JP2019201194A

JP2019201194A - パターン形成体の製造方法及びパターン形成体

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Publication number: JP2019201194A
Application number: JP2018174764A
Authority: JP
Inventors: 瑶子市原; Yoko Ichihara; 紘子矢澤; Hiroko Yazawa; 朋也内田; Tomoya Uchida; 雅史川下; Masafumi Kawashita
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: JP7270350B2

Abstract

【課題】一般的な転写材料においても、３次元構造パターンや非常に微細なパターンを有するパターン形成体を提供する。【解決手段】表面に微細な凹凸パターンを有するモールド３１を準備する準備工程と、転写材料２１の一方の面と上記モールドの上記表面が対向するようにして、基材１１と上記モールドとで上記転写材料を挟む設置工程図1（ａ）と、上記転写材料に光８０を照射して上記転写材料を半硬化させる半硬化工程（ｂ）と、半硬化した上記転写材料から上記モールドを剥離する剥離工程（ｃ）と、を順に行う小工程を備えている。そして、上記小工程を２回以上繰り返し、ｎ回目の上記半硬化工程における上記転写材料よりもｎ＋１回目の上記半硬化工程における上記転写材料の方の硬度及び弾性率の少なくとも何れか一方が高い。【選択図】図１

Description

本発明は、パターン形成体の製造方法及びその製造方法で製造されたパターン形成体に関する。

近年、種々の用途に応じて、特定の微細な凹凸パターン（３次元構造パターン）を形成する方法が求められている。
例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア（ハードディスク、光学メディアなど）、医療用部材（分析検査用チップ、マイクロニードルなど）、バイオデバイス（バイオセンサ、細胞培養基板など）、精密検査機器用部材（検査プローブ、試料保持部材など）、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス（太陽電池、燃料電池など）、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイス、インプリントモールド、フォトマスクなどの用途が挙げられる。

このような微細な凹凸パターンを形成する方法として、インプリント法と呼ばれる技術が注目されている（非特許文献１参照）。
インプリント法は、所望の凹凸パターンの反転形状を有するインプリントモールドと呼ばれる原版を、基材上の転写材料に接触させ、転写材料がモールドの凹凸パターンの形状に沿った状態で、転写材料を硬化させることにより、基材上の転写材料に所望の凹凸パターンが転写される。

複雑な３次元構造パターンや、非常に微細なパターン（たとえば線幅が５０ｎｍ以下）は、従来のリソグラフィ技術では作製できなかったり、作製に非常に多くのコストや時間を要したりする。
インプリント法は、モールドの凹凸パターンの反転形状を１対１のサイズで転写材料に形成できることから、上述のような従来技術では作製が困難な凹凸パターンでも、所望のパターンの反転形状を有するモールドを用いれば簡便なプロセスで作製することが可能である。

特開２０１３−６５７２３号公報

Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．６７，ｐ３３１４（１９９５）

しかしながら、インプリント法によって３次元構造パターンや非常に微細なパターンを作製するためには、当然のことながら所望のパターンの反転形状を有するモールドを準備する必要がある。
モールドの作製には荷電粒子線によるリソグラフィ法などが用いられるが、リソグラフィ法で非常に微細なパターン（たとえば線幅が５０ｎｍ以下）や、密度の高いパターン（隣接する凸部同士の距離が近い、たとえば凸部の線幅と凹部の線幅が１：１であるラインアンドスペースなど）を作製するためには、高度なリソグラフィ技術を要したり、描画に多くの時間を要したりする。

また、リソグラフィ法では、露光後の現像処理において、描画したレジストパターンが倒壊することがある。レジストパターンの倒壊は、パターンが高アスペクト比であるほど起こりやすいことが知られている。
また、リソグラフィ法で多段構造を有する３次元構造パターンを作製するためには、複数回のリソグラフィが必要となり、多くのコストと時間を要するだけでなく、既に段差を備えた基板上へのリソグラフィは、レジストを平坦にコートすることができず、所望のレジストパターンを精度良く得ることは困難である。

