WO2014024958A1 - 微細凸状パターン構造体の製造方法及び微細凸状パターン構造体製造システム - Google Patents

微細凸状パターン構造体の製造方法及び微細凸状パターン構造体製造システム Download PDF

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WO2014024958A1
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fine convex
fine
pattern structure
pattern
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長沼 宏之
祐樹 有塚
幹雄 石川
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大日本印刷株式会社
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    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00Shaping characteristics in general

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a fine convex pattern structure and a system for manufacturing the fine convex pattern structure, and particularly relates to a method and system for manufacturing the fine convex pattern structure using a nanoimprint technique.
  • the nanoimprint technology is a pattern formation technology that uses a mold member (mold) having a fine concavo-convex pattern formed on the surface of a substrate, and transfers the fine concavo-convex pattern to a workpiece by transferring the fine concavo-convex pattern at the same magnification.
  • a fine concavo-convex pattern having a fine concavo-convex pattern is obtained by curing the resin in a state where the mold is pressed against a resin having fluidity and then peeling the mold from the cured resin or the like.
  • a structure is formed.
  • a fine convex pattern structure (for example, a resin pattern such as a pillar shape or a line and space shape) having a fine convex pattern formed in this way is, for example, a nanopillar array structure such as a cell culture sheet, or a moth eye.
  • the fine convex pattern is a resin pattern surface. It is required to be set up substantially perpendicular to the above.
  • the fine convex pattern may fall down.
  • the mold or the resin to be transferred is made of a flexible material, or while rotating a belt-shaped imprint mold or a mold having a fine concave pattern formed on the surface of a rotating body, it is conveyed in a predetermined direction.
  • the force in the in-plane direction applied to the fine convex pattern is large.
  • the collapse of the fine convex pattern becomes more serious.
  • the present invention provides a nano-imprint technique for forming a fine convex pattern structure having a fine convex pattern protruding in a predetermined direction regardless of the structure (shape, etc.) of the fine convex pattern.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing with high accuracy and a system for manufacturing the fine convex pattern structure.
  • the fine convex pattern structure formed by the nanoimprint technology can be used as an end product as it is or as an etching mask for etching a predetermined substrate.
  • the shape pattern is required to be erected in a substantially orthogonal direction of the plane portion. Therefore, it is necessary to form the fine convex pattern so as not to be inclined.
  • the fine convex pattern is inclined after the transfer process using the imprint mold, if the inclined fine convex pattern can be erected in the substantially orthogonal direction of the plane portion, the fine convex pattern is The fine convex pattern structure can be manufactured by the nanoimprint technique without worrying about the inclination.
  • the present inventors have intensively studied to solve the above problems, and as a result, by applying a predetermined force to the fine convex pattern, the inclined fine convex pattern is substantially orthogonal to the plane portion. As a result, the present invention has been completed.
  • the present invention is a method of manufacturing a fine convex pattern structure having a flat portion and a fine convex pattern protruding from the flat portion in a predetermined direction with respect to the flat portion, the fine convex pattern Using the imprint mold having a fine concave pattern corresponding to the above, forming a fine convex pattern protruding from the plane portion under the condition that the fine convex pattern is inclined to the plane portion side with respect to the predetermined direction, Provided is a method for producing a fine convex pattern structure, wherein at least the inclined fine convex pattern is caused to generate electric charges, thereby causing the fine convex pattern to protrude in a predetermined direction with respect to the planar portion ( Invention 1).
  • the fine convex pattern is formed on the condition that the fine convex pattern is inclined to the plane portion side with respect to the predetermined direction with respect to the flat portion, so that the fine convex pattern is removed when the imprint mold is removed. Since the stress acting on the pattern can be reduced, the ease of peeling of the imprint mold can be improved, and the occurrence of defects such as defects in the fine convex pattern can be suppressed.
  • the fine convex pattern may be inclined toward the plane portion side with respect to a predetermined direction.
  • the fine convex pattern can be projected in a predetermined direction with respect to the plane portion by using the repulsive force, according to the above invention (Invention 1), the fine projection protruding in the predetermined direction with respect to the plane portion.
  • the fine convex pattern structure having a pattern can be manufactured with high accuracy using the nanoimprint technology.
  • the contact state on the contact surface between each of the plurality of line-shaped fine convex patterns and the imprint mold is different. Therefore, when the imprint mold is peeled along the line direction of the fine convex pattern, the ease of peeling at the part where the peeling of each line-like fine convex pattern and the imprint mold starts may be different. . Further, when the imprint mold is peeled along the line direction of the fine convex pattern, it is difficult to incline the fine convex pattern, so that stress applied in the in-plane direction to the fine convex pattern escapes. It becomes difficult.
  • a defect such as a defect may occur in the line-shaped fine convex pattern at the peeling start portion, and the length in the longitudinal direction of the line-shaped fine convex pattern may become uneven.
  • the imprint mold is peeled in a direction intersecting (substantially orthogonal) to the line direction, the stress applied in the in-plane direction by healing the fine convex pattern can be easily released by inclining the fine convex pattern. Therefore, although the uniformity of the length in the longitudinal direction of the formed line-shaped fine convex pattern is improved, the line-shaped fine convex pattern is inclined along the peeling direction of the imprint mold.
  • the dimensional accuracy of the fine convex pattern can be improved by forming the fine convex pattern so as to be inclined toward the plane part side from the predetermined direction.
  • the fine convex pattern can be protruded in a predetermined direction with respect to the flat portion using the electric repulsive force.
  • a fine convex pattern structure having a fine convex pattern protruding in a predetermined direction can be manufactured with high accuracy.
  • the “planar portion” means a surface that serves as a base portion of the protruding fine convex structure portion, and may be a flat surface or a non-flat surface such as a concave surface, a convex surface, or a curved surface. May be.
  • invention 1 by making the said fine convex pattern structure exist in the atmosphere which can charge the said fine convex pattern structure, an electric charge is produced in the said inclined fine convex pattern.
  • invention 2 At least the fine convex pattern may be dielectrically polarized or electrostatically induced to generate an electric charge in the inclined fine convex pattern (Invention 3).
  • the fine convex pattern structure may be made of an insulating material (Invention 4), and the fine convex pattern structure contains a conductive material. It is made of a material, and at least the fine convex pattern may be in an electrically floating state, and an electric charge may be generated in the inclined fine convex pattern (Invention 5).
  • the present invention is a method of manufacturing a fine convex pattern structure having a flat portion and a fine convex pattern protruding from the flat portion in a predetermined direction with respect to the flat portion, and at least the fine convex shape
  • the pattern is made of a resin material that can be shrunk by applying energy from the outside, and an imprint mold having a fine concave pattern corresponding to the fine convex pattern is used, and the fine convex pattern is in the predetermined direction.
  • the fine convex pattern is characterized in that the fine convex pattern protrudes in a predetermined direction with respect to the planar portion by applying energy from To provide a method of manufacturing a structure (invention 6).
  • the fine convex pattern is formed on the condition that the fine convex pattern is inclined to the plane portion side with respect to the predetermined direction with respect to the flat portion, so that the fine convex pattern is removed when the imprint mold is removed. Since the stress acting on the pattern can be reduced, the ease of peeling of the imprint mold can be improved, and the occurrence of defects such as defects in the fine convex pattern can be suppressed.
  • the fine convex pattern may be inclined to the plane portion side with respect to a predetermined direction, but by applying energy from the outside to the inclined fine convex pattern.
  • the plane portion according to the invention (invention 6)
  • a fine convex pattern structure having a fine convex pattern protruding in a predetermined direction can be accurately manufactured using a nanoimprint technique.
  • the contact state on the contact surface between each of the plurality of line-shaped fine convex patterns and the imprint mold is different. Therefore, when the imprint mold is peeled along the line direction of the fine convex pattern, the ease of peeling at the part where the peeling of each line-like fine convex pattern and the imprint mold starts may be different. . Further, when the imprint mold is peeled along the line direction of the fine convex pattern, it is difficult to incline the fine convex pattern, so that stress applied in the in-plane direction to the fine convex pattern escapes. It becomes difficult.
  • a defect such as a defect may occur in the line-shaped fine convex pattern at the peeling start portion, and the length in the longitudinal direction of the line-shaped fine convex pattern may become uneven.
  • the imprint mold is peeled in a direction intersecting (substantially orthogonal) to the line direction, stress in the in-plane direction with respect to the fine convex pattern can be easily released by inclining the fine convex pattern. Therefore, although the uniformity of the length in the longitudinal direction of the formed line-shaped fine convex pattern is improved, the line-shaped fine convex pattern is inclined along the peeling direction of the imprint mold.
  • the dimensional accuracy of the fine convex pattern can be improved by forming the fine convex pattern so as to be inclined toward the plane part side from the predetermined direction.
  • the fine convex pattern is applied to the plane portion by using the contraction force of the resin material constituting the fine convex pattern. Since it can be made to protrude in the direction, a fine convex pattern structure having a fine convex pattern protruding in a predetermined direction with respect to the plane portion can be manufactured with high accuracy.
  • the relatively extended side surface of the said fine convex pattern is irradiated with an active energy ray with respect to the relatively extended side surface of the said inclined fine convex pattern.
  • the chemical structure of the resin material on the relatively extending side surface of the fine convex pattern is changed to change the fine convex pattern.
  • the relatively extending side surfaces of the material may be contracted (Invention 8).
  • the cross-linking reaction of the resin material may be advanced to contract the relatively extending side surfaces of the fine convex pattern (Invention 9), or the molecules of the resin material
  • the relatively extending side surface of the fine convex pattern may be contracted by cutting the chain (Invention 10).
  • the relatively extending side surface of the fine convex pattern may be thermally contracted (Invention 11).
  • the fine convex pattern structure is irradiated with an electron beam, an ion beam, an ultraviolet ray, an infrared ray, a visible ray, a laser beam, an X-ray or a gamma ray to thereby form the fine convex pattern. It is preferable to shrink the relatively extending side surface (Invention 12).
  • the present invention is a system for manufacturing a fine convex pattern structure having a flat portion and a fine convex pattern protruding from the flat portion in a predetermined direction with respect to the flat portion, the fine convex pattern Inclination that forms a fine convex pattern that protrudes from the planar portion under the condition that the fine convex pattern is inclined to the planar portion side with respect to the predetermined direction, using an imprint mold having a fine concave pattern corresponding to A fine projection comprising: a pattern forming portion; and a charge imparting portion that causes the fine convex pattern to protrude in a predetermined direction with respect to the planar portion by generating a charge on at least the inclined fine convex pattern.
  • a pattern-structure manufacturing system is provided (Invention 13).
  • the present invention includes a flat portion and a fine convex pattern protruding from the flat portion in a predetermined direction with respect to the flat portion, and at least the fine convex pattern is contracted by external energy application.
  • An inclined pattern forming portion that forms a fine convex pattern that protrudes from the planar portion under a condition that it is inclined to the flat portion side relative to a direction, and a side surface of the inclined fine convex pattern that is formed by the inclined pattern forming portion
  • the fine convex pattern is Providing a fine convex pattern structure manufacturing system characterized by comprising an energy applying portion to project in a predetermined direction with respect to surface portion (invention 14).
  • a method for accurately producing a fine convex pattern structure having a fine convex pattern protruding in a predetermined direction and the fine pattern A system for manufacturing a convex pattern structure can be provided.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a fine convex pattern structure according to the first embodiment of the present invention by a cut end face.
  • FIG. 2 is a flowchart showing another example (No. 1) of the step of transferring the fine concave pattern of the imprint mold to the imprinting resin film in the first and second embodiments of the present invention by a cut end face.
  • FIG. 3 is a flowchart showing another example (part 2) of the step of transferring the fine concave pattern of the imprint mold to the imprint resin film in the first and second embodiments of the present invention by a cut end surface. .
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a fine convex pattern structure according to the first embodiment of the present invention by a cut end face.
  • FIG. 2 is a flowchart showing another example (No. 1) of the step of transferring the fine concave pattern of the imprint mold to the imprinting resin film in the first and second embodiments of the present invention by
  • FIG. 4 is a cut end view showing another example of the step of forming the fine convex pattern that is inclined using the imprint mold in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view which shows the other example (the 1) which has the fine convex-shaped pattern which inclines in the 1st Embodiment of this invention which has the fine convex-shaped pattern which inclines.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the fine convex pattern structure manufacturing system in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a fine convex pattern structure according to the second embodiment of the present invention by a cut end face.
  • FIG. 8 is a cut end view showing a preferred example of the process of irradiating active energy rays in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cut end view showing another example of a fine convex pattern structure having an inclined fine convex pattern manufactured in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a fine convex pattern structure manufacturing system in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view which shows the other example (the 2) which has the fine convex pattern which inclines in the 1st Embodiment of this invention which has the fine convex pattern which inclines.
  • FIG. 12 is a cut end view showing a specific example of a fine convex pattern structure having an inclined fine convex pattern manufactured in the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 13 is an SEM photograph showing a fine convex pattern after peeling off the imprint mold in Example 1.
  • 14 is an SEM photograph showing the substrate after the dry etching process in Example 1.
  • FIG. 15 is a SEM photograph showing a fine convex pattern before electron beam irradiation in Example 2.
  • FIG. 16 is an SEM photograph showing a fine convex pattern after electron beam irradiation in Example 2.
  • FIG. 17 is a SEM photograph showing a fine convex pattern before electron beam irradiation in Example 3.
  • FIG. 18 is an SEM photograph showing a fine convex pattern after electron beam irradiation in Example 3.
  • FIG. 19 is an SEM photograph showing a fine convex pattern after electron beam irradiation in Example 4.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a fine convex pattern structure according to the first embodiment of the present invention by a cut end face.
  • a predetermined substrate for example, a silicon substrate, a metal substrate, a glass substrate, a quartz substrate, or the like
  • the fine concave pattern 32 corresponding to the fine convex pattern 12 in the fine convex pattern structure 10 to be manufactured is formed on the imprinting resin film 13 on the substrate 14.
  • the imprint mold 30 having a pressure is pressed, and the imprint resin film 13 is cured in this state (see FIG. 1B).
  • the resin material constituting the imprint resin film 13 is a resin material generally used for forming a fine uneven pattern by a nanoimprint method (insulating resin material such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photo-curable resin). Conductive resin materials, etc.).
  • resin materials examples include olefin-based, styrene-based, ethylene-based, ester-based, thiophoene-based, aniline-based, nylon-based, polyether-based, urethane-based, epoxy-based, phenol-based, acrylic-based, polyimide-based, Resin materials such as polyacetylene; silicone resins such as polydimethylsiloxane and polysiloxane; polypropylene, polycarbonate, polyamide, polyacetal, polyether ether ketone (PEEK), acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS), polyphenylene sulfide resin (PPS), poly Examples include phenyloline oxide, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polylactic acid, polyethylene terephthalate (PET), and vinyl chloride.
  • PES polyphenylene sulfide resin
  • the conductive resin material is obtained by doping a resin material such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin with an electron acceptor or an electron donor such as a conductive metal, a carbon compound, or iodine.
  • a resin material such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin
  • an electron acceptor or an electron donor such as a conductive metal, a carbon compound, or iodine.
  • the resin material that can be doped with the electron acceptor or the electron donor include polyolefin, polyamide, polyimide, polyacetylene, polythiophene, polyaniline, polyester, phenol resin, epoxy resin, acrylic resin, polyurethane, and the like.
  • the method for forming the imprint resin film 13 on the substrate 14 is not particularly limited.
  • the imprint resin film 13 can be formed on the substrate 14 using a spin coater or the like.
  • the imprint mold 30 is pressed against the imprint resin film 13 formed in advance on the predetermined substrate 14 to cure the imprint resin film 13 (FIG. 1).
  • the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the resin material is discretely dropped on the substrate 14 by an ink jet method or the like, and the imprint mold 30 is brought into contact with the resin material to spread the resin material, and in the fine concave pattern 32 of the imprint mold 30.
  • the resin material 131 may be filled and cured (see FIGS.
  • thermoplastic resin film 131 composed of the thermoplastic resin is heated to a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin. Then, the imprint mold 30 may be pressed to cure the thermoplastic resin (see FIGS. 3A and 3B).
  • the method of curing the imprint resin film 13 pressed by the imprint mold 30 is the type of resin material constituting the imprint resin film 13 (cured type). It can be appropriately selected depending on the case.
  • the imprint mold 30 is peeled off from the cured resin film for imprint 13 (see FIG. 1C).
  • the fine convex pattern 12 is formed under the condition that the fine convex pattern 12 protrudes in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 11.
  • the fine convex pattern structure 10 which has the plane part 11 and the fine convex pattern 12 which protrudes in direction ID which inclines with respect to orthogonal direction CD of the plane part 11 is manufactured.
  • the flat surface portion 11 is constituted by a resin residual film remaining on the substrate 14 as a portion corresponding to a portion other than the fine concave pattern 32 of the imprint mold 30.
  • the “orthogonal direction CD of the flat surface portion 11” is a side view of the fine convex pattern structure 10 in which the fine convex pattern 12 is positioned upward and the flat surface portion 11 is positioned downward.
  • a plane part that passes through the intersection of a line segment (axis line) passing through the center in the width direction of the fine convex pattern 12 and the plane part 11 in both the side view and the side view from another direction orthogonal to the one direction. 11 means a direction orthogonal to the tangent line, and when the plane part 11 is a non-flat surface, “orthogonal direction CD of the plane part 11” means the direction in each fine convex pattern 12. To do.
  • the fine convex pattern 12 which protrudes in direction ID which inclines with respect to orthogonal direction CD of the plane part 11 formed in 1st Embodiment is shown schematically in FIG.1 (c).
  • the side surface in the example shown in FIG. 12, the left direction in the inclined direction of the fine convex pattern 12
  • the side view the side surface (in the example shown in FIG. 12, the side view).
  • Each of the left side surface 12b and the side surface 12a on the tilt direction side (the right side surface in the example shown in FIG. 12) has a substantially curved shape, and the thickness of the fine convex pattern 12 ( length in the width direction) W 12 are substantially the same throughout the axial direction of one fine convex pattern 12. If it is the fine convex pattern 12 which has such a shape, it can be made to protrude in the substantially orthogonal direction with respect to the plane part 11 in the process mentioned later (refer FIG.1 (e)).
  • an imprint mold A method of peeling the imprint mold 30 from the imprinting resin film 13 so that not only the force in the vertical direction against the flat surface portion 11 but also the force in the in-plane direction acts on the fine convex pattern 12 when peeling 30. Can be mentioned.
  • the imprint mold 30 may be peeled off so that the peeling boundary portion between the imprint resin film 13 (substrate 14) and the imprint mold 30 has an inclination angle.
  • the imprint mold 30 is peeled off so that stress applied in the in-plane direction to the fine convex pattern 12 is mainly applied to the fine convex pattern 12 in the direction of the minimum dimension when the mold 30 is peeled off.
  • stress applied to the fine convex pattern 12 when the imprint mold 30 is peeled can be reduced.
  • the occurrence of defects such as these can be suppressed, and the fine convex pattern 12 with high dimensional accuracy can be formed.
  • the line-shaped fine convex pattern 12 having a high accuracy in the length in the longitudinal direction (line length) can be formed.
  • the direction of peeling of the imprint mold 30 is most preferably a direction intersecting the line direction of the fine convex pattern 12, but peeling is performed along the line direction. If the change in the shape of the fine convex pattern 12 that occurs in the process is within an allowable range, the imprint mold 30 may be peeled off along the line direction, and the line direction and the component in the direction intersecting the line direction are included. The imprint mold 30 may be peeled in the direction.
  • the resin sheet 15 made of the resin material is fixed in a certain direction.
  • the rotation of the belt-shaped imprint mold 301 or the columnar imprint mold 302 is synchronized with the conveyance of the resin sheet 15, and the belt-shaped imprint mold 301 or the columnar imprint mold 302 and the resin sheet 15
  • the method etc. which are made to contact continuously can be illustrated (refer Fig.4 (a), (b)).
