(57)【要約】【課題】一旦形成されたパターンを変化させることができる新規なパターンを有する構造体の製造方法及び装置、モールドの製造方法を提供する。【解決手段】  パターンを有する構造体の製造方法において、弾性変形し得る平板状被加工物を、第１の状態から面内方向に弾性変形させ、変形状態の前記平板状被加工物に、第１のパターンを形成し、  弾性変形している前記平板状被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻すことによって、前記第１のパターンとは、サイズあるいは形状の少なくとも一方が異なる第２のパターンを形成する。【選択図】            図１
2007276441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを有する構造体の製造方法であって、
弾性変形し得る被加工物を、第１の状態から面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記被加工物に、第１のパターンを形成し、
弾性変形している前記被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻すことによって、前記第１のパターンとは、サイズあるいは形状の少なくとも一方が異なる第２のパターンを形成することを特徴とするパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項２】
パターンを有する構造体の製造方法であって、
弾性変形し得る被加工物を、第１の状態から面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記被加工物の表面上に、前記被加工物とは異なる材料を含み構成されるパターン部材を形成し、
前記パターン部材と前記被加工物との接触面積は維持したまま、前記被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻すことを特徴とするパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項３】
パターンを有する構造体の製造方法であって、
弾性変形し得る被加工物上に、該被加工物とは異なる材料を含み構成されるパターン形成層を積層し、
前記パターン形成層を少なくとも面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記パターン形成層に、パターンを形成し、
前記パターン形成層と前記被加工物との接触面積が、前記パターン形成層を弾性変形させる前の状態における接触面積と等しくなるようにすることを特徴とするパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１のパターンは、前記被加工物に形成される凹部からなる凹部パターンであり、該凹部パターンの形成は、前記被加工物よりも弾性率が大きく、
且つ前記凹部に対応した凸部からなる第一のパターンを有する基板を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第２のパターンは、前記基板が有する前記凸部を前記被加工物中に埋め込まれたまま行われることを特徴とする請求項４に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項６】
前記被加工物上に、該被加工物よりも弾性率が大きい材料からなる第１の膜を形成後に、前記第１のパターンを形成し、
弾性変形している前記被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻して、前記第２のパターンを形成し、
前記被加工物及び前記第１の膜上に、該被加工物よりも弾性率が大きい材料からなる第２の膜を形成し、
その後、前記第２の膜を利用して、前記被加工物自体に形成されている凹部構造領域に、凸構造を形成することを特徴とする請求項１に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項７】
表面上に凸構造からなるパターンを有する、弾性変形した被加工物を用意した後、該パターンをマスクとして、前記被加工物をエッチングし、
前記被加工物をエッチングした後、前記被加工物の弾性変形状態を緩和させることを特徴とするパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項８】
表面上に凸構造からなるパターンを有する、弾性変形した被加工物を用意し、
前記被加工物の弾性変形状態を緩和させた後、
前記パターンをマスクとして、前記被加工物をエッチングすることを特徴とするパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパターン形成工程における前記被加工物の面内方向への変形が、
前記面内方向のある一つ以上の方位における延伸と、異なる一つ以上の方位における縮小からなることを特徴とする、パターンを有する構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記被加工物の加工面が、曲面であることを特徴とする請求項１に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記パターン形成前後での前記被加工物の面内方向の変形率が、前記被加工物の変形可能な範囲において９０％以下または１１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記弾性変形が可能な材料が、１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の弾性率を有する材料であることを特徴とする請求項１に記載のパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項１３】
被加工物上の被加工面を、面内方向に延伸するための延伸機と、
前記被加工面を冷却するための冷却機と、
前記被加工面にパターンを形成するパターン形成機と
を具備するパターンを有する構造体の製造装置。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のパターンを有する構造体の製造方法により得られる構造体が有するパターンに、材料を充填して、モールドを製造することを特徴とするモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンを有する構造体の製造方法及び装置、モールドの製造方法に関し、特にナノスケールのパターンを有する構造体の製造方法及び装置、モールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体表面に微細な構造を作製する技術として、フォトリソグラフィー、電子線露光（特許文献１）、Ｘ線露光、ナノインプリントリソグラフィー等といった手法がある。
【特許文献１】特開２００３−０６８６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、フォトリソグラフィーでは、用いる光の波長に描画パターンの精度が依存する。現在、最も微細な構造を作製することが出来る電子線露光においても、φ１０ｎｍの単一ドットを形成することはできるが、例えば、これをピッチ２０ｎｍ以下に配列することは困難である。
また、一旦作製された描画パターンをその後、変化させることは困難である。
【０００４】
そこで、本発明は、一旦形成されたパターンを変化させることができる新規なパターンを有する構造体の製造方法及び装置、モールドの製造方法を提供することを目的とする。
なお、ガラスや金属から成るマスク基板を変形させてパターン形状等を補正する技術もあるが（特開平１０―２４２０３３号公報）、延伸縮小率は１％にも満たない。
したがって、このような手法を用いても、本発明が意図するパターンの変化は望めない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法は、
弾性変形し得る被加工物を、第１の状態から面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記被加工物に、第１のパターンを形成し、
弾性変形している前記被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻すことによって、前記第１のパターンとは、サイズあるいは形状の少なくとも一方が異なる第２のパターンを形成することを特徴とする。
第２の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法であって、
弾性変形し得る被加工物を、第１の状態から面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記被加工物の表面上に、前記被加工物とは異なる材料を含み構成されるパターン被加工物を形成し、
前記パターン被加工物と前記被加工物との接触面積は維持したまま、前記被加工物を前記第１の状態に近づけ又は前記第１の状態に戻すことを特徴とする。
第３の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法は、
弾性変形し得る被加工物上に、該被加工物とは異なる材料を含み構成されるパターン形成層を積層し、
前記パターン形成層を少なくとも面内方向に弾性変形させ、
変形状態の前記パターン形成層に、パターンを形成し、
前記パターン形成層と前記被加工物との接触面積が、前記パターン形成層を弾性変形させる前の状態における接触面積と等しくなるようにすることを特徴とする。
また、第４の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法は、
表面上に凸構造からなるパターンを有する、弾性変形した被加工物を用意した後、
該パターンをマスクとして、前記被加工物をエッチングし、
前記被加工物をエッチングした後、前記被加工物の弾性変形状態を緩和させることを特徴とする。
また、第５の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法は、
表面上に凸構造からなるパターンを有する、弾性変形した被加工物を用意し、前記被加工物の弾性変形状態を緩和させた後、
前記パターンをマスクとして、前記被加工物をエッチングすることを特徴とする。
また、第６の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法は、
パターンを有する第１の被加工物を用意し、
前記第１の被加工物を縮小変形させ、
縮小された状態の前記第１の被加工物を利用することによって、第２の被加工物に、該第１の被加工物が縮小された状態で有するパターンを転写することを特徴とする。
また、第７の本発明に係るパターンを有する構造体の製造装置は、
被加工物上の被加工面を、面内方向に延伸するための延伸機と、
前記被加工面を冷却するための冷却機と、
前記被加工面にパターンを形成するパターン形成機と
を具備することを特徴とする。