上述のような課題を解決する方法として、インプリント法を用いたダブルパターニングが知られている（特許文献１）。ダブルパターニングを用いれば、モールドは所望のパターンの全てを有する必要がなく、総パターンの半分を間引いたパターンを有するモールドを作製すれば良いので、モールド作製にかかる時間やコストを軽減できる。
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、未硬化の状態で２回以上のパターニングが可能な特殊な転写材料を用いる必要があり、一般的な転写材料では適用することができない。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、一般的な転写材料においても、３次元構造パターンや非常に微細なパターンを有するパターン形成体を形成することが可能な技術を提供することにある。

上記の目的を達成させるために、本発明の一態様に係るパターン形成体の製造方法は、凹凸構造をもつパターン形成体の製造方法であって、表面に微細な凹凸パターンを有するモールドを準備する準備工程と、転写材料の一方の面と上記モールドの上記表面が対向するようにして、基材と上記モールドとで上記転写材料を挟む設置工程と、上記転写材料に光を照射して上記転写材料を半硬化させる半硬化工程と、半硬化した上記転写材料から上記モールドを剥離する剥離工程と、を順に行う小工程を備えている。そして、上記小工程を２回以上繰り返し、ｎ回目の上記半硬化工程における上記転写材料よりもｎ＋１回目の上記半硬化工程における上記転写材料の方の硬度及び弾性率の少なくとも何れか一方が高い。

また、本発明の一態様に係るパターン形成体は、基材と、上記基材の一方の面に凹凸パターンを備え、上記凹凸パターンは高さがそれぞれ異なる第１の凸部、第２の凸部、第３の凸部を有し、上記第３の凸部の高さは上記第１の凸部の高さと上記第２の凸部の高さを足した高さである。
また、本発明の一態様に係るパターン形成体は、第１の凹凸パターンの凸部上に、第２の凹凸パターンが形成されており、第１の凹凸パターンの凸部のパターン幅に対し、第２の凹凸パターンの凸部のパターン幅が４分の１以下である。

本発明の一態様によれば、一般的な転写材料においても３次元構造パターンや非常に微細なパターンを有するパターン形成体を得ることができる。

本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略断面図である。本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略平面図である。本発明の実施例におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略断面図である。本発明の実施例におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略平面図である。本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略断面図である。本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略断面図である。本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法を説明する概略断面図である。

本発明の実施の形態に係るパターン形成体の製造方法は、凹凸構造をもつパターン形成体の製造方法であって、表面に微細な凹凸パターンを有するモールドを準備する準備工程と、転写材料の一方の面と上記モールドの上記表面が対向するようにして、基材と上記モールドとで上記転写材料を挟む設置工程と、上記転写材料に光を照射して上記転写材料を半硬化させる半硬化工程と、半硬化した上記転写材料から上記モールドを剥離する剥離工程と、を順に行う小工程を備えている。そして、上記小工程を２回以上繰り返し、ｎ回目の上記半硬化工程における上記転写材料よりもｎ＋１回目の上記半硬化工程における上記転写材料の方の硬度及び弾性率の少なくとも何れか一方（硬度及び／または弾性率）が高い。

以下、本発明の実施形態に係るパターン形成体の製造方法及びパターン形成体について、図１を参照して具体的に説明する。
まず、図１（ａ）に示す第１のモールド３１及び図１（ｄ）に示す第２のモールド３２を準備する（準備工程）。第１及び第２のモールド３１，３２の各々は、表面に微細な凹凸パターンを有する。
次に、図１（ａ）に示すように、基材１１上に転写材料２１を供給し、第１のモールド３１を、凹凸パターンを基材１１に向けて設置して、基材１１と第１のモールド３１とで転写材料２１を挟む（設置工程）。転写材料２１は、適宜公知の技術を用いて基材１１上にコートしても良い。例えば、スピンコート、バーコートなどを用いて良い。また、転写材料２１は、基材１１上にディスペンスし、第１のモールド３１を乗せてから塗り広げても良い。このとき、第１のモールド３１の自重で転写材料２１を塗り広げても良いし、加圧して塗り広げても良い。すなわち、転写材料２１は、容易に塗れ広がる流動性を有する。

基材１１は、用途に応じて適宜選択して良い。例えば、シリコン基板、石英基板、サファイア基板、ＰＥＴフィルムなどであっても良い。
次に、転写材料２１を第１のモールド３１の凹凸パターンに充填させるために必要であれば適宜加圧を行う。
次に、図１（ｂ）に示すように、基材１１または第１のモールド３１のうち、照射光に対して透過性を有する側から、転写材料２１に光８０を弱く照射して転写材料２１を半硬化させる（半硬化工程）。すなわち、転写材料２１に光８０を照射して半硬化状態の転写材料２２にする。なお、図１（ｂ）では、一例として光を第１のモールド３１側から照射する様子を示している。