  • the line direction of the line-shaped fine convex pattern 12 is When intersecting (substantially orthogonal) the transport direction X of the resin sheet 15, the fine convex pattern 12 protruding in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the planar portion 11 can be formed.
  • the size and aspect ratio of the pattern 12 can be determined by the type of resin material constituting the fine convex pattern 12, the shape of the fine convex pattern 12 (line shape, pillar shape, cross shape, L shape, etc.), etc.
  • the fine convex pattern 12 has a dimension and an aspect ratio that can protrude in the tilt direction ID by the above-described method.
  • the type of resin material constituting the imprinting resin film 13 and the shape of the fine convex pattern 12 in the fine convex pattern structure 10 to be manufactured (line shape, pillar shape, cross shape, L shape, etc.)
  • the size and / or the aspect ratio of the fine convex pattern 12 to be formed is peeled by pulling up the imprint mold 30 in the direction CD orthogonal to the plane portion 11, the fine convex pattern 12 is formed.
  • the fine convex pattern 12 is planarized by peeling the imprint mold 30 so as to be pulled up in the orthogonal direction CD with respect to the flat portion 11. It can project in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the part 11.
  • the fine convex pattern structure 10 having the pillar-shaped fine convex pattern 12 when the dimension of the fine convex pattern 12 is about 100 nm or less and the aspect ratio is about 2.0 or more,
  • the inclined fine convex pattern 12 can be formed without depending on the peeling method of the imprint mold 30.
  • the dimension of the fine convex pattern 12 (about 100 nm or less) is determined when the cylindrical pillar-shaped fine convex pattern 12 having an aspect ratio of 2.0 is formed using the resin material as described above. This is an example of the dimension definition that can form the fine convex pattern 12 protruding in the ID, and even if the dimension exceeds 100 nm, the fine convex pattern protruding in the tilt direction ID can be formed.
  • the fine convex pattern 12 protruding in the tilt direction ID can be formed even if the aspect ratio is less than 2.0.
  • a plurality of fine convex patterns 12 are formed in the fine convex pattern structure 10. May be included, all the fine convex patterns 12 may be inclined, or some of the fine convex patterns 12 may be inclined.
  • the inclined fine convex pattern 12 protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11 (FIG. 1).
  • the thickness of the flat surface portion 11 is preferably a thickness that can generate charges on the surface of the flat surface portion 11.
  • the fine convex pattern structure 10 formed on the substrate 14 is used, for example, as a mask for etching the substrate 14, generally, by an ashing process or the like as a pretreatment of the etching process of the substrate 14.
  • the residual resin film remaining on the substrate 14 is removed, but with the ashing of the residual resin film, the fine convex pattern 12 may be deformed or the dimension of the fine convex pattern 12 may be changed. As a result, the etching accuracy of the substrate 14 may decrease.
  • the fine convex pattern structure 10 is used as a mask at the time of etching the substrate 14, it is desired to make the thickness of the resin residual film extremely small.
  • the thickness of the resin residual film (planar portion 11) is the deformation or dimension of the fine convex pattern 12 accompanying the removal of the resin residual film. It is desirable that the thickness be such that an electric charge can be effectively generated on the surface of the residual resin film (planar portion 11) while taking into consideration the influence on the change and the like.
  • the flat portion 11 constituted by the resin residual film has a thickness that can only be charged to such an extent that it is difficult to protrude the inclined fine convex pattern 12 in a direction substantially orthogonal to the flat portion 11.
  • the substrate 14 is an insulating substrate or is not grounded even if it is a conductive substrate. If there is, the substrate 14 that is significantly thicker than the flat surface portion 11 is charged, so that the inclined fine convex pattern 12 is formed by utilizing the electric repulsive force between the charged substrate 14 and the fine convex pattern 12. It can project in a direction substantially orthogonal to the flat portion 11.
  • the substrate 14 is a conductive substrate and is grounded when generating a charge in the fine convex pattern structure 10
  • the plane portion 11 is extremely thin, Part of the charge generated in the portion 11 may escape to the substrate 14 side.
  • the fine convex pattern 12 and the planar portion 11 are in a state that can sufficiently hold the charge even if the charge that escapes to the conductive substrate 14 is subtracted.
  • the resin material constituting the flat portion 11 has a high dielectric constant, and the thickness and area of the flat portion 11 (area on the contact surface with the substrate 14) is as large as possible. preferable.
  • the center in the width direction of the bottom portion of the fine convex pattern 12 (the portion in contact with the upper surface of the flat portion 11), and the fine convex pattern 12 means that the angle formed with respect to the plane portion 11 by the line segment passing through the center in the width direction of the top portion 12 (the axis line of the fine convex pattern 12) is substantially 90 °, and the angle formed with respect to the plane portion 11 is As long as it is within an allowable range depending on the use of the fine convex pattern structure 10 (use of a lithography mask or the like), specifically, it may be within 90 ° ⁇ 10 °.
  • the interval between the adjacent fine convex patterns 12 and 12 is such that the electric repulsive force is such that the inclined fine convex pattern 12 can protrude in the substantially orthogonal direction of the plane portion 11.
  • the distance is such that it acts between the fine convex patterns 12, 12, particularly when the height of the fine convex pattern 12 is smaller than the distance between the adjacent fine convex patterns 12, 12.
  • the distance is preferably about twice or less the dimension (width) of the fine convex pattern 12.
  • the method for generating a charge in the fine convex pattern structure 10 is not particularly limited as long as it is a method capable of generating a charge having the same polarity on the surface of the flat portion 11 and the surface of the fine convex pattern 12,
  • the fine convex pattern structure 10 exists in an atmosphere in which the fine convex pattern structure 10 such as a plasma atmosphere can be charged.
  • the fine convex pattern structure 10 is made to exist in an electric field generated by an electric field generator or the like, and the fine convex pattern structure Charge of the same polarity (negative charge or positive charge) is applied to the surface of the planar portion 11 and the fine convex pattern 12 by 10 dielectric polarization or electrostatic induction.
  • the like method to Zaisa is. These methods may be appropriately selected according to the thickness of the fine convex pattern 12, the type of the resin material, and the like as described above.
  • the fine convex pattern structure 10 When a method of causing the fine convex pattern structure 10 to exist in a plasma atmosphere formed using a dry etching apparatus is selected as a method for generating a charge in the fine convex pattern structure 10, the fine convex pattern structure An output that does not substantially etch the body 10 (particularly, the resin residual film or the substrate 14) (for example, plasma that provides a desired etching rate of the substrate 14 when dry etching is performed using a dry etching apparatus).
  • the plasma atmosphere is formed at an output of about 80% or less, preferably about 50 to 70% of the output), so that a high-frequency current is not applied to the electrode on which the fine convex pattern structure 10 is mounted if desired. It is preferable that the positive ions in the plasma are not easily drawn into the fine convex pattern structure 10 side.Thereby, an electric charge can be generated in the fine convex pattern structure 10 without etching the fine convex pattern formation in the plasma atmosphere.
  • the conditions for generating high-density charges are equivalent to or close to the conditions in which the substrate 14 and the like are easily etched, such as temporarily increasing the plasma output, for example.
  • the bias voltage for drawing ions to the substrate 14 side is lowered (for example, the output of the drawing electrode electrically connected to the substrate 14 is lowered). It is necessary to set conditions for generating a high-density charge such that the etching amount of the substrate 14 or the like is negligible, such as using an etchant with a low etching rate such as.
  • the inclined fine convex pattern 12 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the flat portion 11 on the surfaces of the fine convex pattern 12 and the flat portion 11.
  • the electric repulsive force generates an electric charge having an amount of electric charge.
  • the amount of electric charge includes the size and aspect ratio of the fine convex pattern 12, the physical properties of the resin material constituting the fine convex pattern 12 (for example, elastic modulus), the degree of inclination of the fine convex pattern 12 (inclination angle), It can be appropriately set according to the interval between the adjacent fine convex patterns 12 and 12.
  • the fine convex pattern 12 and the plane part 11 are comprised by the conductor (for example, conductive polymer etc.), when the fine convex pattern 12 and the plane part 11 comprised by a conductor are earth
  • the conductor for example, conductive polymer etc.
  • the fine convex pattern structure 10 (the fine convex pattern 12 and the planar portion 11) is composed of a conductive polymer.
  • the charge application region EA in the fine convex pattern structure 10 and For example, a method of dividing another area OA through the slit 16 may be used.
  • the other area OA thus formed is grounded, so that charge is generated only in the charge application area EA, and only the fine convex pattern 12 in the charge application area EA is substantially perpendicular to the plane portion 11. Can be projected.
  • the fine convex portions between the fine convex pattern 12 and the flat portion 11 or adjacent to each other By generating charges of the same polarity (for example, negative charges) on the surfaces of the flat surface portion 11 and the fine convex pattern 12 as described above, the fine convex portions between the fine convex pattern 12 and the flat portion 11 or adjacent to each other.
  • the fine convex pattern 12 is deformed in a direction away from the plane part 11 by the electric repulsive force between the pattern patterns 12 and 12, and protrudes in a substantially orthogonal direction of the plane part 11 (see FIG. 1E).
  • the charge generated in the fine convex pattern structure 10 is released (FIG. 1 (f)). If the fine convex pattern structure 10 remains charged, various adverse effects may occur. For example, if the electric charge remains, fine foreign substances existing in the surrounding environment are easily attracted, and they are attached to the fine convex pattern structure 10, and the fine convex shape on the substrate 14 later. When the substrate 14 is etched using the pattern structure 10 as a mask, the etching accuracy may be reduced.
  • the fine convex pattern structure 10 having the flat portion 11 and the fine convex pattern 12 made of a predetermined resin material or the like is used as it is as a final product (for example, a nanopillar array structure such as a cell culture sheet, a moth-eye film, a microneedle.
  • a nanopillar array structure such as a cell culture sheet, a moth-eye film, a microneedle.
  • a deflection film, a metamaterial, a hydrophilic film, a water-repellent film, or the like there is a possibility that a predetermined function may not be achieved due to the characteristics of the foreign matter attached to the fine convex pattern structure 10.
  • the fine convex pattern 12 may be damaged due to electric charges (static electricity). Therefore, by discharging the charges from the fine convex pattern structure 10, it is possible to suppress the adverse effects caused by the charging of the fine convex pattern structure 10 as described above.
  • the method for releasing electric charges from the fine convex pattern structure 10 is not particularly limited.
  • the method of summing etc. is mentioned.
  • the step shown in FIG. 1D when charges are generated on the surface of the fine convex pattern structure 10 by causing the fine convex pattern structure 10 to exist in a plasma atmosphere.
  • the fine convex pattern 12 protruding in the substantially orthogonal direction of the plane portion 11 is inclined again by applying an electric repulsive force.
  • the above-described discharging step (FIG. 1 (f)) may be omitted.
  • the fine convex pattern structure 10 remains charged in an environment where the above adverse effect due to the discharge of the electric charge from the fine convex pattern structure 10 does not occur or the possibility of the adverse effect is extremely low. If the next process can be carried out even in the state, it is not necessary to release the charge from the fine convex pattern structure 10, and the above-described discharge process (FIG.
  • a dry etching apparatus is used in the process shown in FIG.
  • the plasma output is adjusted to such an extent that the etching amount can be substantially ignored or not etched, and if desired, the fine convex shape can be formed without applying a high-frequency current to the electrode on which the fine convex pattern structure 10 is placed.
  • the dry etching process may be performed by increasing the plasma output without releasing the charge from the fine convex pattern structure 10 existing in the plasma atmosphere. With such a method, it is possible to perform the next dry etching process as it is while projecting the fine convex pattern 12 in a direction substantially orthogonal to the flat surface portion 11, and to improve the throughput. preferable.
  • the manufacturing method of the fine convex pattern structure according to the first embodiment described above includes a cell culture sheet having a nanopillar array structure, and a moth-eye structure (a structure simulating an eyelet having a size of several tens to several hundreds of nanometers).
  • a film moss eye film having a micro-convex pattern of the order
  • a deflection film controlling the vibration direction of light, for example, a line and space in a specific direction, and this is the incident direction of light
  • it is particularly suitable for manufacturing a device that selectively blocks or transmits light.
  • an imprint mold 30 having a nanohole array structure corresponding to the nanopillar array structure is pressed against the resin film 13 for imprinting (FIG. 1 ( b)). Then, by carrying out the steps of FIG. 1C to FIG. 1F, a cell culture sheet in which the nanopillar array structure (fine convex pattern 12) protrudes in a direction substantially orthogonal to the planar portion 11 can be manufactured. it can.
  • the cell culture sheet having the nanopillar array structure is used, the cells contact the fine convex pattern 12. Therefore, it may not be desirable to form a release agent layer on the imprint mold 30. This is because the release agent layer may be toxic to cells.
  • the stress at the time of mold release of imprint mold 30 can be reduced by manufacturing the cell culture sheet which has a nano pillar array structure by a 1st embodiment.
  • an aluminum substrate having a plurality of fine recesses is formed by anodizing the surface of the aluminum substrate.
  • An etching process is performed to enlarge a plurality of fine recesses.
  • the aluminum substrate having a plurality of fine recesses formed as described above is used as an imprint mold, and the aluminum substrate is pressed against the imprint resin film.
  • the aluminum base material is a belt-shaped imprint mold 301 or a columnar imprint mold 302, and the belt-shaped or columnar imprint.
  • the molds 301 and 302 and the resin sheet 15 are continuously brought into contact with each other.
  • the moth-eye film in which the fine convex pattern 12 protrudes in a direction substantially orthogonal to the flat portion 11.
  • the moth-eye film can be mass-produced by continuously contacting the resin sheet 15 using belt-shaped or columnar imprint molds 301, 302, but gradually belt-shaped or columnar imprint molds 301, 302 The mold release performance of 302 may be reduced.
  • the moth-eye film in which the fine convex pattern 12 protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11 can be manufactured with high accuracy.
  • deviation film it can manufacture by producing the mold which has a line and space structure, for example, and passing through the process similar to a moth-eye film.
  • the fine convex pattern 12 is formed under the condition that the fine convex pattern 12 protrudes in the inclined direction. Therefore, when the imprint mold 30 is peeled from the imprint resin film 13, it is possible to suppress the occurrence of defects such as defects in the fine convex pattern 12. At the same time, by generating an electric charge in the inclined fine convex pattern 12, the fine convex pattern 12 can be projected in a substantially orthogonal direction with respect to the flat portion 11 by using an electric repulsive force. Thus, the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 protruding in a direction substantially orthogonal to 11 can be manufactured with high accuracy.
  • the manufacturing method of the fine convex pattern structure according to the first embodiment since the inclined fine convex pattern 12 can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11, in the conventional nanoimprint, Even the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 having a fine dimension and a high aspect ratio that is not formed because the pattern collapses can be manufactured with high accuracy.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the fine convex pattern structure manufacturing system in the present embodiment.
  • the fine convex pattern structure manufacturing system 50 includes a fine convex pattern structure 10 having a flat portion 11 and a fine convex pattern 12 protruding from the flat portion 11.
  • An inclined pattern forming portion 51 manufactured under the condition that the fine convex pattern 12 protrudes in a direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 11, and a fine convex pattern structure manufactured by the inclined pattern forming portion 51.
  • It has the charge provision part 52 which makes the fine convex pattern 12 which inclines protrude in the substantially orthogonal direction of the plane part 11 by producing an electric charge in the body 10.
  • the inclined pattern forming unit 51 is configured by a single device or a plurality of devices generally used for manufacturing the fine convex pattern structure 10. For example, the substrate stage on which the substrate 14 is placed, and the imprint mold 30 is held so that the surface of the imprint mold 30 on which the fine concave pattern 32 is formed faces the substrate 14 placed on the substrate stage.
  • Optical nanoimprint apparatus or thermal nanoimprint apparatus including a holding unit, an imprint chamber in which an imprint process is performed, or the like; belt-shaped or rotating body-shaped imprint molds 301 and 302, and a long sheet-shaped transfer target (resin sheet 15 Etc.), a sheet nanoimprint apparatus or the like that can produce a long sheet-like fine convex pattern structure 10 by pressing the belt-like or rotating body-like imprint molds 301 and 302 against the transfer object. (See FIGS. 4A and 4B).
  • the holding portion is applied so that the in-plane stress acts on the fine convex pattern 12.
  • a mechanism capable of operating By providing such a mechanism, the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 protruding in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane part 11 can be manufactured.
  • the fine convex pattern 12 is necessarily in the in-plane direction. Stress acts (the fine convex pattern 12 is pulled in a direction opposite to the conveyance direction X of the transfer target (resin sheet or the like)). Therefore, the fine convex pattern structure 10 which has the fine convex pattern 12 which protrudes in direction ID which inclines with respect to orthogonal direction CD of the plane part 11 can be manufactured.
  • the device configuration is particularly limited.
  • a plasma generator having a plasma chamber
  • a dry etching apparatus having a plasma generator, an electric field generator, and the like.
  • the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 that is inclined is manufactured by the inclined pattern forming unit 51, and the charge applying unit 52 Electric charges are generated in the fine convex pattern structure 10.
  • the plane repulsive force which acts between the fine convex pattern 12 and the plane part 11 or between the adjacent fine convex patterns 12 and 12 is utilized, and the substantially orthogonal direction with respect to the plane part 11. It is possible to manufacture the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 projecting in the direction.
  • the fine convex pattern structure 10 is manufactured under the condition that the fine convex pattern 12 is inclined in the inclined pattern forming unit 51.
  • the fine convex pattern 12 inclined by the charge imparting portion 52 protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11. Therefore, the fine convex pattern structure 10 having the fine convex pattern 12 protruding in a direction substantially orthogonal to the flat portion 11 can be manufactured with high accuracy.
  • the inclined fine convex pattern 12 can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11, so that the pattern in the conventional nanoimprint is Even if it is the fine convex pattern structure 10 which has the fine convex pattern 12 of the fine dimension and high aspect ratio which were not formed because it falls down, it can manufacture accurately.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a fine convex pattern structure according to the second embodiment of the present invention by a cut end face.
  • the imprint resin film 23 is formed, as in the method for manufacturing the fine convex pattern structure according to the first embodiment.
  • a predetermined substrate for example, a silicon substrate, a metal substrate, a glass substrate, a quartz substrate, etc.
  • the imprint mold 40 having the fine concave pattern 42 corresponding to the fine convex pattern 22 in the fine convex pattern structure 20 is pressed, and the imprint resin film 23 is cured in this state (see FIG. 7B).
  • a resin material constituting the imprint resin film 23 As a resin material constituting the imprint resin film 23, a resin material generally used for forming a fine uneven pattern by a nanoimprint method (an insulating resin material such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin) is used. ), which can be shrunk by external energy application. As such a resin material, the thing similar to what was illustrated as a resin material which comprises the resin film 13 for imprint in 1st Embodiment can be used.
  • an insulating resin material such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin
  • the same method as that of the first embodiment can be adopted for the method of forming the imprint resin film 23 on the substrate 24.
  • the resin material is discretely dropped onto the substrate 24 by an ink jet method or the like, and the imprint mold 40 is brought into contact with the resin material. While spreading the resin material, the resin material may be filled into the fine concave pattern 42 of the imprint mold 40 and cured (see FIGS. 2A and 2B), or may be made of a thermoplastic resin.
  • the resin film 231 may be heated above the glass transition temperature of the thermoplastic resin, and the imprint mold 40 may be pressed in this state to cure the resin (see FIGS. 3A and 3B).
  • the method of curing the imprint resin film 23 is the same as the method in the first embodiment.
  • the imprint mold 40 is peeled from the cured resin film for imprint 23 (see FIG. 7C).
  • the fine convex pattern 22 is formed under the condition that the fine convex pattern 22 protrudes in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21.
  • the fine convex pattern structure 20 which has the plane part 21 and the fine convex pattern 22 which protrudes in direction ID which inclines with respect to the orthogonal direction CD of the plane part 21 is manufactured.