また、第８の本発明に係るモールドの製造方法は、
上記したいずれかの発明におけるパターンを有する構造体の製造方法により得られる構造体が有するパターンの凹部に、材料を充填して、モールドを製造することを特徴とする。
【０００６】
更にまた、以下の発明を包含する。
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成したパターンを有する構造体の製造方法及び装置、パターンを有する構造体を提供するものである。
すなわち、本発明のパターンを有する構造体の製造方法は、つぎの（１−１）〜（１−３）の各工程を有することを特徴としている。
（１−１）．弾性変形が可能な材料による被加工物の被加工面を少なくとも面内方向に弾性変形させる第１の弾性変形工程。
（１−２）．前記第１の弾性変形工程による変形状態の前記被加工面に、パターンを形成する第１のパターン形成工程。
（１−３）．前記被加工物を弾性変形前の定常状態に近づけ又は定常状態とすることにより、前記被加工面に前記第１のパターン形成時とはサイズあるいは形状の少なくとも一方が異なるパターンを形成する第２のパターン形成工程。
また、本発明のパターンを有する構造体の製造方法は、つぎの（２−１）〜（２−３）の各工程を有することを特徴としている。
（２−１）．弾性変形が可能な材料による被加工物の被加工面を少なくとも面内方向に弾性変形させる第１の弾性変形工程。
（２−２）．前記第１の弾性変形工程による変形状態の前記被加工面上に、前記被加工物とは異なる材料を含み構成されるパターンを形成する第３のパターン形成工程。
（２−３）．前記被加工物を弾性変形前の定常状態に近づけ又は定常状態とすることにより、前記被加工面に前記第３のパターン形成時とは、サイズあるいは形状の少なくとも一方が異なるパターンを形成する第４のパターン形成工程。
また特に、前記被加工物とは異なる材料からなるパターン形成層は、前記被加工物よりも弾性率が高く、前記パターン形成層と前記被加工物の表面との接触面積が、前記第４のパターン形成工程の前後において不変である場合も含まれる。
また、本発明のパターンを有する構造体の製造方法は、次の（３−１）〜（３−２）の各工程を有することを特徴としている。
（３−１）．弾性変形が可能な材料による被加工物の面上に、パターン形成層を形成する第５の工程。
（３−２）．前記パターン形成層の表面を少なくとも面内方向に弾性変形させる第６の弾性変形工程。
これらの発明において、前記被加工物の面内方向への変形は、前記面内方向の全方位に対して等しい割合による延伸乃至縮小で行うことができる。
また、前記被加工面の面内方向への変形を、該面内方向のある１つ以上の方位における延伸と、異なる１つ以上の方位における縮小により行うことができる。
また、本発明のパターンを有する構造体の製造方法は、つぎの（４−１）〜（４−２）の各工程を有することを特徴としている。
（４−１）．弾性変形が可能な材料による被加工物の被加工面にパターンを形成する第５のパターン形成工程。
（４−２）．前記被加工物を少なくとも面内方向に弾性変形させる工程。
また、本発明のパターンを有する構造体の製造方法は、つぎの（５−１）〜（５−２）の各工程を有することを特徴としている。
（５−１）．塑性変形が可能な材料による被加工物の被加工面にパターンを形成する第６のパターン形成工程。
（５−２）．前記工程でパターンを形成した後に、前記被加工物を少なくとも面内方向に塑性変形させる工程。
【０００７】
また、本発明においては、前記サイズあるいは形状の少なくとも一方が異なるパターンの形成において、互いに異なる周期を有する配列を形成することができる。
また、本発明においては、ある一方向における弾性乃至塑性変形の割合が、９０％以下または１１０％以上とする構成も含む。
また、本発明においては、前記被加工物を１〜２０ＭＰａの弾性率を有する材料によって構成することができる。
その際、前記材料を、架橋エラストマー、または熱可塑性エラストマーで構成することができる。
また、本発明においては、前記被加工面を平面または曲面とすることができる。
また、本発明のパターンを有する構造体は、つぎのような構成を有することを特徴としている。
すなわち、弾性変形状態を保持した弾性材料からなる被加工物の被加工面にパターンを形成し、該被加工面の変形倍率を定常状態に近づける或いは定常状態とすることによって、パターン形状が変形されている。
その際、弾性変形乃至塑性変形は、前記面内方向における全方位へ等しい割合で変形する場合も含む。
また、本発明においては、前記被加工面が、前記面内方向のある１つ以上の方位において延伸し、且つ異なる１つ以上の方位において縮小する場合も含む。
また、本発明においては、前記被加工物の被加工面に形成されるパターンを、ラインまたはドット形状とする構成を採ることができる。
また、本発明のパターンを有する構造体の製造装置は、被加工物上の被加工面を、面内方向に均一あるいは所定の方向に、所定の変形倍率で延伸する機構と、前記被加工面を冷却する機構と、前記被加工面にパターンを加工する機構と、を具備している。
その際、前記被加工面にパターンを加工する機構を、モールドを利用したインプリントとし、前記モールドを加熱する機構あるいは前記モールドに光を照射する機構の少なくとも一方と、前記モールドを押し付ける機構を具備させることができる。
以上の本発明において、「被加工面にパターンを形成する」という場合には、被加工面を形成する材料に加工を施すことを意味する。
また「被加工面上にパターンを形成する」という場合には、被加工面上を基板として、被加工面上部に被加工面とは異なる材料を含み構成される構造体をパターンとして構成するということを意味する。
【０００８】
また、本発明における別の発明は、少なくとも表面が弾性変形可能な材料から成る被加工物の一部表面を被加工面とし該被加工面に微細構造を形成する工程であって、
被加工物よりも弾性率の大きい材料から成る転写パターンを剥離用基板表面に形成する工程（１）、
該被加工物を少なくとも面内方向に弾性変形する工程（２）、
該転写パターンの少なくとも一部を該被加工面より被加工物内に埋め込み該剥離用基板と該転写パターンを分離する工程（３）、
該転写パターンを該被加工面より埋め込んだ該非加工物の形状を定常状態に近づけ又は定常状態とし、該転写パターン同士の間隔を転写時と変化させる工程（４）、
により、被加工物表面に微細パターン形状を形成することを特徴としている。
更に、本発明における別の発明は、少なくとも表面が弾性変形可能な材料から成る被加工物の一部表面を被加工面とし該被加工面に微細構造を形成する工程であって、
被加工物よりも弾性率の大きい材料から成る転写パターンを剥離用基板表面に形成する工程（１）、
該転写パターンを該被加工面より被加工物内に埋め込み該剥離用基板と該転写パターンを分離する工程（３）、
該転写パターンの少なくとも一部を該被加工面より埋め込んだ該非加工物を弾性変形し、該転写パターン同士の間隔を転写時と変化させる工程（４）、
により、被加工物表面に微細パターン形状を形成することを特徴としている。
更に本発明における別の発明は、少なくとも表面が塑性変形可能な材料から成る被加工物の一部表面を被加工面とし該被加工面に微細構造を形成する工程であって、
被加工物よりも弾性率の大きい材料から成る転写パターンを剥離用基板表面に形成する工程（１）、
該転写パターンを該被加工面より被加工物内に埋め込み該剥離用基板と該転写パターンを分離する工程（３）、
該転写パターンの少なくとも一部を該被加工面より埋め込んだ該非加工物を塑性変形し、該転写パターン同士の間隔を転写時と変化させる工程（４）、
前記被加工面の少なくとも一部に埋め込まれた前記転写パターンの少なくとも一部を除去する工程（５）、
により、該被加工面に微細パターン形状を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明した、本発明によれば、一旦形成されたパターンを、その後変形させることができる。
なお、第２あるいは第３の本発明においては、被加工物との接触面積を最終的に元に戻すので、該パターン層内に応力が残存し難い構成が提供でき、これは、被加工物からパターン層が剥がれることを防止するのに有効である。
また、本発明において、縮小という概念には、等方的に縮小する場合は勿論、異方的な縮小（例えば、一軸方向に延伸することにより、当該軸と直交する方向に縮小する場合である。）をも包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１の実施の形態（第１の本発明に対応）］
本発明の第１の実施の形態として、弾性変形をする材料からなる被加工物を延伸または縮小した後に、被加工物にパターンを形成してパターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
その１例として、面内方向の全方位へ均一延伸された被加工基板にパターンを形成した後、延伸前の定常状態に戻し、縮小されたパターン形状を形成する構成例について説明する。
【００１１】
上記構成例の作製手順の概略を、後の実施例１において詳細に説明する図１を用いて説明する。
まず、図１（ａ）の第１の状態（定常状態）を有する被加工基板１００１の被加工面１００２を、面内方向の全方位に対し均一に延伸して保持し、図１（ｂ）のような変形後の被加工基板１００４を得る。
延伸方法は、例えば被加工基板が平面状のシートであれば、機械的に引っ張っても良いし、基板を回転させて延伸しても良いし、風船のように空圧で延伸させても良い。なお、全方位ではなく、一軸方向への延伸であってもよい。
【００１２】
ここで、被加工物としては、弾性率が低く（例えば、１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。）、ゴム弾性を有すると言われる材料が適している。
一般には、エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）と呼ばれるゴムのような弾力性の顕著な高分子材料が好ましい。
エラストマーには、架橋エラストマー（天然ゴム及び合成ゴム加硫物）と熱可塑性エラストマーがある。
これらは、弱い力でも非常に良く伸び、長さが５倍以上にも変形するが、力を解除すると直ちに元の形状に戻る。
また、弾性率には一般に温度依存性がある。
例えば、エラストマーには、スチレン系（ＳＢＣ）、オレフィン系（ＴＰＯ）、塩ビ系（ＴＰＶＣ）、ウレタン系（ＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡＥ）などがある。
その中でも、架橋エラストマーとしてはガラス転移温度が室温以下のポリブタジエンやポリイソプレンなどがあり、これらは加温しても流動性は生じない。
熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステルエラストマー（ＴＰＣ）やスチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体（ＳＢＳ）などがある。
これらは加温により流動性を示すため成型加工がし易いが、構造上熱可塑性プラスチックの要素をもっている。そのため、一般の架橋エラストマーと比較して永久ひずみが大きく、温度上昇によりゴム物性の低下が急激に進み、高温化では塑性変形を起こすことがある。
