WO2007069519A1

WO2007069519A1 - 微細構造物およびその製造方法

Info

Publication number: WO2007069519A1
Application number: PCT/JP2006/324425
Authority: WO
Inventors: Takahisa Kusuura; Fujiko Ozawa; Takuji Taguchi; Kazuaki Uehara
Original assignee: Scivax Corporation
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-06-21
Also published as: JP2009050919A

Abstract

　加工対象物（２００）の成型面（２００ａ）に対して型（１００）を押圧することにより、型（１００）のパターンを転写する微細構造物の製造方法であって、パターンの成型面（２００ａ）への投影が、線幅１μｍ以下の二次元形状（２０１）を連続して構成した形状となるパターンを有する型（１００）を、加工対象物（２００）に対し押圧することにより、型（１００）のパターンを転写する。これにより、転写されたパターンの成型面（２００ａ）への投影が、線幅が１μｍ以下の二次元形状（２０１）を連続して構成した形状となる構造を有する微細構造物を提供できる。

Description

明細書

微細構造物およびその製造方法

技術分野

[0001] この発明は、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの成型面への投影が、線幅

1 μ m以下の二次元形状を連続して構成した形状となる構造を有する微細構造物およびその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] LSI (大規模集積回路)に代表される微細回路パターンを半導体基板 (以下、単に基板と称する)上に形成するには、フォトリソグラフィ一と呼ばれる技術が一般に用いられている。し力ながら、この方法では、形成するパターンの微細化にともなレ、、装置の大型化やコストの増大を招レ、てレ、た。

[0003] また、微細な成型物を得るために、加熱されて溶融した樹脂を、この樹脂のガラス転移温度以下に加熱された型に高速 ·高圧で流し込み、圧力をコントロールしながら凝固させて成型する射出成型も用いられている。し力ながら、この方法では、供給された樹脂が型に熱を奪われながら凝固するため、型の微細なパターンの中に樹脂が侵入し難ぐ微細な形状を形成することは困難であった。また、型を加熱し、微細なパターン内に樹脂が侵入するのを待った後、型を冷却し成型することも考えられる。し力ながら、射出成型では、型に樹脂を高圧で流し込む必要があるため、高圧に耐えられる大きな型が必要であり、型の熱容量が大きくなる結果、加熱'冷却に時間がかかるという問題があった。

[0004] 近年、上記問題を解決するものとして、超微細なパターンを基板上に形成する微細成型技術が注目されている。この技術は、簡単に説明すると以下の手順で行われる

[0005] まず、形成したいパターンが表面に作りこまれた型を準備し、ガラス転移温度以下の温度に保持された樹脂に、加工対象物のガラス転移温度以上に加熱された型を押圧する。すると、樹脂表面が溶融、流動されて、型のパターンが樹脂に転写される。次に、型を冷却して樹脂を凝固させ、型を離型する。これにより、樹脂に所定のパターンが形成される (例えば、特許文献 1参照）。

[0006] この方法では、高価な電子ビーム光源や光学系を必要とせず、加熱用ヒータとプレス装置を基本とした簡易な構造を用いることができる。

[0007] また、この方法では、樹脂が型に熱を奪われて凝固するという問題もなぐ樹脂を型の微細なパターン内に進入させることができる。また、射出成型のような高圧に耐える大型の型は不要であるため、高速に昇降温が可能であり、スループットの問題は生じない。

[0008] 実際、型に作り込まれた形状をそのまま精度良く転写することが可能となっており、すでにこの方法によって約 20nmの線幅をもつ細線が形成されたという報告がある。

[0009] 特許文献 1：国際公開番号 WO2004Z093171 (第 12頁、第 2図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力、しながら、転写するパターンが微細になる程、転写面全体への均一な転写は困難であった。この原因の一部としては、型と加工対象物の熱収縮の差や、変位、圧力等の制御が非常に困難になることが考えられる。特に、ラインアンドスペースのように、転写された面への投影が、一次元形状を一方向へ連続して構成した構造のものに比較して、ハニカム構造のように、多角形等の二次元形状を複数の方向へ連続して構成した構造のものは、転写領域において十分均一に転写することができなかった。

[0011] この問題は、転写領域の面積が大きくなる程、パターンの幅 (加工対象物の平面方向の寸法）が小さくなる程、パターンの深さ（加工対象物の垂直方向の寸法）が大きくなる程、アスペクト比が大きくなる程顕著になる。