  • the flat surface portion 21 is configured by a resin residual film remaining on the substrate 24 as a portion corresponding to a portion other than the fine concave pattern 42 of the imprint mold 40, and the thickness of the flat surface portion 21. The length can be appropriately set according to the use of the fine convex pattern structure 20 to be manufactured.
  • the fine convex pattern 22 which protrudes in direction ID which inclines with respect to orthogonal direction CD of the plane part 21 formed in 2nd Embodiment is schematically shown in FIG.7 (c).
  • the side surface in the example shown in FIG. 12, the left direction in the inclined direction of the fine convex pattern 22
  • Both the left side surface 22b and the inclined side surface (in the example shown in FIG. 12, the right side surface side surface) 22a have a substantially arcuate shape
  • the thickness of the fine convex pattern 22 ( The length in the width direction) W 22 is substantially the same over the entire axial direction of one fine convex pattern 22. If it is the fine convex pattern 22 which has such a shape, it can be made to protrude in the substantially orthogonal direction with respect to the plane part 21 in the process mentioned later (refer FIG.7 (e)).
  • the first embodiment As a condition for projecting the fine convex pattern 22 in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21, that is, as a method for projecting the fine convex pattern 22 in the inclined direction ID, the first embodiment is used.
  • the imprinting resin for example, not only the force in the vertical direction against the flat surface portion 21 but also the force in the in-plane direction acts on the fine convex pattern 22 when the imprint mold 40 is peeled off.
  • membrane 23 can be mentioned.
  • the imprint mold 40 may be peeled off so that the peeling boundary portion between the imprint resin film 23 (substrate 24) and the imprint mold 40 has an inclination angle.
  • the imprint mold 40 is peeled so that the stress applied in the in-plane direction to the fine convex pattern 22 is applied to the fine convex pattern 22 in the direction of the minimum dimension when the mold 40 is peeled off.
  • stress applied to the fine convex pattern 22 when the imprint mold 40 is peeled can be reduced.
  • the occurrence of defects such as these can be suppressed, and the fine convex pattern 22 with high dimensional accuracy can be formed.
  • the line-shaped fine convex pattern 22 having a high accuracy in the length in the longitudinal direction (line length) can be formed.
  • the direction of peeling of the imprint mold 40 is most preferably a direction intersecting the line direction of the fine convex pattern 22, but peeling is performed along the line direction. If the change in the shape of the fine convex pattern 22 that occurs in the process is within an allowable range, the imprint mold 40 may be peeled along the line direction, and the component has a component in the line direction and a direction intersecting the line direction. The imprint mold 40 may be peeled in the direction.
  • the resin sheet 25 made of the resin material is fixed in a certain direction.
  • the rotation of the belt-shaped imprint mold 401 or the columnar imprint mold 402 is synchronized with the conveyance of the resin sheet 25, and the belt-shaped imprint mold 401 or the columnar imprint mold 402 and the resin sheet 25 are The method etc. which are made to contact continuously can be illustrated (refer Fig.4 (a), (b)).
  • the line direction of the line-shaped fine convex pattern 22 is When intersecting (substantially orthogonal) the transport direction X of the resin sheet 25, the fine convex pattern 22 protruding in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21 can be formed.
  • the dimension and aspect ratio of the pattern 22 can be determined by the type of resin material constituting the fine convex pattern 22, the shape of the fine convex pattern 22 (line shape, pillar shape, cross shape, L shape, etc.), etc.
  • the fine convex pattern 22 has a dimension and an aspect ratio that can protrude in the inclination direction ID by the above-described method.
  • the resin material constituting the fine convex pattern 22 is contracted to cause the fine convex pattern 22 protruding in the inclination direction ID to protrude in a substantially orthogonal direction.
  • the dimension and aspect ratio of the fine convex pattern 22 protruding in the substantially orthogonal direction vary from the design dimension and aspect ratio.
  • the amount of change in the dimension and aspect ratio is determined by the shrinkage rate of the resin material constituting the fine convex pattern 22. Therefore, the dimension and aspect ratio of the fine convex pattern 22 protruding in the tilt direction ID can be appropriately set according to the allowable range of the change amount of the dimension and aspect ratio of the fine convex pattern 22.
  • the type of resin material constituting the imprint resin film 23 and the shape of the fine convex pattern 22 in the fine convex pattern structure 20 to be manufactured (line shape, pillar shape, cross shape, L shape, etc.)
  • the size and / or aspect ratio of the fine convex pattern 22 to be formed is raised by peeling the imprint mold 40 in the orthogonal direction CD with respect to the plane portion 21, the fine convex pattern 22 is formed.
  • the fine convex pattern 22 is planarized by peeling the imprint mold 40 so as to pull up in the orthogonal direction CD with respect to the flat portion 21.
  • the part 21 can be projected in a direction ID that is inclined with respect to the orthogonal direction CD.
  • the dimension of the fine convex pattern 22 is about 1.0 ⁇ m or less and the aspect ratio is about 1.5 or more.
  • the fine convex pattern 22 protruding in the tilt direction ID can be formed without depending on the peeling method of the imprint mold 40.
  • the dimension of the fine convex pattern 22 (about 1.0 ⁇ m or less) is defined when a cylindrical pillar-shaped fine convex pattern 22 having an aspect ratio of 1.5 is formed using a resin material as described above. This is an example of a dimension that can form the fine convex pattern 22 protruding in the inclination direction ID, and even if the dimension exceeds 1.0 ⁇ m, the fine convex pattern protruding in the inclination direction ID can be formed. it can.
  • the fine convex pattern 22 protruding in the tilt direction ID can be formed even if the aspect ratio is less than 1.5.
  • the fine convex pattern 22 is formed when the fine convex pattern 22 protruding in the direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21 is formed.
  • the structure 20 includes a plurality of fine convex patterns 22, all the fine convex patterns 22 may protrude in the inclination direction ID, or some of the fine convex patterns 22 may be in the inclination direction. You may make it protrude in ID.
  • the fine convex pattern structure according to the second embodiment is applied from the outside.
  • the contraction force of the fine convex pattern 22 caused by the energy the inclined fine convex pattern 22 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the plane part 21, and the plane part 21 and the substantially orthogonal direction of the plane part 21 It is possible to manufacture a fine convex pattern structure 20 having a fine convex pattern 22 that protrudes into the shape (see FIG. 7E).
  • Examples of a method for applying energy to the fine convex pattern 22 include, for example, an active energy beam irradiation device (electron beam irradiation device, charged particle beam irradiation device such as an ion beam irradiation device; ultraviolet irradiation device, infrared irradiation device, visible light irradiation) Active energy rays (charged particle beams such as electron beams and ion beams); ultraviolet rays, infrared rays, visible rays, etc., using a beam irradiation device such as an apparatus or a laser beam irradiation device; a radiation irradiation device such as an X-ray irradiation device or a gamma ray irradiation device And a method of irradiating the fine convex pattern 22 with a light beam such as a laser beam; radiation such as an X-ray and a gamma ray).
  • the type of the active energy ray 26 irradiated to the fine convex pattern 22 can be appropriately selected according to the type of the resin material constituting the fine convex pattern 22.
  • the resin material constituting the fine convex pattern 22 is a photocurable resin and the photocurable resin is contracted using a crosslinking (polymerization) reaction
  • the photocurable resin generally has a wavelength of 400 nm.
  • ultraviolet rays are selected as the active energy ray
  • the polymerization initiator contained in the photocurable resin has an optimum absorption wavelength.
  • the pattern 22 contracts in a short time. Therefore, it is necessary to strictly control the irradiation amount of ultraviolet rays so that the fine convex pattern 22 does not shrink too much. That is, it is necessary to select energy to be used from the viewpoint of controllability.
  • the type of active energy ray 26 can be appropriately selected depending on the type of material constituting the fine convex pattern 22.
  • the effect exerted by the second embodiment is the fine convex pattern It depends on the thickness and physical properties of the resin constituting the resin 22. Specifically, when the light is applied to the fine convex pattern 22 composed of a resin material having a transmittance of 30% or less with respect to the wavelength of light to be used, and composed of a resin material having a transmittance of 90% or more.
  • the curing mode of the resin is different.
  • the surface irradiated with the light is more contracted, but in the fine convex pattern 22 composed of a resin material having a transmittance of 90% or more Will shrink substantially uniformly. Due to the difference in the light transmittance of such a resin material, in the fine convex pattern 22 composed of a resin material having a high light transmittance (for example, 90%), the entire fine convex pattern 22 is substantially uniform.
  • the fine convex pattern 22 Due to the shrinkage, it is difficult to project the fine convex pattern 22 in a substantially orthogonal direction of the flat surface portion 21, but the fine convex pattern 22 made of a resin material having a low light transmittance (for example, 30%). In this case, it becomes easy to project the fine convex pattern 22 in a substantially orthogonal direction of the plane portion 21. Further, when the fine convex pattern 22 is projected in the substantially orthogonal direction of the plane portion 21 by light irradiation, there is a concern that the resin material may be further contracted by the reflected light from the substrate 24.
  • an optical system such as a direction of irradiating the fine convex pattern 22 with light or scattered light. It is preferable to consider the physical properties corresponding to the transmittance (absorption rate) of the resin material constituting the fine convex pattern 22 and the reactivity with respect to the wavelength.
  • an electron beam is selected as the active energy ray 26 (when an electron beam irradiation device is selected as the active energy ray irradiation device), energy is easily consumed near the surface of the resin facing the irradiation direction. It is possible to cause a strong change with respect to the surface of the resin (electron beam irradiation surface), and it is possible to project the fine convex pattern 22 in a substantially orthogonal direction of the flat portion 21. Note that the electron beam irradiation conditions are also preferably selected as appropriate.
  • a fine convex pattern 22 having a thickness of 20 nm or less as viewed in the irradiation direction from an electron beam irradiation source is irradiated with an electron beam generated by a low acceleration voltage of about 0.1 to 10 kV.
  • the resin material which comprises the surface irradiated with the electron beam among the side surfaces of the convex pattern 22 can be more effectively contracted, the side surface (electron beam) facing the electron beam irradiation surface of the fine convex pattern 22 Since the resin material constituting the non-irradiated surface is hardly contracted, the fine convex pattern 22 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the flat surface portion 21.
  • the side surface 22a on the left side in side view is relatively elongated, and the side surface on the inclined side (the side surface on the right side in the side view in the example shown in FIG. 7) 22b is relatively contracted.
  • the amount of energy applied to the relatively extending side surface 22a among the side surfaces of the inclined fine convex pattern 22 is as follows. Energy is imparted to the fine convex pattern 22 so as to increase. By increasing the amount of energy applied to the side surface 22a that is relatively extended, the amount of contraction of the side surface 22a that is relatively extended becomes larger than that of the side surface 22b that is relatively contracted. As a result, the fine convex pattern 22 can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • an active energy ray (electron beam, ion beam, ultraviolet ray, infrared ray, visible ray, laser beam, X-ray, gamma ray, etc.) 25 is present on the relatively extending side surface 22a of the inclined fine convex pattern 22. It is preferable to irradiate mainly, and for this purpose, the active energy ray source (in consideration of the inclination direction and the inclination angle of the fine convex pattern 22, the interval between the adjacent fine convex patterns 22, 22, etc.
  • an installation position of an electron gun or an ion gun a light source of ultraviolet rays, infrared rays, visible light, laser light; irradiation source of X-rays, gamma rays, etc.) and set an irradiation direction of active energy rays.
  • the side surface 22a of the fine convex pattern 22 is efficiently irradiated by irradiating the active energy ray 26 from above the fine convex pattern structure 20 in a direction CD orthogonal to the plane portion 21. While the active energy ray 26 can be irradiated to the side surface 22a, the side surface 22a of the fine convex pattern 22 is less likely to be irradiated with the active energy ray 26. The amount of energy applied can be increased.
  • the fine convex pattern structure 20 having the pattern 22 can be manufactured.
  • the side surface of the fine convex pattern 22 depends on the inclination angle of the fine convex pattern 22, the interval between the adjacent fine convex patterns 22, 22, and the like.
  • the irradiation direction of the active energy ray 26 may be set so that the active energy ray 26 is efficiently irradiated by 22a.
  • the fine convex pattern 22 is inclined toward the right side, and the fine convex pattern 22 is inclined (the fine convex pattern with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21).
  • the angle ⁇ formed by the inclination direction ID of 22 is large, and a part of the side surface 22a of one fine convex pattern 22 is hidden by the adjacent fine convex pattern 22 when the fine convex pattern structure 20 is viewed from above.
  • the inclination of the fine convex pattern 22 (the angle ⁇ formed by the inclination direction ID of the fine convex pattern 22 with respect to the orthogonal direction CD of the flat surface portion 21) is small, and the fine convex pattern structure 20 has one fineness when viewed from above.
  • the irradiation direction of the active energy ray 26 is set to the lower right direction (see FIG. 8B).
  • the inclination direction ID of the fine convex pattern 22 is not necessarily a constant direction, and each fine convex pattern 22 may be inclined in various directions. In such a case, it is preferable to irradiate the active energy rays 26 from above the fine convex pattern structure 20 along the direction CD perpendicular to the plane portion 21 (see FIG. 7D).
  • the fine convex pattern structure 20 is divided into a plurality of regions based on the inclination direction ID of the fine convex pattern 22, and the irradiation direction of the active energy ray 26 according to the inclination direction ID of the fine convex pattern 22 in each region. And the active energy ray 26 may be irradiated from the set direction for each divided region. By doing in this way, the active energy ray 26 can be effectively irradiated to the side surfaces 22a of all the fine convex patterns 22 in the fine convex pattern structure 20, and it protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • the fine convex pattern structure 20 having the fine convex pattern 22 to be manufactured can be accurately manufactured.
  • the shrinkage of the fine convex pattern 22 due to the application of energy is the shrinkage caused by the change in the chemical structure of the resin material constituting the fine convex pattern 22, and the energy applied to the fine convex pattern 22.
  • This is considered to be caused by at least one mechanism of shrinkage or the like caused by the heat generated by.
  • the shrinkage caused by the change in the chemical structure of the resin material for example, the shrinkage caused by the progress of the crosslinking (polymerization) reaction of the resin material constituting the fine convex pattern 22;
  • the constituent resin material is a material having a ring structure, and shrinkage caused by densification of the resin material in the fine convex pattern 22 due to the ring structure becoming a linear structure by ring opening;
  • the molecular chain of the resin material constituting the pattern 22 is cut, and some molecules are removed so as not to affect the structure of the fine convex pattern 22 (so that the fine convex pattern 22 is not damaged).
  • the active energy ray-curable resin can proceed with a crosslinking (polymerization) reaction, but the molecular chain can be cut.
  • An active energy ray 26 having a low energy intensity is irradiated toward the side surface 22 a of the fine convex pattern 22.
  • the cross-linking (polymerization) reaction of the active energy ray-curable resin in the vicinity of the portion irradiated with the active energy ray 26 (side surface 22a) proceeds, and the vicinity of the side surface 22a of the fine convex pattern 22 is further contracted. .
  • the inclined fine convex pattern 22 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the plane portion 21.
  • the resin material which comprises the fine convex pattern 22 is a resin material which has a ring structure
  • strength which can advance the ring-opening reaction of the said ring structure is made into the fine convex pattern 22 Irradiation toward the side surface 22a.
  • the ring-opening reaction of the resin material in the vicinity of the portion irradiated with the active energy ray 26 (side surface 22a) proceeds to change the ring structure into a linear structure, thereby increasing the density of the resin material in the vicinity of the side surface 22a. Therefore, the vicinity of the side surface 22a of the fine convex pattern 22 is further contracted, and the inclined fine convex pattern 22 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the plane portion 21.
  • the active energy rays 26 having such an energy intensity that the molecular chains of the resin material constituting the fine convex pattern 22 can be cut and some molecules can be desorbed are directed toward the side surface 22 a of the fine convex pattern 22. Irradiate. As a result, the molecular chain of the resin material in the vicinity of the portion irradiated with the active energy ray 26 (side surface 22a) is cut and a part of the molecules is detached, and the vicinity of the side surface 22a of the fine convex pattern 22 is further contracted. As a result, the inclined fine convex pattern 22 a can be protruded in the substantially orthogonal direction of the plane portion 21.
  • the active energy ray 26 may be continuously irradiated onto the fine convex pattern 22, but by irradiating the active energy ray 26 in a pulse shape, the fine convex pattern structure 20 It is preferable that excessive energy is not applied to the fine convex pattern 22. If excessive energy is applied to the fine convex pattern 22, the portion other than the portion to be contracted (side surface 22a of the fine convex pattern 22) mainly contracts. 20 may be deformed.
  • the active energy ray irradiation conditions including the pulse width and pulse pause time of the active energy ray irradiation are the type of resin material constituting the fine convex pattern structure 20, the size and aspect ratio of the fine convex pattern 22, What is necessary is just to set suitably to such an extent that the inclination of the fine convex pattern 22 can be corrected according to the inclination angle etc. of the fine convex pattern 22 and the deformation of the fine convex pattern structure 20 is not caused.
  • a slit 27 is formed in the flat portion 21, or the fine convex pattern structure is formed. It is preferable to suppress the propagation of energy by providing a layer having a characteristic that blocks the propagation of energy such as heat insulation, insulation, and absorption between the substrate 20 and the substrate 24.
  • the method for producing a fine convex pattern structure according to the second embodiment described above is applicable to a cell culture sheet having a nanopillar array structure, a moth-eye structure (a structure simulating a moth eye, and several tens to several hundreds of nm).
  • a film moss eye film having a micro-convex pattern of the order
  • a deflection film controlling the vibration direction of light, for example, a line and space in a specific direction, and this is the incident direction of light
  • it is particularly suitable for manufacturing a device that selectively blocks or transmits light.
  • an imprint mold 40 having a nanohole array corresponding to the nanopillar array structure is pressed against the imprint resin film 23 (FIG. 7B). )reference). Then, by performing the steps of FIG. 7C to FIG. 1E, a cell culture sheet in which the nanopillar array structure (fine convex pattern 22) protrudes in a direction substantially orthogonal to the flat portion 21 can be manufactured. it can.
  • the cell culture sheet having the nanopillar array structure is used, the cells contact the fine convex pattern 22. Therefore, it may not be desirable to form a release agent layer on the imprint mold 40. This is because the release agent layer may be toxic to cells.
  • an aluminum substrate having a plurality of fine recesses is formed by anodizing the surface of the aluminum substrate.
  • An etching process is performed to enlarge a plurality of fine recesses.
  • the aluminum substrate having a plurality of fine recesses formed as described above is used as an imprint mold, and the aluminum substrate is pressed against the imprint resin film.
  • the aluminum base material is a belt-shaped imprint mold 401 or a columnar imprint mold 402, and the belt-shaped or columnar imprint.
  • the molds 401 and 402 and the resin sheet 25 are continuously contacted. Thereafter, by performing the steps of FIG. 7C to FIG.
  • the moth-eye film in which the fine convex pattern 22 protrudes in a direction substantially orthogonal to the flat portion 21 can be mass-produced by continuously contacting the resin sheet 25 using a belt-like or columnar imprint mold 401, 402, but gradually belt-like or columnar imprint mold 401, The mold release performance of 402 may be reduced. Even in such a case, according to the second embodiment, the moth-eye film in which the fine convex pattern 22 protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21 can be manufactured with high accuracy.
  • deviation film it can manufacture by producing the mold which has a line and space structure, for example, and passing through the process similar to a moth-eye film.
  • the fine convex pattern 22 is formed under the condition that the fine convex pattern 22 protrudes in the inclined direction. Therefore, when the imprint mold 40 is peeled from the imprint resin film 23, it is possible to suppress the occurrence of defects such as defects in the fine convex pattern 22. At the same time, by applying energy from the outside to the relatively extending side surface 22a of the inclined fine convex pattern 22, the micro convex pattern 22 is utilized by utilizing the contraction force of the resin material constituting the fine convex pattern 22.
