JP5761320B2 - マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法 - Google Patents

マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法 Download PDF

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本発明は、マイクロコンタクトプリンティング(以下、「μCP」)法に用いられる、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ(以下、「μCP用スタンプ」)の製造するために用いられるマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版(以下、「μCP用スタンプ作製用マスター版」)、およびμCP用スタンプの製造方法に関するものである。
マイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として利用可能な様々な超微細加工のうち、多くの研究においてソフトリソグラフィが採用されている。「ソフトリソグラフィ」とは、スタンプとしてパターンエラストマ、鋳型又はマスクを用い、マイクロパターン、マイクロ構造又はナノパターン、ナノ構造を作成するパターニング技術である。このようなソフトリソグラフィとしては、例えば、マイクロコンタクトプリンティング、複製成形、超微細転写成形、毛細管現象を用いた超微細成形、溶媒による超微細成形、フェーズシフトフォトリソグラフィ、鋳造成形、エンボス成形、射出成形等が知られているが、なかでも、近年においては、ナノオーダーでの微細なパターンを高精度で印刷が可能であることから、半導体素子の製造方法等においてマイクロコンタクトプリンティングを用いることが検討されている。
ここで、マイクロコンタクトプリンティング(μCP)法とは、1993年に米ハーバード大のG.M.Whitesides等によって開発された微細パターニング技術であり、シリコンや石英の基板上にフォトリソグラフィーで作製されたパターンをマスター版として、ポリジメチルシロキサンというシリコーンゴム(加熱硬化型PDMS)によって型取りした「版」を用いて、数十nmサイズまでの微細パターンを印刷する技術である。このようなμCP法については、例えば、特許文献1,2に開示されている。
特開2002−206033号公報 特開2002−353436号公報
マイクロコンタクトプリンティング(μCP)は、用いられるスタンプと同一のパターン状に印刷がなされるものである。したがって、μCP法により所望のパターン印刷を実施するには、当該パターンを有するスタンプを精度よく製造することが不可欠になっている。上記μCP法に用いられるμCP用スタンプは、一般的に次のような方法によって製造される。まず、所定の微細凹凸パターンが形成されたμCP用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、PDMS(ポリジメチルシロキサン)等のエラストマーを塗布する塗布工程と、任意の支持材を用い、当該支持材を上記塗布されたエラストマー膜上に接着させる接着工程と、上記マスター版から上記エラストマー膜を剥離する剥離工程とによって、支持材上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した形状のパターンが形成されたPDMS層が形成されたμCP用スタンプを製造する方法が用いられる。このような方法によれば、ナノオーダー微細凹凸が形成されたμCP用スタンプを比較的簡易な工程で製造することができる。
このようなμCP用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図6は上述したμCP用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図6に例示するように、通常、μCP用スタンプは、所定の微細凹凸パターンが形成されたμCP用スタンプ作製用マスター版200を用い(図6(a))、当該μCP用スタンプ作製用マスター版200上に、PDMS(ポリジメチルシロキサン)等のエラストマーを塗布する塗布工程と(図6(b))、任意の支持材102を用い、当該支持材102を上記塗布されたエラストマー膜101上に接着させる接着工程と(図6(c))、上記μCP用スタンプ作製用マスター版200から上記PDMS膜101および支持材102を剥離する剥離工程と(図6(d))によって、支持材102上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した凹凸パターンを有するPDMS層101が形成されたμCP用スタンプ100を製造する方法が用いられる(図6(e))。
このように、μCP法を実施するに際しては、まず所望の凹凸形状を有するμCP用スタンプを作製することが必要であるところ、さらにその前提としては所望の凹凸形状がパターン状に形成されたμCP用スタンプ作製用マスター版を作製できることが前提となる。ここで、μCP用スタンプ作製用マスター版を製造する方法としては、従来、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法が用いられてきた。しかしながら、このような方法は、今後、μCP法をマイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として汎用性の高いものとするに当たっては種々の問題点を有する。その一例を以下に列挙する。
まず、第1にμCP法を汎用性の高いものとするには、大面積でのパターン印刷を実現できることが必須になる。これは、今後、ディスプレイ部材等の製造方法へμCP法を適用する上では欠かせないものである。そして、上述したように、μCP用スタンプはμCP用スタンプ作製用マスター版の凹凸形状をエラストマー膜に賦型することによって作製する方法が用いられるため、μCP用スタンプを大面積で作製するためにはそれに先立ってμCP用スタンプ作製用マスター板を大面積で作製することが必要となる。しかしながら、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法では、シリコン基板の大きさ等の制約により大面積化には限界があった。
第2に、シリコン基板をパターン状にエッチングする方法においては、いわゆるマイクロローディング効果によりエッチングするパターンの線幅によって、エッチングされる深さが異なってしまうという問題があった。この点について、図を参照しながら説明する。図7は上記問題点について説明する概略図である。図7に例示するように、シリコン基板をパターン状にエッチングすることによってμCP用スタンプ作製用マスター版200を作製した場合、マイクロローディング効果により、エッチングされる深さは線幅と対応関係にあることから、線幅の狭い凹部aはエッチング深さがより浅くなり、線幅の広い凹部bはエッチング深さがより深くなるという現象が生じる。このため、このような方法で製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版を使用して作製されるμCP用スタンプは、インクが付着する凸部の高さが線幅によって異なるものになってしまう。これに起因して、当該μCP用スタンプを用いてパターン印刷する際に、より高さが高い線幅の広いパターンのみが印刷され、高さの低い線幅のパターンは印刷されないという現象が生じるという問題点がある。特にμCP法におけるパターン印刷では、スタンプの押圧が通常のスタンプ方式に比べて弱いことから、このような問題は顕著である。
