JPWO2019159969A1 - Double-sided molding method and molded product - Google Patents
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Abstract
第１の面11と第２の面12を有する被成形物１の両面にパターンを形成するための両面成型方法であって、第１の面11に形成された第１のパターン110上に第１の保護膜２を形成する第１保護膜形成工程と、第１保護膜形成工程後に、第２の面12に第２のパターン120を形成する第２成型工程と、によって、被成形物１の両面にパターンを形成することを目的とする。また、この後に続く第１保護膜除去工程によって第１の保護膜２を除去し、成型品を作製することを目的とする。It is a double-sided molding method for forming a pattern on both sides of an object 1 having a first surface 11 and a second surface 12, and is a first method on a first pattern 110 formed on the first surface 11. The object to be molded 1 is formed by a first protective film forming step of forming the protective film 2 of 1 and a second molding step of forming a second pattern 120 on the second surface 12 after the first protective film forming step. The purpose is to form a pattern on both sides of. Another object of the present invention is to remove the first protective film 2 by the subsequent first protective film removing step to produce a molded product.
Description
本発明は、被成形物の両面にパターンを形成するための両面成型方法および成型品に関する。 The present invention relates to a double-sided molding method and a molded product for forming a pattern on both sides of an object to be molded.
従来、マイクロオーダ、ナノオーダの微細パターンを形成する方法として、ナノインプリント技術がある。これは、樹脂等の被成形物に微細な成型パターンを有する型を加圧し、熱や光を利用して当該パターンを被成形物に転写するものである（例えば、特許文献１参照）。近年、光学部材等において、このナノインプリントを用いて被成形物の両面にパターンを転写することが求められている。その為、両面インプリント用の装置も開発されている（例えば、特許文献２参照）。 Conventionally, there is nanoimprint technology as a method of forming fine patterns of micro-order and nano-order. In this method, a mold having a fine molding pattern is pressed against an object to be molded such as resin, and the pattern is transferred to the object to be molded by using heat or light (see, for example, Patent Document 1). In recent years, in optical members and the like, it has been required to transfer a pattern to both sides of an object to be molded using this nanoimprint. Therefore, a device for double-sided imprinting has also been developed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、両面インプリントには上述したような特別な装置の導入が必要であり、初期導入コストが高い。一方、既存のインプリント装置を用いて被成形物の第１の面に第１のパターンを転写した後、第２の面に第２のパターンを転写すると第１のパターンが毀損するという問題がある。 However, double-sided imprinting requires the introduction of a special device as described above, and the initial introduction cost is high. On the other hand, if the first pattern is transferred to the first surface of the object to be molded using an existing imprinting apparatus and then the second pattern is transferred to the second surface, there is a problem that the first pattern is damaged. is there.
そこで本発明では、従来のインプリント装置を用い、パターンの毀損を防止しながら片面ずつインプリントによるパターンの転写を行い、安価に両面インプリントを行う方法および両面インプリントされた成型品を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a method of performing double-sided imprinting at low cost by using a conventional imprinting device to transfer a pattern by imprinting one side at a time while preventing damage to the pattern, and a molded product having double-sided imprinting. The purpose is.
上記目的を達成するために、本発明の両面成型方法は、第１の面と第２の面を有する被成形物の両面にパターンを形成するための方法であって、前記第１の面に形成された第１のパターン上に第１の保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、前記第１保護膜形成工程後に、前記第２の面に第２のパターンを形成する第２成型工程と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the double-sided molding method of the present invention is a method for forming a pattern on both sides of an object to be molded having a first surface and a second surface, and is a method for forming a pattern on both sides of the first surface. A first protective film forming step of forming a first protective film on the formed first pattern, and a second molding of forming a second pattern on the second surface after the first protective film forming step. It is characterized by having a process.
この場合、前記第１の保護膜は、少なくとも一部が前記第１のパターンの凹部に充填されている方が好ましい。 In this case, it is preferable that at least a part of the first protective film is filled in the recess of the first pattern.
また、本発明の両面成型方法は、前記第２成型工程後に、前記第１の保護膜を除去する第１保護膜除去工程を有する。 In addition, the double-sided molding method of the present invention includes a first protective film removing step of removing the first protective film after the second molding step.