  • the fine convex pattern structure 20 having the micro-projection pattern 22 protruding in the direction substantially orthogonal to the plane part 21 is accurately manufactured. be able to.
  • the manufacturing method of the fine convex pattern structure according to the second embodiment since the inclined fine convex pattern 22 can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21, in the conventional nanoimprint, Even the fine convex pattern structure 20 having the fine convex pattern 22 having a fine dimension and a high aspect ratio that is not formed because the pattern collapses can be manufactured with high accuracy.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a fine convex pattern structure manufacturing system according to the second embodiment.
  • the fine convex pattern structure manufacturing system 60 in the second embodiment includes a fine convex pattern structure 20 having a flat portion 21 and a fine convex pattern 22 protruding from the flat portion 21.
  • An inclined pattern forming portion 61 manufactured under the condition that the fine convex pattern 20 protrudes in a direction ID inclined with respect to the orthogonal direction CD of the plane portion 21, and a fine convex pattern structure manufactured by the inclined pattern forming portion 61.
  • an energy applying part 62 that causes the inclined fine convex pattern 22 to protrude in a substantially orthogonal direction of the plane part 21.
  • the inclined pattern forming unit 61 is configured by a single device or a plurality of devices generally used for manufacturing the fine convex pattern structure 20, and the specific device configuration is the first embodiment. The thing similar to the inclination pattern formation part 51 in FIG.
  • the energy applying unit 62 As the energy applying unit 62, as long as it can apply energy to the side surface 22a of the fine convex pattern 22 in the fine convex pattern structure 20 and contract the resin material on the side surface 22a, the energy applying unit 62 is particularly limited to the device configuration.
  • active energy beam irradiation devices such as electron beam irradiation devices, ion beam irradiation devices, ultraviolet irradiation devices, infrared irradiation devices, visible light irradiation devices, laser beam irradiation devices, X-ray irradiation devices, gamma ray irradiation devices, etc. It is done.
  • the inclined pattern forming unit 61 manufactures the fine convex pattern structure 20 having the inclined fine convex pattern 22, and the energy applying unit 62 Thus, energy is applied to the side surface 22a of the inclined fine convex pattern 22.
  • the fine convex pattern structure 20 which has the plane part 21 and the fine convex pattern 22 which protrudes in the substantially orthogonal direction with respect to the plane part 21 can be manufactured.
  • the fine convex pattern structure 20 is manufactured under the condition that the fine convex pattern 22 is inclined in the inclined pattern forming unit 61.
  • the fine convex pattern 22 inclined by the energy application unit 62 protrudes in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21. Therefore, the fine convex pattern structure 20 having the fine convex pattern 22 protruding in a direction substantially orthogonal to the flat portion 21 can be manufactured with high accuracy.
  • the fine convex pattern structure manufacturing system in the second embodiment since the inclined fine convex pattern 22 can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21, the pattern is not obtained in the conventional nanoimprint. Even the fine convex pattern structure 20 having the fine convex pattern 22 having a fine dimension and a high aspect ratio that has not been formed because of falling down can be accurately manufactured.
  • the entire fine convex pattern structure 10 is charged.
  • the present invention is not limited to such an embodiment. Charge may be generated only in a part of the region, and the fine convex pattern 12 inclined in the region may be protruded in a substantially orthogonal direction of the plane part 11.
  • the fine convex pattern structure 10 is manufactured under the condition that only the fine convex pattern 12 in the partial region of the fine convex pattern structure 10 protrudes in the inclination direction ID. Charges may be generated only in the region.
  • the fine convex pattern structure 10 (the flat portion 11 and the fine convex patterns 121 and 122) to be manufactured is made of a conductive polymer, and the fine convex pattern structure 10 is made of a glass substrate or the like.
  • the first fine convex pattern 121 protrudes in the substantially orthogonal direction of the plane portion 11
  • the 2nd fine convex pattern 122 protrudes in the direction inclined with respect to the substantially orthogonal direction of the plane part 11 (refer FIG.11 (b)).
  • the second fine convex pattern 122 is formed to have a highly accurate line length.
  • the second fine convex pattern 122 protrudes in a direction inclined with respect to the substantially orthogonal direction of the plane portion 11, but the first fine convex pattern 121 and the first The region where the two fine convex patterns 122 are formed is divided through the slits 16, and the region where the first fine convex patterns 121 are formed is grounded, so that the second fine Electric charges can be generated only in the region where the convex pattern 122 is formed, and the inclined second fine convex pattern 122 can be protruded in the substantially orthogonal direction of the plane portion 11 (see FIG. 11A). ).
  • a part of the fine convex pattern structure 20 is irradiated with active energy rays only on a part of the fine convex pattern 22 (side surface 22a thereof). Energy may be applied only to the fine convex pattern 22 in the region, and the fine convex pattern 22 inclined in the region may be protruded in a substantially orthogonal direction of the plane portion 21.
  • the fine convex patterns 12 and 22 that are inclined are charged or given energy
  • the fine convex patterns 12 and 22 are formed on the flat portions 11 and 21. It may further include a step of confirming whether or not it protrudes in a substantially orthogonal direction.
  • a method for confirming whether or not the fine convex patterns 12 and 22 protrude in a substantially orthogonal direction of the flat portions 11 and 21 for example, a method for observing and evaluating the shape, or a change in the shape is used. A method for determining the presence or absence of inclination from the information is included.
  • the fine convex pattern structures 10 and 20 are imaged from the top or side using a laser microscope, SEM, or the like to confirm the presence or absence of the inclination of the fine convex patterns 12 and 22, or AFM or the like.
  • the probe can be brought close to or in contact with the fine convex pattern structures 10 and 20 to check whether the fine convex patterns 12 and 22 are inclined.
  • the resolution in response to the fine convex patterns 12 and 22 is not sufficient, and it is difficult to identify the fine convex patterns 12 and 22, but in the substantially orthogonal direction of the planar portions 11 and 21.
  • the contrast of the image By comparing with an image of a region where it is known that protruding fine convex patterns 12 and 22 exist, or by comparing such an image with an image captured at the same resolution, the contrast of the image.
  • the presence or absence of inclination of the fine convex patterns 12 and 22 can be confirmed based on the difference in optical characteristics such as color, and the fine convex patterns 12 and 22 are measured based on measurement data such as transmittance, refractive index, and reflectance. The presence or absence of the inclination may be confirmed, and further, these methods may be used in combination.
  • the second embodiment when energy is applied to the fine convex pattern 22 by irradiating the inclined fine convex pattern 22 with an electron beam using an SEM or the like, The presence or absence of the inclination of the fine convex pattern 22 can also be confirmed while irradiating a line.
  • the fine convex pattern structures 10 and 20 having the fine convex patterns 12 and 22 projecting in a direction substantially orthogonal to the planar portions 11 and 21 are manufactured.
  • the protrusion angle of the fine convex patterns 12 and 22 after the electric charges are generated in the shape pattern structures 10 and 20 or the energy is applied (the fine convex patterns 12 and 22 are upward and the flat portions 11 and 21 are downward)
  • the plane portion 11 passes through the intersection of the line segment (axis line) passing through the center in the width direction of the fine convex patterns 12 and 22 and the flat portions 11 and 21.
  • 21 is an angle formed by the axis with respect to the tangent line) than the protrusion angle of the fine convex patterns 12 and 22 when the imprint molds 30 and 40 are peeled off from the imprint resin films 13 and 23.
  • a method for producing a fine convex pattern structure 10 or 20 comprising approaching substantially perpendicular direction to the surface portion 11 and 21.
  • a method of manufacturing the fine convex pattern structures 10 and 20 having the fine convex patterns 12 and 22 projecting in the direction orthogonal to the plane portions 11 and 21 will be described as an example.
  • the present invention is also applied to a method of manufacturing a fine convex pattern structure in which the fine convex pattern in the target fine convex pattern structure is inclined at a predetermined angle (projects in the inclined direction). Can be applied.
  • the charge is generated in the fine convex pattern, or energy is applied to the fine convex pattern.
  • the fine convex pattern can be projected at the predetermined angle.
  • an imprint mold having a fine concave pattern, where the side wall of the fine concave pattern has an angle corresponding to the inclination angle of the fine convex pattern As a method of forming a fine convex pattern that is inclined at a predetermined angle, an imprint mold having a fine concave pattern, where the side wall of the fine concave pattern has an angle corresponding to the inclination angle of the fine convex pattern.
  • a method using an imprint mold constituted by an inclined surface that is inclined can be exemplified.
  • Example 1 A plurality of line shapes are formed by UV nanoimprinting using an imprint mold 30 having a fine concave pattern 32 corresponding to the fine convex pattern 12 to be formed on one surface of the quartz substrate 14 using an ultraviolet curable resin material.
  • the fine convex pattern 12 (design dimension: 100 nm, aspect ratio: 3.0, pitch between adjacent fine convex patterns 12: 100 nm) was formed, and the fine convex pattern structure 10 was produced.
  • the imprint mold 30 was peeled along the direction substantially orthogonal to the line direction (longitudinal direction) of the line-shaped fine convex pattern 12.
  • the fine convex pattern structure 10 produced as described above and in which the fine convex pattern 12 collapsed was subjected to a dry etching process using ICP-RIE.
  • a plasma atmosphere is formed as an ICP output (60% of the ICP output that can achieve the target quartz etching rate) to such an extent that the UV curable resin and quartz are not etched.
  • the ICP is such that the fine convex pattern structure 10 exists in the plasma atmosphere for 10 seconds without applying a high frequency current to the electrode on which the pattern structure 10 is mounted, and then the desired quartz etching rate is obtained. Raised to output.
  • Example 1 The fine convex pattern structure 10 manufactured by the same method as in Example 1 is subjected to dry etching treatment, except that the output is such that the target quartz etching rate is obtained through the dry etching treatment. did. Observation of the quartz substrate 14 after the dry etching treatment in this way with an SEM confirmed that the quartz substrate 14 was dry-etched in a state where the collapse of the fine convex pattern 12 was reflected. .
  • Example 1 As is clear from the results of Example 1 and Comparative Example 1, as described in Example 1, by reducing the ICP output to such an extent that the ultraviolet curable resin and the quartz substrate 14 are not etched in the dry etching process, The pattern structure 10 (fine convex pattern 12) can be charged, and the resulting electric repulsive force can cause the fine convex pattern 12 to protrude in a direction substantially orthogonal to the plane portion 11.
  • a line pattern standing upright on the quartz substrate 14 could be formed by increasing the output of the ICP in that state and performing a dry etching process.
  • Example 2 A cycloolefin-based thermoplastic resin film (product name: ZEONOR, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is heated to a predetermined temperature, and the imprint mold 40 having a hole-shaped fine concave pattern is pressed to be substantially perpendicular to the upper surface of the resin film. By pulling up the imprint mold 40 in the direction and releasing the mold, the fine convex pattern structure 20 having the pillar-shaped fine convex pattern 22 and the planar portion 21 was manufactured.
  • the dimension of the fine convex pattern 22 in the fine convex pattern structure 20 was set to 250 nm
  • the aspect ratio was 2.0
  • the interval between the adjacent fine convex patterns 22 and 22 was set to 250 nm.
  • the thickness of the resin film was 2.0 mm.
