(57)【要約】【課題】  種々の目的に使用できる新規なバンドル構造体を提供する。【解決手段】  基板１からなる型と基板４の間に紫外線硬化型樹脂５を挟み、基板４を通して紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂５を硬化させる（ｄ）。樹脂の厚みおよびＸＹの位置決め機構を有する装置を用いて成形（ナノプリント）を行うことで、樹脂層の厚み、位置を精密にコントロールしながら成形し、紫外線照射することで硬化させる。型の凹部のアスペクト比を１０以上にしておくと、樹脂の硬化後、基板１からなる型を剥離させたとき、その剥離の際に、紫外線硬化型樹脂５の柱状部の先端が互いにくっついてバンドル構造６が形成される。（ｅ）。【選択図】  図１
2007044835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列ピッチの７倍以上の範囲にある、アスペクト比が１０以上の柱状構造体が、その先端部で互いにバンドルされた構造を有することを特徴とするバンドル構造体。
【請求項２】
前記柱状構造体が樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のバンドル構造体。
【請求項３】
前記柱状構造体の根本における、前記柱状構造体同士の間隔が、前記配列ピッチの1/10以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバンドル構造体。
【請求項４】
前記柱状構造体の高さが、500nm以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体。
【請求項５】
前記柱状構造体の根本が、電極に接触していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体が、表面に複数形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を有することを特徴とするフィルタ。
【請求項８】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を有することを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項９】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体が、表面に複数形成されていることを特徴とする研磨部材。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を、前記バンドル構造体が対向するように２つ有し、前記２つの構成部の距離が可変とされていることを特徴とする保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンドル構造体、及びそれを使用した光学素子、フィルタ、ＤＮＡチップ、研磨部材、及び保持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノプリント技術を応用して、柱状構造体が複数配列された構造を有する素子を、例えば紫外線硬化型樹脂等で形成し、これらを回折格子や、フォトニック結晶等の光学素子として使用する技術が開発されている。このような光学素子は、その構造と使用方法により、１次元、２次元又は３次元光学素子として使用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５６９２６
【特許文献２】特開２００４−１７０９３５
【特許文献３】特開２００４−４５３５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの光学素子においては、所定の高さを有する柱状構造体が所定のピッチで配列され、各柱状構造体の高さを変えたり、ピッチを変えたりすることにより所定の光学特性を得るようになっている。このような構造体は、用途が限られているという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、種々の目的に使用できる新規なバンドル構造体、及び、これを使用した光学素子、フィルタ、ＤＮＡチップ、研磨部材、保持具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための第１の手段は、配列ピッチの７倍以上の範囲にある、アスペクト比が１０以上の柱状構造体が、その先端部で互いにバンドルされた構造を有することを特徴とするバンドル構造体である。
【０００７】
なお、バンドルされているというのは、固着されているという意味でなく、先端部同士が静電気により互いに密着又は近接した状態になっていることをいう。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記柱状構造体が樹脂であることを特徴とするものである。
【０００９】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記柱状構造体の根本における、前記柱状構造体同士の間隔が、前記配列ピッチの1/10以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記柱状構造体の高さが、500nm以上であることを特徴とするものである。
【００１１】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記柱状構造体の根本が、電極に接触していることを特徴とするものである。
【００１２】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のうちいずれかのバンドル構造体が、表面に複数形成されていることを特徴とする光学素子である。
【００１３】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第５の手段のうちいずれかのバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を有することを特徴とするフィルタである。
【００１４】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段から第５の手段のうちいずれかのバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を有することを特徴とするＤＮＡチップである。
【００１５】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第１の手段から第５の手段のうちいずれかのバンドル構造体が、表面に複数形成されていることを特徴とする研磨部材である。
【００１６】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第１の手段から第５の手段のうちいずれかのバンドル構造体が、表面に複数形成されている構成部を、前記バンドル構造体が対向するように２つ有し、前記２つの構成部の距離が可変とされていることを特徴とする保持具である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、種々の目的に使用できる新規なバンドル構造体、及び、これを使用した光学素子、フィルタ、ＤＮＡチップ、研磨部材、保持具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるバンドル構造体を製造する方法の例を説明するための図であり、断面図である。まず、基板１にレジスト２を塗布し、マスク３を通して露光を行う（ａ）。露光光として、ｇ線、ｉ線、エキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光、EUVL、ＥＢ、Ｘ線、放射光などを使用することができる。または、直接描画による露光方法でもよい。露光を行った後、現像を行う（ｂ）。そして残ったレジスト２をマスクとして基板１をエッチングし、型を作成する（ｃ）。