この場合、前記第１保護膜除去工程は、前記被成形物を溶かさない溶媒で前記第１の保護膜を溶解して除去すればよい。具体的には、前記第１の保護膜が水溶性材料からなる場合には、前記溶媒は水であればよい。また、前記第１の保護膜が有機材料からなる場合には、前記溶媒は有機溶剤であればよい。 In this case, in the first protective film removing step, the first protective film may be dissolved and removed with a solvent that does not dissolve the object to be molded. Specifically, when the first protective film is made of a water-soluble material, the solvent may be water. When the first protective film is made of an organic material, the solvent may be an organic solvent.
また、前記被成形物が硫酸に溶けない材料からなると共に、前記第１の保護膜が有機材料からなる場合には、前記第１保護膜除去工程は、前記第１の保護膜を硫酸で脱水した後、当該第１の保護膜の炭化物を酸化して除去するものであってもよい。 Further, when the object to be molded is made of a material insoluble in sulfuric acid and the first protective film is made of an organic material, the first protective film removing step dehydrates the first protective film with sulfuric acid. After that, the carbides of the first protective film may be oxidized and removed.
また、前記被成形物は無機材料からなり、前記第１の保護膜は有機材料からなる場合には、前記第１保護膜除去工程は、前記第１の保護膜をアッシング処理して除去するものであってもよい。 When the object to be molded is made of an inorganic material and the first protective film is made of an organic material, the first protective film removing step removes the first protective film by ashing. It may be.
また、前記第１の面に前記第１のパターンを形成する第１成型工程を有していてもよい。 Further, it may have a first molding step of forming the first pattern on the first surface.
また、前記第２の面に形成された第２のパターン上に第２の保護膜を形成する第２保護膜形成工程を有していてもよい。 Further, it may have a second protective film forming step of forming a second protective film on the second pattern formed on the second surface.
また、前記第２の保護膜を除去する第２保護膜除去工程を有していてもよい。 Further, it may have a second protective film removing step of removing the second protective film.
この場合、前記第２保護膜除去工程は、前記被成形物を溶かさない溶媒で前記第２の保護膜を溶解して除去すればよい。具体的には、前記第２の保護膜が水溶性材料からなる場合には、前記溶媒は水であればよい。また、前記第２の保護膜が有機材料からなる場合には、前記溶媒は有機溶剤であればよい。 In this case, in the second protective film removing step, the second protective film may be dissolved and removed with a solvent that does not dissolve the object to be molded. Specifically, when the second protective film is made of a water-soluble material, the solvent may be water. When the second protective film is made of an organic material, the solvent may be an organic solvent.
また、前記被成形物が硫酸に溶けない材料からなると共に、前記第２の保護膜が有機材料からなる場合には、前記第２保護膜除去工程は、前記第２の保護膜を硫酸で脱水した後、当該第２の保護膜の炭化物を酸化して除去するものであってもよい。 When the object to be molded is made of a material that is insoluble in sulfuric acid and the second protective film is made of an organic material, the second protective film removing step dehydrates the second protective film with sulfuric acid. After that, the carbide of the second protective film may be oxidized and removed.
また、前記被成形物は無機材料からなり、前記第２の保護膜は有機材料からなる場合には、前記第２保護膜除去工程は、前記第２の保護膜をアッシング処理して除去するものであってもよい。 When the object to be molded is made of an inorganic material and the second protective film is made of an organic material, the second protective film removing step removes the second protective film by ashing. It may be.
このように形成された本発明の成型品は、第１の面に第１のパターンを有し、第２の面に第２のパターンを有する被成形物本体と、前記第１のパターン上に形成された第１の保護膜と、を具備することを特徴とする。 The molded article of the present invention formed in this way has a first pattern on the first surface and a second pattern on the second surface, and is formed on the molded product main body and the first pattern. It is characterized by comprising a first protective film formed.
この場合、前記第１の保護膜は、少なくとも一部が前記第１のパターンの凹部に充填されている方が好ましい。 In this case, it is preferable that at least a part of the first protective film is filled in the recess of the first pattern.