[0012] そこで本発明は、微細成型技術を用いて、転写された面への投影が、二次元形状を複数の方向へ連続して構成した構造である微細構造物およびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 上記目的を達成するために、本発明の微細構造物は、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の二次元形状を連続して構成した形状となる構造を有することを特徴とする。

[0014] また、本発明の微細構造物は、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の多角形を連続して構成した形状となる構造を有することを特徴とする。

[0015] この場合、前記二次元形状は、複数の方向に連続して構成される方が好ましい。例えば、転写されたパターンがハニカム構造のものがある。また、前記パターンが転写された領域の面積が、 900mm²以上である方が好ましい。また、前記加工対象物は、厚さが lmm以下のフィルムである方が好ましい。また、前記パターンは、前記加工対象物に対し、前記型を 4MPa以下の圧力で押圧して転写される方が好ましい。また、前記パターンは、前記型および前記加工対象物の少なくともいずれか一方を前記加工対象物が軟化する軟化温度 (Tg)以上に加熱して転写したものである方が好ましい。

[0016] また、本発明の微細構造物の製造方法は、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンを転写する微細構造物の製造方法であって、前記パターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の二次元形状を連続して構成した形状となるパターンを有する型を、前記加工対象物に対し押圧することにより、前記型のパターンを転写することを特徴とする。

[0017] また、本発明の微細構造物の製造方法は、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンを転写する微細構造物の製造方法であって、前記パターンの前記成型面への投影力線幅 1 μ m以下の多角形を連続して構成した形状となるパターンを有する型を、前記加工対象物に対し押圧することにより、前記型のパターンを転写することを特徴とする。

[0018] この場合、前記二次元形状は、複数の方向に連続して構成される方が好ましい。例えば、前記型のパターンはハニカム構造を反転させた構造のものを用いることができる。また、前記型のパターンが形成されている領域の面積は、 900mm²以上である方が好ましい。また、前記加工対象物は、厚さが lmm以下のフィルムである方が好ましレ、。また、前記加工対象物に対し、前記型を 4MPa以下の圧力で押圧する方が好ましい。また、前記パターンは、前記型および前記加工対象物の少なくともいずれか一方を前記加工対象物が軟化する軟化温度 (Tg)以上に加熱して転写する方が好ましレ、。また、前記型と加工対象物とを押圧する際の雰囲気を真空にする方が好ましい。また、前記型と加工対象物とを押圧した後、型と加工対象物を前記加工対象物が軟化する軟化温度 (Tg) _ 5°C以下に冷却した後に前記型と加工対象物とを離型する方が好ましい。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の二次元形状を連続して構成した形状となる構造を有する微細構造物であるため、分光用フィルムや構造色 (微細構造によって色を実現したもの）を利用したデバイス、電子ペーパー、細胞培養シート等の種々のアプリケーションに利用すること力 Sできる。また、この微細構造物は、微細成型技術を用いるため、高スループットで、簡単かつ非常に安価に製造することができるという特徴がある。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の二次元形状を示す説明図である。

[図 2]本発明の微細加工装置を示す概略正面図である。

[図 3]膜厚 40 μ mのフィルムに形成した本発明のハニカム構造を有する微細構造物の SEM写真である。

[図 4]膜厚 40 μ mのフィルムに形成した本発明のハニカム構造を有する微細構造物の SEM写真である。

[図 5]膜厚 100 μ mのフィルムに形成した本発明のハニカム構造を有する微細構造物の SEM写真である。

[図 6]膜厚 100 μ mのフィルムに形成した本発明のハニカム構造を有する微細構造物の SEM写真である。

符号の説明

[0021] 100 型 200 加工対象物

200a 成型面

201 二次元構造

202 線

203 溝

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下に、本発明の実施の形態を図 1ないし図 6に基づいて詳細に説明する。

[0023] 本発明の微細構造物は、加工対象物 200の成型面 200a (型のパターンを転写する面）に対して型 100を押圧することにより、型 100のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの成型面 200aへの投影ほたは、加工対象物に対する型の押圧方向への投影）、線幅 (線 202の幅） 1 n m以下の二次元形状 201を複数の方向へ連続して構成した形状となる構造を有するものである。

