂層３０の剥離が難しくなる。一方、剥離層２０が厚すぎるとエッチングに多くの時間が必要になる。
【００３５】
次に、樹脂層３０にモールド４０を押し付ける(（Ｂ）参照)。樹脂層３０としてＵＶ硬化型樹脂を用いた場合、モールド４０を押し付けると同時にＵＶ光を基板１０側から照射する。なお、モールド４０がＵＶ光を透過する材料でできている場合にはＵＶ光をモールド４０側から照射してもよい。このようなモールド４０を用いた場合には基板１０にガラス以外の不透明な材質のものを使用することができる。
【００３６】
樹脂層３０にモールド４０の形状が十分に転写された後、モールド４０を樹脂層３０から引き離す(（Ｃ）参照)。その結果、樹脂層３０にはモールド４０の凹凸形状が転写される。
【００３７】
次に、モールド４０で圧縮された領域の樹脂残渣３０ａ及びその下に位置する基板１０の表面部分をＳＦ6 系ガスを用いたドライエッチングによって削り取る（（Ｄ）参照）。その結果、基板１０にモールド４０の凹凸形状が転写される。
【００３８】
その後、剥離層２０をアルカリ溶液（１０％ＮａＯＨ水溶液）に５分間浸漬する（（Ｅ）参照）。剥離層２０がドライエッチングによって露出した部分から溶解し、基板１０上に残っていた樹脂層３０が基板１０から剥離する。
【００３９】
このとき、剥離時における基板１０へのダメージがほとんど無いため、基板１０の表面粗さは加工前と全く変わらない滑らかな面を有している。
【００４０】
なお、剥離層２０をアルカリ溶液に浸漬させる代わりに、スピン洗浄によって剥離層２０にアルカリ溶液を吹き付けて剥離層２０を溶解させるようにしてもよい。
【００４１】
以上の工程を経てモールド４０の凹凸形状が転写された基板１０が得られた(（Ｆ）参照)。
【００４２】
モールド４０の凹凸形状は様々であるため、基板１０側に転写される凹凸形状も様々である。以下、考え得る各種の凹凸形状を図２〜９に基づいて説明する。
【００４３】
図２は基板に転写された凹凸形状の第１の例を示す斜視図、図３は図２のＡ１部の拡大図である。図２及び図３は図１（Ｄ）の工程における基板１０の表面状態の一例を表している。
【００４４】
基板１０には等ピッチで直方体の凸部１１が転写されている。剥離層２０はドライエッチング凸部１１によって複数の剥離部分２０ａに分割され、剥離部分２０ａの外周面が露出している。図３の場合、剥離部分２０ａを確実に溶融させるには分割された凸部１１の短手方向の寸法ｓ１を５ｍｍ以下とするのがよい。好ましくは寸法ｓ１は１ｍｍ以下である。この短手方向の寸法は露出した剥離部分２０ａの間隔と同じである。この間隔が短ければ凸部１１の中央に位置した剥離部分２０ａの材料にも剥離部分２０ａを溶解する溶液が浸入し易くなる。なお、この剥離部分２０ａの溶解を確実にする間隔はこの発明の発明者等の実験によって見出されたものである。
【００４５】
図４は基板に転写された凹凸形状の第２の例を示す斜視図、図５は図４のＡ２部の拡大図である。図４及び図５は図１（Ｄ）の工程における基板１０の表面状態の他の例を表している。
【００４６】
基板１０には円柱の凸部１２が転写されている。剥離層２０はドライエッチングによって複数の剥離部分２０ａに分割され、剥離部分２０ａの外周面が露出している。図５の場合、剥離部分２０ａを確実に溶融させるには分割された凸部１２の直径の寸法ｓ２を５ｍｍ以下とするのがよい。好ましくは寸法ｓ２は１ｍｍ以下である。この寸法も先の説明と同様に、この発明の発明者等の実験によって見出された値である。
【００４７】
図６は基板に転写された凹凸形状の第３の例を示す斜視図、図７は図６のＡ３部の拡大図である。図６は図１（Ｄ）の工程における基板１０の表面状態の他の例を表している。
【００４８】
基板１０には等ピッチで矩形の凹部１５が転写されている。剥離部分２０ａは凹部１５内に露出している。図７の場合、剥離部分２０ａを確実に溶融させるには互いに隣り合う複数の凹部１５間の最大間隔である寸法ｓ３を長くとも５ｍｍ以下とするのがよい。好ましくは寸法ｓ３は１ｍｍ以下である。この寸法も先の説明と同様に、この発明の発明者等の実験によって見出された値である。
【００４９】
図８は基板に転写された凹凸形状の第４の例を示す斜視図、図９は図８のＡ４部の拡大図である。図８は図１（Ｄ）の工程における基板１０の表面状態の他の例を表している。
【００５０】
基板１０には円形断面の凹部１６が転写されている。剥離部分２０ａは凹部１６内に露出している。図９の場合、剥離部分２０ａを確実に溶融させるには互いに隣り合う複数の凹部１６間の最大間隔である寸法ｓ４を長くとも５ｍｍ以下とするのがよい。好ましくは寸法ｓ４は１ｍｍ以下である。この寸法も先の説明と同様に、この発明の発明者等の実験によって見出された値である。
【００５１】
この実施形態によれば、剥離層２０を確実に溶解させることができるので、基板１０上から樹脂層３０を確実に除去することができる。
【００５２】
なお、粘度の低い樹脂を用いれば、モールド４０を樹脂層３０に押し付ける力を小さくできるので、装置の構造を簡素化でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００５３】
また、アッシングで樹脂を除去した場合のように炭化物等の残渣が残ることがないので、ディスプレイ等に用いられる大面積の基板に対する形状転写に有効である。
【００５４】
更に、設備コストについても、基板１０を収めることができる剥離層溶解槽であればよいので、コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、この実施の形態では上記形状を得るためにモールド４０とドライエッチングを利用したが、例えば機械加工（ダイシングソー等を用いた加工）によって上記形状を得るようにしてもよい。  
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る形状転写方法を説明する図である。
【図２】図２は基板に転写された凹凸形状の第１の例を示す斜視図ある。
【図３】図３は図２のＡ１部の拡大図である。
【図４】図４は基板に転写された凹凸形状の第２の例を示す斜視図である。
【図５】図５は図４のＡ２部の拡大図である。
【図６】図６は基板に転写された凹凸形状の第３の例を示す斜視図である。
【図７】図７は図６のＡ３部の拡大図である。
【図８】図８は凹凸形状の第４の例を示す斜視図である。
【図９】図９は図８のＡ４部の拡大図である。
【図１０】図１０はナノインプリントによる形状転写方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  基板
２０  剥離層
３０  樹脂層
４０  モールド
【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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【図１０】
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