また、前記第１の保護膜の材質は水溶性材料や有機材料であればよい。 The material of the first protective film may be a water-soluble material or an organic material.
また、本発明の成型品は、前記第２のパターン上に形成された第２の保護膜を具備してもよい。 Further, the molded product of the present invention may include a second protective film formed on the second pattern.
この場合、前記第２の保護膜は、少なくとも一部が前記第２のパターンの凹部に充填されている方が好ましい。 In this case, it is preferable that at least a part of the second protective film is filled in the recess of the second pattern.
また、前記第２の保護膜は水溶性材料や有機材料であればよい。 Further, the second protective film may be a water-soluble material or an organic material.
本発明のインプリント方法は、第１の保護膜を用いてパターンの毀損を防止するため、従来のインプリント装置を用いて被成形物の両面にインプリントによるパターンを転写することができる。 In the imprint method of the present invention, in order to prevent damage to the pattern by using the first protective film, the imprint pattern can be transferred to both sides of the object to be molded by using a conventional imprint device.
本発明の両面成型方法は、第１の面11と第２の面12を有する被成形物１の両面にパターンを形成するための方法であって、第１の面11に形成された第１のパターン110上に第１の保護膜２を形成する第１保護膜形成工程と、第２の面12に第２のパターン120を形成する第２成型工程と、で主に構成される。
The double-sided molding method of the present invention is a method for forming a pattern on both sides of an
被成形物１は、インプリント法によってパターンを形成できるものであればどのような形状や材質でも良い。例えば、被成形物の形状は板状のものや可撓性のあるフィルム状のもの、レンズ状のものなどが挙げられる。また、被成形物１の材質としては、光インプリントが可能な光硬化性樹脂や、熱インプリント可能な熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。また、ガラスやシリコン等の無機材料、またはアルミニウム等の金属材料からなる被成形物本体の表面に、インプリント法によってパターンを転写可能な樹脂が形成されたものであっても良い。例えば、第１の面11側は第１のパターン110が形成された無機材料や金属材料からなり、第２の面12側はインプリント法に用いることができる樹脂からなるものが挙げられる。
The
また、第１のパターン110や第２のパターン120とは、微細な凹凸構造からなるもので、被成形物１の表面に所望の機能を付与するためのものである。凹凸構造としては、例えば、モスアイのように反射を抑える構造、ワイヤーグリッドのように光を偏光させる構造、導光板のように光を導くための構造、導電板のような電気を流すための構造などが該当する。なお、第１のパターン110と第２のパターン120は機能や構造が異なるものであっても良い。
Further, the
ここで、第１のパターン110は、第１保護膜形成工程の前の第１成型工程によって、被成形物１の第１の面11に形成される。第１のパターン110の形成はどのように行っても良いが、例えば、図１（ａ）に示すような被成形物１を用意し、図１（ｂ）に示すように、当該被成形物１の第１の面11に光インプリントや熱インプリント等の周知のインプリント法を用いて形成すればよい。また、被成形物１上にインプリント法によってパターンが転写されたマスクを作成し、当該マスクを用いてエッチングを行い被成形物１に第１のパターン110を形成してもよい。
Here, the
第１保護膜形成工程は、図１（ｃ）に示すように、第１の面11に形成された第１のパターン110上に第１の保護膜２を形成する工程である。第１の保護膜２の形成にはコーター等の回転式の装置やスプレー式の装置等を用いれば良い。ここで、第１の保護膜２は第１のパターン110を保護できると共に、第２のパターン120を形成する際の障害とならなければ、どのような厚さでも良いが、なるべく薄い方が除去がし易い。例えば、第１のパターンの凹凸構造の高さ（深さ）と同程度の膜厚とすることができる。一例としては、第１のパターンの凹凸構造の高さが200ｎｍの場合には、200ｎｍ程度にすれば良い。なお、第２のパターン120の転写時に第２の面12における圧力を均一にするためには、第１の保護膜２の膜厚も均一である方が好ましい。また、第１の保護膜２は、第１のパターン110を確実に保護するために、少なくとも一部が第１のパターン110の凹部に充填されている方が好ましい。
As shown in FIG. 1C, the first protective film forming step is a step of forming the first
第１の保護膜２の材質は、被成形物１の両面にパターンを形成した後に除去できるものであればどのようなものでも良く、例えば、水のり（ＰＶＡ等）のような水溶性材料や、樹脂のような有機材料を用いることができる。
The material of the first