[0024] ここで、加工対象物 200としては、どのようなものでも良いが、例えば、シート状又はフィルム状のものや基板状のものを用いることができる。材質は、例えばポリカーボネート、ポリイミド、環状ォレフィン系熱可塑性樹脂等の樹脂の他、アルミニウム等の金属、ガラス、石英ガラス、シリコン、ガリウム砒素、サファイア、酸化マグネシウム等の材料などを用いることができる。また、シリコンやガラス等からなる基板本体の表面に、「樹脂」、「フォトレジスト」、「配線パターンを形成するためのアルミニウム、金、銀などの金属」等の被覆層が形成されたものを用いることもできる。

[0025] なお、シート又はフィルムの場合には、その厚さが、 1mm以下、好ましくは 500 μ m 以下、更に好ましくは 200 x m以下、更に好ましくは lOO x m以下、更に好ましくは、 50 z m以下、更に好ましくは 40 z m以下のものが良い。

[0026] また、二次元形状 201とは、成型面 200aへの投影（または、加工対象物 200に対する型 100の押圧方向への投影）が、 0次元の点（すなわち、パターンの構造がビラ一やホール状のもの）や、一次元の線（すなわち、ノターンの構造がラインアンドスぺースのもの）以外の形状を意味する。例えば図 1 (a)に示すように、四角形や六角形等の多角形、円（楕円等を含む)等の形状を言う。つまり、二次元形状 201が正方形の場合には、パターンの構造は穴を有する直方体の箱状のものに該当し、二次元形状 201が六角形の場合には、パターンの構造がハニカム構造であるものに該当し、二次元形状 201が円の場合には、真ん中に穴を有するドーナツ型の円柱状のものに該当する。もちろん、これらのパターン構造を反転させた構造も含まれる。

[0027] なお、二次元形状 201の線幅（線 202の幅）は l z m以下が良ぐ好ましくは 250η m以下が良ぐ更に好ましくは lOOnm以下が良ぐ更に好ましくは 10nm以下が良い。更に、このパターンの深さ（加工対象物 200の垂直方向の寸法）は、 10nm以上、 1 00讓以上、 200nm以上、 500nm以上、 l z m以上、 10 z m以上、 100 z m以上等種々の大きさに形成される。また、このパターンのアスペクト比としては、 0. 2以上、 0. 5以上、 1以上、 2以上等種々のものがある。また、図 1 (d)に示すように、図 1 (b) の隣り合う正方形（二次元形状 201)同士の間に溝 203が形成されているものも含まれる。

[0028] また、二次元形状 201は、複数の方向へ連続して構成される。例えば、図 1 (a)、図 1 (c)では、六角形や円（二次元形状 201)が紙面上で左右や斜め方向に連続して構成されており、図 1 (b)では、正方形（二次元形状 201)が上下、左右に連続して構成されている。これにより、分光用フィルムや構造色 (微細構造によって色を実現したもの）を利用したデバイス、電子ペーパー、細胞培養シート等の種々のアプリケーションに必要な機能を持たせることができる。

[0029] なお、この場合、転写されたパターンが形成されてレ、る加工対象物上の領域は、大きい方が好ましぐ例えば、 900mm²以上、更に好ましくは 2500mm²以上の大きさが良い。

[0030] 次に、このような微細構造物の製造方法について説明する。微細構造物の製造には、図 2に示す加工装置 1を用いた。

[0031] 加工装置 1は、図 2に示すように、所定のパターンを有する型 100と加工対象物 20 0とを押圧して、型のパターンをカ卩ェ対象物 200に転写する微細加工装置であって、型 100を保持する型保持部 2と、加工対象物 200を保持する加工対象物保持部 12と、加工対象物 200に対する型 100の相対的な位置およびその位置を変化させる変位速度を調節可能な変位手段 5と、加工対象物 200に対する型 100の相対的な位置を検出する位置検出手段 7と、型 100と加工対象物 200との間の圧力を検出する圧力検出手段 8と、型 100を加熱する型加熱手段 3と、型 100を冷却する型冷却手段 4と、型 100の温度を検出する型温度検出手段 31と、加工対象物 200を加熱する加ェ対象物加熱手段 13と、加ェ対象物 200を冷却する加ェ対象物冷却手段 14と、加ェ対象物 200の温度を検出する加ェ対象物温度検出手段 131と、位置検出手段 7、圧力検出手段 8、型温度検出手段 31および加工対象物温度検出手段 131の検出情報に基づいて、変位手段 5、型加熱手段 3、型冷却手段 4、加工対象物加熱手段 13およびカ卩ェ対象物冷却手段 14の作動を制御する制御手段 300と、で主に構成される。