第3に、上述シリコン基板をパターン状にエッチングする方法によって作製されたμCP用スタンプ作製用マスター版は、エッチング法によっては、エッチングされたエッチング面の壁面や底面が粗くなってしまうことが多く、その結果として、当該μCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されたμCP用スタンプは凸部の頂部および壁面が粗くなってしまうという問題点があった。ここで、μCP用スタンプの頂部はインクを転写するために用いられる領域であるところ、当該領域の表面が粗くなっていると転写されるインク量にバラツキが生じてしまい、均一なパターン印刷を実現することが困難になるという問題点がある。特にμCP法は、μCP用スタンプに付着されたインクを100%転写することによってパターン印刷するものであることから、このような問題が顕著に生じる。
また、壁面や底面が粗くなってしまうことによりPDMSを硬化させた後、離型する際、離型が困難となる。特にパターン凹凸が高精細になるほどこの困難性は顕著となる。
さらに、上記以外にシリコン基板をエッチングする方法においては、ステッパー等の高価で特殊な装置を用いることが必須となることから、このような方法ではμCP法を汎用性の高いものとすることは困難であるという問題があった。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造することが可能なμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することを主目的とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供する。
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、簡易な方法によって、大面積のμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、均一な深さで凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては感光性樹脂膜を平滑な表面を有するパターン状に加工することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμCP用スタンプを作製可能なμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを作製可能なμCP用スタンプ作製用マスター版を、簡易な工程で製造することができる。
本発明においては、上記感光性樹脂膜形成工程に用いられる上記感光性樹脂が、ネガ型感光性樹脂であることが好ましい。本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を有するものになるところ、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより上記感光性樹脂層の形状を、厚み方向を基準として基板側から表面に向かって線幅が狭くなるようなテーパー状(以下、「順テーパー状」)とすることができる。このため、本発明によって製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版を用いてμCP用スタンプを作製する際に、当該マスター版から上記μCP用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を提供する。
本発明によれば、μCP用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμCP法スタンプ作製用マスター版は、このような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造できる。
本発明においては、上記感光性樹脂層が、厚み方向を基準として基板側の線幅が表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましい。これにより、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いてμCP用スタンプを作製する際に、当該μCP用スタンプを上記μCP用スタンプ作製用マスター版から剥離することが容易になるからである。
また、本発明においては上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂であることが好ましい。これにより、上記感光性樹脂層を上述したような順テーパー状に形成することが容易になるからである。
さらに本発明は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン(PDMS)膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン(PDMS)膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング(μCP)用スタンプの製造方法であって、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法を提供する。
本発明によれば、上記μCP用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造することできる。
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造することが可能な、μCP用スタンプ作製用マスター版を簡易な工程で製造することができるという効果を奏する。
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法について、一例を示す概略図である。 本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μCP用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。 本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μCP用スタンプ作製用マスター版の他の例を示す概略断面図である。 本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。 本発明のμCP用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。 μCP用スタンプの製造方法について説明する概略図である。 従来の方法によって製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図である。