【００１３】
つぎに、変形状態を保ったまま、被加工面１００２にパターン１００５を形成する（図１（ｃ））。
パターン１００５は、被加工物に凹部を設けることで作製できる。勿論、被加工面より後退してパターンを形成するのであれば、当該パターンは、凹構造と凸構造との組み合わせから形成することもできる。
即ち、被加工基板に溝を設けることでパターンを形成するが、パターンの構成要素自体は凹構造と凸構造との少なくとも一方、あるいは両構造の組み合わせから形成することができる。
パターン形成手法は、紫外線や可視光線等を用いたフォトリソグラフィー、電子線描画、イオンビーム描画、Ｘ線露光、ナノインプリントリソグラフィー、機械加工、ウェットエッチング技術、ドライエッチング技術などを用いることができる。
これらの、被加工物に凹乃至凸のパターン１００５を形成できる手法であれば、いずれのものでも良い。
このとき、例えば被加工基板が熱可塑性エラストマーであり、被加工面に熱がかかる恐れのある加工方法、例えば熱インプリントリソグラフィーなどを用いる場合には、変形状態の被加工基板が熱により流動してしまう。
そのため、変形前の形状に戻らない恐れがあるため注意が必要である。
また、変形状態の被加工面では微小なドリフトが起こることがあり、電子線描画のような手法を用いると、パターン形状が歪むことがある。このような場合には、被加工面を冷却することが効果的である。
【００１４】
つぎに、弾性変形の変形倍率を定常状態に近づけたり、或いは弾性変形状態を解除して被加工面１００２を定常状態にする（図１（ｄ））。
これにより、上記の変形に伴ったパターン形状１００６が得られる。
一般には、ある方位の変形倍率が１００％以上であれば、その方位のパターン形状は縮小し、１００％以下であれば拡大する。なお、ここでの変形倍率とは、ある物体の変形前の長さに対する変形後の長さの割合を意味する。
面内方向に均一に延伸した基板にラインの規則配列パターンを描画する場合、変形倍率がＡ％であるときの延伸解除後のピッチは１００／Ａ倍になる。
ここで例えば、変形倍率５００％に延伸してパターンを形成した後に、変形倍率２００％まで変形を緩めて、そのまま使用しても良い。
また、ラインの幅と深さは、パターン形状や変形前後のシート厚や被加工基板材料の表面張力に依存して、深くなったり浅くなったりする。
本発明に適用し得る被加工物の変形倍率としては、外部からの力を解放した状態から絶対値で５パーセントの変形をさせた場合に、破壊等しない材料であることが好ましい。より好適には、絶対値で１０パーセント以上の変形、更に好ましくは５０％以上の変形に耐え得る材料である。
本実施形態で被加工物に形成するパターンは、凹部あるいは溝で形成してもよいし、凸状のパターンでもよい。凸状のパターンは、被加工物と同じ材料でも、異なる材料でもよい。
なお、図３においては、まず被加工部材３００１を用意し（定常状態）、それを一軸方向３００３に延伸する（図３（ａ）、（ｂ））。３００２はそれによって形成されるパターン形成エリアである。３００４は、延伸後の被加工部材である。
次に、パターン３００５を形成する（図３（ｃ））。
その後、外力を解放し、あるいは緩和し、前記被加工部材を定常状態にする（あるいはその状態に近づける）。３００６は、変形したパターンであり、図３（ｃ）における矢印は、部材の変形方向を示している。
本実施形態においては、被加工基板自体に、パターンを形成している。
【００１５】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態として、弾性変形をする材料からなる被加工物にパターンを形成した後に、被加工基板を延伸または縮小してパターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
延伸乃至縮小の変形形態を採ることができる。これは、例えば、図２に示す被加工基板２００１の被加工面２００２にパターン２００５を形成後に、被加工基板２００１に延伸乃至縮小の変形をして、変形に伴ったパターン形状２００６を得るものである。
【００１６】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態として、塑性変形をする材料からなる被加工物にパターンを形成した後に、被加工基板を延伸または縮小してパターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
その作製手順は、例えば、後の実施例５において詳細に説明する、図５（ａ）に示すような塑性変形をする材料から成る被加工基板５００１において、ある面を被加工面５００２として、被加工面上にパターン５００５を形成する（図５（ｂ））。
つぎに、少なくとも被加工面に延伸乃至収縮が起こるような力を印加して塑性変形をし、図５（ｃ）のような変形後の被加工基板と、それに伴ったパターン形状５００６を得る。なお、５００１は定常状態における被加工基板であり、その形状は平板状の円形を有するものでも、球状の基板でも適用可能である。５００４は、変形後の被加工基板でる。
塑性変形により、被加工面内に均一な圧縮を起こすには、例えば、空圧や液圧等により球状の被加工基板に均一に圧力を印加する等の手法がある。
ここで被加工物としては、有機材料や無機材料で様々なものが適用できる。ここでいう被加工物とは、前記被加工基板であってもよいし、該被加工基板上に形成された有機材料等であってもよい。
なお、均一に変形させるためには、表面は平滑であり且つ内部にはパターンよりも微細な細孔を均一な密度で有する物質や、加圧により分子構造が変化する結果として塑性変形を起こすような物質など（例えばプラスチックなど）が好ましい。
なお、以上の各実施の形態におけるパターンを有する構造体の作製手法を適用することにより、例えば、ウエハにラインまたはドット形状を有する被加工物を作製することができる。また、上記の熱インプリント法には、例として図１０のようなローラーモールドを使用することも出来る。この場合、長いシート状の被加工物に連続してパターンを形成することが可能となる。
【００１７】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態として、弾性変形をする材料の一部を被加工面とし、被加工面を延伸乃至縮小する。ある方位には延伸されていて、異なる方位には縮小されている場合も含む。この延伸乃至縮小状態を保ったまま治具に固定し、被加工面にレジストや塗布型ポリマーを塗布し、パターン形成層として薄膜を形成する。このとき、塗布材料は被加工面を侵さない材料であることが好ましい。被加工物の表面に形成するパターンよりも大きな凹凸がある場合でも、表面に塗布による膜を形成することにより平坦性が増し、微細なパターンを形成し易くなる。次に、パターン形成層に通常のマスクを使用したフォトリソグラフィやＥＢ直描や熱乃至ＵＶインプリント法などにより、パターンを形成する。
例えば、フォトレジストであれば、クロム蒸着マスクを用いて紫外線等を照射し、現像液で現像し、パターンを形成する。
また例えば、熱インプリント法であれば、塗布するポリマーの熱軟化点を被加工面よりも低くする方が好ましい。そして、ポリマーの軟化点以下且つ被加工面の軟化点以上の温度にプレス用モールドを加熱し、ポリマーに押付け、冷却後に剥離する。形成されるパターンの凹部にはポリマーが残るため、次に行う被加工面に施す延伸乃至縮小工程の後に障害となる場合には、ドライエッチングやウエットエッチング等の手法で、凹部のポリマーを除去する必要がある。
このとき、被加工面にもパターンが形成されても良いし、されなくても良い。また、形成されるパターンは凸構造であって、且つ隣合う構造は分離されている方が好ましい。
次に、被加工面を治具から外し、延伸乃至縮小状態を解除すると、その変形に伴ったパターンが形成される。パターンは被加工面に付着しているだけであるため、過度な延伸や縮小を行うと、剥離する恐れがある。そのため、被加工面と接するパターンの断面積は、小さい方が剥離しにくい。
また、最終的に形成されたパターンを、別の基板に転写することも可能である。また、上記の熱インプリント法には、例として図１０のようなローラーモールドを使用することも出来る。この場合、長いシート状の被加工物に連続してパターンを形成することが可能となる。
【００１８】
［第５の実施の形態］
本発明の第５の実施の形態として、前記弾性体や塑性体に形成されたパターンを利用して、ウエハなどの別材料を加工する手法例について説明する。
第１の実施の形態に記載の方法で、弾性変形をする材料からなる被加工物表面を延伸し、被加工面に凹型ラインパターン等を加工し、延伸を解除して微細なパターンを形成する。次に、表面に無電解メッキやスパッタ等の手法により、金属膜や有機膜を成膜し、前記弾性体からこれらの金属膜等を剥離して、モールドとすることが出来る。樹脂シートや、半導体ウエハなどの任意基板上に樹脂薄膜層を形成したものへ前記モールドを加熱プレスすると、弾性体被加工面に形成したものと同様の凹パターンを形成することが出来る。
モールドを剥離した後に使用することも可能であるし、また前記のような樹脂薄膜層をマスクとしてドライエッチング等の手法により任意基板を加工して、パターンを転写することも可能である。
また例えば、前記弾性体に形成する凹パターンにおいて、凹部のような膜厚の薄い部分の膜厚が小さく、数μｍ〜数百ｎｍ程度である場合には、前記弾性体の被加工面を任意の基板上に載せる。
これをマスクとしてドライエッチング等の手法により基板へパターンを転写することも可能である。
またこのとき、パターンのアスペクト比は比較的大きい方がドライエッチング等による加工がし易い。
【００１９】
［第６の実施の形態（第２の本発明に対応）］
本発明の第６の実施の形態として、被加工物上に被加工物とは異なる材料から成るパターン形成層を形成し、被加工基板を延伸または縮小してパターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。図８を参照する。
図８（ａ）の定常状態を有する弾性材料からなる被加工物８００１を、図８（ｂ）のように１方向に長くなるように延伸する。なお、８００２はパターン形成面である。
パターン形成層は、被加工物よりも高い弾性率の材料であることが好ましく、パターン８００５は、図８（ｃ）のように突起形状（あるいは凸構造）のパターン構成部材からなる。
次に、被加工物を定常状態へ戻すか乃至は変形倍率を弱めて定常状態へ近づけると、パターン８００６におけるパターン構成部材同士の間隔は図８（ｄ）のように狭くなる。このとき、パターンの弾性率が高いと、被加工物とパターン構成部材との接触面積は不変である。すなわち、両者の接触面積は維持されていることになる。
【００２０】
また、このとき凸部パターン８００５の延伸方向のパターンを通過するある一つの断面における長さをＡ１、パターンの無い部分（凹部）の長さをＢ１とする。図８（ｄ）における弾性変形後のパターン８００６の長さＡ１'、パターンの無い部分の長さをＢ１'とする。
そして、この断面における凸部パターン８００５の長さの総和をＡ、パターンの無い部分の長さの総和をＢとすると、つぎの関係が成り立つ。