型 100の材料は「ニッケル等の金属」、「セラミックス」、「ガラス状カーボン等の炭素素材」、「シリコン」などが用いられる。また、型 100は、加工対象物 200に押圧して加ェ対象物 200を加工し得るものであればどのようなものでもよレ、が、その一端面（パターン面 100a)に、凹凸からなる所定のパターンが形成されている。このパターンは、転写する面への投影 (加工対象物に対する型の押圧方向への投影）が、線幅 (加工対象物 200に転写された線 202を反転させた線の幅） 1 μ m以下の二次元形状 (カロェ対象物 200に転写された二次元形状 201を反転させた形状）を複数の方向へ連続して構成した形状となる構造である。また、このパターンは、そのパターン面 100a に精密機械加工を施すことで形成することができる。また、型 100の原盤となるシリコン基板等にエッチング等の半導体微細加工技術によって所定の凹凸を形成した後、このシリコン基板等の表面に電気铸造 (エレクト口フォーミング)法、例えばニッケルメッキ法によって金属メツキを施し、この金属メツキ層を剥離して、凹凸からなるパターンを形成することもできる。もちろん型 100は、微細パターンが形成できるものであれば材質やその製造法が特に限定されるものではなレ、。このパターンの線幅 (加工対象物 200の平面方向の寸法）は、用いられる加工対象物 200の種類にもよるが、 Ι μ τη 以下、 l OOnm以下、 10nm以下等種々の大きさに形成される。更に、このパターンの深さ（力卩ェ対象物 200の垂直方向の寸法）は、 10nm以上、 l OOnm以上、 200nm以上、 500nm以上、 l z m以上、 10 z m以上、 100 μ m以上等種々の大きさに形成される。また、このパターンのアスペクト比としては、 0. 2以上、 0. 5以上、 1以上、 2以上等種々のものがある。更に、このパターンが占める領域は、 900mm²以上、更に好ましくは 2500mm²以上の大きさが良い。なお、この型は、成型中に加熱'冷却されるため、できる限り薄型化し、その熱容量を小さくする方が好ましい。

[0033] 型保持部 2は、図 2に示すように、型 100を保持する型保持面 2aに、ねじやクランプ金具等の締結具で型 100を面接触するように固定可能に形成される。なお、型保持部 2の構造は、型 100を型保持面 2a上に保持するものであればどのようなものでも良ぐ例えば、型保持面 2aに静電吸着や真空吸着により吸着保持する構造とすることも可能である。

[0034] また、型保持部 2には、型 100を加熱するための型加熱手段 3、例えば非常に応答性の良いカーボンヒータを備えている。カーボンヒータは、制御手段 300によって図示しない電源からの電流供給を制御されており、型 100を所定の一定温度に維持すること力 Sできる。なお、ヒータとしては、例えば、伝熱ヒータやセラミックヒータ、ハロゲンヒータ、 IHヒータ等を用いることも可能である。

[0035] また、型保持部 2には、型 100を冷却する型冷却手段 4が設けられている。型冷却手段 4としては、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属で形成された型保持部 2の内部に水や油等の冷却液、空気や不活性ガス等の冷却気体を流すことで、型 100を冷却することができる冷却流路を用いることができる。

[0036] また、型保持部 2には、型 100の温度を検出する型温度検出手段 31、例えば熱電対が設けられている。また、型温度検出手段 31は、制御手段 300に電気的に接続されており、検出した型 100の温度に関する情報を制御手段 300に伝達するように形成されている。

[0037] 加工対象物保持部 12は、図 2に示すように、加工対象物 200を略水平状態に保持するものであり、上面に加工対象物保持面 12aを有した保持ステージを備えている。

[0038] この保持ステージには、加工対象物保持面 12aに多数のバキューム孔 (図示せず）が形成されており、このバキューム孔に図示しない負圧源から負圧を作用させることで、加工対象物保持面 12a上に、加工対象物 200を吸着保持できる構成となっている。なお、加工対象物保持部 12の構造は、加工対象物 200を加工対象物保持面 12 aに保持するものであればどのようなものでも良ぐ例えば、クランプ金具等の締結具で加工対象物保持面 12aに固定したり、静電吸着で吸着保持したりする構造とすることも勿論可能である。