本発明は、μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法、μCP用スタンプ作製用マスター版、および、μCP用スタンプの製造方法に関するものである。
以下、これらの発明について順に説明する。
A.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法
まず、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法について説明する。上述したように、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とするものである。
このような本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法について図を参照しながら説明する。図1は本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法の一例について説明する概略図である。図1に例示するように、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板1を用い(図1(a))、上記基板1上にパターン状の遮光部2を形成する遮光部形成工程(図1(b))と、上記遮光部2を覆うように上記基板1上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜3を形成する感光性樹脂膜形成工程と(図1(c))、上記基板1側から上記感光性樹脂膜3に光を照射することにより、上記感光性樹脂膜3にパターン露光する露光工程と(図1(d))、上記パターン露光された感光性樹脂膜3を現像することにより、上記感光性樹脂膜3をパターニングする現像工程(図1(e))とを有するものである。
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、大面積のμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。このため、本発明によれば大面積のμCP用スタンプを作製することができる。これに加えて、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、簡易な方法によって実施できるという利点も有する。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、高さが均一な凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては平滑な表面を有する凹凸形状を形成することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμCP用スタンプを作製可能なμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明よれば大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを作製可能なμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程、および現像工程を有するものであり、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。
以下、本発明におけるこれらの工程について順に説明する。
1.遮光部形成工程
まず、本発明における遮光部形成工程について説明する。上述したように、本工程は基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する工程である。本工程において遮光部を形成する方法としては、所望のパターンで遮光部を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。したがって、例えば、遮光材料を用い、上記基板上に直接パターン状に遮光材料を塗布することによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよく、あるいは上記基板上に遮光材料からなる遮光層を形成した後、当該遮光層を所定のパターン状にエッチングすることによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよい。本工程においては、これらのいずれの方法であっても好適に用いることができ、いずれの方法を用いるかは、使用する遮光材料の種類等に応じて適宜決定すればよい。
本工程において遮光部を形成するために用いられる遮光材料としては、金属からなるものや、樹脂組成物からなるものを挙げることができる。金属からなる遮光材料としては、例えば、Cr、Al、Ni、Ti、Cu、またはAg等を挙げることができる。
一方、樹脂組成物からなる遮光材料としては、例えば、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色遮光性顔料を分散させた感光性樹脂等を挙げることができる。
なお、本工程において形成される遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、後述する露光工程で基板側から照射される光を遮断できる程度の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。もっとも、本工程において形成される遮光部の厚みは、通常、50nm〜3000nmの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では50nm〜150nmであることが好ましく、樹脂系では1000nm〜2000nmの範囲内であることが好ましい。
また、本工程において形成される遮光部のパターンは、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプの用途に応じて適宜決定されるものである。
次に、本工程に用いられる基板について説明する。本工程に用いられる基板としては、後述する露光工程において感光性樹脂膜をパターン露光するために用いられる光を透過できるものであれば特に限定されるものではない。このような光透過性を有する基板であれば、ガラス、石英等の無機材料からなるものが用いられてもよく、あるいは樹脂材料からなる基板が用いられてもよい。
2.感光性樹脂膜形成工程
次に、本工程における感光性樹脂膜形成工程について説明する。本工程は、上記遮光部形成工程によって形成された遮光部を覆うように、上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する工程である。
本工程において上記感光性樹脂膜を形成するために用いられる感光性樹脂としては、後述する露光工程においてパターン露光された後、さらに後述する現像工程においてパターニングされることによって、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、μCP用スタンプを作製するために繰り返し用いられるものであるため、上記感光性樹脂によって形成される感光性樹脂層には、μCP用スタンプを作製する際に用いられるPDMS等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。