ここで、「光を弱く照射」とは、転写材料２１に照射される光のうち、転写材料２１を硬化させる波長の光の量を減らすことを意味する。光を弱く照射する方法は適宜選択して良い。例えば、光源の出力を下げる、照射時間を短くする、光源と転写材料との距離を大きくする、光源からの光を一部遮光する、などの方法が挙げられる。
また、半硬化とは、第１のモールド３１を転写材料２２から剥離しても転写材料２２には第１のモールド３１の凹凸パターンの反転形状が保持される程度に転写材料２２が硬化しているが、完全には硬化しておらず転写材料２２が変形可能である状態を意味する。すなわち、転写材料２１よりも転写材料２２の方の硬度及び／または弾性率（硬度及び弾性率の少なくとも何れか一方）が高く、換言すれば流動性が低い。

転写材料２１を半硬化させるための光照射量は、転写材料２１の種類に応じて、転写材料２１を硬化させる標準的な照射量の１％から２０％程度に適宜調整する。照射量が少なすぎると、転写材料２２に第１のモールド３１の凹凸パターンの反転形状、すなわち反転凹凸パターンが保持されず、ランダムに反転凹凸パターンが倒れたり、反転凹凸パターンが垂れ下がったりすることがある。このような状態は、正確に第１のモールド３１の凹凸パターン形状を転写材料に反転させたい場合には、好ましくない。ただし、反転凹凸パターン形状のランダム性による効果を得たいときには、あえてこのような条件を選択してもよい。反転凹凸パターン形状のランダム性による効果の一例として、光の散乱性の向上がある。なお、このような一部の反転凹凸パターン形状が保持されていない状態も含め、半硬化と定義している。さらに照射量を減らすと、反転凹凸パターンの反転形状がほとんど保持されず、２回目以降の小工程を行った後に、第１のモールド３１の凹凸パターンが転写材料に現れない状態となる。この状態は未硬化と定義する。一方で、照射量が多すぎると、転写材料２１が硬化して変形不可能になってしまう。

転写材料２１を最終的に硬化させたときの硬度は、半硬化させたときの硬度のおおよそ２〜７０倍となる。また、転写材料２１を最終的に硬化させたときの弾性率は、半硬化させたときの弾性率のおおよそ２〜２００倍となる。なお、これらの硬度及び弾性率は、エリオニクス社のＥＮＴ−ＮＥＸＯＳやブルカー社のＴＩ９８０ＴｒｉｂｏＩｎｄｅｎｔｅｒなど従来公知の方法にて測定することができる。なお、測定にあたっては、基材の影響を受けないように、押込み深さを転写材料２１の膜厚の１０分の１以下にする必要がある。

転写材料２１は、用途に応じて適宜選択して良い。例えば、一般的なＵＶ硬化樹脂などが好適に用いられる。ただし、転写材料２１を半硬化させるための光照射量の範囲を広くとるために、標準的な照射量が１，０００ｍＪ／ｃｍ^２以上である転写材料２１であることが好ましい。半硬化させるための光照射量の範囲を広くとることができる。一方で、１，０００ｍＪ／ｃｍ^２未満の転写材料では、半硬化させるための光照射量の範囲が狭くなるため、光照射量の制御が難しくなる。製造プロセスのマージンに違いはあるものの、いずれでも複数回のパターニングは可能である。

次に、図１（ｃ）に示すように、半硬化した転写材料２２から第１のモールド３１を剥離する（剥離工程）。以上により、転写材料２２に、第１のモールドの凹凸パターンの反転パターンである第１のパターン４１が形成される。
ここで、本実施形態のパターン形成体の製造方法は、上述した準備工程、設置工程、半硬化工程及び剥離工程を順に行う小工程を備える。そして、この小工程を少なくとも２以上繰り返し、ｎ回目の半硬化工程における転写材料よりもｎ＋１回目の半硬化工程における転写材の方の硬度及び／または弾性率を高くする。