[0039] また、保持ステージの下部には保持した加工対象物 200を加熱するための加工対象物加熱手段 13、例えば非常に応答性の良いカーボンヒータを備えている。カーボンヒータは、制御手段 300によって図示しない電源からの電流供給を制御されており、保持ステージ上の加工対象物 200を所定の一定温度に維持することができる。なお、ヒータとしては、例えば、伝熱ヒータやセラミックヒータ、ハロゲンヒータ、 IHヒータ等を用いることも可能である。

[0040] また、加工対象物保持部 12には、加工対象物 200を冷却する加工対象物冷却手段 14を設けることも可能である。加工対象物冷却手段 14としては、例えばアルミニゥムゃ銅等の熱伝導性の高い金属で形成されたカ卩ェ対象物保持部 12の内部に水や油等の冷却液、空気や不活性ガス等の冷却気体を流すことで、加工対象物 200を冷却することができる冷却流路を用いることができる。

[0041] また、加工対象物保持部 12には、加工対象物 200の温度を検出する加工対象物温度検出手段 131、例えば熱電対が設けられている。また、加工対象物温度検出手段 131は、制御手段 300に電気的に接続されており、検出した加工対象物 200の温度に関する情報を制御手段 300に伝達するように形成されている。

[0042] 変位手段 5は、図 2に示すように、例えば、垂直方向に配置されたボールネジ 51と、このボールネジ 51を回転駆動させる電気モータ 52と力ら構成されている。また、ボ一ルネジ 51の下端部と型保持部 2の上面は、押圧部 53、ベアリング機構 54を介して連結されている。そして、ボールネジ 51を電気モータ 52で回転駆動することで、基台 50と上部ベース 55との間に設けられた複数例えば 4本の支柱 56に対し、押圧部 53 を型 100と加工対象物 200の接離方向（以下、 Z方向と称する）に変位させることができる。なお、電気モータ 52としては、直流モータ、交流モータ、ステッピングモータ、サーボモータ等、種々のものを用いることができる。ここで、変位手段 5は、加工対象物 200に対する型 100の位置を、型 100のパターンの深さ以下の変位量で調節できる方が好ましい。具体的には、変位量を 100 x m以下で調節することができるものが良ぐ好ましくは 10 z m以下、更に好ましくは l z m以下、更に好ましくは lOOnm以下、更に好ましくは 10nm以下、更に好ましくは lnm以下で調節できるものが好ましレ、。

[0043] また、変位手段 5は、加工対象物 200に対する型 100の変位速度を調節できるものが好ましい。具体的には、 100 μ ΐη/秒以下で調節できるものが良ぐ好ましくは 10 z mZ秒以下、更に好ましくは秒以下、更に好ましくは lOOnmZ秒以下、更に好ましくは 1 OnmZ秒以下、更に好ましくは lnm/秒以下で調節できるものが良レ、。なぜなら、制御手段 300は、圧力検出手段 8が検出した情報に基づいて変位手段 5の作動を制御し、型 100と加工対象物 200との間の圧力を調節している力圧力検出手段 8が検出した情報を変位手段 5にフィードバックするには、多少の時間が掛かる。したがって、変位速度が大き過ぎると圧力検出手段 8が検出した情報を変位手段 5にフィードバックするのが遅れ、型 100と加工対象物 200との間の実際の圧力を正確に制御することができなくなるからである。

[0044] なお、ここでは、変位手段 5を型保持部 2側に設ける場合にっレ、て説明したが、カロェ対象物保持部 12側に設けることも勿論可能である。また、変位手段 5としては、型 100と加工対象物 200との相対的な変位量や変位速度を調節できるものであれば、ボールねじと電気モータにより構成されるものに限られず、例えば、電圧を調節して大きさ（寸法)を変化させることができる圧電素子や磁界を調節して大きさ（寸法)を変化させることができる磁歪素子を用いることもできる。また、ボールねじおよび電気モータと圧電素子又は磁歪素子の両方を用いることも勿論可能である。この場合には、型 100と加工対象物 200を大きく変位させる際に、ボールねじおよび電気モータを適用し、型 100と加工対象物 200を微小量変位させる際に、圧電素子又は磁歪素子を用いることができる。更に、油圧式のものや空圧式のもの等を用いることも勿論可能である。