本工程に用いられる感光性樹脂としては、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本工程に用いられる感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂であってもよく、あるいはネガ型感光性樹脂であってもよい。上記ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ノボラック系、ポリイミド系感光性樹脂等を挙げることができる。
一方、上記ネガ型感光性樹脂の例としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ポリアミド系、カルド系、ノボラック系、PS、PMMAなどの感光性樹脂等を挙げることができる。
本工程においては、これらのネガ型感光性樹脂、またはポジ型感光性樹脂のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版を、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有するものとすることが容易になり、その結果として本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版を、μCP用スタンプを作製する際の剥離性に優れたものにできるからである。
ここで、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版が、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有する場合について図を参照しながら説明する。図2は、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスターの一例を示す概略断面図である。図2に例示するように、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版10は、基板1と、上記基板1上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層3’と、上記感光性樹脂層3が形成されていない上記基板1表面上に形成された遮光部2と、を有するものとなるところ、上記感光性樹脂層3’は厚み方向を基準として基板1側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましいものである。
ここで、本発明においては、上述したように厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されている状態を「順テーパー状」と称する。一方、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも狭くなるように形成されている状態を「逆テーパー状」と称する。
次に、本工程に用いられる感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明においてテーパー状の感光性樹脂層が形成されたμCP用スタンプ作製用マスター版を製造しやすい理由は次の通りである。
すなわち、本発明における露光工程においては、基板側から感光性樹脂膜に光が照射されるものである。そして、基板上にはパターン状に遮光部が形成されていることから、当該遮光部のパターンに対応して、上記感光性樹脂膜にパターン露光がなされることになる。
上記感光性樹脂膜としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、現像工程において光が照射された部位が選択的に除去されずに残留することになるが、光の照射量が多い領域ほど確実に感光性樹脂膜が残留し、光の照射量が少ない領域では光照射されたとしても一部の感光性樹脂膜が現像によって除去されてしまうことになる。そうすると、本発明における露光工程においては基板側から露光するため、光の照射量を制御することによって、光が照射された部位の感光性樹脂膜のうち、より基板に近い側の領域は光が十分に照射されるため、現像によって除去されにくくする一方、表面に近い領域は光の減衰効果によって照射される光の量を相対的に少なくし、部分的に感光性樹脂膜が除去され易くすることができる。
このようなことから、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、順テーパー状の感光性樹脂層が形成されたμCP用スタンプ作製用マスター版を製造しやすくなるのである。
本工程において、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂膜を形成する方法としては、表面が平滑な感光性樹脂膜を形成できる方法であれば特に限定されるものでない。このような方法としては、例えば、感光性樹脂を溶解したレジスト溶液を、スピンコート法、ブレードコート法、バーコート法、スリットコート法、ダイコート法、ロールコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ディスペンサー法等によって塗布する方法を挙げることができる。
また、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みとしては、本発明によって製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂膜の厚みは、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版における感光性樹脂層の高さに相当し、当該高さはμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプの凸部の高さに対応することになる。したがって、感光性樹脂膜の厚みが小さいと、本発明によって製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂膜の厚みが大きすぎると、μCP用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触してしまい、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みは、100nm〜100μmの範囲内であることが好ましく、500nm〜50μmの範囲内であることがより好ましく、1um〜10μmの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明によって製造されたμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、かつ確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
3.露光工程
次に、本発明における露光工程について説明する。本工程は、基板上に形成された感光性樹脂膜に対して基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する工程である。上記基板上には上述した遮光部形成工程においてパターン状の遮光部が形成されていることから、本工程においては当該遮光部のパターンに対応したパターン状に感光性樹脂膜が露光されることになる。