次に、図１（ｄ）に示すように、第２のモールド３２を、凹凸パターンを基材１１に向けて半硬化した転写材料２２に接触させる。すなわち、第２のモールド３２を、凹凸パターンを基材１１に向けて設置して、基材１１と第２のモールド３２とで転写材料２２を挟む（設置工程）。
このとき、第１のモールド３１と第２のモールド３２は、同一のモールドであっても良いし、凹凸パターン、材質、作製方法などが異なるモールドであっても良い。
第１のモールド３１と第２のモールド３２として、同一のモールドを用いる場合、例えば図２（ａ）に示すように、凸部と凹部の線幅の比が３：１であるラインアンドスペースパターンを有するモールドを用いて、第１のモールド３１によって形成された第１のパターン４１に対して平行にピッチの２分の１ずらして第２のモールド３２を接触させることで、第１のパターン４１と第２のパターン４２からなる凹凸パターン４３として凸部と凹部の線幅の比が１：１であるラインアンドスペースパターンを得ることができる。

また、別の例として、図２（ｂ）に示すように、第１のモールド３１と第２のモールド３２のいずれも同一のラインアンドスペースパターンを有するモールドである場合、第１のモールド３１によって形成された第１のパターン４１に対して直行するように第２のモールドを接触させることで、第１のパターン４１と第２のパターン４２からなる凹凸パターン４３として格子状のパターンを得ることができる。
また、第１のモールド３１と第２のモールド３２として互いに異なる凹凸パターンを有するモールドを用いたり、第２のモールド３２のパターンが第１のパターン４１に対して平行、直交だけでなく任意の角度で接触させたりすることで、さらに複雑なパターンを形成することができる。

すなわち、各回の上記小工程で、上記準備工程のうち少なくとも一回は、他の回における上記モールドと上記転写材料の内面方向の相対角度、或いは相対位置のうちの少なくとも一方が異なる。
次に、図１（ｅ）に示すように、基材１１または第２のモールド３２のうち、照射光に対して透過性を有する側から、転写材料２２に光８０を照射して転写材料２２を硬化させる（硬化工程）。すなわち、転写材料２２に光８０を照射して硬化状態の転写材料２３にする。転写材料２３は転写材料２２よりも硬度及び／または弾性率が高い。なお、図１（ｅ）では、一例として光を第２のモールド３２側から照射する様子を示している。

ここで、上記小工程が２回の場合は、最後の２回目の小工程における半硬化工程が、転写材２２に光８０を照射して硬化状態の転写材料２３とする硬化工程になる。すなわち、上記小工程が複数回の場合は、最後の小工程における半硬化工程が硬化工程になる。
次に、図１（ｆ）に示すように、第２のモールド３２を硬化した転写材料２３から剥離する（剥離工程）。
以上により第１のパターン４１と第２のパターン４２からなる凹凸パターン４３を有するパターン形成体５１を得ることができる。

なお、第２のモールド３２を転写材料２２に接触させて光を照射する際に、光を弱く照射して転写材料２２を半硬化状態にすれば、第２のモールド３２を転写材料２２から剥離した後にさらに第３のモールドを転写材料２２に接触させてパターニングを行うこともできる。同様に、転写材料２２を半硬化状態とすることができる限り、何回でもパターニングが可能である。その場合、最後のパターニングの際に、転写材料２２が半硬化状態でなくなるまで十分に光を照射して転写材料を硬化させる。

（凹凸パターン）
図１（ｄ）に示すように、第１のモールド３１からなる第１のパターン４１は半硬化状態のため、第２のモールド３２を転写する際に第２のモールド３２により押しつぶされる。このため第１のパターン４１よりも高さが低い凸部６１を形成できる。一方、第２のモールド３２に凹部がある領域は転写材料２２が凹部に入りこむため凸部６１より高さの高い凸部６２を形成できる。すなわち第１のパターン４１の高さは、第２のモールド３２の圧力を調整することにより、第１のモールド３１に形成されたパターンの高さを最大値とする任意の高さを得ることが可能となる。これを利用することで第１のパターン４１と第２のパターン４２の高さの異なる多段形状の凹凸パターン４３を得ることができる。