【００１９】
ガラス、石英、蛍石、サファイアなどの透明な光学材料からなる基板４を用意し、基板１からなる型と基板４の間に紫外線硬化型樹脂５を挟み、基板４を通して紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂５を硬化させる（ｄ）。基板１からなる型と紫外線硬化型樹脂５の間に、離形膜、有機膜を、基板４の表面にシランカップリング膜等を塗布しておいてもよい。樹脂の厚みおよびＸＹの位置決め機構を有する装置を用いて成形（ナノプリント）を行うことで、樹脂層の厚み、位置を精密にコントロールしながら成形し、紫外線照射することで硬化させる。ナノプリントを行う際に真空引きを行いながら実施してもよい。
【００２０】
型の凹部のアスペクト比を１０以上にしておくと、樹脂の硬化後、基板１からなる型を剥離させたとき、その剥離の際に、紫外線硬化型樹脂５の柱状部の先端が互いにくっついてバンドル構造６が形成される。（ｅ）。すなわち、紫外線硬化型樹脂５の種類、レジスト２の厚さ、及びレジスト２に形成するパターン（２次元配列）の配列ピッチと、形成するパターンの寸法、照射する紫外線の量を適当に調整すると、基板１からの剥離後の柱状構造が、（ｅ）に示すように７本以上（図１は断面図であるので、奥行き方向でも同じことが言え、７本以上×７本以上）、その点端部がバンドルされて結合した状態となる。バンドル構造は、剥離工程を行った後に、樹脂の種類やアスペクト比の関係や静電気等の影響により、セルフアッセンブリーが起こることで、作成できるものと推測される。剥離させる際に、有機溶剤や純水を界面に浸透させて剥離を促進させてもよい。
【００２１】
このようなバンドル構造体を形成する材料としては樹脂が好ましい。又、バンドル構造体を構成する柱状構造体同士の間隔が、これら柱状構造体の配列ピッチの1/10以下であるとバンドル構造が形成されやすくなる。又、柱状構造体の高さが500nm以上であると、同様にバンドル構造が形成されやすくなる。
【００２２】
光照射以外で硬化する、例えば熱硬化型の樹脂を使用する場合は、基板４として透明なものを使用する必要がなく、Si、Si/SiO２、SOI,GaAsなどの半導体材料などが使用できる。又、基板４に、Al、Ag、Au、Cu、Cr、Ta、Ni、Si等の金属膜やSiO２、Ta２O５、TiO２等の酸化物膜やSiN、AlN、等の窒化膜が積層されていてもよい。
【００２３】
柱状構造体の根本が、電極に接触するような状態にすることもできる。例えば、図１において、基板４を導電体で形成して電極としたり、基板４と紫外線硬化型樹脂５の間に電極板を入れるようにしてもよい。このようにすると、この電極に電圧を与えたとき、各柱状構造体が静電力で反発しあい、バンドル構造が解けて開いた状態となり、電極４に与える電圧を解除すると元のバンドル構造に戻る。
【００２４】
ナノテクノロジー技術を使用して、柱状構造体１本１本に対して電極を構成することもできる。このようにしておけば、例えば、全ての電極に同電位の電圧をかけることによりバンドル構造を解除し、隣り合う電極に異極性の電圧をかけることにより、バンドル構造を形成することができる。
【００２５】
図１（ｅ）に示すような構造を有するものは、そのまま、特別な光学特性を有する光学素子として使用することができる。又、一つ一つのバンドル構造６の中にＤＮＡを閉じ込めることにより、ＤＮＡチップとして使用することができる。又、バンドル構造６を研磨部として使用すれば、研磨部材として使用することができる。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態の１例であるバンドル構造体を使用したフィルタの例を示す図である。バンドル構造６を有する平面部材と他の平板７とを対向させ、バンドル構造６のバンドル部が平板７の表面に接触するようにする。このような状態でバンドル構造６を有する平面部材と平板７との間に流体を流すことにより、フィルタとして使用することができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態の１例であるバンドル構造体を使用した保持具の例を示す図である。バンドル構造６を有する第１の部材８と、第２の部材９とを、互いのバンドル構造６が対向するように向き合わせて配置し、第２の部材９を図の上下方向に移動させることにより、第１の部材８と第２の部材９が近接したとき、互いのバンドル構造６が噛み合うか接触するようにする。そして、互いのバンドル構造６で対象物を挟み込むようにすると、対象物を保持することができる。バンドル構造６は弾性を有するので、対象物を傷つけることなく、挟み込みが可能である。第１の部材８と第２の部材９を、例えば図３の左右方向に移動可能としておけば、対象物を挟み込んで移動させることが可能な保持具となる。
【実施例】
【００２８】
図１に示すような方法で、バンドル構造体の製造を行った。Si、及びSi/SiO２基板１にレジスト２を塗布し、ステッパで露光を行った後、レジストの現像を行った。レジストパターンのピッチは0.2〜1.0μｍ、一つのパターンの寸法は500nm×500nm、及び800nm×800nmとした。現像後、レジスト２と基板１をドライエッチングして、基板に深さ５〜１０μｍの凹部（レジストパターンに相当する部分）を形成した。これにより型が形成された。
【００２９】
この型とガラス板４の間に、紫外線硬化樹脂を挟み込み、ガラス板４を通して、紫外線を十分照射し、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。そして、型から紫外線硬化型樹脂を剥離した。
【００３０】
製造されたバンドル構造体のＳＥＭ写真（斜めから見た写真）を図４に示す。一つの柱状体の高さが５μｍのもの（大きさが500nm×500nm、及び800nm×800nm）が、７本以上（２次元では７本以上×７本以上）、先端でバンドルされたバンドル構造が多数形成されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態であるバンドル構造体を製造する方法の例を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であるバンドル構造体を使用したフィルタの例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の１例であるバンドル構造体を使用した保持具の例を示す図である。
【図４】本発明の実施例であるバンドル構造体のＳＥＭ写真を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…基板、２…レジスト、３…マスク、４…基板、５…紫外線硬化型樹脂、６…バンドル構造、７…平板、８…第１の部材、９…第２の部材
【図１】
2007044835.tif 000003
【図２】
2007044835.tif 000004
【図３】
2007044835.tif 000005
【図４】
2007044835.tif 000006