  • the fine convex pattern structure 20 thus manufactured was observed using an SEM (manufactured by JEOL Ltd., product name: JSM-7001F). As is apparent from the SEM photograph of FIG. The collapse of the pattern 22 was confirmed (electron beam irradiation amount: 5.8 ⁇ C / cm 2 ). And when the electron beam was continuously irradiated to the fine convex pattern structure 20 at the acceleration voltage of 800 V using the SEM until the electron beam integrated dose reached 58.0 ⁇ C / cm 2 , the SEM photograph of FIG. As is clear from the above, the fine convex pattern 22 could be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • Example 3 A fine convex pattern structure 20 was produced in the same manner as in Example 2 except that the cycloolefin-based thermoplastic resin film was changed to a polystyrene resin film.
  • the fine convex pattern structure 20 was observed using an SEM (manufactured by JEOL Ltd., product name: JSM-7001), the fine convex pattern structure 20 was observed as is apparent from the SEM photograph of FIG. The collapse of the pattern 22 was confirmed (electron beam irradiation amount: 5.8 ⁇ C / cm 2 ). And when the electron beam was continuously irradiated to the fine convex pattern structure 20 at the acceleration voltage of 800 V using the SEM until the electron beam integrated dose reached 63.8 ⁇ C / cm 2 , the SEM photograph of FIG. As is clear from the above, the fine convex pattern 22 could be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • Example 4 Only a partial region of the fine convex pattern structure 20 of Example 2 was continuously irradiated with an electron beam using an SEM at an acceleration voltage of 800 V until the integrated electron beam dose reached 63.8 ⁇ C / cm 2 . However, as is apparent from the SEM photograph of FIG. 19, only the fine convex pattern 22 in the electron beam irradiation region could be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • Example 4 From the result of Example 4, by irradiating only a partial region of the fine convex pattern structure 20 with an electron beam, only the fine convex pattern 22 in the partial region is substantially orthogonal to the plane portion 21. It is thought that it can be made to protrude. Further, since only the fine convex pattern 22 in the portion irradiated with the electron beam can be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21, the energy of the irradiated electron beam is a fine convex pattern structure outside the irradiation region. It is thought that it acted only in the irradiation region without diffusing into the body 20.
  • the fine convex pattern 22 inclined by irradiating the fine convex pattern structure 20 having the fine convex pattern 22 with an electron beam because the electron beam is mainly irradiated to the relatively extended side surface in the resin, the resin material on the side surface irradiated with the electron beam is more contracted by the action of the energy of the electron beam, As a result, it is presumed that the fine convex pattern 22 could be protruded in a direction substantially orthogonal to the plane portion 21.
  • the present invention is useful for producing a fine convex pattern structure by a nanoimprint method.

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Abstract

 平面部11から平面部11に対する所定の方向に突出する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を製造する方法は、微細凸状パターン12に対応する微細凹状パターン32を有するインプリントモールド30を用いて、微細凸状パターン12が所定の方向よりも平面部11側に傾斜する条件で、平面部11から突出する微細凸状パターン12を形成し、少なくとも傾斜した微細凸状パターン12に電荷を生じさせることにより、微細凸状パターン12を平面部11に対する所定の方向に突出させる。

Description

微細凸状パターン構造体の製造方法及び微細凸状パターン構造体製造システム
 本発明は、微細凸状パターン構造体を製造する方法及び微細凸状パターン構造体を製造するシステムに関し、特にナノインプリント技術を用いて当該微細凸状パターン構造体を製造する方法及びシステムに関する。
 微細加工技術として、近年、ナノインプリント技術が注目されている。ナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなる型部材(モールド)を用い、当該微細凹凸パターンを被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である(特許文献1)。
 かかるナノインプリント技術においては、一般に、流動性を有する樹脂等にモールドを押し当てた状態で当該樹脂等を硬化させ、その後硬化した樹脂等からモールドを剥離することにより、微細凹凸パターンを有する微細凹凸パターン構造体が形成される。このようにして形成される微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体(例えば、ピラー状、ラインアンドスペース状等の樹脂パターン)は、例えば、そのまま細胞培養シート等のナノピラーアレイ構造体、モスアイフィルム、マイクロニードルアレイ、偏光フィルム等として、また、エッチングにより基板等に微細凹状パターンを形成するためのエッチングマスク等として用いられることから、当該樹脂パターンにおいては、当該微細凸状パターンが樹脂パターン面に対して略垂直に立設されていることが要求される。
 しかしながら、ナノインプリントにおいて硬化した樹脂とモールドとを剥離する際には、樹脂パターン面に対する垂直方向の力(引張力)のみならず面内方向の力(引張力)も微細凸状パターンに加わるために、微細凸状パターンが倒れてしまうことがある。特に、モールドや被転写物としての樹脂が柔軟性を有する材料からなる場合や、ベルト状インプリントモールド又は回転体の表面に微細凹状パターンが形成されてなるモールドを回転させながら、所定方向に搬送される長尺状の被転写材に押し付けることで、当該長尺状の被転写材上に微細凸状パターンを形成しようとする場合等において、微細凸状パターンに加わる面内方向の力が大きくなり、微細凸状パターンの倒れがより深刻となる。
 このような微細凸状パターンの倒れが生じると、所望とする製品が得られなくなり、製品の歩留まりの低下を引き起こすこととなるが、上述したような微細加工技術分野において凸状パターンのさらなる微細化や高アスペクト比の要求が高まっているため、特に微細凸状パターンの倒れの問題が顕著になってくる。
 そこで、従来、ナノインプリントにより所定の形状(ライン形状、十字形状等)の微細凸状パターンを形成しようとする場合において、硬化した樹脂からインプリントモールドを引き離す方向(剥離方向)を微細凸状パターンの構造(形状等)に応じて制御することにより微細凸状パターンの倒れ(湾曲等の欠陥)を防止する技術等が提案されている(特許文献2等参照)。
米国特許第5,772,905号 特開2007-296683号公報
 しかしながら、上記特許文献2に記載の発明においては、インプリントモールドの剥離動作の制御により微細凸状パターンの倒れが防止され得るため、そのような剥離動作を実現可能な設備(インプリント装置等)が必要であるという問題がある。また、そのような設備を用いたとしても、当該剥離動作により倒れを防止し得る構造(ライン形状、十字形状等)の微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体しか製造することができず、他の構造(形状等)を有する微細凸状パターン構造体の製造には適さないという問題がある。すなわち、上記特許文献2に記載の発明は、汎用性に欠けるという問題がある。
 また、微細凸状パターンの倒れを生じさせないために、微細凸状パターンに面内方向の力が極力かからないようにインプリントモールドを剥離すると、微細凸状パターンを構成する樹脂材料の強度や微細凸状パターンの構造(形状)等にも依るものの、インプリントモールドの剥離時に微細凸状パターンに欠損等の欠陥が発生する可能性が高まるという問題もある。
 さらに、ナノインプリントにより形成される微細凸状パターンのさらなる微細化や高アスペクト比の要求が高まる現状において、かかる要求を満足し得る微細凸状パターンを倒さないようにインプリントモールドを剥離したとしても、微細凸状パターンの倒れが生じてしまうという問題もある。このように、さらなる微細化や高アスペクト比の要求を満足することのできる微細凸状パターンを、当該微細凸状パターンの倒れや欠陥等を生じさせることなくナノインプリント技術を用いて形成することは極めて困難である。
 上述した問題に鑑みて、本発明は、微細凸状パターンがいかなる構造(形状等)であったとしても、所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を、ナノインプリント技術を用いて精度良く製造する方法及び当該微細凸状パターン構造体を製造するためのシステムを提供することを目的とする。
 上述したように、ナノインプリント技術にて形成される微細凸状パターン構造体は、そのまま最終製品となったり、所定の基材をエッチングする際のエッチングマスクとして用いられたりするものであるため、微細凸状パターンが平面部の略直交方向に立設されていることが要求される。そのためにも、微細凸状パターンが傾斜しないように形成される必要がある。しかしながら、インプリントモールドを用いた転写工程後に微細凸状パターンが傾斜していたとしても、その傾斜した微細凸状パターンを平面部の略直交方向に立設させることができれば、微細凸状パターンが傾斜してしまうのを気にすることなくナノインプリント技術にて微細凸状パターン構造体を製造することができる。そのような考えに基づいて、上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意研究した結果、微細凸状パターンに所定の力を作用させることで、傾斜する微細凸状パターンを平面部の略直交方向に立設させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造する方法であって、前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成し、少なくとも前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させることを特徴とする微細凸状パターン構造体の製造方法を提供する(発明1)。
 上記発明(発明1)のように、微細凸状パターンが平面部に対する所定の方向よりも平面部側に傾斜する条件で当該微細凸状パターンを形成することで、インプリントモールドの剥離時に微細凸状パターンに作用する応力を低減することができるため、インプリントモールドの剥離容易性を向上させることができ、微細凸状パターンに欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができる。このように微細凸状パターンを形成すると、当該微細凸状パターンが所定の方向よりも平面部側に傾斜してしまうことがあるが、傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、電気的反発力を利用して当該微細凸状パターンを平面部に対する所定の方向に突出させることができるため、上記発明(発明1)によれば、平面部に対して所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を、ナノインプリント技術を用いて精度良く製造することができる。
 さらに、例えば、複数のライン状微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を製造する場合に、複数のライン状微細凸状パターンのそれぞれとインプリントモールドとの接触面における接触状態が異なることがあるため、微細凸状パターンのライン方向に沿ってインプリントモールドを剥離するときに、各ライン状微細凸状パターンとインプリントモールドとの剥離が開始する部分における剥がれ易さが異なることがある。また、微細凸状パターンのライン方向に沿ってインプリントモールドを剥離したときには、微細凸状パターンを傾斜させることが困難であることで、微細凸状パターンに対して面内方向にかかる応力が逃げ難い状態となる。そのために、当該剥離開始部分にてライン状微細凸状パターンに欠損等の欠陥が生じ、ライン状微細凸状パターンの長手方向の長さが不均一になることがある。その一方で、ライン方向に交差(略直交)する方向にインプリントモールドを剥離したときには、微細凸状パターンに治して面内方向にかかる応力を、当該微細凸状パターンを傾斜させることにより逃がしやすくすることができるため、形成されるライン状微細凸状パターンの長手方向の長さの均一性が向上するものの、インプリントモールドの剥離方向に沿ってライン状微細凸状パターンが傾斜してしまう。このように、微細凸状パターンを所定の方向よりも平面部側に傾斜させるようにして形成することで、微細凸状パターンの寸法精度を向上させることができる場合があるが、上記発明(発明1)によれば、傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、電気的反発力を利用して当該微細凸状パターンを平面部に対する所定の方向に突出させることができるため、平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を精度良く製造することができる。
 なお、本発明において「平面部」とは、突出する微細凸構造部の基部となる面のことを意味し、平坦面であってもよいし、凹面、凸面、曲面等の非平坦面であってもよい。
 上記発明(発明1)においては、前記微細凸状パターン構造体を帯電させることが可能な雰囲気下に当該微細凸状パターン構造体を存在させることにより、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせてもよいし(発明2)、少なくとも前記微細凸状パターンを誘電分極又は静電誘導させることにより、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせてもよい(発明3)。
 上記発明(発明1~3)においては、前記微細凸状パターン構造体は、絶縁性材料により構成されていてもよいし(発明4)、前記微細凸状パターン構造体は、導電性材料を含む材料により構成されており、少なくとも前記微細凸状パターンを電気的フローティング状態として、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせてもよい(発明5)。
 また、本発明は、平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造する方法であって、少なくとも前記微細凸状パターンが、外部からのエネルギーの付与により収縮し得る樹脂材料により構成されており、前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成し、前記傾斜した微細凸状パターンの側面のうちの相対的に伸長している側面に対して外部からエネルギーを付与することにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させることを特徴とする微細凸状パターン構造体の製造方法を提供する(発明6)。
 上記発明(発明6)のように、微細凸状パターンが平面部に対する所定の方向よりも平面部側に傾斜する条件で当該微細凸状パターンを形成することで、インプリントモールドの剥離時に微細凸状パターンに作用する応力を低減することができるため、インプリントモールドの剥離容易性を向上させることができ、微細凸状パターンに欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができる。このように微細凸状パターンを形成すると、当該微細凸状パターンが所定の方向よりも平面部側に傾斜してしまうことがあるが、傾斜した微細凸状パターンに外部からエネルギーを付与することにより、当該微細凸状パターンを構成する樹脂材料の収縮力を利用して当該微細凸状パターンを平面部に対する所定の方向に突出させることができるため、上記発明(発明6)によれば、平面部に対して所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を、ナノインプリント技術を用いて精度良く製造することができる。
 さらに、例えば、複数のライン状微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を製造する場合に、複数のライン状微細凸状パターンのそれぞれとインプリントモールドとの接触面における接触状態が異なることがあるため、微細凸状パターンのライン方向に沿ってインプリントモールドを剥離するときに、各ライン状微細凸状パターンとインプリントモールドとの剥離が開始する部分における剥がれ易さが異なることがある。また、微細凸状パターンのライン方向に沿ってインプリントモールドを剥離したときには、微細凸状パターンを傾斜させることが困難であることで、微細凸状パターンに対して面内方向にかかる応力が逃げ難い状態となる。そのために、当該剥離開始部分にてライン状微細凸状パターンに欠損等の欠陥が生じ、ライン状微細凸状パターンの長手方向の長さが不均一になることがある。その一方で、ライン方向に交差(略直交)する方向にインプリントモールドを剥離したときには、微細凸状パターンに対して面内方向にかかる応力を、当該微細凸状パターンを傾斜させることにより逃がしやすくすることができるため、形成されるライン状微細凸状パターンの長手方向の長さの均一性が向上するものの、インプリントモールドの剥離方向に沿ってライン状微細凸状パターンが傾斜してしまう。このように、微細凸状パターンを所定の方向よりも平面部側に傾斜させるようにして形成することで、微細凸状パターンの寸法精度を向上させることができる場合があるが、上記発明(発明6)によれば、傾斜した微細凸状パターンに外部からエネルギーを付与することにより、当該微細凸状パターンを構成する樹脂材料の収縮力を利用して当該微細凸状パターンを平面部に対する所定の方向に突出させることができるため、平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を精度良く製造することができる。
 上記発明(発明6)においては、前記傾斜した微細凸状パターンの相対的に伸長している側面に対し活性エネルギー線を照射することにより、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させるのが好ましく(発明7)、かかる発明(発明7)においては、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面における前記樹脂材料の化学構造を変化させて前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させてもよい(発明8)。
 上記発明(発明8)においては、前記樹脂材料の架橋反応を進行させて前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させてもよいし(発明9)、前記樹脂材料の分子鎖を切断することにより前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させてもよい(発明10)。
 また、上記発明(発明7)においては、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を熱収縮させてもよい(発明11)。
 上記発明(発明6~11)においては、前記微細凸状パターン構造体に電子線、イオンビーム、紫外線、赤外線、可視光線、レーザー光線、X線又はガンマ線を照射することにより、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させるのが好ましい(発明12)。
 さらに、本発明は、平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造するシステムであって、前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成する傾斜パターン形成部と、少なくとも前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させる電荷付与部とを備えることを特徴とする微細凸状パターン構造体製造システムを提供する(発明13)。
 さらにまた、本発明は、平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有し、少なくとも前記微細凸状パターンが外部からのエネルギーの付与により収縮し得る樹脂材料により構成されている微細凸状パターン構造体を製造するシステムであって、前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成する傾斜パターン形成部と、前記傾斜パターン形成部により形成された前記傾斜した微細凸状パターンの側面のうちの相対的に伸長している側面に対して外部からエネルギーを付与することにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させるエネルギー付与部とを備えることを特徴とする微細凸状パターン構造体製造システムを提供する(発明14)。
 本発明によれば、微細凸状パターンがいかなる構造(形状等)であったとしても、所定の方向に突出する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体を精度良く製造する方法及び当該微細凸状パターン構造体を製造するためのシステムを提供することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を切断端面により示すフロー図である。 図2は、本発明の第1及び第2の実施形態においてインプリントモールドの微細凹状パターンをインプリント用樹脂膜に転写する工程の他の例(その1)を切断端面により示すフロー図である。 図3は、本発明の第1及び第2の実施形態においてインプリントモールドの微細凹状パターンをインプリント用樹脂膜に転写する工程の他の例(その2)を切断端面により示すフロー図である。 図4は、本発明の第1の実施形態においてインプリントモールドを用いて傾斜する微細凸状パターンを形成する工程の他の例を示す切断端面図である。 図5は、本発明の第1の実施形態において製造される、傾斜する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体の他の例(その1)を示す斜視図である。 図6は、本発明の第1の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システムの概略構成を示すブロック図である。 図7は、本発明の第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を切断端面により示すフロー図である。 図8は、本発明の第2の実施形態における活性エネルギー線を照射する工程の好適な例を示す切断端面図である。 図9は、本発明の第2の実施形態において製造される、傾斜する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体の他の例を示す切断端面図である。 図10は、本発明の第2の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システムの概略構成を示すブロック図である。 図11は、本発明の第1の実施形態において製造される、傾斜する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体の他の例(その2)を示す斜視図である。 図12は、本発明の第1及び第2の実施形態において製造される、傾斜する微細凸状パターンを有する微細凸状パターン構造体の具体例を示す切断端面図である。 図13は、実施例1におけるインプリントモールド剥離後の微細凸状パターンを示すSEM写真である。 図14は、実施例1におけるドライエッチング処理後の基板を示すSEM写真である。 図15は、実施例2における電子線照射前の微細凸状パターンを示すSEM写真である。 図16は、実施例2における電子線照射後の微細凸状パターンを示すSEM写真である。 図17は、実施例3における電子線照射前の微細凸状パターンを示すSEM写真である。 図18は、実施例3における電子線照射後の微細凸状パターンを示すSEM写真である。 図19は、実施例4における電子線照射後の微細凸状パターンを示すSEM写真である。
〔第1の実施形態〕
[微細凸状パターン構造体の製造方法]
 本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を切断端面により示すフロー図である。
 第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法においては、まず、インプリント用樹脂膜13が形成されてなる所定の基板(例えば、シリコン基板、金属基板、ガラス基板、石英基板等)14を用意し(図1(a)参照)、当該基板14上のインプリント用樹脂膜13に、製造される微細凸状パターン構造体10における微細凸状パターン12に対応する微細凹状パターン32を有するインプリントモールド30を押圧し、その状態で当該インプリント用樹脂膜13を硬化させる(図1(b)参照)。
 インプリント用樹脂膜13を構成する樹脂材料としては、ナノインプリント法による微細凹凸パターンの形成に一般的に用いられる樹脂材料(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の絶縁性樹脂材料;導電性樹脂材料等)が挙げられる。このような樹脂材料としては、例えば、オレフィン系、スチレン系、エチレン系、エステル系、チオフォエン系、アニリン系、ナイロン系、ポリエーテル系、ウレタン系、エポキシ系、フェノール系、アクリル系、ポリイミド系、ポリアセチレン系等の樹脂材料;ポリジメチルシロキサン、ポリシロキサン等のシリコーン樹脂;ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニリンオキサイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリサルフォン、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニル等が挙げられる。
 なお、導電性樹脂材料は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂材料に導電性を有する金属、炭素化合物、ヨウ素等の電子受容体又は電子供与体をドーピングすることにより得られるものである。かかる電子受容体又は電子供与体がドーピングされ得る樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリエステル、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。