第２成型工程は、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、第１保護膜形成工程後に、第２の面12に第２のパターン120を形成する工程である。第２のパターン120の形成はどのように行っても良いが、例えば、光インプリントや熱インプリント等の周知のインプリント法を用いればよい。また、被成形物１上にインプリント法を適用可能なレジスト等の樹脂を塗布し、当該樹脂にインプリント法によってパターンを転写した後、当該パターンが形成された樹脂をマスクとしてエッチングを行い、第２のパターン120を形成してもよい。
As shown in FIGS. 1D and 1E, the second molding step is a step of forming the
これにより、本発明の成型品を形成することができる。すなわち、本発明の成型品は、図１（ｅ）に示すように、第１の面11に第１のパターン110を有し、第２の面12に第２のパターン120を有する被成形物１と、第１のパターン110上に形成された第１の保護膜２とで構成される。当該第１の保護膜２は、少なくとも一部が第１のパターン110の凹部に充填されていればよい。また、第１の保護膜２の材質は、後述する第１保護膜除去工程に応じて選択され、例えば、水のり（ＰＶＡ等）のような水溶性材料であってもよいし、有機溶剤等によって溶解できる樹脂のような有機材料であってもよい。
Thereby, the molded product of the present invention can be formed. That is, as shown in FIG. 1 (e), the molded product of the present invention has a
また、第１保護膜形成工程で形成された第１の保護膜２は、パーティクルによる汚染等から第１のパターン110を保護するため、必要な時期まで残しておいても良いが、第２成型工程後の第１保護膜除去工程によって除去してもよい。第１の保護膜２を除去する方法は、当該除去によって被成形物１を毀損しない限りどのような方法でもよいが、例えば、第１の保護膜２を溶解するが被成形物１は溶解しない溶媒で除去する方法がある。具体的には、第１の保護膜２が水溶性材料からなり被成形物１が非水溶性である場合、溶媒として水を用いればよい。また、第１の保護膜２が有機材料からなり、非成形物が有機溶剤に溶けない無機材料や金属などの材料である場合は、溶媒として有機溶剤を用いればよい。
Further, the first
また、被成形物１が硫酸に溶解しない材料からなると共に第１の保護膜２がレジストの様な有機材料からなる場合は、第１の保護膜２を硫酸で脱水した後、当該第１の保護膜２の炭化物を過酸化水素等で酸化して除去してもよい。
When the
また、被成形物１が無機材料からなり、第１の保護膜２がレジストの様な有機材料からなる場合、第１の保護膜２にアッシング処理を行って除去してもよい。この場合、廃液処理の問題がない点で好ましい。
Further, when the
このように、第１保護膜除去工程を行うことにより、図１（ｆ）に示すように、被成形物１の両面に第１のパターン110と第２のパターン120が形成された製品を作製することができる。
By performing the first protective film removing step in this way, as shown in FIG. 1 (f), a product in which the
また、本発明の両面成型方法は、パーティクルによる汚染等から第２のパターン120を保護するため、第２のパターン120上に第２の保護膜３を形成する第２保護膜形成工程を更に有していても良い。
Further, the double-sided molding method of the present invention further includes a second protective film forming step of forming the second
この場合、本発明の成型品は、図２に示すように、第１の面11に第１のパターン110を有し、第２の面12に第２のパターン120を有する被成形物１本体と、第１のパターン110上に形成された第１の保護膜２と、第２のパターン120上に形成された第２の保護膜３とで構成される。当該第２の保護膜３は、少なくとも一部が第２のパターン120の凹部に充填されていればよい。また、第２の保護膜３の材質は、後述する第２保護膜除去工程に応じて選択され、例えば、水のり（ＰＶＡ等）のような水溶性材料であってもよいし、有機溶剤等によって溶解できる樹脂のような有機材料であってもよい。
In this case, as shown in FIG. 2, the molded product of the present invention has the
また、このように形成された成型品は、最終的には、第２の保護膜３を除去する第２保護膜除去工程を有することになる。第２の保護膜３を除去する方法は、当該除去によって被成形物１を毀損しない限りどのような方法でもよいが、例えば、第２の保護膜３を溶解するが被成形物１は溶解しない溶媒で除去する方法がある。具体的には、第２の保護膜３が水溶性材料からなり被成形物１が非水溶性である場合、溶媒として水を用いればよい。また、第２の保護膜３が有機材料からなり、非成形物が有機溶剤に溶けない無機材料や金属などの材料である場合は、溶媒として有機溶剤を用いればよい。
Further, the molded product thus formed finally has a second protective film removing step of removing the second
また、被成形物１が硫酸に溶解しない材料からなると共に第２の保護膜３がレジストの様な有機材料からなる場合は、第２の保護膜３を硫酸で脱水した後、当該第２の保護膜３の炭化物を過酸化水素等で酸化して除去してもよい。
When the
また、被成形物１が無機材料からなり、第２の保護膜３がレジストの様な有機材料からなる場合、第２の保護膜３にアッシング処理を行って除去してもよい。この場合、廃液処理の問題がない点で好ましい。