すなわち、パターンの接触面積が不変な場合は、被加工物の表面近傍においてパターンの無い部分がパターンのある部分よりも大きく収縮するため、
Ａ＝Ａ１＋Ａ２＋・・・＋Ａｎ
Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２＋・・・＋Ｂｎ
（Ａ／Ｂ）  ＜  （Ａ'／Ｂ'）
という関係が成り立つ。
また、パターン形成層の弾性率が被加工物と大差なく、被加工物の収縮に伴って長さＡが変動する場合にも、パターンの無い部分の収縮の方が大きいため、この関係は成り立つ。
【００２１】
［第７の実施の形態（第３の本発明に対応）］
本発明の第７の実施の形態として、つぎのようなパターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
すなわち、被加工物上に被加工物とは異なる材料から成るパターン形成層を形成し、被加工基板を弾性変形した後にパターンを形成する。
そして、再度弾性変形をして被加工基板の表面積が始めの定常状態と同等になる状態にする。
このようにして作製する構成例について説明する。図９を参照する。
弾性変形をする材料から成り且つ延伸乃至縮小の力が加わっていない定常状態にある被加工物９００１上に（図９（ａ））、被加工物９００１とは異なる材料からなるパターン形成層９００７を形成する（図９（ｂ））。
次に、例えばある一方向に延伸した形状になるように、図９（ｃ）のような延伸を被加工物９００１に加える。このとき、パターン形成層９００７は延伸前と比べて薄くなる。図９（ｃ）における工程は、弾性変形工程であってもよい。
次に、パターン形成層にパターン９００５を形成する（図９（ｄ））。そして、延伸のために付与されている力を被加工基板９００４から解除し、パターン形成層を形成したときの定常状態（図９（ｂ））と同じ表面積をもつ状態に戻す。
すなわち、パターン形成層と被加工物の表面との接触面積が、第５の弾性変形工程時における接触面積と等しくなるようにすることで、微細なパターンを形成することが出来る。
なお、本実施形態あるいは他の実施形態において、被加工物を変形（延伸や縮小）するためには、例えば、延伸可能な基板に当該被加工物を貼りつけておき、同基板を延伸する。
これによって、同基板の変形に引っ張られるようにして、該被加工物を変形させることができる。
また、被加工物の端部を挟持した状態で、引張り力を加えても良い。なお、静水圧下で圧力を加えて、被加工物を縮小変形させることもできる。
【００２２】
［第８の実施の形態］
本発明の第８の実施の形態として、被加工物にパターン形成する製造装置について説明する。
被加工物は予めシート形状に加工し、シートの一端をローラーに固定して巻き取り、ロール状にして装置に供給する。
被加工物であるシートは搬送ローラーにより搬送され、シートと搬送ローラー間の摩擦力や各搬送ローラーの周速を変化させることで、搬送中のシートに対する応力を調整し搬送方向に対するシートの延伸量を変化させることが可能となる。
シートと同一平面内で、搬送方向に対して垂直方向に基板を延伸するためには、シートの長辺側端部をクランプで固定して引き伸ばしても良いし、シートの長辺側両端に形成する穴に搬送ローラーや搬送ガイドの凸状物を引っ掛けてシートを引き伸ばしても良い。
以上により、変形倍率を部分的に変化させシートの変形倍率が１より大きい時にシート表面に加工を行うことが可能である。
【００２３】
次に、上記構成例の製造装置の概略を、図１１を用いて説明する。
図１１は被加工物にパターン形成する製造装置の断面図である。
被加工物は予め長方形のシート状とし、短辺の一端を巻き取り用ロール１１８に固定した後に被加工物をロール１１８に巻き取る。
製造装置には巻き取り用ローラー１１８より被加工物を供給する。
巻き取り用ローラー１１８より供給されたシート状被加工物は、速度調整用搬送ローラー１１９により被加工物１１１の搬送方向を変化させた後、必要に応じて更に搬送ローラー１１０により搬送方向を変更する。
速度調整用搬送ローラー１１９の周速をシート巻き取り用ローラー１１８の周速よりも速くすることで、巻き取り用ローラー１１８と速度調整用搬送ローラー１１９間で被加工物１１１に応力をかけ延伸することができる。
また、上記巻き取り用ローラーと上記速度調整用搬送ローラー間で被加工物を延伸したときに発生する応力と、上記速度調整用搬送ローラーおよび上記搬送ローラーと被加工物間の摩擦力とが等しくなる場合には、各ローラーの被加工物搬送速度は同一で良い。
被加工物としてエラストマーを使用する場合、エラストマーは多くの材料に対して密着性が高いので、速度調整用搬送ローラー１１９や搬送ローラー１１０に対して摩擦力が強くなり、被加工物１１１の延伸量の調整が比較的容易である。
巻き取りローラー１１８と速度調整用搬送ローラー１１９間で被加工物を延伸した後に、前記の方法により被加工面１１０２にパターン１１１５を形成する。
速度調整用搬送ローラー１１９を通過した被加工物１１１は、必要に応じて搬送ローラー１１０により応力を減少することで定常状態となり、被加工物表面にパターン形成時より縮小された、定常状態のパターン１１１６を得ることができる。
被加工面１１０２にローラーが当たるときには、パターン未形成部のみにローラーが当たるように、ローラーの直径を部分的に変えても良い。
その後被加工物を更に次工程の加工装置に搬送し、断裁などにより所望の外観の形状とすることができる。
【００２４】
［第９の実施形態］
本発明の第９の実施の形態として、つぎのように被加工物表面に微細構造体を作製する構成例について説明する。
この実施の形態においては、弾性変形可能な材料から成る被加工物を少なくとも面内方向に変形し、被加工基板よりも弾性率の大きい材料から成る転写パターンを被加工面より被加工物内に埋め込む。
そして、非加工物の形状を定常状態に近づけ、転写パターン同士の間隔を転写時と変化させることにより、被加工物表面に微細構造体を作製する。
【００２５】
更に、図１２を用いて説明する。
まず図１２（ａ）のように、基板１２１１上に転写パターン１２１２を形成する。
転写パターンを形成する材料は、弾性変形が可能な被加工物よりも弾性率が大きいものを用いる。
これにより、転写パターン１２１２を被加工面１２１４より被加工物１２１３内部に埋め込み、パターンを被加工面１２１４に転写した後に、非加工物１２１３の形状を変形させたとき、変形倍率を小さくすることができる。
すなわち、転写パターンを形成する材料の変形倍率を、被加工物の変形倍率よりも小さくすることが可能となる。
したがって、これにより所望の大きさの微細パターンを被加工物表面に容易に形成することができる。
【００２６】
被加工物が伸縮する時に転写パターンの変形量が著しく小さい方が好ましい。例えば、被加工物１２１３にゴムを用いるときには、転写パターン１２１２を形成する材料としてはゴムと比較してヤング率の大きな材料、つまり金属、半導体、酸化物、プラスチックなどを用いることができる。
プラスチック材料としては、弾性率が被加工物１２１３よりも大きな材料であればどのようなものでも良い。
例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどが使用可能である。
プラスチック材料としては、パターン形成が容易であるため各種感光性レジスト類を使用しても良い。
また、上記に示した材料が２種類以上混合して使用しても良いし、異なる材料を多層化しても良い。
【００２７】
また、基板１２１１上に形成するパターン１２１２は、機械的に基板１２１１と分離可能であるか、パターン１２１２転写後に基板１２１１のみを選択的にエッチング可能であることが好ましい。
機械的に分離が容易な基板１２１１およびパターン１２１２の材料としては、パターン１２１２が金属から成るときは基板１２１１表面を構成する材料としてはプラスチック、半導体、酸化物が好ましい。
パターン１２１２がプラスチックから成るときに基板１２１１表面を構成する材料としては半導体、酸化物、金属が好ましい。
基板１２１１とパターン１２１２間に離型層を形成しても良い。
また、パターン１２１２転写後に基板１２１１のみを選択的にエッチング可能な組み合わせとしては、基板１２１１を形成している金属よりもパターン１２１２を形成している金属の方が電気化学的に溶解しにくいものを選択すれば良い。
例えば、Ｃｕ基板上にＰｔパターンを作製した場合、硫酸によりＣｕのみを選択的に溶解することが可能である。
ただし、基板１２１１とパターン１２１２を形成する材料の組み合わせはこれに限定されるものではない。
また、基板１２１１からパターン１２１２が容易に剥離できるよう、基板１２１１は容易に変形可能であっても良い。
【００２８】
また、パターン１２１２を基板１２１１表面に形成する方法としては、リフトオフ、エッチング、パターンめっきなどによる金属パターン形成方法や、塗布・インクジェット・ドライエッチングや感光性材料を用いた樹脂パターン形成方法を用いることができる。
パターン１２１２形成時には、スパッタ、蒸着、めっき、塗布などの薄膜形成方法、および紫外線や可視光線などを用いたフォトリソグラフィー、電子線描画、イオンビーム、Ｘ線露光、ナノインプリントリソグラフィーなどを用いることができる。
あるいは、機械加工、収束インビーム（ＦＩＢ）、ウェットエッチング、ドライエッチングなどを用いることができる。
また、アルミニウムを陽極酸化することにより得られる、直径がナノメートルオーダーで基板に対して垂直方向に形成された細孔であるアルミナナノホールを鋳型として転写パターンを作製しても良い。
つまり、アルミナナノホール内に前記樹脂又は金属を充填した後にアルミナを溶解することで、転写用パターンとして突起構造を作製することもできる。
【００２９】
次に、図１２（ｂ）に示すように被加工物１２１３を、矢印１２１５が示すように非加工面１２１４内方向の全方位に対して均一に延伸して保持し、図１２（ｃ）のような変形後の被加工物を得る。
次に、図１２（ｄ）のように、上に形成した転写パターン１２１２を表面に形成した基板１２１１と被加工物（１２１３）を重ね合わせて、転写パターン１２１２を形成した面と垂直な方向より加圧する。
転写パターン１２１２が先鋭であれば、転写パターンを被加工面１２１４より被加工物内部に埋め込むことが可能である。
また、加圧時には転写パターンを加熱、被加工物を冷却しても良い。
次に、図１２（ｅ）のように、基板１２１１と被加工物１２１３を分離する。
分離する方法としては機械的に引き剥がしてもいいし、ドライエッチングやウェットエッチングで基板を選択的に溶解しても良い。
次に、図１２（ｆ）のように、パターン転写後の被加工物１２１３にかかる応力を調節して、被加工物１２１３を収縮する。応力を除去して引き伸ばす前と同じ大きさにしても良い。
この後にＵＶ照射、また電子線照射、または加熱、または冷却により被加工物のゴム弾性を低下させても良い。これにより転写パターン１２１２は形状を維持しつつパターン間隔を変化させることが可能となる。
その後、必要に応てウェットエッチングまたはドライエッチングを用い図１２（ｇ）のよう転写パターンを除去しても良い。
【００３０】
また、図１３のように、転写パターン１２１２の少なくとも一部を除去しても良い。