本工程において、感光性樹脂膜に対して露光する方法としては、上記基板側から露光する方法であれば特に限定されるものではない。露光に用いる光源については、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されることになる。
また、本工程において上記感光性樹脂膜に照射される光の照射量としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて、光が照射された部位の感光性樹脂膜の溶解性を所望の程度に変化させることができるように適宜調整される。ここで、上述したように、上記感光性樹脂膜がネガ型感光性樹脂からなる場合は、光の減衰効果を利用して、光が照射される部位の感光性樹脂膜のうち基板側の方が表面側よりもより多くの光が照射されるように光の照射量を調整することにより、順テーパー状の感光性樹脂層を形成することできるようになる。
4.現像工程
次に、本工程における現像工程について説明する。本工程は、上記露光工程においてパターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする工程である。本工程において感光性樹脂膜を現像する方法としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されるものであり、特に限定されるものではない。このような方法としては、一般的に感光性樹脂膜を現像する方法として公知の方法を用いることができる。
5.任意の工程
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有するものであるが、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。本発明に用いられる任意の工程としては、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版に所望の機能を付与できるものであれば特に限定されるものではない。
6.μCP用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したような、遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有することにより、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層とからなるものとなる。ここで、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂か、ポジ型感光性樹脂かによって、遮光部と感光性樹脂層との位置関係が2態様に分かれることになる。
すなわち、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された感光性樹脂層と、上記基板の上記感光性樹脂層が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部とを有するものになる。一方、上記感光性樹脂としてポジ型感光性樹脂が用いられた場合、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部上のみに形成された感光性樹脂層とを有するものとなる。
このように、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版が2つの態様を有することについて図を参照しながら説明する。図3は本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。上述したように、感光性樹脂膜形成工程においてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版10は、基板1と、上記基板1上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層3’と、上記基板1の上記感光性樹脂層3’が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部2とを有するものになる(図3(a))。
一方、上記感光性樹脂膜形成工程においてポジ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版10は、基板1と、上記基板1上にパターン状に形成された遮光部2と、上記遮光部2上のみに形成された感光性樹脂からなる感光性樹脂層3’とを有するものとなる(図3(b))。
また、本発明によって製造されるμCP用スタンプ作製用マスター版は、従来よりも大面積のものとすることができる。従来のシリコン基板をパターン状にエッチングする方法では、シリコン基板の大きさに制限があったため、大きくても8インチφ程度のマスター版しか使用することができなかった。しかしながら、本願においては使用できる基板の大きさに特に制約はないことから、必要に応じて所望の面積を有する大面積のμCP用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
B.μCP用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したように、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有することを特徴とするものである。
このような本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版について図を参照しながら説明する。図4は、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図断面図である。図4に例示するように本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版10は、基板1と、上記基板1上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層3’と、上記感光性樹脂層3’が形成されていない上記基板1表面上に形成された遮光部2と、を有するものである。
本発明によれば、μCP用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμCP法スタンプ作製用マスター版は、上述したような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造することが可能なμCP用スタンプ作製用マスター版を得ることができる。
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、遮光部および感光性樹脂層を有するものであり、必要に応じて他の任意の構成を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。
1.基板