[0045] 変位手段 5をこのように構成することによって、型 100を保持する型保持部 2を上下し、加工対象物保持部 12に保持される加工対象物 200に対し、型 100のパターン面 100aを精密に近接 ·押圧及び離間することができる。

[0046] 位置検出手段 7は、例えば、型保持部 2に配置されたリニアスケールにより形成される。このリニアスケールを用いて、加工対象物 200と型保持部 2との距離を測定し、その値力も加工対象物 200に対する型 100の相対的な位置や変位速度を計算して検出すること力 Sできる。また、位置検出手段 7は、制御手段 300に電気的に接続されており、検出した型 100の位置や変位速度に関する情報を伝達するように形成されている。なお、位置検出手段 7としては、リニアスケールに限らず種々のものを用いることができ、例えば、型保持部 2側に設けられたレーザー測長機を用いて、加工対象物 200の位置を測定するか、加工対象物保持部 12側に設けられたレーザー測長機を用いて、型 100の位置を測定すればよい。また、電気モータに設けられたエンコーダを用いて、変位手段 5の変位量力計算により測定するものでもよい。なお、位置検出手段 7の分解能は、少なくとも型 100のパターンの深さ方向（Z方向）の大きさ以下、あるいは、変位手段 5が調節できる変位量以下の値で検出できるものが好ましい。具体的には、 100 z m以下で検出することができるものが良ぐ好ましくは 10 z m以下、更に好ましくは 1 μ πι以下、更に好ましくは lOOnm以下、更に好ましくは 10nm 以下、更に好ましくは lnm以下で検出することができるものが好ましい。

[0047] 位置検出手段 7をこのように構成することによって、パターンの大きさや型 100とカロェ対象物 200との間の圧力に応じて、加工対象物 200に対する型 100のパターン面 100aの位置を精密に調節することができるので、パターンの転写性および離型性を向上することができる。

[0048] 圧力検出手段 8は、型 100と加工対象物 200との間の圧力を検出するもので、例えば、型 100と加工対象物 200との間の荷重を測定するロードセルを用いることができる。これにより、荷重を測定し、型 100のパターン面 100aの面積で割れば型 100と加ェ対象物 200との間の圧力を検出することができる。また、圧力検出手段 8は、制御手段 300に電気的に接続されており、検出した圧力に関する情報を伝達するように形成されている。

[0049] 制御手段 300は、位置検出手段 7、圧力検出手段 8、型温度検出手段 31および加ェ対象物温度検出手段 131の検出情報に基づいて、変位手段 5、押圧手段 6、型加熱手段 3、型冷却手段 4、加工対象物加熱手段 13および加工対象物冷却手段 14の作動を制御するもので、例えばコンピュータを用いることができる。

[0050] ここで、調節する変位速度は、加工対象物 200の材料や温度等にもよるが、例えば、 100 z m/秒以下で調節するのが良ぐ好ましくは lO x mZ秒以下、更に好ましくは 1 μ ΐη/秒以下、更に好ましくは lOOnm/秒以下、更に好ましくは lOnm/秒以下、更に好ましくは lnm/秒以下で調節するのが良レ、。これにより、型 100と加工対象物 200の間の実際の圧力を確実に予め設定した所定値以下に調節することができる。なお、圧力検出手段 8の情報に基づいて型加熱手段 3および加工対象物加熱手段 13の少なくともいずれか一方を制御し、加工対象物 200の成型面 200aの温度を変化させて、型 100と加工対象物 200との間の圧力を調節することも可能である。

[0051] この加工装置 1を用いた微細構造物の製造方法は以下の通りである。

[0052] まず、型 100と加工対象物 200は、成型するための所定の温度に加熱される。ここで、加工対象物 200が基板等の比較的厚みのあるものの場合には、型 100は加工対象物 200より高い温度に加熱される方が好ましぐ更に好ましくは、型 100を加工対象物 200が軟化する軟化温度（ガラス転移点や融点の温度）より高い温度に加熱し、加工対象物 200はその軟化温度（ガラス転移点や融点の温度）より低い温度に加熱する方が好ましい。これにより、型 100と加工対象物 200とを押圧した際に、型 100 から加工対象物 200に熱が伝達し、加工対象物 200の表面近傍のみを軟化させることができるので、成型時に加工対象物 200が潰れる等の問題を回避することができる。一方、加工対象物 200がフィルムやシートのように比較的薄いものの場合には、型 100と加工対象物 200の温度を同じか同程度の温度に加熱する。これは、熱が伝わり易く結局型 100と加工対象物 200が同じ温度になるためである。加熱する温度は、加工対象物 200の材質や型 100の材質に寄るが、例えば、加工対象物が軟化する軟化温度 (Tg)以上にすれば良い。勿論、この温度に限定されるものではない。