転写パターン１２１２を除去する方法としては、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。
また、図１４に示すように被加工面１２１４より被加工物１２１３の一部を除去しても良い。
転写パターンを除去する方法としては、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。
【００３１】
［第１０の実施の形態］
本発明の第１０の実施の形態として、つぎのように被加工物表面に微細構造体を作製する構成例について説明する。
この実施の形態においては、弾性変形可能な材料から成る被加工物よりも弾性率の大きい材料から成る転写パターンを被加工面より被加工物内に埋め込む。
そして、非加工物の形状を延伸または縮小し、転写パターン同士の間隔を転写時と変化させることにより、被加工物表面に微細構造体を作製する。
【００３２】
次に、その一例として、弾性変形可能な材料にパターンを形成した後に収縮する構成例について説明する。
まず、第一の実施の形態と同様にして、基板上に転写パターンを形成する。次に、転写パターンを表面に形成した基板と被加工物を重ね合わせ、転写パターンを形成した面と垂直な方向より加圧する。
これにより、転写パターンを被加工面より被加工物内部に埋め込むとともに、転写パターンと被加工物を接着する。
ここで被加工物としては、第一の実施の形態と同様に弾性率が１〜２０ＭＰａ程度と低く、ゴム弾性を有すると言われている材料が適している。
材料としては弾性変形を示せばどのようなものでもいいが、変形倍率の大きいエラストマー系の材料が好ましい。
次に、パターン転写後の被加工物に、少なくとも非加工面と同一面内に弾性変形し被加工物を延伸または収縮する。
次にパターン転写後の被加工物にかかる応力を調節して、被加工物を延伸または収縮する。
この後にＵＶ照射、また電子線照射、または加熱、または冷却により被加工物のゴム弾性を低下させても良い。
その後に、図１４のように、転写パターンの少なくとも一部除去しても良い。転写パターンを除去する方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いることができる。
なお、図１３、１４において、１２１３は被加工物、１２１２は被加工面、１２１４は転写パターン、である。
また、図１３に示すように被加工面より被加工物の一部を除去しても良い。転写パターンを除去する方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いることができる。
【００３３】
［第１１の実施の形態］
本発明の第１１の実施の形態として、つぎのように被加工物表面に微細構造体を作製する構成例について説明する。
この実施の形態においては、塑性変形可能な材料から成る被加工物よりも弾性率の大きい材料によって形成される転写パターンを被加工面より被加工物内に埋め込む。
そして、非加工物の形状を延伸または縮小し、転写パターン同士の間隔を転写時と変化させることにより、被加工物表面に微細構造体を作製する。
【００３４】
まず、第１０の実施の形態と同様にして基板上に転写パターンを形成する。
次に、転写パターンを表面に形成した基板と被加工物を重ね合わせて、転写パターンを形成した面と垂直な方向に圧力をかける。転写パターンを被加工物表面より被加工物内部に埋め込む。
転写パターンが先鋭であれば、転写パターンを被加工物内部に埋め込むことが容易である。
次に転写パターンを表面に形成した基板と被加工物を分離する。
分離する方法としては機械的に引き剥がしてもいいし、ドライエッチングやウェットエッチングで基板を溶解しても良い。
その後、パターンを転写した被加工物に収縮が起こるような力を印加して塑性変形し、変形後の被加工物を得る。
塑性変形により均一な圧縮を起こすには、例えば弾性変形可能な材料上に塑性変形可能な材料を成膜し、弾性変形可能な材料を収縮することに伴って塑性変形可能な材料を収縮する手法がある。
その他の方法として、空気圧や液圧により被加工物に均一に圧力を印加する等の手法がある。
これにより転写パターンは形状を維持しつつパターン間隔を変化させることが可能となる。
【００３５】
その後、必要に応じてウェットエッチングまたはドライエッチングを用い、転写パターンを除去しても良い。
その後、図１３に示すように被加工面より被加工物の一部を除去しても良い。
転写パターンを除去する方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いることができる。
また、図１４のように、転写パターンの少なくとも一部を除去しても良い。
転写パターンを除去する方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いることができる。
【００３６】
［第１２の実施の形態］
本発明の第１２の実施の形態について、弾性変形する材料から成る被加工基板を繰り返し延伸及び収縮し、延伸又は伸縮する毎に被加工基板表面にパターン形成することで、微細パターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
図１７を参照する。図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性変形可能な被加工基板１７０１を基板表面と同一面内方向に延伸する。
被加工基板を延伸した後、第６の実施の形態と同様にして、被加工基板１７０１よりも高弾性な材料から成るパターン７を被加工面１７０２に形成する（図１７（ｂ））。
ここで、パターン１７０７を、被加工基板１７０１よりも高弾性な材料Ａにより形成する。
【００３７】
次に、被加工基板１７０１をエッチングし、被加工面２に凹構造１７０８を作製する（図１７（ｃ））。例えば、平板状の被加工基板１７０１上の全面に材料Ａからなる膜を成膜し、所望のマスクを利用して、材料Ａからなる膜と被加工基板とをエッチングする。
次に、延伸していた力を除荷または弱くして変形倍率をパターン形成時よりも小さくする（図１７（ｄ））。
被加工面１７０２に形成したパターン１７０７を成す材料は被加工基板１７０１より弾性率が高いため、パターン１７０７に接する部分は被加工基板１７０１の縮小量が小さくなる。
その結果、被加工面１７０２に形成された凸構造１７０９の断面形状は、逆テーパー状となる。
次に、逆テーパー状の断面形状を保ったまま、被加工基板１７０１よりも高弾性な第２の材料を被加工基板１７０１に成膜する。ここで、被加工基板よりも高弾性な第２の材料を材料Ｂとする。材料Ｂの成膜時には、材料Ｂが逆テーパー状の凸構造１７０９の側面に付かないことが好ましい（図１７（ｅ））。なお、材料Ａと材料Ｂは同じ材料でも良い。
【００３８】
この後に被加工基板１７０１を延伸し（図１７（ｆ））、被加工面１７０２に２回目のエッチングを行い、凹構造１７１１を形成する。
（図１７（ｇ））。エッチング後、表面形成したパターンを除去し、被加工基板の延伸を解除する。これにより、図１７（ｃ）に示す被加工基板表面形成したパターン１７０７よりも狭ピッチな凹凸パターンが得られる。
また、逆テーパー状の凸構造１７０９表面に材料Ｂを成膜し、被加工基板１７０１を延伸した（図１７（ｆ））後に、材料Ａ及び材料Ａ上の材料Ｂを剥離してから被加工基板をエッチングしても良い。１回目のエッチングにより形成された凸構造１７０９がエッチングで除去される速度と、成膜された材料Ｂが除去される速度が同一であれば、２回目のエッチング後に得られる凸構造の先端部が同一平面状に形成される。
以上の方法により凹凸構造を形成した被加工面１７０２に金属層を形成した後に金属物を剥離することで、被加工面の凹凸構造を転写した構造体１７１２を得ることができる（図１８（ｈ））。
【００３９】
［第１３の実施の形態（第４あるいは５の本発明に対応）］
また、別の本発明に係るパターンを有する構造体の製造方法について説明する。
具体的には、以下の３つの工程を少なくとも有する。
（工程１）まず、表面上に凸構造からなるパターンを有する、弾性変形した平板状被加工物を用意する。
この工程１においては、上記実施形態において説明した手法により、あるいはそれに限定されることなく、他の方法で、平板状被加工物を用意する。
（工程２）該パターンをマスクとして用い、前記平板状被加工物をエッチングする。この工程により、平板状被加工物に所定のパターンが形成される。
（工程３）前記平板状被加工物をエッチングした後、前記平板状部材の弾性変形状態を緩和させる。平板状被加工物の弾性変形状態を完全に元に戻しても良いし、ある程度緩和した段階でとどめてもよい。
なお、工程２と３とは、その順番を逆に行ってもよい。
【００４０】
［第１４の実施の形態（第６の本発明に対応）］
本実施形態に係るパターンを有する構造体の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。
（工程１）凹部を含み構成されるパターンを有する第１の被加工物を用意する。
（工程２）前記第１の被加工物を縮小変形させ、縮小された状態の前記第１の被加工物を利用することによって、第２の被加工物に、該第１の被加工物が縮小された状態で有するパターンを転写する。
ここで、前記第１の被加工物のパターンが転写される被転写物は、金属や樹脂などである。
具体的には、前記第１の被加工物が縮小された状態で有するパターンに、スパッタ、蒸着、めっき、スピンコート、ディップコート、塗布などを行い転写するのである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
本発明の実施例１においては、基板の全方位への均一延伸と、パターン描画技術とを組み合わせた、ナノスケールのパターンを有する構造体の製造方法について説明する。
図１に、面内方向の全方位へ均一延伸された被加工基板にパターンを形成した後、延伸前の定常状態に戻し、縮小されたパターン形状を形成する構成例を説明する図を示す。
図１において、１００１は定常状態の被加工基板、１００２は被加工面、１００３は変形の方位、１００４は変形後の被加工基板である。
また、１００５は被加工基板が変形状態のもとで形成されたパターン、１００６はパターン形成後に被加工基板が延伸前の定常状態に戻された状態におけるパターン形状である。
本実施例においては、弾性変形をする材料から成る被加工基板１００１として、熱可塑性エラストマーのスチレン−イソプレンからなる重合体を使用する。これには、例えば、日本ゼオン社製ＱｕｉｎｔａｃＲ、また別の種のポリマーからなる熱可塑性エラストマーとして米国パイオニア社製ＱｕａｌａｔｅｘＲ、等を用いることができる。この材料は、室温ではゴム弾性を示し、１００℃を超えると徐々に軟化して蜂蜜状になる。
ここで、例えば、スチレン−イソプレンを厚さ１００μｍ、直径３ｃｍのシート状にして、面内方向に引張ると、長さは１０倍以上に伸び、除荷すると元の形状に戻る。シート内部の密度、厚さ、周囲の温度分布が均一であれば、延伸方向に対し均一に形状変化する。
【００４２】
つぎに、図１を用いてその作製の手順を説明する。
まず、シートの片面を被加工面１００２とし（図１（ａ））、変形の方位１００３のような向きの力を機械的に加え、面内方向の全方位に向けて均一に変形倍率を５００％となるように延伸して、そのまま保持する（図１（ｂ）、工程（１））。これを、変形後の被加工基板１００４とする。