まず、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板としては、上記遮光部及び感光性樹脂層を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版の用途や、製造方法等に応じて任意の基板を用いることができる。本発明に用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英等の無機材料からなるものや、透明樹脂からなるもの等を挙げることができる。
2.感光性樹脂層
次に、本発明における感光性樹脂層について説明する。本発明における感光性樹脂層は、上記基板上にパターン状に形成されたものであり、感光性樹脂からなるものである。
本発明に用いられる感光性樹脂層を構成する感光性樹脂については、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、μCP用スタンプを作製するために繰返し用いられるものであるため、本発明における感光性樹脂層はμCP用スタンプを作製する際に用いられるPDMS等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。したがって、本発明においてはこのような要求特性を満たす感光性樹脂を適宜選択して用いることになる。
本発明に用いられる感光性樹脂としては、上記耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。ネガ型感光性樹脂を用いることにより、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成することができるからである。また、上記本発明に係るμCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法においてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版として、感光性樹脂層が順テーパー状に形成されたものを製造することが容易になるからである。
ここで、上記ネガ型感光性樹脂については、上記「A.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
また、本発明における感光性樹脂層は、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていること、すなわち順テーパー状に形成されていることが好ましい。感光性樹脂層が順テーパー状に形成されていることにより、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いてμCP用スタンプを作製する際に、マスター版からμCP用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
さらに、本発明における感光性樹脂層の高さは、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂層の厚みは、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプの凸部の高さに対応することになるため、厚みが小さすぎると作製されるμCP用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂層の厚みが大きすぎると、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触し、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本発明における感光性樹脂層の厚みは、100nm〜100μmの範囲内であることが好ましく、500nm〜50μmの範囲内であることがより好ましく、1μm〜10μmの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
また、本発明おける感光性樹脂層の高さは、感光性樹脂層の線幅に関係なく均一であることが好ましい。これにより、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμCP用スタンプにおいて、凸部の高さを均一にすることができるため、当該μCP用スタンプを用いて精度よく所望のパターンでの印刷ができるようになるからである。
3.遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上にパターン状に形成されたものである。
本発明における遮光部としては、遮光材料を用い、所定の波長の光を所望の程度遮蔽する態様で形成されているものであれば特に限定されるものではない。ここで、上記遮光材料としては、上記「A.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様のものを用いることができる。
また、本発明における遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、所望の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。中でも本発明における遮光部の厚みは、通常、50nm〜3000nmの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では50nm〜150nmであることが好ましく、樹脂系では1000nm〜2000nmの範囲内であることが好ましい。
4.任意の構成
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、感光性樹脂層、および遮光部を有するものであるが、必要に応じて他の任意の構成を有するものであってもよい。本発明に用いられる任意の構成としては、本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版を用いて作製する際の製造効率の向上等を目的として、所定の機能を有する構成を適宜選択して用いることができる。
5.μCP用スタンプ作製用マスター版
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、上記基板として用いられるものに制約が少ないことから、大面積のものとすることができる。例えば、A4サイズとしたり、必要に応じてそれ以上の大面積を実現することも可能である。
6.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法
本発明のμCP用スタンプ作製用マスター版は、例えば、上記「A.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明した方法によって製造することができる。
C.μCP用スタンプの製造方法
次に、本発明のμCP用スタンプの製造方法について説明する。上述したように、本発明のμCP用スタンプの製造方法は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン(PDMS)膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン(PDMS)膜および上記支持材を剥離する剥離工程と、を有するものであって、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とするものである。