このとき、図５に示すように第１のモールド３１と第２のモールド３２の凹部の位置を一部重なるように作成することで、２回のパターン形成で３段階の高さの異なる凹凸パターン４３を形成することも可能となる。以下詳細を説明する。なお、図４（ａ）では理解を容易にするため第１のモールド３１と第２のモールド３２の凹部の位置が重なった箇所を丸で示している。
まず図５（ａ）に示すように第１のモールド３１を用いて第１のパターン４１を形成する。このとき、第１のパターン４１には第１のモールド３１の形状が付与される。

次に図５（ｂ）に示すように、第２のモールド３２を第１のパターン４１上に設置し加圧する。このとき、第１のパターン４１の一部は第２のモールド３２の加圧時に押しつぶされ、凸部６１に示すように高さが第１のパターン４１より低くなる。一方、第２のモールド３２に凹部があり、かつ第１のパターン４１が形成されていない領域は転写材料２２が凹部に充填されるため凸部６１より高さの高い凸部６２が形成される。凸部６２の高さは第２のモールド３２の凹部の高さと凸部６１の高さを加算した大きさと略同一となる。第１のモールド３１と第２のモールド３２の凹部の位置が重なった領域は、すでに第１のパターン４１が存在するため第２のモールド３２に転写材料２２が入り込みにくく、第１のパターン４１の高さを略維持した高さとなる。したがって二回の転写で３段階の高さの異なる凹凸パターン４３を形成することができる。

すなわち、このようにして形成したパターン形成体は、凹凸パターンの高さがそれぞれ異なる第１の凸部６１、第２の凸部６３、第３の凸部６２を有する。そして、第３の凸部６２の高さは、第１の凸部６１の高さと第２の凸部６３の高さとを足した高さとなる。

また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のモールド３１の凹凸パターンにより半硬化状態で転写材料２２に作製された第１のパターン（第１の凹凸パターン）４１の凸部の上に、第２のモールド３２の凹凸パターンの凸部を重ねることでも、多段構造を作製することができる。このとき、第２のモールド３２は、一部に凹凸パターンがあっても、全体に凹凸パターンがあってもよい。全体に凹凸パターンがあった場合でも、圧力などを調整することで、第１のモールド３１の凹凸パターンで作製された第１のパターン４１の凸部上のみに第２のモールドの凹凸パターンにより第２のパターン（第２の凹凸パターン）を作製することが可能である。なお、この場合では第１のモールド３１に形成された凹凸パターンの高さが、複数回転写後のパターン高さの最大値とならないこともある。

また、このとき第１のモールドで作製された第１のパターン（第１の凹凸パターン）４１の凸部のパターン幅に対し、第２のモールド３２で作製される第２のパターン（第２の凹凸パターン）４２の凸部のパターン幅は、４分の１以下であることが好ましい。第２のモールド３２で作製される第２のパターン４２の凸部のパターン幅が大きいと、転写材料２２の硬度及び／または弾性率が大きいときに第２のパターン４２の凸部のパターンが生じづらくなる。そのため、第１のパターン４１の凸部のパターン幅に対し、第２のパターン４２の凸部のパターン幅が４分の１以下であるときと比較して、パターンを作製できる硬化条件が狭くなる。さらに第１のモールドで作製された第１のパターン４１の凸部のパターン幅は、１μｍ以上であることが好ましい。第１のパターン４１の凸部のパターン幅が１μｍ以上であると、第１のパターン４１の凸部がつぶれづらくなり、安定的にパターンを形成することができる。なお、ここでいうパターン幅とは、パターン形状の最も狭い幅を示す。例えば、第１のパターン４１の凸部がラインアンドスペースの場合は、ラインの幅を示す。

さらに、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のモールド３１で作製された第１のパターン４１の凸部よりも、第２のモールド３２の凹凸パターンの高さが大きい場合、図７（ａ）の第１のパターン４１の凸部４１以外の平坦部もつぶされ、図７（ｂ）に示すように、転写材料２２に凹部４４が作製される。そのため、２回のパターン形成で多段構造を作製することができる。ただし、この方法では、第２のパターン４２の凸部の先端と第２のモールド３２の凹凸パターンの凸部との間に空気が入ることがあり、第２のパターン４２の凸部の平滑性に課題が生じる場合がある。また、２回目の小工程で押しつぶす高さが大きいため、１回目の小工程後の転写材料２２の硬度及び／または弾性率を小さくしておくことが必要である。硬度及び／または弾性率を小さくした場合、パターン形状を保持するのが難しい。それゆえに、図７のパターン形成体の製造方法を実施する場合における第１のモールド３１の凹凸パターンのアスペクト比（パターン幅／パターン高さ）は好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．２以下である。なお、この場合では第１のモールド３１に形成された凹凸パターンの高さが、複数回転写後のパターン高さの最大値とならないこともある。