つぎに、上記変形後の被加工基板１００４の被加工面に、イオンビーム描画によりパターン１００５を形成する（図１（ｃ）、工程（２））。
ここでは、図１（ｃ）のように規則配列したラインパターン（１μｍ×３ｍｍ角が２μｍピッチで配列したもの）や、ドットパターン（１μｍφが２μｍピッチで配列した正方格子）の凹構造を形成する。この際、表面にドリフトが起こるようであれば、液体窒素などで冷却しながらパターン加工を行う。
或いは、ナノインプリント法により、フッ素樹脂製のモールドを用いて、室温にてプレスを行い、同様のパターンを作製する。ナノインプリント法では一括してパターンを作製することが可能なので、被加工基板を冷却する必要は無い。
つぎに、延伸していた力を除荷して延伸前の形状に戻す（図１（ｄ）、工程（３））。
これにより、図１（ｄ）に示すように、定常状態のパターン形状１００６に戻る。その際、変形倍率を２００％まで戻して、そのまま使用するようにしても良い。
ここで、完全に除荷した場合の描画したパターンは、面内の全方位に対し均一に縮小された形状になり、ラインパターンのピッチは描画したパターンに対して約１／５倍になる。また、深さは浅くなる。
以上により、イオンビーム描画で描画したパターンよりも小さなパターンを得ることができる。
【００４３】
以上の構成例とは逆に、拡大されたパターン形状を形成するようにしてもよい。図２に、定常状態の被加工基板にパターンを形成した後、該被加工基板を面内方向の全方位に均一に延伸することで、拡大したパターンを形成する構成例を説明する図を示す。
図２において、２００１は定常状態の被加工基板、２００２は被加工面、２００３は変形の方位、２００１は変形後の被加工基板である。
また、２００５は被加工基板が定常状態のもとで形成されたパターン、２００６はパターン形成後に被加工基板が面内方向の全方位へ均一延伸された状態におけるパターン形状である。
図２に示すように、定常状態（図２（ａ））における被加工面２００２にパターン２００５を形成し（図２（ｂ））、その後に面内の全方位に均一に延伸することで、拡大したパターン形状２００６を得ることも可能である（図２（ｃ））。
【００４４】
［実施例２］
本発明の実施例２においては、弾性変形をする材料から成る被加工基板２００１の延伸に、機械的延伸を用いた実施例１に対して、空気圧を用いた構成例について説明する。
本実施例では、図１（ｂ）に示す工程（１）において、空気圧を用いて延伸するように構成した。
その際、被加工面の裏面をゴム製Ｏ（オー）リングでシーリングし、表面側の空気圧に対して裏面側の空気圧を上昇させる。これにより、表面側へ被加工基板１００１のシートが迫出し延伸される。
ここで、延伸は被加工基板１００１の厚さ分布に依存し、薄い部位は厚い部位に比べ被加工面内方向の延伸が大きくなるため、シート密度や厚さは均一に作製することが好ましい。
【００４５】
［実施例３］
本発明の実施例３においては、基板の縦方向への延伸及び横方向への縮小と、パターン描画技術とを組み合わせた構成例について説明する。
図３に、縦方向へ延伸され且つ横方向へ縮小された被加工基板にパターンを形成した後、延伸前の定常状態に戻し、縮小されたパターン形状を形成する構成例を説明する図を示す。
図１に示した構成と同様の構成には同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。つぎに、図３を用いてその作製の手順を説明する。
まず、実施例１と同様の材料を使用し、サイズ１ｃｍ×３ｃｍ、厚さ１００μｍのシートを作製した（図３（ａ））。これを被加工基板３００１とする。
１ｃｍの辺の方向をＸ方向、３ｃｍの辺の方向をＹ方向とする。シートの片面を被加工面３００２とし、図３（ｂ）に示すようにＹ方向に５倍の長さになるよう（変形倍率５００％）機械的に延伸すると、形状変化に伴ってシート中心部のＸ方向には収縮が起こる。
これを、変形後の被加工基板３００４とする。
実施例１と同様に、変形後の被加工基板３００４の加工面にパターン３００５を形成し（図３（ｃ））、除荷して定常状態に戻す（図３（ｄ））。
これにより、Ｙ方向には約１／５倍に縮小され、且つＸ方向には拡大されたパターン形状３００６が得られる。
【００４６】
［実施例４］
本発明の実施例４においては、基板の縦方向への１軸延伸及び横方向へのやや延伸と、パターン描画技術とを組み合わせた構成例について説明する。
図４に、縦方向へ１軸延伸され且つ横方向へやや延伸された被加工基板にパターンを形成した後、延伸前の定常状態に戻し、縮小されたパターン形状を形成する構成例を説明する図を示す。
図３に示した構成と同様の構成には符号番号の下一桁が同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。つぎに、図４を用いてその作製の手順を説明する。本実施例においては、実施例３と同様の被加工基板４００１を用いる（図４（ａ））。
実施例３ではＹ方向のみに機械的に延伸したため、Ｘ方向へのパターン形状の収縮が起こる。これに対して、本実施例のように１軸のみにパターン形状の収縮を行いたい場合には、Ｘ方向への収縮を防ぐためにそれと同等の延伸をする必要がある。
そのため、パターンを形成する付近の被加工面４００２において、基板の延伸がＹ方向のみになるように、図４に示す変位の方向４００３の荷重を印加することで、横方向へやや延伸させる（図４（ｂ））。これを、変形後の被加工基板４００４とする。
実施例３と同様に、変形後の被加工基板４００４の加工面にパターン４００５を形成し（図４（ｃ））、除荷して定常状態に戻す（図４（ｄ））。
これにより、Ｙ軸方向に収縮しＸ方向には収縮も拡大もしないパターン形状４００６を得ることがきる。
【００４７】
［実施例５］
本発明の実施例５においては、塑性変形をする材料から成る被加工物として、アクリル樹脂からなる球を使用した構成例について説明する。
図５に、本実施例における塑性変形をする材料から成る被加工基板として、アクリル樹脂からなる球を使用した構成例を示す。
図２に示した構成と基本的に同様の機能を果たす構成には下一桁が同一の符号番号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００４８】
つぎに、図５を用いてその作製の手順を説明する。
本実施例においては、塑性変形をする材料から成る被加工基板５００１として、アクリル樹脂からなる球基板を使用する。球の直径は１ｃｍとする。被加工基板（球基板）５００１内の密度や球の形状は均一であるほうが好ましい（図５（ａ））。
つぎに、球基板５００１上のある部分を被加工面５００２として、パターン５００５を形成する（図５（ｂ））。
凹球面状のＮｉ製モールドを用い、モールドを１６０℃に加熱してアクリル表面に押し付け、ナノインプリントによるパターン形成を行う。形成するパターン５００５は、１００ｎｍピッチのラインアンドスペース凹構造とホール構造であり、深さは共に５０ｎｍである。
つぎに、これを静水圧プレス機の水槽内に入れ、表面に均一に圧力を印加し、均一に塑性変形による圧縮が起こるように徐々に圧を増加する。
パターン形成領域は、球のサイズに対して微細であるため、均一な圧縮にはほぼ影響しない。
これにより、全方位に対し均一に縮小されたパターン形状５００６を得ることができる（図５（ｃ））。
【００４９】
［実施例６］
本発明の実施例６においては、被加工基板に印加する機械的荷重による変形の方位により、パターン配列を変化させる構成例について説明する。
図６に、被加工基板に印加する機械的荷重による変形の方位により、ピッチ・幅を共に減少させるようにした構成例を示す。
図３に示した構成と同様の構成には同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００５０】
つぎに、図６を用いてその作製の手順を説明する。
本実施例においては、実施例３と同様の弾性体のシートを被加工基板１を使用する。シート表面の一部を適宜被加工面６００１とし、イオンビーム描画によりパターン６００５を形成する。
ピッチ２００ｎｍ、深さ１００ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成し（図６（ａ））、図６（ｂ）の６００３の矢印方向に機械的に荷重を印加すると、ほぼ平行四辺形の形になる。
これにより、平行に配列したラインパターンは、破線部のような平行に配列したラインパターン形状６００６となり、ピッチ・幅を共に減少させることができる。
また、図７に示すように構成することで、正方格子状に配列したパターンを三角格子状に配列変更することができる。
【００５１】
図７を用いてその作製の手順を説明する。
実施例３と同様の被加工基板７００１にピッチ２００ｎｍ、深さ１００ｎｍの正方格子状に配列したホール構造７００５を形成し（図７（ａ））、図７（ｂ）の７００３の矢印方向に機械的に荷重を印加する。
その際、荷重を調整すると、正方格子状に配列したパターンを三角格子状に配列変更したパターン形状７００６を得ることができる。電子線描画等において、同じ性能のビームを使用する場合には三角格子配列は正方格子配列と比較して作製が困難であるため、この問題を解消することができる。ここで、ホール形状は基板の延伸の方向によりやや楕円状に変形することがある。
【００５２】
［実施例７］
本発明の実施例７においては、被加工基板上に被加工基板とは異なる材料から成る分離したパターンを形成し、被加工基板を縮小してパターン形状を形成する構成例を説明する。
図８に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
まず、例えば、１軸延伸ＰＥＴシート（厚さ５００μｍ）を被加工基板８００１とする。
次に、表面にフォトレジストからなる幅１０μｍ角、高さ１０μｍの分離したパターン８００５が間隔５０μｍで５つ配列したものを、別の基板から転写することによりＰＥＴ上に形成する（図８（ｃ））。
ここで、フォトレジストの弾性率はＰＥＴシートよりも高いものを使用する。その際、フォトレジストパターンは、この加熱温度で軟化しないものが好ましい。
次に、ＰＥＴシートをガラス転移温度以下で加熱すると、延伸されている軸方向に収縮が始まる。間隔が３０μｍになったところで加熱収縮を終了し、冷却をすると、微細なパターンを得ることができる（図８（ｄ））。
フォトレジストパターンの間隔は収縮に伴って狭まるが、パターン自体の形状は変化せず、ＰＥＴシートとの接触面積は不変である。
また、延伸方向におけるパターンを通過するある断面のパターン長さの総和Ａ（この場合は１０μｍ）とパターンの間隔の総和Ｂ（この場合は５０μｍ）の比は、
（Ａ／Ｂ）＜（Ａ'／Ｂ'）となる。
【００５３】
ここで、被加工基板は実施例１のような弾性材料であるスチレン−イソプレン重合体のシートを用いても良い。
その場合、まず被加工基板が１軸方向にサイズが大きくなるように面内に延伸しておき（図８（ｂ））、その後上部にパターンを形成し（図８（ｃ））、変形倍率を小さくして間隔が３０μｍになったところで固定すれば良い（図８（ｄ））。
【００５４】
［実施例８］