このような本発明のμCP用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図5は本発明のμCP用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図5に例示するように、本発明のμCP用スタンプの製造方法は、μCP用スタンプ作製用マスター版10を用い(図5(a))、当該マスター版10上に、PDMS膜21を塗布する塗布工程と(図1(b))、支持材22を用い、上記塗布されたPDMS膜21上に上記支持材22を接着させる接着工程と(図1(c))、上記マスター版10から上記PDMS膜21および支持材22を剥離する剥離工程と(図1(d))、を有するものであり、支持材22上に、表面に凹凸形状が形成されたPDMS膜21を有するμCP用スタンプ10を製造するものである。
このような例において、本発明のμCP用スタンプの製造方法は、上記μCP用スタンプ作製用マスター版10が基板1と、上記基板1上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層3’と、上記感光性樹脂層3’が形成されていない上記基板1表面上に形成された遮光部2と、を有するものであることを特徴とするものである。
本発明によれば、上記μCP用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμCP用スタンプを製造することできる。
本発明のμCP用スタンプの製造方法は、少なくとも塗布工程と、接着工程と、剥離工程とを有するものであり、必要に応じて他の工程を有してもよいものである。
以下、本発明のμCP用スタンプの製造方法に用いられる各工程について順に説明する。
1.塗布工程
まず、本発明に用いられる塗布工程について説明する。本工程は、μCP用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、PDMS膜を塗布する工程である。そして、上記μCP用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることを特徴とするものである。
本工程において、μCP用スタンプ作製用マスター版上にPDMSを塗布する方法としては、当該マスター版上に平滑な表面を有するPDMS膜を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、LB法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディスペンサー法、およびキャスト法等を挙げることができる。
なお、本工程に用いられるμCP用スタンプ作製用マスター版については、上記「B.μCP用スタンプ作製用マスター版の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
2.接着工程
次に、本発明に用いられる接着工程について説明する。本工程は、上述した塗布工程においてマスター版上に形成されたPDMS膜上に、支持材を接着させる工程である。
本工程において、支持材と上記PDMS膜とを接触させる態様としては特に限定されるものではなく、上記支持材の種類等に応じて任意の態様を用いることができる。このような態様としては、上記支持材の表面と、上記PDMS膜の表面とが平行である状態を維持したまま接触させる態様であってもよく、あるいは両者の表面が一定の角度を有する状態で接触させる態様であってもよい。なかでも本工程においては前者の態様が用いられることが好ましい。上記支持材の表面と、上記PDMS膜の表面とが平行な状態を維持したまま接触させることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からPDMS版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
また、本工程においては、支持材とPDMS膜とを接触させた後、さらに上記PDMS膜を上記支持材で圧縮するように、支持材をPDMS膜側へ押し込んでもよい。このような押し込みを行うことにより、仮に上記支持材と上記PDMS膜とを接触させた直後に、両者の間に微量の気泡が混入したとしても、事後的にこれを放出することができるからである。
上記押し込みを行う場合の押し込み量としては、上記PDMS膜の厚みや、製造するμCP用スタンプの面積等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本工程における押し込み量は、10mm以下の範囲内であることが好ましく、5mm以下の範囲内であることがより好ましく、1mm以下の範囲内であることがさらに好ましい。
本工程においては、支持材とPDMS膜とを接触させた後、上記PDMS膜を硬化させることによって両者を接着するが、上記PDMS膜を硬化させる方法としては特に限定されるものではない。ここで、上記PDMSは加熱することによって硬化する性質を有するものであるため、その硬化度は温度と時間に依存することになる。したがって、PDMS膜を短時間で硬化させることが必要な場合は、上記PDMS膜と上記支持材とを接触させた後に、上記PDMS膜の硬化を促すために加熱処理を行ってもよい。一方、特にPDMS膜を硬化させる時間に制約がない場合には室温において放置するのみであってもよい。
次に、本工程に用いられる支持材について説明する。本工程に用いられる支持材は、本発明によって製造されるμCP用スタンプの用途等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる支持材は、その形状が平板状であることが好ましい。このような形状の基板が用いられることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からPDMS版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
本発明に用いられる支持材は、水に対する接触角が5°〜45°の範囲内であることが好ましく、5°〜35°の範囲内であることがより好ましく、5°〜30°の範囲内であることがさらに好ましい。支持材の水に対する接触角が上記範囲内であることにより、本工程において基板とPDMS膜との間に気泡が混入することを抑制することができるからである。
本工程に用いられる支持材としては、ガラス基板、Si基板、SiO基板等の可撓性を有さないリジット基板であってもよく、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。上記プラスチック樹脂としては、例えば、PET、PEN、PES、PI、PEEK、PC、PPSおよびPEI等を挙げることができる。
また、本工程に用いられる支持材は、水に対する接触角を一定の範囲内にするために表面処理が施されたものであってもよい。
3.剥離工程
次に、本発明に用いられる剥離工程について説明する。本工程は、上記マスター版から上記PDMS膜および支持材を剥離する工程である。本工程においてPDMS膜および上記支持材を上記マスター版から剥離する方法としては、パターンを欠損することのないように剥離することができる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、上記PDMS膜を上記マスター版から物理的に引き離す方法が用いられる。