[0053] 型 100と加工対象物 200とを所定温度に加熱した後、型 100と加工対象物 200とを予め設定した圧力で押圧する。この際、型 100と加工対象物 200との間の圧力は、型 100のパターンを加工対象物 200に転写できる大きさの範囲で、できる限り小さい圧力を用いる方が良い。具体的には、 4MPa以下、好ましくは 2MPa以下、更に好ましくは 1. 5MPa以下、更に好ましくは IMPa以下、更に好ましくは、 0. 5MPa以下、更に好ましくは 0. 25MPa以下にするのが良い。これにより、従来よりも比較的小さい圧力で押圧するため、型 100と加工対象物 200との間の密着力を増加させることがなぐ型崩れ等を防止して離型を容易にすることができる。 [0054] この場合、加工対象物 200に対する型 100の変位速度は、型 100と加工対象物 20 0との間の圧力が予め設定した圧力、例えば 4MPaを常に超えないように調節できる速度にする方が良い。なお、更に好ましくは、加工対象物 200に対する型 100の変位量を制御して押圧する方が好ましレ、。

[0055] また、型 100とカロェ対象物 200とを押圧し、型 100のパターンを加工対象物に転写する際には、型 100と加工対象物 200の雰囲気を真空にする方が好ましい。この場合、パターンの転写前に真空雰囲気にすれば良いが、加工対象物 200の酸化等を考慮すれば、加工対象物 200の加熱前に真空雰囲気にする方が好ましい。真空度としては、例えば 40Pa以下にすれば良い。

[0056] 次に、型 100と加工対象物 200とを接触させたまま、型 100と加工対象物 200を冷却し、加工対象物 200の温度をガラス転移温度（または軟ィ匕温度）以下にする。例えば、冷却温度を軟化温度 (Tg)— 5°C以下、軟化温度 (Tg)— 45°C以下、軟化温度（ Tg)— 90°C以下等にすれば良い。勿論、この温度に限定されるものではなレ、。また、型 100と加工対象物 200との間の圧力を保持したままで冷却しても良いし、ゼロ近傍まで減圧した後に冷却しても良レ、。

[0057] 最後に、型 100と加工対象物 200とを離型して、微細加工方法のプロセスを終了する。

[0058] これにより、非常に安価で、大量生産に向く微細構造物、すなわち、転写されたパターンの成型面 200aへの投影力線幅 1 m以下の二次元形状 201を複数の方向へ連続して構成した形状となる構造を有する微細構造物を製造することができる。実施例

[0059] 以下に実施例により本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

[0060] なお、加工対象物としては、ガラス転移温度 {軟ィ匕温度 (Tg) }が 136°Cのシクロォレフインポリマー力なる膜厚 40 μ mおよび 100 μ mの透明なフィルム（日本ゼオン株式会社製: ZF14)を用いた。

[0061] なお、微細成型の評価には、 SCIVAX社製の微細成型装置（VX-2000N-US)を使用した。金型は、加工対象物に転写した際に、加工対象物にハニカム構造を転写可能なパターン (ハニカム構造を反転させたパターン）を有するエッケノレ製のもので、転写可能領域が 50mm X 50mm (金型の外形は 55mm X 55mm)：面積が 2500mm² の正方形である金型を用いた。ハニカム構造は、線幅が 250nmでこの線の高さが 3 80nm (アスペクト比が約 1. 5)、一つのセル（六角形）の最大内径が 2 μ m (すなわち、線幅も含めた最大外径が 2. 5 μ m)とした。

[0062] 加工対象物をシリコン基板上に載置した後、ガラス転移温度 {軟化温度 (Tg) } + 2 5°C (161°C)に加熱し、ガラス転移温度 {軟化温度 (Tg) } + 25°C (161°C)に加熱した金型を 5 μ mZ秒の速度で該フィルム表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが 4500N (圧力が約 1. 5Mpa)に達したところで、その荷重で 600秒間保持した。