本発明の実施例８においては、被加工基板上に被加工基板とは異なる材料から成るパターン形成層９００７を形成し、被加工基板を弾性変形により延伸した後にパターンを形成し、再度弾性変形により収縮してパターン形状を形成する構成例を説明する。
図９に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
まず、例えば、実施例１と同様の弾性材料であるシリコーンゴムのシートを被加工基板９００１として作製する（図９（ａ））。
シートサイズは、３ｍｍ×５ｍｍ、厚さ５００μｍとする。
次に、シート上にスチレン−イソプレン重合体を希釈液で適宜薄めてスピンコートし、６０℃で焼成して溶媒を揮発し、厚さ１μｍのパターン形成層９００７を形成する（図９（ｂ））。これを、ある一方向に長くなるよう、面内方向に弾性変形による延伸をし（図９（ｃ））、この延伸を保持したままスチレン−イソプレン層９００７にモールドのプレスによるパターン形成を行う。
このとき、スチレン−イソプレン層９００７は延伸前と比べて薄くなる。平坦な表面に１０μｍ角×高さ１０μｍの立方体状の凸構造が間隔５０μｍで配列した構造を有するＳｉをモールドとし、モールドを１００℃に加熱する。
そして、１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加してインプリントを行い、対応した凹構造をスチレン−イソプレン層表面に形成する（図９（ｄ））。
【００５５】
次に、延伸を解除し、スチレン−イソプレン層形成後のシートサイズと同等のサイズにする。
ここで使用するパターン形成層は、被加工基板と同等の弾性率を有しているため、延伸を解除するだけで初期の定常状態と同等の形状に戻る。
すなわち、スチレン−イソプレン層とシリコーンゴムとの密着層の接触面積は不変である。
形成後のパターン９００６は、延伸した方向のサイズが小さくなり、５μｍ×１０μｍ、深さ１０μｍとなる（図９（ｅ））。
パターン９００６底部の形状は、穴形状であるためやや盛り上がる。この後、必要に応じてドライエッチングによりパターン９００６底部のスチレン−イソプレン残膜を除去しても良い。
【００５６】
［実施例９］
本発明の実施例９においては、パターン形成層や被加工面にパターンを形成する際に、ローラーモールドを使用する構成例について説明する。
図１０に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
被加工物として、スチレン−イソプレン重合体からなるシート２２１０を用いる。
厚さ１ｍｍ、幅２０ｍｍのシートを用いる。
プラスチックの延伸成形フィルムを作製する一般的な手法であるフラット法と同様に、ベルト上にシートを流す。
Ｔダイ法と組み合わせて、スチレン−イソプレン重合体の塊からシートを作製する機構を有していても良い。
【００５７】
シートは搬送される途中でローラーモールド２２０８の下を通過する。
ローラーモールドはＮｉ製であり、曲面の表面に５００ｎｍピッチで正方格子状に配列した凸構造体を有しており、１つの凸構造体の形状は、直径１００ｎｍ・高さ２００ｎｍである。
ローラーモールド２２０８は、熱インプリントによりスチレン−イソプレンの表面にパターンを転写するために、８０℃に加熱する。
また、ローラーモールドからシート表面へ、押付け圧力を１０ｋｇ／ｃｍ2かける。フラット法と同様に、ローラーモールド２２０８の下部近傍の延伸領域２２０９においてシート両端を固定し、シート面内であり且つシートの流れる方向に垂直な方向に延伸を加え、シート幅を増加させる。
その状態でローラーモールドを押付けながら回転させることでパターンを転写し、その後にシートの延伸を解除して幅を元の定常状態に戻す。
これにより、ローラーモールド表面のパターンサイズよりも延伸した方向に対して縮小された連続的なパターンを、スチレン−イソプレン重合体の表面に形成することができる。また、ここで一般に用いられる同時フラット法のように、シートの流れる方向にも同時に延伸を行い、２軸延伸をしてもよい。
これにより、２軸方向に縮小されたパターンを得ることもできる。
【００５８】
［実施例１０］
本発明の実施例１０において、被加工物にパターン形成する製造装置の構成例について説明する。
図１１に、本実施例の被加工物にパターン形成する製造装置の構成例を説明する図を示す。
被加工物１１１として、３０ｃｍ幅で長さ１０ｍのスチレン−イソプレンから成る重合体である熱可塑性エラストマーのシートを用いる。
スチレン−イソプレンから成る重合体としては、例えば前記の日本ゼオン社製ＱｕｉｎｔａｃＲを用いることができる。
前記のＱｕｉｎｔａｃＲは巻き取り用ローラー１１８より製造装置に供給することがでる。
【００５９】
前記のＱｕｉｎｔａｃＲシートはローラーにより搬送されるが、巻き取り用ローラー１１８と速度調整用搬送ローラー１１９間には応力がかかるようにし、定常状態のシートに対して搬送方向のシートの拡大倍率を１５０％とする。
その後に、長さ１０ｃｍ幅３ｃｍのエリアに２μｍ幅、６μｍピッチのラインを作製したシリコン製金型１１７を用いて熱ナノインプリントすることで、ＱｕｉｎｔａｃＲ表面にパターン１１１５を形成する。
その後、速度調整用搬送ローラー１１９と、その後の搬送ローラー１１０間でシートの応力を減少させて定常状態とする。
これによりＱｕｉｎｔａｃＲシート表面に形成されたパターン１１１６の搬送方向に対するピッチは、パターン形成時に対して２／３となる。
【００６０】
［実施例１１］
本発明の実施例１１においては、弾性変形可能な材料を全方位に均一に延伸した後にパターンを形成し、延伸前の形状に戻す構成例について説明する。
図１２に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
まず、図１２（ａ）のように、転写パターン作製用基板１２１１としてシリコンウェハーを用い、シリコンウェハー上にレジストをスピンコートする。
露光・現像により４μｍピッチで正方格子状に配置した直径５００ｎｍの開口を形成する。
その後、スパッタにより銅５００ｎｍ厚を成膜した後にレジストを剥離する。
これにより、転写パターン１２１２として、シリコンウェハー上に直径５００ｎｍ、高さ５００ｎｍの円柱状パターンが４μｍピッチで形成される。
【００６１】
次に、被加工基板１２１３として弾性変形する材料である熱可塑性エラストマーであるスチレン−イソプレンから成る重合体を使用する。
例えば、日本ゼオン社製ＱｕｉｎｔａｃＲ等を用いることができる。
この材料は室温でゴム弾性を示し、１００℃を越えると徐々に軟化して蜂蜜状になる。
このスチレン−イソプレン共重合体を０．２ｍｍ厚のシート状に成型する（図１２（ｂ））。
これに水平方向に全方位均一な力をかけると、拡大倍率が最大１０００％程度まで延伸可能である。
そこで、図１２（ｃ）のようにスチレン−イソプレン共重合体を拡大倍率２００％に延伸した後に、図１２（ｄ）のように前記円柱状パターンを表面に形成したＳｉウェハーを熱プレスする。
【００６２】
プレス時には、円柱状パターンがスチレン−イソプレン共重合体に接するようにする。室温まで冷却後Ｓｉウェハーをスチレン−イソプレン共重合体より剥離する。剥離後には円柱状パターンはスチレン−イソプレン共重合体内部に埋め込まれており、円形の底面のみが露出する。
その後にスチレン−イソプレン共重合体への荷重を開放し定常状態とす（図１２（ｅ））。
これにより、スチレン−イソプレン共重合体内の円柱状銅パターンは、直径５００ｎｍ高さ５００ｎｍを維持しつつピッチが５０％となる（図１２（ｆ））。
続いて、円柱状銅パターンが埋め込まれたスチレン−イソプレン共重合体を１０％希塩酸に２０秒浸漬することで銅を溶解することで、２μｍピッチで直径５００ｎｍ深さ５００ｎｍの細孔が形成される（図１２（ｇ））。
【００６３】
［実施例１２］
本発明の実施例１２においては、弾性変形可能な材料にパターンを形成した後に弾性変形可能な材料を収縮する構成例について説明する。
実施例１１と同様の方法により、シリコンウェハー上に幅１μｍ、高さ５００ｎｍ、長さ１ｍｍでピッチが４μｍのＮｉラインパターンを１ｍｍ角のエリアに形成する。
被加工基板として、弾性変形する材料である熱可塑性エラストマーであるスチレン−イソプレンから成る重合体を使用する。
このスチレン−イソプレン共重合体を５ｍｍ角で厚さ１０ｍｍに成型する。
前記ラインパターンを表面に形成したＳｉウェハーを、スチレン−イソプレン共重合体の表面に熱プレスする。
この時、ラインパターンがスチレン−イソプレン共重合体に接するようにする。室温まで冷却後スチレン−イソプレン共重合体をＳｉウェハーより剥離することで、円柱状パターンはスチレン−イソプレン共重合体に転写される。
その後にスチレン−イソプレン共重合体の側面より荷重し、スチレン−イソプレン共重合体の圧縮方向の長さを変形倍率５０％となるようにする。
これによりＮｉラインのスチレン−イソプレン共重合体にレジストから成るラインが埋め込まれており、Ｎｉラインは幅１μｍ高さ５００ｎｍであり、ピッチはライン形成時と比較して５０％で２μｍとなる。
なお、図１３（ａ）は、変形後の被加工基板断面を示しており、図１３（ｂ）に示すようにスチレン−イソプレン共重合体を選択的にドライエッチングすることによりＮｉ突起構造が形成される。
また、図１４（ａ）は、変形後の基板断面を示しており、２０ｗｔ％硫酸に浸漬することで図１４（ｂ）に示すような底部がＮｉの細孔が形成される。
【００６４】
［実施例１３］
本発明の実施例１３においては、塑性変形可能な材料にパターンを形成した後に、塑性変形可能な材料を収縮する構成例について説明する。
図１５に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
まず、実施例１１と同様の手法を用い、転写パターン１２１２としてシリコンウェハー上に直径５００ｎｍ、高さ５００ｎｍの円柱状パターンが４μｍピッチで形成される（図１５（ａ））。
被加工物１２２１として、塑性変形する材料であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を、弾性変形可能な材料であるシリコーンゴムシート１２２２上に形成したものを使用する。
次に、ＰＭＭＡが液状となりシリコーンゴムは形状や物性を維持可能である温度においてＰＭＭＡ−シリコーンゴム多層膜を延伸する。
ＰＭＭＡの融点が１６０℃程度、シリコーンゴムの耐熱温度が３００℃程度なので、被加工物を１８０℃で加熱した後に２００％と成るように一軸方向に延伸する（図１５（ｂ））。
この後、前記円柱状パターンを表面に形成したＳｉウェハーを延伸したＰＭＭＡ−シリコーンゴム多層膜に熱プレスする。
このとき円柱状パターンがＰＭＭＡ−シリコーンゴム多層膜に接するようにする（図１５（ｃ））。
【００６５】
室温まで冷却後Ｓｉウェハーを被加工物より剥離することで、円柱状パターンはポリメタクリル酸メチルに転写される。
その後に被加工物への荷重を開放し定常状態とすることでＰＭＭＡは変形倍率５０％に圧縮される。
これにより、圧縮方向に対しては２μｍピッチで直径５００ｎｍ高さ５００ｎｍの円柱状銅パターンがＰＭＭＡ内に埋め込まれた状態で形成される。
その後、１０％希塩酸に２０秒浸漬することで銅を溶解する。