（実施例１）
以下、本発明の実施例に係るパターン形成体の製造方法及びパターン形成体について、図３を参照して説明する。
まず、基材１１としては片面易接着処理済みのＰＥＴフィルムを用いた。また、転写材料２１としてはアクリル系のＵＶ硬化樹脂を用いた。基材１１（ＰＥＴフィルム）の易接着処理面に転写材料２１を滴下し（図３（ａ））、第１のモールド３１を、凹凸パターンを基材１１に向けて置いた。次に、滴下した転写材料２１が凹凸パターンエリア全体に広がるように、ローラー９０を使って押し広げた（図３（ｂ））。

ここで用いた転写材料２１は、波長３６５ｎｍのＵＶ光を１，０００ｍＪ／ｃｍ^２照射することで硬化する。また、第１のモールド３１は、ＰＥＴフィルムを基材として、ピッチ６００ｎｍ（線幅３００ｎｍ）、高さ８０ｎｍのラインアンドスペースパターンが形成された石英製のマスターモールドからＵＶ硬化樹脂に転写して作製した複製モールドを使用した。
次に、第１のモールド３１の背面側から、ピーク波長３６５ｎｍのＬＥＤ光源を用いてＵＶ光を８０ｍＪ／ｃｍ^２照射した（図３（ｃ））。ここで、モールドの背面側とは、凹凸パターンが形成されていない側の面を指す。また、ＬＥＤ光源は後述する転写材料を硬化させる工程と同一の光源を使用し、照射時間を短くすることで照射量を調整した。

次に、転写材料２２を介して貼り合わされている第１のモールド３１と基材１１とを剥離すると、転写材料２２は第１のモールドには付着せずに基材１１に密着していた（図３（ｄ））。基材１１上の転写材料２２の表面には凹凸パターン４１が形成されていることが目視で容易にわかり、転写されたパターンが保持される程度に転写材料２２が硬化していることが確認できた。また、転写材料２２の表面に触れるとその跡が付き、転写材料２２が完全には硬化していないことが確認できた。
次に、第２のモールド３２に形成されている凹凸パターンが、転写材料２２に形成された第１のパターン４１に接するように、第２のモールド３２を半硬化された転写材料２２の上に置いた（図３（ｅ））。ここで、第２のモールド３２は、ＰＥＴフィルムを基材として、線幅５００ｎｍ（ピッチ３０００ｎｍ）、高さ１１０ｎｍのラインパターンが形成された石英製のマスターモールドからＵＶ硬化樹脂に転写して作製した複製モールドを使用した。また、第２のモールド３２のラインパターンが第１のパターン４１（ラインアンドスペース）と平行になるようにした。

次に、第２のモールド３２の背面側から０．４ＭＰａの圧力で加圧し、ピーク波長３６５ｎｍのＬＥＤ光源を用いてＵＶ光を１，０００ｍＪ／ｃｍ^２照射した（図３（ｆ））。
次に、第２のモールド３２を硬化した転写材料２３から剥離した（図３（ｇ））。転写材料２３の表面には新たに凹凸パターン４２が形成されていることが目視で容易に確認できた。
第１のパターン４１は高さ約３０ｎｍ、第２のパターン４２は高さ約８０ｎｍで形成されていることが、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）による観察で確認された。
以上により、本発明の実施例に係るパターン形成体の製造方法を用いて、第１のパターン４１と第２のパターン４２からなる凹凸パターン４３を有するパターン形成体５１を得ることができた。

（実施例２）
実施例１と同様に、半硬化した転写材料２２に第１のパターン４１を形成した（図４（ａ））。
次に、第２のモールド３２に形成されている凹凸パターンが、転写材料２２に形成された第１のパターン４１に接するように、第２のモールド３２を半硬化された転写材料２２の上に置いた。ここで、第２のモールド３２は、ＰＥＴフィルムを基材として、ピッチ１０００ｎｍ（線幅５００ｎｍ）、高さ１１０ｎｍのラインアンドスペースパターンが形成された石英製のマスターモールドからＵＶ硬化樹脂に転写して作製した複製モールドを使用した。また、第２のモールド３２のラインアンドスペースパターンが第１のパターン４１と直交するようにした。