 基板14上にインプリント用樹脂膜13を形成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコーター等を用いて基板14上にインプリント用樹脂膜13を形成することができる。なお、第1の実施形態においては、所定の基板14上に予め形成されたインプリント用樹脂膜13にインプリントモールド30を押圧し、インプリント用樹脂膜13を硬化させているが(図1(a),(b)参照)、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、インクジェット法等により基板14上に樹脂材料を離散的に滴下し、インプリントモールド30を樹脂材料に当接させることで当該樹脂材料を押し広げるとともに、インプリントモールド30の微細凹状パターン32内に樹脂材料を充填し、硬化させてもよいし(図2(a),(b)参照)、熱可塑性樹脂により構成される樹脂フィルム131を当該熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱した状態でインプリントモールド30を押圧し、当該熱可塑性樹脂を硬化させてもよい(図3(a),(b)参照)。
 なお、図1(b)に示す工程において、インプリントモールド30が押圧されたインプリント用樹脂膜13を硬化させる方法は、当該インプリント用樹脂膜13を構成する樹脂材料の種類(硬化タイプ)に応じて適宜選択され得る。
 次に、硬化したインプリント用樹脂膜13からインプリントモールド30を剥離する(図1(c)参照)。このとき、微細凸状パターン12が平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で、当該微細凸状パターン12を形成する。これにより、平面部11と、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12とを有する微細凸状パターン構造体10が製造される。なお、第1の実施形態において、平面部11は、インプリントモールド30の微細凹状パターン32以外の部分に相当する部分として基板14上に残存する樹脂残膜により構成される。なお「平面部11の直交方向CD」とは、微細凸状パターン12を上方に、平面部11を下方に位置させた微細凸状パターン構造体10の側面視であって、一の方向からの側面視及び当該一の方向に直交する他の方向からの側面視のいずれにおいても、微細凸状パターン12の幅方向中心を通る線分(軸線)と平面部11との交点を通る、平面部11の接線に直交する方向を意味するものとし、平面部11が非平坦面である場合においては、「平面部11の直交方向CD」は各微細凸状パターン12における当該方向を意味するものとする。
 なお、第1の実施形態において形成される、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12は、図1(c)において概略的に示されているが、実際には、図12に示すように、側面視において、微細凸状パターン12の傾斜方向(図12に示す例においては左方向)に対向する側面(図12に示す例においては、側面視左側の側面)12b及び傾斜方向側の側面(図12に示す例においては、側面視右側の側面)12aがいずれも略弓状に湾曲した形状を有し、微細凸状パターン12の太さ(幅方向の長さ)W12が一つの微細凸状パターン12の軸線方向全体にわたって略同一である。このような形状を有する微細凸状パターン12であれば、後述する工程において平面部11に対する略直交方向に突出させることができる(図1(e)参照)。
 微細凸状パターン12が平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件、すなわち当該傾斜方向IDに微細凸状パターン12を突出させるための方法としては、例えば、インプリントモールド30の剥離時に平面部11に対する垂直方向の力のみならず、面内方向の力もが微細凸状パターン12に作用するように、インプリント用樹脂膜13からインプリントモールド30を剥離する方法等を挙げることができる。
 このような方法としては、インプリント用樹脂膜13(基板14)とインプリントモールド30との剥離境界部分が傾斜角を有するようにしてインプリントモールド30を剥離すればよく、好ましくは、インプリントモールド30の剥離時に微細凸状パターン12に対して面内方向にかかる応力が、微細凸状パターン12に対してその最小寸法の方向に主に加わるようにインプリントモールド30を剥離する。例えば、インプリントモールド30の角部又は一辺から引き離すようにインプリントモールド30を剥離する方法;微細凸状パターン12がライン状である場合、当該微細凸状パターン12のライン方向に交差する方向(略直交する方向)に沿ってインプリントモールド30を剥離する方法等が挙げられる。このようにしてインプリントモールド30をインプリント用樹脂膜13から剥離すると、インプリントモールド30の剥離時における微細凸状パターン12にかかる応力を低減することができるため、微細凸状パターン12に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができ、寸法精度の高い微細凸状パターン12を形成することができる。特に、後者の方法によりインプリントモールド30をインプリント用樹脂膜13から剥離すると、長手方向の長さ(ライン長さ)の精度の高いライン状微細凸状パターン12を形成することができる。なお、微細凸状パターン12がライン状である場合、インプリントモールド30の剥離の方向は、微細凸状パターン12のライン方向に交差する方向であるのが最も好ましいが、ライン方向に沿って剥離する際に起こる微細凸状パターン12の形状変化が許容範囲内であれば、ライン方向に沿ってインプリントモールド30を剥離してもよいし、ライン方向及びライン方向に交差する方向の成分を有する方向に向かってインプリントモールド30を剥離してもよい。
 また、上述した方法の他、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに微細凸状パターン12を突出させるための方法としては、上記樹脂材料により構成される樹脂シート15を一定方向Xに搬送するとともに、樹脂シート15の搬送にベルト状インプリントモールド301又は円柱状インプリントモールド302の回転を同期させ、当該ベルト状インプリントモールド301又は円柱状インプリントモールド302と樹脂シート15とを連続的に接触させる方法等を例示することができる(図4(a),(b)参照)。なお、図4(a),(b)に示す方法によりライン状微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を製造する場合であって、ライン状微細凸状パターン12のライン方向が、樹脂シート15の搬送方向Xと交差(略直交)する場合には、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12を形成することができる。
 上述したように、微細凸状パターン12が平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン12を形成する場合において、微細凸状パターン12の寸法やアスペクト比は、当該微細凸状パターン12を構成する樹脂材料の種類や当該微細凸状パターン12の形状(ライン状、ピラー状、十字状、L字状等)等にもよるが、上述した方法により微細凸状パターン12が傾斜方向IDに突出し得る寸法やアスペクト比である限り、特に制限はない。
 なお、インプリント用樹脂膜13を構成する樹脂材料の種類や、製造予定の微細凸状パターン構造体10における微細凸状パターン12の形状(ライン状、ピラー状、十字状、L字状等)等にもよるものの、形成しようとする微細凸状パターン12の寸法及び/又はアスペクト比が、平面部11に対する直交方向CDにインプリントモールド30を引き上げて剥離したときに当該微細凸状パターン12が平面部11の直交方向CDに対して傾斜してしまうようなものである場合において、インプリントモールド30を平面部11に対する直交方向CDに引き上げるように剥離することで、微細凸状パターン12を平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出させることができる。
 例えば、ピラー状の微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を製造する場合において、微細凸状パターン12の寸法が100nm以下程度、かつアスペクト比が2.0以上程度である場合、インプリントモールド30の剥離方法に依存することなく傾斜した微細凸状パターン12を形成することができる。
 上記微細凸状パターン12の寸法の規定(100nm以下程度)は、上述したような樹脂材料を用いてアスペクト比2.0の円柱ピラー状の微細凸状パターン12を形成しようとしたときに傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン12を形成可能な寸法規定の一例であり、当該寸法100nmを超えるものであっても、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターンを形成することができる。また、アスペクト比の規定(2.0以上程度)に関しても同様であり、微細凸状パターン12の構造(円柱ピラー状、多角ピラー状、ライン状、L字状、十字状等の形状等)や樹脂材料の種類等によって、アスペクト比2.0未満であっても傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン12を形成することができる。
 第1の実施形態においては、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12を形成するにあたり、微細凸状パターン構造体10に複数の微細凸状パターン12が含まれる場合には、すべての微細凸状パターン12を傾斜させるようにしてもよいし、一部の微細凸状パターン12を傾斜させるようにしてもよい。
 第1の実施形態においては、後述するように、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせることで、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させるため(図1(d)~(f)参照)、平面部11の厚さは、平面部11の表面に電荷を生じさせ得る程度の厚さであるのが好ましい。
 基板14上に形成される微細凸状パターン構造体10が、例えば、基板14をエッチングするためのマスクとして用いられるものである場合、一般に、基板14のエッチング工程の前処理としてのアッシング工程等により、基板14上に残存する樹脂残膜は除去されるが、樹脂残膜のアッシングに伴い、微細凸状パターン12が変形したり、微細凸状パターン12の寸法が変化したりすることがあり、それにより基板14のエッチング精度が低下してしまうことがある。そのような弊害を是正するために、微細凸状パターン構造体10を基板14のエッチング時のマスクとして用いる場合には、樹脂残膜の厚さを極めて薄くすることが望まれている。
 したがって、平面部11が基板14上の樹脂残膜により構成される場合において、その樹脂残膜(平面部11)の厚さは、樹脂残膜の除去に伴う微細凸状パターン12の変形や寸法変化等に対する影響を考慮しつつ、樹脂残膜(平面部11)の表面に効果的に電荷を生じさせ得る程度の厚さであるのが望ましい。
 なお、樹脂残膜により構成される平面部11が、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させるのが困難な程度にしか帯電できない厚さを有するものであったとしても、図1に示すように、基板14上に微細凸状パターン構造体10が製造される場合、当該基板14が絶縁性基板であるか、導電性基板であっても接地されていない状態であれば、当該平面部11よりも有意に厚い基板14に帯電するため、帯電した基板14と微細凸状パターン12との間の電気的反発力を利用して、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができる。
 一方で、基板14が導電性基板であって、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせるときにおいて接地されている状態であると、平面部11の厚さが極めて薄い場合には、平面部11に生じた電荷の一部が基板14側に逃げてしまうことがある。このような場合には、微細凸状パターン12及び平面部11が、導電性基板14に逃げてしまう電荷を差し引いたとしても充分に電荷を保持できる状態であるのが好ましい。具体的には、平面部11を構成する樹脂材料が誘電率の高いものであるのが好ましく、平面部11の厚さ及び面積(基板14との接触面における面積)が可能な限り大きいのが好ましい。
 続いて、平面部11と、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12とを有する微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせる(図1(d)参照)。すなわち、当該微細凸状パターン構造体10を帯電させる。このように微細凸状パターン構造体10を帯電させることで、傾斜した微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させることができる(図1(e)参照)。なお、微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させるとは、微細凸状パターン12を上方に、平面部11を下方に位置させた微細凸状パターン構造体10の一の方向からの側面視及び当該一の方向に直交する他の方向からの側面視のいずれにおいても、微細凸状パターン12の底部(平面部11上面に接する部分)の幅方向中心と、微細凸状パターン12の頂部の幅方向中心とを通る線分(微細凸状パターン12の軸線)の、平面部11に対するなす角度が実質的に90°であることを意味し、当該平面部11に対するなす角度は、微細凸状パターン構造体10の用途(リソグラフィー用マスク等の用途)等に依存する許容範囲内にあればよく、具体的には90°±10°以内であればよい。
 第1の実施形態においては、微細凸状パターン構造体10を帯電させることにより、微細凸状パターン12と平面部11との間のみならず、隣接する微細凸状パターン12,12間にも電気的反発力が作用し、その結果として傾斜する微細凸状パターン12が平面部11の略直交方向に突出することになる。そのため、微細凸状パターン構造体10における隣接する微細凸状パターン12,12の間隔が離れすぎていると、それらの間で効果的に電気的反発力を作用させることが困難となるおそれがある。したがって、第1の実施形態において、隣接する微細凸状パターン12,12の間隔は、傾斜した微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させ得る程度の電気的反発力が当該隣接する微細凸状パターン12,12の間で作用されるような間隔であるのが好ましく、特に、微細凸状パターン12の高さが隣接する微細凸状パターン12,12の間隔よりも小さい場合には、当該間隔は、微細凸状パターン12の寸法(幅)の2倍以下程度であるのが好ましい。
 微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせる方法としては、平面部11の表面と微細凸状パターン12の表面とに同じ極性の電荷を生じさせることのできる方法であれば特に制限はなく、例えば、プラズマ発生装置、ドライエッチング装置等を用い、プラズマ雰囲気等の微細凸状パターン構造体10を帯電させることが可能な雰囲気下に当該微細凸状パターン構造体10を存在させることで、平面部11及び微細凸状パターン12の表面に同じ極性の電荷(例えばマイナス電荷)を与える方法;電界発生装置等により発生した電界中に微細凸状パターン構造体10を存在させ、微細凸状パターン構造体10の誘電分極又は静電誘導により平面部11及び微細凸状パターン12の表面に同じ極性の電荷(マイナス電荷又はプラス電荷)を偏在させる方法等が挙げられる。これらの方法は、既に述べたように微細凸状パターン12の厚さや樹脂材料の種類等に応じて適宜選択すればよい。なお、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせる方法として、ドライエッチング装置を用いて形成したプラズマ雰囲気下に微細凸状パターン構造体10を存在させる方法を選択した場合、微細凸状パターン構造体10(特に、樹脂残膜や基板14等)が実質的にエッチングされない程度の出力(例えば、ドライエッチング装置を用いてドライエッチング処理を行うときに、基板14の所望のエッチングレートが得られるプラズマ出力の80%以下程度、好ましくは50~70%程度の出力)にてプラズマ雰囲気が形成されるようにし、所望により微細凸状パターン構造体10が載置された電極に高周波電流が印加されないようにする(微細凸状パターン構造体10側にプラズマ中の陽イオンが引き込まれ難いようにする)のが好ましい。これにより、プラズマ雰囲気中にて微細凸状パターン形成体がエッチングされることなく、当該微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせることができる。
 また、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせることを目的とするならば、微細凸状パターン構造体10の存在する雰囲気下に高密度の電荷を一時的に発生させることも効果的である。しかし、高密度の電荷を発生させる条件は、例えば、上記プラズマ出力を一時的に上昇させる等、基板14等がエッチングされやすい条件と等価又は近しい状態であるために、例えば、プラズマ出力時間の短縮や、基板14側へイオンを引き込むためのバイアス電圧を下げる(例えば、基板14に電気的に接続されている引き込み電極の出力を下げる)、基板14等のエッチング時に用いるエッチャントとは異なり、基板14等のエッチングレートの低いエッチャントを用いる等、基板14等のエッチングされる量が無視可能な程度に収まるような高密度の電荷を生じさせる条件を設定する必要がある。
 微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせる際には、微細凸状パターン12及び平面部11の表面に、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させ得る程度の電気的反発力が作用する電荷量の電荷を生じさせる。かかる電荷量は、微細凸状パターン12の寸法やアスペクト比、微細凸状パターン12を構成する樹脂材料の物性(例えば、弾性率等)、微細凸状パターン12の傾斜の程度(傾斜角度)、隣接する微細凸状パターン12,12の間隔等に応じて適宜設定され得る。
 なお、微細凸状パターン12及び平面部11が導体(例えば、導電性高分子等)により構成されている場合に、導体により構成される微細凸状パターン12や平面部11が接地されていると、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせるべく当該微細凸状パターン構造体10をプラズマ雰囲気下に存在させたとしても、微細凸状パターン12や平面部11の表面に電荷を生じさせる(帯電させる)ことができない。そのため、このような場合には、微細凸状パターン構造体10の一部の領域(例えば、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させる対象となる領域(電荷付与領域))又は微細凸状パターン構造体10全体が、電気的フローティング状態(電気的に接続されていない状態,接地されていない状態)にされている必要がある。
 微細凸状パターン構造体10の一部の領域を電気的フローティング状態にする方法としては、例えば、微細凸状パターン構造体10(微細凸状パターン12及び平面部11)が導電性高分子により構成されていて、当該微細凸状パターン構造体10がガラス基板等の絶縁性基板14上に設けられている場合において、図5に示すように、微細凸状パターン構造体10における電荷付与領域EAと他の領域OAとを、スリット16を介して分断する方法等が挙げられる。このようにした他の領域OAは接地された状態とすることで、電荷付与領域EAのみに電荷を生じさせ、その電荷付与領域EA内の微細凸状パターン12のみを平面部11に対する略直交方向に突出させることができる。
 上述のようにして平面部11及び微細凸状パターン12の表面に同じ極性の電荷(例えば、マイナス電荷)を生じさせることで、微細凸状パターン12と平面部11との間や隣接する微細凸状パターン12,12間における電気的反発力により、微細凸状パターン12が平面部11から離間する方向に変形し、平面部11の略直交方向に突出する(図1(e)参照)。
 最後に、微細凸状パターン構造体10に生じさせた電荷を放出させる(図1(f))。微細凸状パターン構造体10が電荷を有した状態のままであると、様々な悪影響が生じるおそれがある。例えば、電荷を有した状態のままであると、周辺環境に存在する微細な異物が引き寄せられやすくなり、それらが微細凸状パターン構造体10に付着してしまい、後に基板14上の微細凸状パターン構造体10をマスクとして当該基板14をエッチングする際に、エッチング精度が低下するおそれがある。また、所定の樹脂材料等からなる平面部11と微細凸状パターン12とを有する微細凸状パターン構造体10がそのまま最終製品(例えば、細胞培養シート等のナノピラーアレイ構造体、モスアイフィルム、マイクロニードルアレイ、偏向フィルム、メタマテリアル、親水性膜、撥水性膜等)となる場合には、微細凸状パターン構造体10に付着した異物が有する特性等により、所定の機能が奏されないおそれがある。さらに、電荷(静電気)により微細凸状パターン12に欠損が生じるおそれがある。したがって、微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させることで、上述したような微細凸状パターン構造体10の帯電による悪影響が生じるのを抑制することができる。
 微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させる方法としては、特に限定されるものではない。例えば、図1(d)に示す工程において、微細凸状パターン構造体10をプラズマ雰囲気下に存在させることによりその表面に電荷を生じさせた場合には、当該微細凸状パターン構造体10表面に導体を接触させることにより電荷を放出させる方法、微細凸状パターン構造体10の表面に生じている電荷と逆の極性を有する電荷を与えることにより微細凸状パターン構造体10の表面の電荷を中和する方法等が挙げられる。また、図1(d)に示す工程において、微細凸状パターン構造体10を誘電分極又は静電誘導させることによりその表面に電荷を生じさせた場合には、電界中に載置されている微細凸状パターン構造体10を当該電界中から取り出すことにより当該微細凸状パターン構造体10中の電荷の偏在を解消する方法等が挙げられる。
 なお、微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させたときに、電気的反発力を作用させることで平面部11の略直交方向に突出した微細凸状パターン12が再び傾斜してしまうような場合(電荷を生じさせる前の状態に戻ってしまうような場合)には、上述した放電工程(図1(f))を省略してもよい。特に、微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させることによる上記悪影響が生じない、又は上記悪影響の生じる可能性の極めて低い環境下にあって、微細凸状パターン構造体10が帯電したままの状態であっても次工程を実施可能であるならば、微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させる必要はなく、上述した放電工程(図1(f))を省略してもよい。例えば、微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させた後にドライエッチング工程を実施するような場合にあっては、図1(d)に示す工程において、ドライエッチング装置を用い、実質的にエッチング量を無視することができる程度又はエッチングされない程度にプラズマ出力を調整し、所望により微細凸状パターン構造体10が載置される電極に高周波電流を印加することなく、微細凸状パターン構造体10をプラズマ雰囲気下に存在させることで微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせ、それにより微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させる(図1(e))。そして、プラズマ雰囲気下に存在する微細凸状パターン構造体10から電荷を放出させることなく、そのままの状態でプラズマの出力を増大して、ドライエッチング工程を実施してもよい。このような方法であれば、微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させつつ、そのまま次工程であるドライエッチング工程を実施することができ、スループットの向上を図ることができるため好ましい。
 上述した第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法は、ナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートや、モスアイ構造(蛾の目を模した構造であって、数十~数百nmオーダーの微細凸状パターンが配列した構造)を有するフィルム(モスアイフィルム)、偏向フィルム(光の振動方向を制御するものであって、例えば特定方向のラインアンドスペースによってなり、これを光の入射方向に対して適宜に設置することによって、光を選択的に遮断したり透過させたりするもの)の製造に特に好適である。
 上記第1の実施形態によりナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートを製造する場合、ナノピラーアレイ構造に対応するナノホールアレイ構造を有するインプリントモールド30を、インプリント用樹脂膜13に押圧する(図1(b)参照)。そして、図1(c)~図1(f)の工程を実施することにより、ナノピラーアレイ構造(微細凸状パターン12)が平面部11に対する略直交方向に突出する細胞培養シートを製造することができる。ナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートの使用時には、細胞が微細凸状パターン12に接触する。そのため、上記インプリントモールド30に離型剤層を形成することが望ましくない場合もある。当該離型剤層が細胞に対する毒性を有する場合があるためである。したがって、上記インプリントモールド30をインプリント用樹脂膜13から剥離する際に、大きな応力がかかることがある。よって、第1の実施形態によりナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートを製造することで、インプリントモールド30の離型時の応力を低減することができる。
 また、上記第1の実施形態によりモスアイフィルムを製造する場合、まず、アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、複数の微細凹部を有するアルミニウム基材を形成し、所望により当該アルミニウム基材にエッチング処理を施して複数の微細凹部を拡大させる。このようにして形成された複数の微細凹部を有するアルミニウム基材をインプリントモールドとして用い、当該アルミニウム基材をインプリント用樹脂膜に押圧する。このとき、一般には、図4(a)及び図4(b)に示すように、当該アルミニウム基材をベルト状インプリントモールド301又は円柱状インプリントモールド302とし、そのベルト状又は円柱状インプリントモールド301,302と樹脂シート15とを連続的に接触させる。その後、図1(c)~図1(f)の工程を実施することにより、微細凸状パターン12が平面部11に対する略直交方向に突出するモスアイフィルムを製造することができる。上記モスアイフィルムは、ベルト状又は円柱状インプリントモールド301,302を用いて樹脂シート15と連続的に接触させることで大量生産が可能であるが、徐々にベルト状又は円柱状インプリントモールド301,302の離型性能が低下するおそれがある。このような場合であっても、第1の実施形態によれば、微細凸状パターン12が平面部11に対する略直交方向に突出するモスアイフィルムを、高精度に製造することができる。なお、偏向フィルムの場合にも、例えばラインアンドスペースの構造を有するモールドを作製し、モスアイフィルムと同様の工程を経ることで製造することができる。
 上述したように、第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法によれば、微細凸状パターン12が傾斜する方向に突出する条件で、当該微細凸状パターン12を形成することができるため、インプリント用樹脂膜13からインプリントモールド30を剥離する際に、微細凸状パターン12に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができる。それとともに、傾斜した微細凸状パターン12に電荷を生じさせることにより、電気的反発力を利用して当該微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができるため、平面部11に対して略直交方向に突出する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を精度良く製造することができる。
 また、第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法によれば、傾斜した微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができるため、従来のナノインプリントにおいてはパターンが倒れてしまうことを理由として形成されることのなかった微細寸法、高アスペクト比の微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10であっても、精度良く製造することができる。
[微細凸状パターン構造体製造システム]
 続いて、上述した第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を実施し得るシステムについて説明する。図6は、本実施形態における微細凸状パターン構造体製造システムの概略構成を示すブロック図である。
 図6に示すように、第1の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システム50は、平面部11と平面部11から突出する微細凸状パターン12とを有する微細凸状パターン構造体10を、当該微細凸状パターン12が平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で製造する傾斜パターン形成部51と、傾斜パターン形成部51により製造された微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせることにより、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させる電荷付与部52とを有する。