以上により、圧縮方向に対しては２μｍピッチの直径５００ｎｍの細孔が、ＰＭＭＡ表面に形成される。
【００６６】
［実施例１４］
本発明の実施例１４においては、硬化後に弾性変形可能な液状材料を用いてパターンを形成した後に、弾性変形可能な材料を収縮する構成例について説明する。シリコンウェハー上にレジストをスピンコートし、露光現像で直径８０ｎｍの開口を形成する。
その後、スパッタにより白金５ｎｍ厚、ニッケル２５ｎｍ厚を順番に成膜した後にレジストを剥離する。
これによりシリコンウェハー上に直径８０ｎｍ、高さ３０ｎｍの円柱状パターンが３００ｎｍピッチで形成される。
円柱の先端１０ｎｍは白金である。
【００６７】
次に、イソプレンゴムシート上に液状のシリコーンゴムを成膜する。
液状シリコーンゴムとしては東レ・ダウコーニング株式会社製Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｅｌａｓｔｍｅｒなどを用いることができる。
フィルム状に成型したイソプレンゴムシートに液状シリコーンゴムを成膜し、硬化前にイソプレンゴムシートを全方位均一に定常状態に対して１．５倍の長さに延伸する。
その後、液状シリコーンゴムを表面に形成したイソプレンゴムシートに、前記円柱状パターンが接するようにシリコンウェハーを重ね合わせ、減圧して気泡を除去する。その後にシリコンウェハーを加圧しながら室温中で放置し、シリコーンゴムを硬化する。これにより、硬化した液状シリコーンゴム中に柱状パターンが埋め込まれる。
その後、シリコンウェハーを硬化した液状シリコーンゴム中から剥離することで、硬化したシリコーンゴムと供に円柱状パターンはスチレン−イソプレン共重合体に転写される。このとき円柱状パターンはシリコーンゴムおよびスチレン−イソプレン共重合体中に埋め込まれており、Ｎｉから成る底面の円形部のみ露出している。
【００６８】
その後、イソプレンゴムシートへの応力を解除することでイソプレンゴムシートを定常状態とする。
これにより、硬化した液状シリコーンゴム中の円柱状パターンのピッチが３００ｎｍから２００ｎｍに縮小される。
次に、７０℃の３０ｗｔ％硫酸にてニッケルのみをエッチングする。
これによりイソプレンゴム表面に形成された硬化した液状シリコーンゴム中に直径５０ｎｍの細孔が２００ｎｍピッチ形成され、細孔底部にはム白金層が形成されている。
無電解ニッケルめっき液に浸漬することにより細孔底部の白金より無電解ニッケルめっきが析出し細孔を充填する。
この後、電解ニッケルめっきを行い、めっき物を剥離することで、直径８０ｎｍの円柱が２００ｎｍピッチで配列するナノインプリント用モールドが得られる。
【００６９】
［実施例１５］
本発明の実施例１５においては、規則化配列した陽極酸化アルミナナノホールを鋳型としてめっきにより作製した転写パターンを用いてパターンを縮小する構成例について説明する。
図１６に、本実施例の構成例を説明する図を示す。
シリコンウェハー１６１１上に導電層１６３２としてＴｉ１０ｎｍおよびＡｌ１６３１を２００ｎｍ、スパッタにより成膜する（図１６（ａ））。
Ａｌ上にはスピンコートによりレジスト層を形成する。
次に、１６０ｎｍピッチの三角格子位置に突起が形成されたＳｉモールドを用い、熱ナノインプリント法によってレジスト層に１６０ｎｍピッチの凹構造を形成する。
次に、ドライエッチングを行うことで、レジストの凹構造に相当する位置のＡｌ表面に凹構造を形成する。
その後、しゅう酸を用いて６４Ｖで陽極酸化を行うことアルミ酸化されてはアルミナ１６３３となり、１６０ｎｍピッチの三角格子位置に基板と垂直方向にナノホール１６３４が形成される（図１６（ｂ））。
次に、りん酸溶液に浸漬してナノホール径を拡大した後に、細孔底部よりにＮｉめっき１６３５を５０ｎｍ厚を行う。
その後、６０℃１時間ベークすることでめっきにより得られたＮｉの表面に酸化膜１６３６を形成した上に、更にＮｉめっき１６３５を行う（図１６（ｃ））。２回目のＮｉめっきは、ナノホールがＮｉにより充填された後にナノホール外でＮｉが連続膜になるまで行い、研磨によりナノホール外のＮｉを除去する。その後に水酸化ナトリウム水溶液に浸漬しアルミナを除去する。
これによりＳｉウェハー上に直径８０ｎｍ、高さ２００ｎｍの円柱状Ｎｉパターンが形成される。
【００７０】
次に、被加工物に円柱状Ｎｉパターンをプレスする。被加工物としてスチレン−ブタジエン共重合体である旭化成ケミカルズ株式会社タフテックを用いる。
スチレン−ブタジエン共重合体を変形倍率２００％に延伸した後に、前記円柱状パターンを表面に形成したＳｉウェハーを熱プレスする。
このとき、円柱状パターンがスチレン−ブタジエン共重合体に接するようにする（図１６（ｄ））。
室温まで冷却後Ｓｉウェハーをスチレン−ブタジエン共重合体より剥離する時に円柱状パターンはＮｉ酸化物層により分離され、円柱状パターンの先端部はスチレン−イソプレン共重合体に転写される。
その後にスチレン−ブタジエン共重合体への荷重を開放し定常状態とする。
これによりスチレン−ブタジエン共重合体の円柱状Ｎｉパターンはピッチが５０％となる。
その後、円柱状Ｎｉパターンの一部が露出したスチレン−ブタジエン共重合体表面にスパッタを行った後にＮｉめっきを行い、スチレン−ブタジエン共重合体トルエンで溶解する。
これにより、熱ナノインプリントに使用可能な８０ｎｍピッチのＮｉモールドが形成される。
【００７１】
［実施例１６］
本発明の実施例１６においては、弾性変形する材料から成る被加工基板を繰り返し延伸及び収縮し、延伸又は伸縮する毎に被加工基板表面にパターン形成することで、微細パターンを有する構造体を作製する構成例について説明する。
図１７を参照する。
被加工基板１７０１としてはシリコーンゴムである東レ・ダウコーニング株式会社製Ｓｙｇａｒｄ  １８４  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｅｌａｓｔｍｅｒを、予め薄膜状に加工して用いる。
被加工基板１７０１を縦方向に変形倍率が１５０％となるように延伸し、そのまま保持する（図１７（ｂ））。１７０４は変形後の基板を示している。
次に、被加工面１７０２にスパッタを用いてアルミニウムを成膜する。その後アルミニウム表面にレジストコートし、露光・現像・エッチング・レジスト薄膜を行うことで、１５００ｎｍピッチで６００ｎｍ幅のライン状パターン１７０７及び被加工基板表面の凹構造１７０８を形成する（図１７（ｃ））。
次に、延伸していた力を除去し延伸前の形状に戻す（図１７（ｄ））。このときアルミニウムは被加工基板より低弾性のため、アルミニウムに接する被加工基板は縮小量が小さくなる。このため、エッチングで被加工基板表面に形成されたライン状パターンは逆テーパーとなる。
次に、被加工基板に再度アルミニウムのスパッタを行い、逆テーパーの凸構造の上部および凸構造間の領域にアルミニウム層１７１０を形成する（図１７（ｅ））。その後、縦方向に変形倍率が１５０％となるように延伸する（図１７（ｆ））。
延伸後再度エッチングによりシリコーンゴム表面を加工し、凹構造１７１１を形成する（図１７（ｇ））。
その後被加工基板を５０ｗｔ％リン酸に浸漬することにより表面のアルミニウム層を除去し、シリコーンゴムの延伸を解除する。これにより表面に５００ｎｍピッチ４００ｎｍ幅のラインパタ−ンを得る（図１８（ｈ））。
パターンを形成したシリコーンゴム表面にＰｔをスパッタした後にＮｉめっきを行い、めっき物をシリコーンゴムより剥離する。
これにより、被加工面に形成された凹凸構造を転写した構造体１７１２を得る（図１８（ｉ））。転写構造体１７１２は５００ｎｍピッチ４００ｎｍ幅のラインパターンが表面に形成されており、ナノインプリントのモールドとして使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図２】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図５】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図６】本発明を説明するための模式的断面図である。
【図７】本発明の実施例６における被加工基板に印加する機械的荷重による変形の方位により、正方格子状に配列したパターンを三角格子状に配列変更させるようにした構成例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例７における被加工基板上に被加工基板とは異なる材料から成る分離したパターンを形成し、被加工基板を縮小してパターン形状を形成する構成例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例８における被加工基板上に被加工基板とは異なる材料から成るパターン形成層を形成し、被加工基板を弾性変形により延伸した後にパターンを形成し、再度弾性変形により収縮してパターン形状を形成する構成例を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例９におけるパターン形成層や被加工面にパターンを形成する際に、ローラーモールドを使用する構成例を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例１０における被加工物にパターン形成する製造装置の構成例を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例１１における弾性変形可能な材料にパターンを形成した後に弾性変形可能な材料を収縮する構成例を説明するための図である。
【図１３】本発明の第１２の実施形態における被加工面より被加工物の一部を除去する構成例を説明するための図である。
【図１４】本発明の第１２の実施形態における転写パターンの少なくとも一部を除去する構成例を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施例１３における塑性変形可能な材料にパターンを形成した後に、塑性変形可能な材料を収縮する構成例を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施例１５における規則化配列した陽極酸化アルミナナノホールを鋳型としてめっきにより作製した転写パターンを用いてパターンを縮小する構成例を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態及び実施例１６における微細パターンを有する構造体を作製する構成例を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態及び実施例１６における図１７に続く工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００１：被加工基板
１００２：被加工面
１００３：変形の方向
１００４：変形後の被加工基板
１１０５：パターン
１００６：定常状態のパターン
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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