次に、第２のモールド３２の背面側から０．４ＭＰａの圧力で加圧し、ピーク波長３６５ｎｍのＬＥＤ光源を用いてＵＶ光を１，０００ｍＪ／ｃｍ^２照射した。
次に、第２のモールド３２を硬化した転写材料２３から剥離した。転写材料２３の表面には新たに凹凸パターン４２が形成されていることが目視で容易に確認できた。
第１のパターン４１と第２のパターン４２からなる凹凸パターン４３は、格子状のパターンとなっていることが、ＡＦＭによる観察で確認された。また、第１のパターン４１の高さは約３０ｎｍ、第２のパターン４２の高さは約６０ｎｍ、第１のパターン４１と第２のパターン４２が重なった箇所の高さは約８０ｎｍであった。

以上により、本発明の実施例に係るパターン形成体の製造方法を用いて、パターン形成体５１を得ることができた（図４（ｂ））。
以上のように、本発明の実施形態及び実施例によれば、一般的な転写材料においても次元構造パターンや非常に微細なパターンを有するパターン形成体を得ることができる。

本発明のパターン形成体の製造方法及びパターン形成体は、微細なパターンを形成することが求められる広範な分野に利用することが期待される。例えば、パターン形成体として、インプリントモールド、フォトマスク、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア（ハードディスク、光学メディアなど）、医療用部材（分析検査用チップ、マイクロニードルなど）、バイオデバイス（バイオセンサ、細胞培養基板など）、精密検査機器用部材（検査プローブ、試料保持部材など）、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス（太陽電池、燃料電池など）、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイスなどに用いることが期待される。

１１・・・基材
２１・・・転写材料
２２・・・半硬化された転写材料
２３・・・硬化された転写材料
３１・・・第１のモールド
３２・・・第２のモールド
４１・・・第１のパターン
４２・・・第２のパターン
４３・・・凹凸パターン
４４・・・第３のパターン
５１・・・パターン形成体
６１・・・凸部
６２・・・凸部
６３・・・凸部
８０・・・照射光
９０・・・ローラー

Claims

凹凸構造をもつパターン形成体の製造方法であって、
表面に微細な凹凸パターンを有するモールドを準備する準備工程と、
転写材料の一方の面と前記モールドの前記表面が対向するようにして、基材と前記モールドとで前記転写材料を挟む設置工程と、
前記転写材料に光を照射して前記転写材料を半硬化させる半硬化工程と、
半硬化した前記転写材料から前記モールドを剥離する剥離工程と、
を順に行う小工程を備え、
前記小工程を２回以上繰り返し、
ｎ回目の前記半硬化工程における前記転写材料よりもｎ＋１回目の前記半硬化工程における前記転写材料の方の硬度及び弾性率の少なくとも何れか一方が高いことを特徴とするパターン形成体の製造方法。
各回の前記小工程で、前記準備工程における前記モールドの凹凸パターンが同一形状であることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成体の製造方法。
各回の前記小工程で、前記準備工程のうち少なくとも一回は、他の回と前記モールドの凹凸パターンが異なることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成体の製造方法。
各回の前記小工程で、前記設置工程のうち少なくとも一回は、他の回における前記モールドと前記転写材料の面内方向の相対角度あるいは相対位置のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のパターン形成体の製造方法。
前記１回目の小工程で作製された凹凸パターンの凸部上のみに、２回目以降の工程で凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のパターン形成体の製造方法。
基材と、前記基材の一方の面に凹凸パターンを備え、
前記凹凸パターンは高さがそれぞれ異なる第１の凸部、第２の凸部、第３の凸部を有し、
前記第３の凸部の高さは前記第１の凸部の高さと前記第２の凸部の高さを足した高さであることを特徴とするパターン形成体。
第１の凹凸パターンの凸部上に、第２の凹凸パターンが形成されており、前記第１の凹凸パターンの凸部のパターン幅に対し、前記第２の凹凸パターンの凸部のパターン幅が４分の１以下であることを特徴とするパターン形成体。
前記第１の凹凸パターンの凸部のパターン幅が１μｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成体。