 傾斜パターン形成部51は、微細凸状パターン構造体10を製造するために一般的に用いられる単一の装置又は複数の装置群により構成される。例えば、基板14が載置される基板ステージ、インプリントモールド30における微細凹状パターン32が形成されている面を基板ステージ上に載置された基板14に対向させるようにインプリントモールド30を保持する保持部、インプリント処理が行われるインプリントチャンバー等を備える光ナノインプリント装置や熱ナノインプリント装置;ベルト状又は回転体状インプリントモールド301,302を用い、長尺シート状の被転写体(樹脂シート15等)を搬送しながら、ベルト状又は回転体状インプリントモールド301,302を当該被転写体に押圧することで長尺シート状の微細凸状パターン構造体10を製造し得るシートナノインプリント装置等が挙げられる(図4(a),(b)参照)。
 上記光ナノインプリント装置や熱ナノインプリント装置においては、基板14上のインプリント用樹脂膜13からインプリントモールド30を剥離する際に、微細凸状パターン12に面内方向の応力が作用するように保持部を動作させ得る機構がさらに備えられている。このような機構を備えていることで、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を製造することができる。
 なお、上記シートナノインプリント装置においては、ベルト状又は回転体状インプリントモールド301,302が被転写体(樹脂シート15等)から引き離される際に、必然的に微細凸状パターン12に面内方向の応力が作用する(微細凸状パターン12が被転写体(樹脂シート等)の搬送方向Xと反対の方向に引っ張られる)。そのため、平面部11の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を製造することができる。
 電荷付与部52としては、微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせ、傾斜する微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させ得るものである限り、特にその装置構成に制限はなく、例えば、プラズマチャンバーを有するプラズマ発生装置、プラズマ発生装置を有するドライエッチング装置、電界発生装置等が挙げられる。
 上述した構成を有する微細凸状パターン構造体製造システム50において、傾斜パターン形成部51にて、傾斜する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10が製造され、電荷付与部52にて当該微細凸状パターン構造体10に電荷を生じさせる。これにより、微細凸状パターン12と平面部11との間や隣接する微細凸状パターン12,12間に作用する電気的反発力を利用して、平面部11と、平面部11に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン12とを有する微細凸状パターン構造体10を製造することができる。
 このように、第1の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システム50によれば、傾斜パターン形成部51にて、微細凸状パターン12が傾斜する条件で微細凸状パターン構造体10が製造されることで、微細凸状パターン12に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができ、また、電荷付与部52にて傾斜した微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができるため、平面部11に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10を精度良く製造することができる。
 また、第1の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システム50によれば、傾斜した微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができるため、従来のナノインプリントにおいてはパターンが倒れてしまうことを理由として形成されることのなかった微細寸法、高アスペクト比の微細凸状パターン12を有する微細凸状パターン構造体10であっても、精度良く製造することができる。
〔第2の実施形態〕
[微細凸状パターン構造体の製造方法]
 本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を切断端面により示すフロー図である。
 第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法においては、第1の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法と同様に、まず、インプリント用樹脂膜23が形成されてなる所定の基板(例えば、シリコン基板、金属基板、ガラス基板、石英基板等)24を用意し(図7(a)参照)、当該基板24上のインプリント用樹脂膜23に、製造される微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22に対応する微細凹状パターン42を有するインプリントモールド40を押圧し、その状態で当該インプリント用樹脂膜23を硬化させる(図7(b)参照)。
 インプリント用樹脂膜23を構成する樹脂材料としては、ナノインプリント法による微細凹凸パターンの形成に一般的に用いられる樹脂材料(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の絶縁性樹脂材料)であって、外部からのエネルギーの付与により収縮し得るものが挙げられる。このような樹脂材料としては、第1の実施形態におけるインプリント用樹脂膜13を構成する樹脂材料として例示したものと同様のものを用いることができる。
 また、基板24上にインプリント用樹脂膜23を形成する方法についても、第1の実施形態と同様の方法を採用することができる。なお、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、インクジェット法等により基板24上に樹脂材料を離散的に滴下し、インプリントモールド40を樹脂材料に当接させることで当該樹脂材料を押し広げるとともに、インプリントモールド40の微細凹状パターン42内に樹脂材料を充填し、硬化させてもよいし(図2(a),(b)参照)、熱可塑性樹脂により構成される樹脂フィルム231を当該熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱し、その状態でインプリントモールド40を押圧し、当該樹脂を硬化させてもよい(図3(a),(b)参照)。
 なお、図7(b)に示す工程において、インプリント用樹脂膜23を硬化させる方法についても、第1の実施形態における当該方法と同様である。
 次に、硬化したインプリント用樹脂膜23からインプリントモールド40を剥離する(図7(c)参照)。このとき、微細凸状パターン22が平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で、当該微細凸状パターン22を形成する。これにより、平面部21と、平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン22とを有する微細凸状パターン構造体20が製造される。なお、第2の実施形態において、平面部21は、インプリントモールド40の微細凹状パターン42以外の部分に相当する部分として基板24上に残存する樹脂残膜により構成され、当該平面部21の厚さは、製造される微細凸状パターン構造体20の用途等に応じて適宜設定され得る。
 なお、第2の実施形態において形成される、平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン22は、図7(c)において概略的に示されているが、実際には、図12に示すように、側面視において、微細凸状パターン22の傾斜方向(図12に示す例においては左方向)に対向する側面(図12に示す例においては、側面視左側の側面)22b及び傾斜方向側の側面(図12に示す例においては、側面視右側の側面)22aがいずれも略弓状に湾曲した形状を有し、微細凸状パターン22の太さ(幅方向の長さ)W22が一つの微細凸状パターン22の軸線方向全体にわたって略同一である。このような形状を有する微細凸状パターン22であれば、後述する工程において平面部21に対する略直交方向に突出させることができる(図7(e)参照)。
 微細凸状パターン22が平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件、すなわち当該傾斜方向IDに微細凸状パターン22を突出させるための方法としては、第1の実施形態における当該方法と同様であり、例えば、インプリントモールド40の剥離時に平面部21に対する垂直方向の力のみならず、面内方向の力もが微細凸状パターン22に作用するように、インプリント用樹脂膜23からインプリントモールド40を剥離する方法等を挙げることができる。
 このような方法としては、インプリント用樹脂膜23(基板24)とインプリントモールド40との剥離境界部分が傾斜角を有するようにしてインプリントモールド40を剥離すればよく、好ましくは、インプリントモールド40の剥離時に微細凸状パターン22に対して面内方向にかかる応力が微細凸状パターン22に対してその最小寸法の方向にかかるようにインプリントモールド40を剥離する。例えば、インプリントモールド40の角部又は一辺から引き離すようにインプリントモールド40を剥離する方法;微細凸状パターン22がライン状である場合、当該微細凸状パターン22のライン方向に交差する方向(略直交する方向)に沿ってインプリントモールド40を剥離する方法等が挙げられる。このようにしてインプリントモールド40をインプリント用樹脂膜23から剥離すると、インプリントモールド40の剥離時における微細凸状パターン22にかかる応力を低減することができるため、微細凸状パターン22に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができ、寸法精度の高い微細凸状パターン22を形成することができる。特に、後者の方法によりインプリントモールド40をインプリント用樹脂膜23から剥離すると、長手方向の長さ(ライン長さ)の精度の高いライン状微細凸状パターン22を形成することができる。なお、微細凸状パターン22がライン状である場合、インプリントモールド40の剥離の方向は、微細凸状パターン22のライン方向に交差する方向であるのが最も好ましいが、ライン方向に沿って剥離する際に起こる微細凸状パターン22の形状変化が許容範囲内であれば、ライン方向に沿ってインプリントモールド40を剥離してもよいし、ライン方向及びライン方向に交差する方向の成分を有する方向に向かってインプリントモールド40を剥離してもよい。
 また、上述した方法の他、平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに微細凸状パターン22を突出させるための方法としては、上記樹脂材料により構成される樹脂シート25を一定方向Xに搬送するとともに、樹脂シート25の搬送にベルト状インプリントモールド401又は円柱状インプリントモールド402の回転を同期させ、当該ベルト状インプリントモールド401又は円柱状インプリントモールド402と樹脂シート25とを連続的に接触させる方法等を例示することができる(図4(a),(b)参照)。なお、図4(a),(b)に示す方法によりライン状微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20を製造する場合であって、ライン状微細凸状パターン22のライン方向が、樹脂シート25の搬送方向Xと交差(略直交)する場合には、平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成することができる。
 上述したように、微細凸状パターン22が平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成する場合において、微細凸状パターン22の寸法やアスペクト比は、当該微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の種類や当該微細凸状パターン22の形状(ライン状、ピラー状、十字状、L字状等)等にもよるが、上述した方法により微細凸状パターン22が傾斜方向IDに突出し得る寸法やアスペクト比である限り、特に制限はない。しかしながら、第2の実施形態においては、後述するように、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料を収縮させることにより、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22を略直交方向に突出させるため、略直交方向に突出する微細凸状パターン22の寸法やアスペクト比は、その設計寸法やアスペクト比から変化することになる。この寸法やアスペクト比の変化量は、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の収縮率によって決まってくる。そのため、微細凸状パターン22の寸法やアスペクト比の変化量の許容範囲に応じて、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22の寸法やアスペクト比は適宜設定され得る。
 なお、インプリント用樹脂膜23を構成する樹脂材料の種類や、製造予定の微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22の形状(ライン状、ピラー状、十字状、L字状等)等にもよるものの、形成しようとする微細凸状パターン22の寸法及び/又はアスペクト比が、平面部21に対する直交方向CDにインプリントモールド40を引き上げて剥離したときに当該微細凸状パターン22が平面部21の直交方向CDに対して傾斜してしまうようなものである場合において、インプリントモールド40を平面部21に対する直交方向CDに引き上げるように剥離することで、微細凸状パターン22を平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出させることができる。
 例えば、ピラー状の微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20を製造する場合において、微細凸状パターン22の寸法が1.0μm以下程度、かつアスペクト比が1.5以上程度である場合、インプリントモールド40の剥離方法に依存することなく傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成することができる。
 上記微細凸状パターン22の寸法の規定(1.0μm以下程度)は、上述したような樹脂材料を用いてアスペクト比1.5の円柱ピラー状の微細凸状パターン22を形成しようとしたときに傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成可能な寸法規定の一例であり、当該寸法1.0μmを超えるものであっても、傾斜方向IDに突出する微細凸状パターンを形成することができる。また、アスペクト比の規定(1.5以上程度)に関しても同様であり、微細凸状パターン22の構造(円柱ピラー状、多角ピラー状、ライン状、L字状、十字状等の形状等)や樹脂材料の種類等によって、アスペクト比1.5未満であっても傾斜方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成することができる。
 なお、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する微細凸状パターン22を形成するにあたり、微細凸状パターン構造体20に複数の微細凸状パターン22が含まれる場合には、すべての微細凸状パターン22を当該傾斜方向IDに突出させてもよいし、一部の微細凸状パターン22を当該傾斜方向IDに突出させてもよい。
 続いて、少なくとも微細凸状パターン22(の表面)に外部からエネルギーを付与する(図7(d)参照)。微細凸状パターン22は、外部からのエネルギーの付与により収縮し得る樹脂材料により構成されているため、第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法によれば、外部から付与されたエネルギーによる微細凸状パターン22の収縮力を利用して、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることができ、平面部21と、平面部21の略直交方向に突出する微細凸状パターン22とを有する微細凸状パターン構造体20を製造することができる(図7(e)参照)。
 微細凸状パターン22にエネルギーを付与する方法としては、例えば、活性エネルギー線照射装置(電子線照射装置、イオンビーム照射装置等の荷電粒子線照射装置;紫外線照射装置、赤外線照射装置、可視光線照射装置、レーザー光線照射装置等の光線照射装置;X線照射装置、ガンマ線照射装置等の放射線照射装置等)を用い、活性エネルギー線(電子線、イオンビーム等の荷電粒子線;紫外線、赤外線、可視光線、レーザー光線等の光線;X線、ガンマ線等の放射線等)25を微細凸状パターン22に照射する方法等が挙げられる。
 微細凸状パターン22に照射される活性エネルギー線26の種類は、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の種類に応じて適宜選択され得る。例えば、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料が光硬化性樹脂であって、当該光硬化性樹脂を、架橋(重合)反応を利用して収縮させる場合、一般に、光硬化性樹脂は波長400nm以下の活性エネルギー線の照射により収縮するため、そのような波長を有する活性エネルギー線を照射する必要がある。ここで、仮に活性エネルギー線として紫外線を選択した場合、光硬化性樹脂に含まれる重合開始剤は最適吸収波長を有するため、当該最適吸収波長に適合するピーク波長を有する紫外線を照射すると、微細凸状パターン22は短時間のうちに収縮することになる。そのため、微細凸状パターン22が収縮しすぎないように、紫外線の照射量を厳密に制御する必要がある。すなわち、制御性の観点からも使用するエネルギーを選択する必要がある。
 また、微細凸状パターン22を構成する材料の種類によっても活性エネルギー線26の種類が適宜選択され得る。例えば、活性エネルギー線26として波長が400nm以下の光線を選択した場合(活性エネルギー線照射装置として光線照射装置を選択した場合)、第2の実施形態により奏される効果は、当該微細凸状パターン22を構成する樹脂の厚みや物性に依存することになる。具体的には、使用する光の波長に対する透過率が30%以下の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22に光線を照射する場合と、透過率が90%以上の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22に光線を照射する場合とでは、樹脂の硬化の態様が異なってくる。透過率30%以下の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22においては、光線が照射される表面がより収縮するが、透過率90%以上の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22においては、全体が略均一に収縮してしまう。このような樹脂材料における光線の透過率の違いにより、光線の透過率の高い(例えば90%)の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22においては、微細凸状パターン22全体が略均一に収縮するため、微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることが困難となるが、光線の透過率の低い(例えば30%)の樹脂材料から構成される微細凸状パターン22においては、微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることが容易となる。また、光線の照射により微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させる場合には、基板24からの反射光によりさらに樹脂材料の収縮が生じる可能性も懸念される。よって、光線の照射により微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させようとする場合においては、微細凸状パターン22に対して光線を照射する方向や散乱光等の光学系、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の透過率(吸収率)や波長に対する反応性当の物性を考慮するのが好ましい。
 一方、活性エネルギー線26として電子線を選択した場合(活性エネルギー線照射装置として電子線照射装置を選択した場合)には、照射方向に面した樹脂の表面近傍においてエネルギーが消費されやすくなるため、樹脂の表面(電子線の照射面)に対して強い変化を起こすことが可能であり、微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることが可能となる。なお、電子線の照射条件もまた、適宜に選択するのが好ましい。例えば、電子線の照射源から照射方向を見たときの厚さ20nm以下の微細凸状パターン22に対し、0.1~10kV程度の低加速電圧により生じた電子線を照射することで、微細凸状パターン22の側面のうち電子線の照射された面を構成する樹脂材料をより効果的に収縮させることができるが、当該微細凸状パターン22の電子線照射面に対向する側面(電子線非照射面)を構成する樹脂材料をほとんど収縮させないため、微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることができる。よって、電子線の商社により樹脂材料を収縮させようとする場合には、電子線照射源から照射方向を見たときの微細凸状パターン22の樹脂の厚さに応じて、電子線照射装置における加速電圧を適宜設定するのが望ましい。
 第2の実施形態において、傾斜する微細凸状パターン22の側面のうち、当該微細凸状パターン22の傾斜方向(図7に示す例においては右方向)に対向する側面(図7に示す例においては、側面視左側の側面)22aは相対的に伸長し、傾斜方向側の側面(図7に示す例においては、側面視右側の側面)22bは相対的に収縮することになる。
 そのため、第2の実施形態において微細凸状パターン22にエネルギーを付与する際には、傾斜する微細凸状パターン22の側面のうち、相対的に伸長している側面22aに付与されるエネルギー量が大きくなるように、微細凸状パターン22にエネルギーを付与する。相対的に伸長している側面22aに対して付与されるエネルギー量をより大きくすることで、相対的に収縮している側面22bよりも相対的に伸長している側面22aの収縮量が大きくなり、結果として微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができる。
 具体的には、傾斜した微細凸状パターン22における相対的に伸長している側面22aに活性エネルギー線(電子線、イオンビーム、紫外線、赤外線、可視光線、レーザー光線、X線、ガンマ線等)25が重点的に照射されるようにするのが好ましく、そのために、微細凸状パターン22の傾斜方向や傾斜角度、隣接する微細凸状パターン22,22の間隔等を考慮して、活性エネルギー線源(電子銃やイオン銃;紫外線、赤外線、可視光線、レーザー光線の光源;X線、ガンマ線の照射源等)の設置位置を設定し、活性エネルギー線の照射方向を設定するのが好ましい。
 例えば、図7(d)に示すように、微細凸状パターン構造体20の上方から平面部21に対する直交方向CDに活性エネルギー線26を照射することにより、微細凸状パターン22の側面22aに効率的に活性エネルギー線26を照射することができる一方、微細凸状パターン22の側面22aには活性エネルギー線26が照射され難くなるため、微細凸状パターン22の側面22bよりも側面22aに対して付与されるエネルギー量を大きくすることができる。この結果、当該側面22aにおける微細凸状パターン22の収縮量が、側面22bの収縮量よりも大きくなるため、図7(e)に示すように、平面部21に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20の製造が可能となる。
 上述した活性エネルギー線の照射工程(図7(d))においては、微細凸状パターン22の傾斜角度、隣接する微細凸状パターン22,22の間隔等に応じて、微細凸状パターン22の側面22aにより効率的に活性エネルギー線26が照射されるように、活性エネルギー線26の照射方向を設定してもよい。
 例えば、微細凸状パターン構造体20の側面視において、微細凸状パターン22が右側に向かって傾斜しており、微細凸状パターン22の傾斜(平面部21の直交方向CDに対する、微細凸状パターン22の傾斜方向IDのなす角度θ)が大きく、微細凸状パターン構造体20の上面視において一の微細凸状パターン22の側面22aの一部が隣接する微細凸状パターン22により隠れてしまうような場合、活性エネルギー線26の照射方向を左下方向に設定するのが好ましい(図8(a)参照)。
 また、微細凸状パターン22の傾斜(平面部21の直交方向CDに対する、微細凸状パターン22の傾斜方向IDのなす角度θ)が小さく、微細凸状パターン構造体20の上面視において一の微細凸状パターン22の側面22a全体が露見されるような場合、活性エネルギー線26の照射方向を右下方向に設定するのが好ましい(図8(b)参照)。
 なお、インプリントモールド40の剥離方法等によっては、微細凸状パターン22の傾斜方向IDは必ずしも一定方向であるとは限らず、各微細凸状パターン22が様々な方向に傾斜する場合もある。このような場合においては、微細凸状パターン構造体20の上方から平面部21に対する直交方向CDに沿って活性エネルギー線26を照射するのが好ましい(図7(d)参照)。
 また、微細凸状パターン22の傾斜方向IDに基づいて微細凸状パターン構造体20を複数の領域に分割し、各領域における微細凸状パターン22の傾斜方向IDに従い、活性エネルギー線26の照射方向を設定し、分割された領域ごとに当該設定された方向から活性エネルギー線26を照射するようにしてもよい。このようにすることで、微細凸状パターン構造体20におけるすべての微細凸状パターン22の側面22aに、効果的に活性エネルギー線26を照射することができ、平面部21に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20を精度良く製造することができる。
 第2の実施形態において、エネルギーの付与による微細凸状パターン22の収縮は、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の化学構造の変化に起因する収縮、微細凸状パターン22に付与されるエネルギーにより生じる熱に起因する収縮等のうちの少なくとも1つのメカニズムにより生じているものと考えられる。
 これらのうち、樹脂材料の化学構造の変化に起因する収縮としては、例えば、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の架橋(重合)反応が進行することにより起こる収縮;微細凸状パターン22を構成する樹脂材料が環構造を有する材料であって、当該環構造が開環により直鎖構造となることで微細凸状パターン22中の樹脂材料が高密度化されることにより起こる収縮;微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の分子鎖を切断し、微細凸状パターン22の構造に影響を与えない程度(微細凸状パターン22に損傷が生じない程度)の一部の分子を脱離させることにより起こる収縮;微細凸状パターン22の外部から加わった力(圧力)により樹脂材料の分子鎖が伸びた状態となっていたものが、エネルギーの付与により相互に安定な状態となる距離へと移行することによる収縮等が挙げられ、これらのうちの少なくとも1つのメカニズムにより微細凸状パターン22が収縮しているものと考えられる。
 そのため、例えば、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料が活性エネルギー線硬化性樹脂である場合、当該活性エネルギー線硬化性樹脂の架橋(重合)反応を進行させ得るが、分子鎖を切断し得ない程度のエネルギー強度を有する活性エネルギー線26を微細凸状パターン22の側面22aに向けて照射する。これにより、活性エネルギー線26が照射された部分(側面22a)近傍における活性エネルギー線硬化性樹脂の架橋(重合)反応が進行し、微細凸状パターン22の側面22a近傍がより収縮することになる。この結果として、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることができる。
 また、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料が環構造を有する樹脂材料である場合、当該環構造の開環反応を進行させ得る程度のエネルギー強度を有する活性エネルギー線26を微細凸状パターン22の側面22aに向けて照射する。これにより、活性エネルギー線26が照射された部分(側面22a)近傍における樹脂材料の開環反応が進行して環構造が直鎖構造に変化することで当該側面22a近傍の樹脂材料の高密度化が生じるため、微細凸状パターン22の側面22a近傍がより収縮し、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることができる。
 さらに、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の分子鎖を切断し、一部の分子を脱離させ得る程度のエネルギー強度を有する活性エネルギー線26を微細凸状パターン22の側面22aに向けて照射する。これにより、活性エネルギー線26が照射された部分(側面22a)近傍における樹脂材料の分子鎖が切断されて一部の分子が脱離し、微細凸状パターン22の側面22a近傍がより収縮する。この結果として、傾斜した微細凸状パターン22aを平面部21の略直交方向に突出させることができる。
 さらにまた、微細凸状パターン22の側面22aに向けて活性エネルギー線26を照射することにより、当該照射された部分(側面22a)近傍を加熱する。これにより、微細凸状パターン22の側面22a近傍を熱収縮させることができ、その結果として、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させることができる。