When the
また、第１の保護膜除去工程と第２の保護膜除去工程は、可能であれば同時に行うことも可能である。例えば、第１の保護膜２と第２の保護膜３が共に水のり（ＰＶＡ等）のような水溶性材料である場合には、溶媒として水を用いて、第１の保護膜２と第２の保護膜３を溶解し同時に除去することができる。
Further, the first protective film removing step and the second protective film removing step can be performed at the same time if possible. For example, when both the first
１ 被成形物
２ 第１の保護膜
３ 第２の保護膜
11 第１の面
12 第２の面
110 第１のパターン
120 第２のパターン1 Object to be molded 2 First
11 First side
12 Second side
110 First pattern
120 Second pattern
Claims (24)
前記第１の面に形成された第１のパターン上に第１の保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１保護膜形成工程後に、前記第２の面に第２のパターンを形成する第２成型工程と、
を有することを特徴とする両面成型方法。A double-sided molding method for forming a pattern on both sides of an object to be molded having a first surface and a second surface.
A first protective film forming step of forming a first protective film on the first pattern formed on the first surface, and
After the first protective film forming step, a second molding step of forming a second pattern on the second surface and a second molding step.
A double-sided molding method characterized by having.
前記第１保護膜除去工程は、前記第１の保護膜を硫酸で脱水した後、当該第１の保護膜の炭化物を酸化して除去することを特徴とする請求項３記載の両面成型方法。The object to be molded is made of a material that is insoluble in sulfuric acid, and the first protective film is made of an organic material.
The double-sided molding method according to claim 3, wherein the first protective film removing step is obtained by dehydrating the first protective film with sulfuric acid and then oxidizing and removing carbides of the first protective film.
前記第１保護膜除去工程は、前記第１の保護膜をアッシング処理することを特徴とする請求項３記載の両面成型方法。The object to be molded is made of an inorganic material, and the first protective film is made of an organic material.
The double-sided molding method according to claim 3, wherein the first protective film removing step is an ashing treatment of the first protective film.
前記第２保護膜除去工程は、前記第２の保護膜を硫酸で脱水した後、当該第２の保護膜の炭化物を酸化して除去することを特徴とする請求項１１記載の両面成型方法。The object to be molded is made of a material that is insoluble in sulfuric acid, and the second protective film is made of an organic material.
The double-sided molding method according to claim 11, wherein the second protective film removing step is obtained by dehydrating the second protective film with sulfuric acid and then oxidizing and removing carbides of the second protective film.
前記第１のパターン上に形成された第１の保護膜と、
を具備することを特徴とする成型品。An article body having a first pattern on the first surface and a second pattern on the second surface,
With the first protective film formed on the first pattern,
A molded product characterized by being provided with.
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