[0063] その後、膜厚 40 μ mのフィルムに対しては、金型の圧力を一定に保持しながら、ガラス転移温度 {軟化温度 (Tg) } -46°C (90°C)まで冷却し、冷却完了後、金型を 10 β m/秒の速度でフィルムから離型した。走査型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、転写領域全面に伸びや剥離の無い均一で良好なハニカム構造のパターンが転写されていた。転写後の平面写真 (倍率：1万倍)を図 3に、斜視方向力の写真 (倍率： 5千倍）を図 4に示す。

[0064] また、膜厚が 100 μ mのフィルムに対しては、金型の圧力を一定に保持しながら、ガラス転移温度 {軟ィ匕温度 (Tg) }— 5°C (131°C)まで冷却し、冷却完了後、金型を 1 0 _β m/秒の速度でフィルムから離型した。走査型電子顕微鏡（SEM)で観察したところ、転写領域全面に伸びや剥離の無レ、均一で良好なハニカム構造のパターンが転写されていた。転写後の平面写真 (倍率： 1万倍)を図 5に、斜視方向からの写真（倍率：2万倍）を図 6に示す。

Claims

請求の範囲

[1] 加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の二次元形状を連続して構成した形状となる構造を有することを特徴とする微細構造物。

[2] 加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンが転写された微細構造物であって、転写されたパターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の多角形を連続して構成した形状となる構造を有することを特徴とする微細構造物。

[3] 前記二次元形状は、複数の方向に連続して構成されることを特徴とする請求項 1又は 2記載の微細構造物。

[4] 転写されたパターンはハニカム構造であることを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれかに記載の微細構造物。

[5] 前記パターンが転写された領域の面積力 900mm²以上であることを特徴とする請求項 1なレ、し 4のレ、ずれかに記載の微細構造物。

[6] 前記加工対象物は、厚さが lmm以下のフィルムであることを特徴とする請求項 1ないし 5のいずれかに記載の微細構造物。

[7] 前記パターンは、前記加工対象物に対し、前記型を 4MPa以下の圧力で押圧して転写されたことを特徴とする請求項 1なレ、し 6のレ、ずれかに記載の微細構造物。

[8] 前記パターンは、前記型および前記加工対象物の少なくともいずれか一方を前記加ェ対象物が軟化する軟化温度 (Tg)以上に加熱して転写したことを特徴とする請求項 1なレ、し 7のレ、ずれかに記載の微細構造物。

[9] 加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンを転写する微細構造物の製造方法であって、

前記パターンの前記成型面への投影が、線幅 1 β m以下の二次元形状を連続して構成した形状となるパターンを有する型を、前記加工対象物に対し押圧することにより、前記型のパターンを転写することを特徴とする微細構造物の製造方法。

[10] 加工対象物の成型面に対して型を押圧することにより、前記型のパターンを転写する微細構造物の製造方法であって、

前記パターンの前記成型面への投影が、線幅 1 μ m以下の多角形を連続して構成した形状となるパターンを有する型を、前記加工対象物に対し押圧することにより、前記型のパターンを転写することを特徴とする微細構造物の製造方法。

[11] 前記二次元形状は、複数の方向に連続して構成されることを特徴とする請求項 9又は 10記載の微細構造物の製造方法。

[12] 前記型のパターンはハニカム構造を反転させた構造であることを特徴とする請求項 9 なレ、し 11のレ、ずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[13] 前記型のパターンが形成されている領域の面積は、 900mm²以上であることを特徴とする請求項 9ないし 12のいずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[14] 前記加工対象物は、厚さが lmm以下のフィルムであることを特徴とする請求項 9ないし 13のいずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[15] 前記加工対象物に対し、前記型を 4MPa以下の圧力で押圧することを特徴とする請求項 9なレ、し 14のレ、ずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[16] 前記パターンは、前記型および前記加工対象物の少なくともいずれか一方を前記加ェ対象物が軟化する軟化温度 (Tg)以上に加熱して転写することを特徴とする請求項 9なレ、し 15のレ、ずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[17] 前記型と加工対象物とを押圧する際の雰囲気を真空にすることを特徴とする請求項

9なレ、し 16のレ、ずれかに記載の微細構造物の製造方法。

[18] 前記型と加工対象物とを押圧した後、型と加工対象物を前記加工対象物が軟化する軟化温度 (Tg)— 5°C以下に冷却した後に前記型と加工対象物とを離型することを特徴とする請求項 9ないし 17のいずれかに記載の微細構造物の製造方法。