 第2の実施形態においては、微細凸状パターン22に活性エネルギー線26を連続的に照射してもよいが、パルス状に活性エネルギー線26を照射することで、微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22に過剰なエネルギーが付与されないようにするのが好ましい。微細凸状パターン22に過剰なエネルギーが付与されてしまうと、主に収縮させたい部分(微細凸状パターン22の側面22a)以外の部分も収縮してしまうこと等により、微細凸状パターン構造体20が変形してしまうおそれがある。
 この場合において、活性エネルギー線照射のパルス幅及びパルス休止時間を含む活性エネルギー線照射条件は、微細凸状パターン構造体20を構成する樹脂材料の種類、微細凸状パターン22の寸法やアスペクト比、微細凸状パターン22の傾斜角度等に応じて、微細凸状パターン22の傾斜を修正し得る程度であって、微細凸状パターン構造体20の変形を生じさせない程度に適宜設定すればよい。
 なお、微細凸状パターン22の側面のうちの相対的に伸長している側面22aに重点的に活性エネルギー線26を照射したとしても、当該側面22a以外の部分(他の側面、平面部21、基板24等)にも活性エネルギー線26が照射されたり、側面22aからエネルギーが伝播したりすることで、側面22a以外の部分にもエネルギーが付与される。このような場合に、平面部21及び微細凸状パターン22が樹脂材料により構成される微細凸状パターン構造体20においては、微細凸状パターン構造体20が全体的に収縮することになるが、微細凸状パターン構造体20を構成する樹脂材料と、基板24を構成する材料との収縮率が相違することにより、微細凸状パターン構造体20の全体的な収縮に伴い基板24の反り返りによる変形が生じるおそれがある。したがって、このような弊害を防止するために、図9に示すように、微細凸状パターン構造体20を製造する際に平面部21にスリット27を形成しておいたり、微細凸状パターン構造体20と基板24との間に断熱性、絶縁性、吸収性等のエネルギーの伝播を遮る特性を有する層を設けておくことで、エネルギーの伝播が生じるのを抑制したりするのが好ましい。
 上述した第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法は、ナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートや、モスアイ構造(蛾の目を模した構造であって、数十~数百nmオーダーの微細凸状パターンが配列した構造)を有するフィルム(モスアイフィルム)、偏向フィルム(光の振動方向を制御するものであって、例えば特定方向のラインアンドスペースによってなり、これを光の入射方向に対して適宜に設置することによって、光を選択的に遮断したり透過させたりするもの)の製造に特に好適である。
 上記第2の実施形態によりナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートを製造する場合、ナノピラーアレイ構造に対応するナノホールアレイを有するインプリントモールド40を、インプリント用樹脂膜23に押圧する(図7(b)参照)。そして、図7(c)~図1(e)の工程を実施することにより、ナノピラーアレイ構造(微細凸状パターン22)が平面部21に対する略直交方向に突出する細胞培養シートを製造することができる。ナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートの使用時には、細胞が微細凸状パターン22に接触する。そのため、上記インプリントモールド40に離型剤層を形成することが望ましくない場合もある。当該離型剤層が細胞に対する毒性を有する場合があるためである。したがって、上記インプリントモールド40をインプリント用樹脂膜23から剥離する際に、大きな応力がかかることがある。よって、第2の実施形態によりナノピラーアレイ構造を有する細胞培養シートを製造することで、インプリントモールド40の離型時における応力を低減することができる。
 また、上記第2の実施形態によりモスアイフィルムを製造する場合、まず、アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、複数の微細凹部を有するアルミニウム基材を形成し、所望により当該アルミニウム基材にエッチング処理を施して複数の微細凹部を拡大させる。このようにして形成された複数の微細凹部を有するアルミニウム基材をインプリントモールドとして用い、当該アルミニウム基材をインプリント用樹脂膜に押圧する。このとき、一般には、図4(a)及び図4(b)に示すように、当該アルミニウム基材をベルト状インプリントモールド401又は円柱状インプリントモールド402とし、そのベルト状又は円柱状インプリントモールド401,402と樹脂シート25とを連続的に接触させる。その後、図7(c)~図7(e)の工程を実施することにより、微細凸状パターン22が平面部21に対する略直交方向に突出するモスアイフィルムを製造することができる。上記モスアイフィルムは、ベルト状又は円柱状インプリントモールド401,402を用いて樹脂シート25と連続的に接触させることで大量生産が可能であるが、徐々にベルト状又は円柱状インプリントモールド401,402の離型性能が低下するおそれがある。このような場合であっても、第2の実施形態によれば、微細凸状パターン22が平面部21に対する略直交方向に突出するモスアイフィルムを、高精度に製造することができる。なお、偏向フィルムの場合にも、例えばラインアンドスペースの構造を有するモールドを作製し、モスアイフィルムと同様の工程を経ることで製造することができる。
 上述したように、第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法によれば、微細凸状パターン22が傾斜する方向に突出する条件で、当該微細凸状パターン22が形成されるため、インプリント用樹脂膜23からインプリントモールド40を剥離する際に、微細凸状パターン22に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができる。それとともに、傾斜した微細凸状パターン22の相対的に伸長している側面22aに外部からエネルギーを付与することにより、微細凸状パターン22を構成する樹脂材料の収縮力を利用して当該微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができるため、平面部21に対して略直交方向に突出する微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20を精度良く製造することができる。
 また、第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法によれば、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができるため、従来のナノインプリントにおいてはパターンが倒れてしまうことを理由として形成されることのなかった微細寸法、高アスペクト比の微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20であっても、精度良く製造することができる。
[微細凸状パターン構造体製造システム]
 続いて、上述した第2の実施形態に係る微細凸状パターン構造体の製造方法を実施し得るシステムについて説明する。図10は、第2の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システムの概略構成を示すブロック図である。
 図10に示すように、第2の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システム60は、平面部21と平面部21から突出する微細凸状パターン22とを有する微細凸状パターン構造体20を、当該微細凸状パターン20が平面部21の直交方向CDに対して傾斜する方向IDに突出する条件で製造する傾斜パターン形成部61と、傾斜パターン形成部61により製造された微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22に外部からエネルギーを付与することにより、傾斜する微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させるエネルギー付与部62とを有する。
 傾斜パターン形成部61は、微細凸状パターン構造体20を製造するために一般的に用いられる単一の装置又は複数の装置群により構成され、その具体的装置構成としては、第1の実施形態における傾斜パターン形成部51と同様のものが挙げられる。
 エネルギー付与部62としては、微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22の側面22aにエネルギーを付与し、当該側面22aにおける樹脂材料を収縮させ得るものである限り、特にその装置構成に制限はなく、例えば、電子線照射装置、イオンビーム照射装置、紫外線照射装置、赤外線照射装置、可視光線照射装置、レーザー光線照射装置、X線照射装置、ガンマ線照射装置等の活性エネルギー線照射装置等が挙げられる。
 上述した構成を有する微細凸状パターン構造体製造システム60においては、傾斜パターン形成部61にて、傾斜する微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20が製造され、エネルギー付与部62にて当該傾斜する微細凸状パターン22の側面22aにエネルギーが付与される。これにより、平面部21と、平面部21に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン22とを有する微細凸状パターン構造体20を製造することができる。
 このように、第2の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システム60によれば、傾斜パターン形成部61にて、微細凸状パターン22が傾斜する条件で微細凸状パターン構造体20が製造されることで、微細凸状パターン22に欠損等の欠陥が生じるのを抑制することができ、また、エネルギー付与部62にて傾斜した微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができるため、平面部21に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20を精度良く製造することができる。
 また、第2の実施形態における微細凸状パターン構造体製造システムによれば、傾斜した微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができるため、従来のナノインプリントにおいてはパターンが倒れてしまうことを理由として形成されることのなかった微細寸法、高アスペクト比の微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20であっても、精度良く製造することができる。
 以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
 上記第1の実施形態においては、微細凸状パターン構造体10の全体に電荷を生じさせているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、微細凸状パターン構造体10の一部の領域のみに電荷を生じさせ、その領域内において傾斜する微細凸状パターン12を平面部11の略直交方向に突出させるようにしてもよい。
 かかる態様においては、微細凸状パターン構造体10の一部の領域内の微細凸状パターン12のみが傾斜方向IDに突出する条件で当該微細凸状パターン構造体10を製造し、当該一部の領域のみに電荷を生じさせればよい。
 例えば、製造しようとする微細凸状パターン構造体10(平面部11及び微細凸状パターン121,122)が導電性高分子により構成されていて、当該微細凸状パターン構造体10がガラス基板等の絶縁性基板14上に設けられており、一の方向に延在するライン状の第1微細凸状パターン121と、当該一の方向と異なる方向に延在するライン状の第2微細凸状パターン122とを同一面内に含むものであるとする(図11(a)参照)。このとき、第1微細凸状パターン121のライン方向に沿ってインプリントモールド30を剥離することにより製造される場合、第1微細凸状パターン121は平面部11の略直交方向に突出するが、第2微細凸状パターン122は平面部11の略直交方向に対して傾斜する方向に突出する(図11(b)参照)。これにより、少なくとも第2微細凸状パターン122は、高精度なライン長さを有するものとして形成される。その一方で、第2微細凸状パターン122は、平面部11の略直交方向に対して傾斜する方向に突出することになるが、第1微細凸状パターン121の形成されている領域と、第2微細凸状パターン122の形成されている領域とをスリット16を介して分断しておき、第1微細凸状パターン121の形成されている領域は接地された状態としておくことで、第2微細凸状パターン122の形成されている領域のみに電荷を生じさせることができ、傾斜する第2微細凸状パターン122を平面部11の略直交方向に突出させることができる(図11(a)参照)。
 また、上記第2の実施形態においても同様に、微細凸状パターン構造体20の一部の領域の微細凸状パターン22(の側面22a)のみに活性エネルギー線を照射することにより、当該一部の領域の微細凸状パターン22のみにエネルギーを付与し、その領域内において傾斜する微細凸状パターン22を平面部21の略直交方向に突出させるようにしてもよい。
 さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、傾斜する微細凸状パターン12,22に電荷を生じさせ又はエネルギーを付与した後に、当該微細凸状パターン12,22が平面部11,21の略直交方向に突出しているか否かを確認する工程をさらに含んでいてもよい。
 この場合において、微細凸状パターン12,22が平面部11,21の略直交方向に突出しているか否かを確認する方法としては、例えば、形状を観察し評価する方法、形状の変化により得られる情報から傾斜の有無を判断する方法等が挙げられる。
 具体的には、微細凸状パターン構造体10,20をその上面又は側面からレーザー顕微鏡やSEM等を用いて撮像して、微細凸状パターン12,22の傾斜の有無を確認したり、AFM等を用いて微細凸状パターン構造体10,20に探針を近接又は接触させ、微細凸状パターン12,22の傾斜の有無を確認したりすることができる。なお、光学顕微鏡を用いると、微細凸状パターン12,22に応答する分解能が十分ではなく、各微細凸状パターン12,22を識別することは難しいが、平面部11,21の略直交方向に突出する微細凸状パターン12,22が存在することが分かっている領域の画像と比較したり、そのような領域を同一解像度にて撮像した画像と比較したりすることで、当該画像のコントラストや色味等の光学特性の違いにより微細凸状パターン12,22の傾斜の有無を確認することもできるし、透過率、屈折率、反射率等の測定データに基づいて微細凸状パターン12,22の傾斜の有無を確認してもよく、さらにはこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。また、上記第2の実施形態において、傾斜した微細凸状パターン22にSEM等を用いて電子線を照射することで当該微細凸状パターン22にエネルギーを付与する場合には、当該SEM等で電子線を照射しながら微細凸状パターン22の傾斜の有無を確認することもできる。
 上記第1及び第2の実施形態において、平面部11,21に対する略直交方向に突出する微細凸状パターン12,22を有する微細凸状パターン構造体10,20を製造しているが、微細凸状パターン構造体10,20に電荷を生じさせた後又はエネルギーを付与した後の微細凸状パターン12,22の突出角度(微細凸状パターン12,22を上方に、平面部11,21を下方に位置させた微細凸状パターン構造体10,20の側面視において、微細凸状パターン12,22の幅方向中心を通る線分(軸線)と平面部11,21との交点を通る平面部11,21の接線に対する当該軸線のなす角度)が、インプリント樹脂膜13,23からインプリントモールド30,40を剥離したときの微細凸状パターン12,22の突出角度よりも平面部11,21に対する略直交方向に近づいてなる微細凸状パターン構造体10,20を製造する方法であってもよい。
 上記第1及び第2の実施形態として、平面部11,21に対する直交方向に突出する微細凸状パターン12,22を有する微細凸状パターン構造体10,20を製造する方法を例に挙げて説明したが、目的とする微細凸状パターン構造体における微細凸状パターンが所定の角度で傾斜してなる(その傾斜方向に突出する)微細凸状パターン構造体を製造する方法においても、本発明を適用することができる。この場合において、当該所定の角度よりも平面部側に傾斜するようにして微細凸状パターンを形成した後、当該微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、又は当該微細凸状パターンにエネルギーを付与することにより、微細凸状パターンを上記所定の角度に突出させることができる。
 なお、所定の角度で傾斜する微細凸状パターンを形成する方法としては、微細凹状パターンを有するインプリントモールドであって、当該微細凹状パターンの側壁が微細凸状パターンの傾斜角度に対応する角度に傾斜する傾斜面により構成されるインプリントモールドを用いる方法を例示することができる。
 以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
〔実施例1〕
 石英基板14の一方面上に、紫外線硬化性樹脂材料を用い、形成しようとする微細凸状パターン12に対応する微細凹状パターン32を有するインプリントモールド30を用いたUVナノインプリントにより、複数のライン形状の微細凸状パターン12(設計寸法:100nm、アスペクト比:3.0、隣接する微細凸状パターン12間のピッチ:100nm)を形成し、微細凸状パターン構造体10を作製した。なお、インプリントモールド30の剥離時に、ライン形状の微細凸状パターン12のライン方向(長手方向)に略直交する方向に沿ってインプリントモールド30を剥離した。
 上記のようにして5個の微細凸状パターン構造体10を作製し、各微細凸状パターン構造体10をSEMにて確認したところ、図13のSEM写真から明らかなように、すべての微細凸状パターン構造体10において剥離の方向と同一の、左方向への微細凸状パターン12の倒れが確認された。
 上記のようにして作成し、微細凸状パターン12の倒れの生じた微細凸状パターン構造体10について、ICP-RIEを用いたドライエッチング処理を施した。かかるドライエッチング処理において、まず紫外線硬化性樹脂及び石英がエッチングされない程度のICPの出力(目的とする石英のエッチングレートが得られるようなICPの出力の60%)としてプラズマ雰囲気を形成し、微細凸状パターン構造体10を載置した電極に高周波電流を印加することなく10秒間プラズマ雰囲気下に微細凸状パターン構造体10を存在させ、次いで目的とする石英のエッチングレートが得られるようなICPの出力に上げた。
 上記のようにしてドライエッチング処理を施した後の石英基板14をSEMにて観察したところ、図14のSEM写真から明らかなように、微細凸状パターン12の倒れが反映されることなく、直立したラインパターンが形成されていることが確認された。
〔比較例1〕
 ドライエッチング処理を通じて、ICPの出力を目的とする石英のエッチングレートが得られるような出力とした以外は、実施例1と同様の方法により作製した微細凸状パターン構造体10にドライエッチング処理を施した。このようにしてドライエッチング処理を施した後の石英基板14をSEMにて観察したところ、微細凸状パターン12の倒れが反映された状態で石英基板14がドライエッチングされていることが確認された。
 上記実施例1及び比較例1の結果から明らかなように、実施例1のように、ドライエッチング処理において紫外線硬化性樹脂及び石英基板14がエッチングされない程度にICPの出力を下げることで、微細凸状パターン構造体10(微細凸状パターン12)に電荷を生じさせることができ、その結果として生じる電気的反発力により微細凸状パターン12を平面部11に対する略直交方向に突出させることができたために、その状態のままICPの出力を上げてドライエッチング処理を施すことで、石英基板14に直立したラインパターンを形成することができたと推察される。
〔試験例1〕
 シクロオレフィン系熱可塑性樹脂フィルム(製品名:ゼオノア,日本ゼオン社製,大きさ:10mm角,厚み:2.0mm)の一方の面のみに電子線を照射し(加速電圧:800V,電子線積算照射量:188.6μC/cm2)、電子線照射前後における当該フィルムの平坦度(反り)を、Flatmaster(コーニング社製)により計測した。その結果、電子線照射後に照射面側が凹むようにして反り返っていることが確認された。この結果から、電子線を照射することにより、上記樹脂フィルムの電子線照射面において樹脂がより収縮することが判明した。
〔実施例2〕
 シクロオレフィン系熱可塑性樹脂フィルム(製品名:ゼオノア,日本ゼオン社製)を所定の温度に加熱し、ホール状の微細凹状パターンを有するインプリントモールド40を押圧し、当該樹脂フィルムの上面に対する略垂直方向にインプリントモールド40を引き上げて離型することで、ピラー状の微細凸状パターン22及び平面部21を有する微細凸状パターン構造体20を製造した。なお、微細凸状パターン構造体20における微細凸状パターン22の寸法を250nm、アスペクト比を2.0、隣接する微細凸状パターン22,22の間隔を250nmと設定した。また、樹脂フィルムの厚さは2.0mmであった。
 このようにして製造した微細凸状パターン構造体20を、SEM(日本電子社製,製品名:JSM-7001F)を用いて観察したところ、図15のSEM写真から明らかなように、微細凸状パターン22の倒れが確認された(電子線照射量:5.8μC/cm2)。そして、上記SEMを用いて加速電圧800Vにて電子線積算照射量が58.0μC/cm2になるまで電子線を微細凸状パターン構造体20に連続して照射したところ、図16のSEM写真から明らかなように、微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができた。
〔実施例3〕
 シクロオレフィン系熱可塑性樹脂フィルムをポリスチレン樹脂フィルムに変更した以外は、実施例2と同様にして微細凸状パターン構造体20を製造した。
 このようにして製造した微細凸状パターン構造体20を、SEM(日本電子社製,製品名:JSM-7001)を用いて観察したところ、図17のSEM写真から明らかなように、微細凸状パターン22の倒れが確認された(電子線照射量:5.8μC/cm2)。そして、上記SEMを用いて加速電圧800Vにて電子線積算照射量が63.8μC/cm2になるまで電子線を連続して微細凸状パターン構造体20に照射したところ、図18のSEM写真から明らかなように、微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができた。
〔実施例4〕
 実施例2の微細凸状パターン構造体20の一部の領域のみにSEMを用いて加速電圧800Vにて電子線積算照射量が63.8μC/cm2になるまで電子線を連続して照射したところ、図19のSEM写真から明らかなように、当該電子線の照射領域内の微細凸状パターン22のみを平面部21に対する略直交方向に突出させることができた。
 実施例4の結果から、微細凸状パターン構造体20の一部の領域のみに電子線を照射することで、当該一部の領域内の微細凸状パターン22のみを平面部21に対する略直交方向に突出させることができると考えられる。また、電子線を照射した部分の微細凸状パターン22のみを平面部21に対する略直交方向に突出させることができたことから、照射された電子線によるエネルギーは照射領域外の微細凸状パターン構造体20にまで拡散することなく、照射領域でのみ作用したものと考えられる。
 すなわち、上記試験例1及び実施例2~4の結果を総合すると、傾斜した微細凸状パターン22を有する微細凸状パターン構造体20に電子線を照射することで、傾斜した微細凸状パターン22における相対的に伸長している側面に重点的に電子線が照射されることになるため、電子線のエネルギーの作用によって、電子線が重点的に照射された側面における樹脂材料がより収縮し、その結果として、微細凸状パターン22を平面部21に対する略直交方向に突出させることができたと推察される。
 本発明は、ナノインプリント法による微細凸状パターン構造体の製造に有用である。
10,20…微細凸状パターン構造体
 11,21…平面部
 12,22…微細凸状パターン
30,40,301,302,401,402…インプリントモールド
 32,42…微細凹状パターン
50,60…微細凸状パターン構造体製造システム
 51,61…傾斜パターン形成部
 52…電荷付与部
 62…エネルギー付与部

Claims (14)

  1.  平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造する方法であって、
     前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成し、
     少なくとも前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させる
    ことを特徴とする微細凸状パターン構造体の製造方法。
  2.  前記微細凸状パターン構造体を帯電させることが可能な雰囲気下に当該微細凸状パターン構造体を存在させることにより、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることを特徴とする請求項1に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  3.  少なくとも前記微細凸状パターンを誘電分極又は静電誘導させることにより、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることを特徴とする請求項1に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  4.  前記微細凸状パターン構造体は、絶縁性材料により構成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  5.  前記微細凸状パターン構造体は、導電性材料を含む材料により構成されており、
     少なくとも前記微細凸状パターンを電気的フローティング状態として、前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  6.  平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造する方法であって、
     少なくとも前記微細凸状パターンが、外部からのエネルギーの付与により収縮し得る樹脂材料により構成されており、
     前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成し、
     前記傾斜した微細凸状パターンの側面のうちの相対的に伸長している側面に対して外部からエネルギーを付与することにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させる
    ことを特徴とする微細凸状パターン構造体の製造方法。
  7.  前記傾斜した微細凸状パターンの相対的に伸長している側面に対し活性エネルギー線を照射することにより、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させることを特徴とする請求項6に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  8.  前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面における前記樹脂材料の化学構造を変化させて前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させることを特徴とする請求項7に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  9.  前記樹脂材料の架橋反応を進行させて前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させることを特徴とする請求項8に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  10.  前記樹脂材料の分子鎖を切断することにより前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させることを特徴とする請求項8に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  11.  前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を熱収縮させることを特徴とする請求項7に記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  12.  前記微細凸状パターン構造体に電子線、イオンビーム、紫外線、赤外線、可視光線、レーザー光線、X線又はガンマ線を照射することにより、前記微細凸状パターンの相対的に伸長している側面を収縮させることを特徴とする請求項6~11のいずれかに記載の微細凸状パターン構造体の製造方法。
  13.  平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有する微細凸状パターン構造体を製造するシステムであって、
     前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成する傾斜パターン形成部と、
     少なくとも前記傾斜した微細凸状パターンに電荷を生じさせることにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させる電荷付与部と
    を備えることを特徴とする微細凸状パターン構造体製造システム。
  14.  平面部と、当該平面部から当該平面部に対する所定の方向に突出する微細凸状パターンとを有し、少なくとも前記微細凸状パターンが外部からのエネルギーの付与により収縮し得る樹脂材料により構成されている微細凸状パターン構造体を製造するシステムであって、
     前記微細凸状パターンに対応する微細凹状パターンを有するインプリントモールドを用い、前記微細凸状パターンが前記所定の方向よりも前記平面部側に傾斜する条件で、前記平面部から突出する微細凸状パターンを形成する傾斜パターン形成部と、
     前記傾斜パターン形成部により形成された前記傾斜した微細凸状パターンの側面のうちの相対的に伸長している側面に対して外部からエネルギーを付与することにより、前記微細凸状パターンを前記平面部に対する所定の方向に突出させるエネルギー付与部と
    を備えることを特徴とする微細凸状パターン構造体製造システム。
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