4.その他の工程
本発明のμCP用スタンプの製造方法には、少なくとも上記塗布工程、接着工程、および剥離工程が用いられるものであるが、本発明においてはこれら以外の他の任意の工程が用いられてもよい。本発明に用いられる任意の工程としては、特に限定されるものはなく、本発明によって製造されるμCP用スタンプに所望の機能を付与できる工程等を適宜選択して用いることができる。このような任意の工程としては、例えば、気泡混入を低減させるためのPDMS膜塗布後のマスター版減圧工程等を挙げることができる。
5.μCP用スタンプ
本発明によって製造されるμCP用スタンプは、支持材上に表面に凹凸形状が形成されたPDMS膜が形成された構成を有するものとなる。このようなμCP用スタンプは、マイクロコンタクトプリンティング(μCP)に用いられるものであり、例えば、有機トランジスタが用いられた有機半導体素子の各種電極を形成する工程に用いることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、実施例を示すことによって、本発明についてさらに具体的に説明する。
[実施例1]
1.μCP用スタンプ作製用マスター版の製造
(1)遮光部形成工程
まず、大きさ300mm×400mm×0.7mmのCr付きガラス基板(Cr膜厚150nm)表面に、AZ 5206−E(AZエレクトロニックマテリアルズ社製ポジレジスト)をspinコートした。この時のスピンコートは800rpmで20sec保持させた。その後、基板を130℃で3分乾燥させた後、50mJ/cmでパターン露光した。この時使用したフォトマスクは大きさ420mm×550mmのポジマスクである。その後、上記フォトレジストを現像し、フォトマスクと同等のパターンを得た。次いで、Crエッチング液にてパターン部以外のCrをエッチングし、その後剥離液にてレジストを剥離した。次いで、超音波洗浄機を用い純水で上記基板を洗浄した。
(2)感光性樹脂膜形成工程
次に、上記基板に感光性樹脂であるSU−3000を90%希釈した溶液(化薬マクロケム社製 エポキシ系ネガレジスト)をスピンコートした。このときのスピンコートは、700rpmで60sec保持させた。その後、基板を100℃で3分乾燥させた。
(3)露光工程
次に、ガラス裏面側から30mJ/cmでバック露光した。さらに、硬化を促進させるため65℃で1分乾燥させた。
(4)現像工程
その後、専用現像液でCr上部に存在する感光性樹脂を現像除去し、次いでIPAでリンスを行った。その後150℃のオーブンで30分乾燥させることにより、μCP用スタンプ作製用マスター版を得た。
(5)μCP用スタンプ作製用マスター版
作製したμCP用スタンプ作製用マスター版を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、Cr部以外に感光性樹脂が塗布された凹版が形成できていた。またその凹部の幅は1μm〜10μmまで解像していることが確認された。さらに触針式膜厚計で測定したところ凹部の深さは線幅に関係なく10μmであった。
2.μCP用スタンプの製造
上記方法によって作製した、μCP用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版にPDMSの離型性を向上させるために離型剤(デュラサーフ、ハーベス社製)を1000rpm、保持時間30secでスピンコートした。
次に、離型処理を施したμCP用スタンプ作製用マスター版に主剤90g:硬化剤9gを混合したPDMS(KE−106信越化学社製)をディスペンサー(サンエイテック社製)にて約2mm厚になるように全面に均一塗布した。その後、パターン内の気泡を除去するために減圧乾燥機に入れ0.1torrまで減圧し5分保持した。
次に、上記PDMS付きμCP用スタンプ作製用マスター版と支持材(大きさ300mm×400mm、厚さ0.7mmガラス)の接着工程は東芝機械製ST−50を用いて行った。その際上部ヘッドと下部ヘッドの接触スピードを最小1μm/sまで制御することが可能である。その後、支持材とPDMS膜が接触する直前まで500μm/sで上部ヘッドを降下させた。次いで接触寸前から低速モードにしPDMS膜と支持材を1μm/sで接触させた。また、1μm/sで接触後その接触スピードを維持し、上部ヘッドと下部ヘッドのギャップが1mm、すなわちPDMSの厚みが約1mmになるまで押し込んだ。その後、所定の位置まで同一スピードで押し込んだ後、常温で16h放置しPDMSを硬化させた。
次に、支持材とμCP用スタンプ作製用マスター版を装置内から取り出し、μCP用スタンプ作製用マスター版からPDMS膜付き基板を手で剥離することによりμCP用スタンプを作製した。
剥離したPDMS膜の表面を光学顕微鏡で観察したところμCP用スタンプ作製用マスター版の反転パターンが観察され、高さ10μm、最小L&S1μmの凸版が形成されていることが確認された。
[評価]
従来技法であるSiのエッチングにより作製した凹版と比較した場合、300mm×400mmの大面積ポリマー版およびμCP用スタンプが作製可能であった。さらに、Siエッチングにより作製した凹版はマイクロローディング効果により凹部の幅の大きさにより深さが異なっていたが、本発明では凹部の幅が1μmでも10μmでも深さは10μmと均一であることが確認された。また、従来のSiエッチング凹版で発生していた凹部の壁面及び底面の直線性も感光性ポリマーを用いることで改善しておりPDMS離型、PDMS凸部形状に大幅な効果が見られた。この効果により微細印刷を精度良くかつ正確に行うことが可能となる。
1 … 基板
2 … 遮光部
3 … 感光性樹脂膜
3’ … 感光性樹脂層
10 … μCP用スタンプ作製用マスター版
20 … μCP用スタンプ
21 … PDMS膜
22 … 支持材
20 … マスター版
100 … μCP用スタンプ
101 … PDMS膜
102 … 支持材
200 … μCP用スタンプ作製用マスター版

Claims (1)

  1. 表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を塗布する塗布工程と、
    無機材料からなる支持材を用い、前記塗布された単一のポリジメチルシロキサン(PDMS)膜上に前記支持材を接着させる接着工程と、
    前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から前記ポリジメチルシロキサン(PDMS)膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング(μCP)用スタンプの製造方法であって、
    前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、前記感光性樹脂層が形成されていない前記基板表面上に形成された遮光部と、を有し、前記感光性樹脂層の厚みが1μm〜10μmの範囲内であることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法。
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