WO2014123008A1 - ナノ構造体 - Google Patents

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latent image
pattern
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遠藤　惣銘
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デクセリアルズ株式会社
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    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Definitions

  • the present invention relates to a nanostructure that has been subjected to coding.
  • Patent Document 1 For nanostructures with moth-eye performance, it is known that the arrangement of the individual structures constituting the nanostructure is modulated with a sine wave or a triangular wave to wobble in order to suppress the appearance of unevenness.
  • the nanostructure can be easily fabricated by imitating the surface irregularities using the product as a model. Therefore, it is desired to code the production control code and lot number on the nanostructure.
  • a method for producing the nanostructure first, a master having a resist layer on the surface is exposed with a laser beam and developed to pattern the resist layer on the surface of the master, and then the master is used with the patterned resist layer as a mask.
  • the diameter of the individual structures arranged at a predetermined pitch can be increased or decreased, so that the packing density of the structures is reduced or It is necessary to adjust the pitch between tracks (track pitch), which is an array in the exposure direction, and the manufacturing method becomes complicated.
  • an object of the present invention is to provide a nanostructure that has been coded by a simple method.
  • the present invention provides a nanostructure in which a plurality of tracks each having an array of structures formed by protrusions or recesses on a substrate surface are arranged, and the array of structures is a track. By providing meandering in the extending direction, a nanostructure is provided.
  • the present invention also provides a method for producing the above-described nanostructure, Forming a resist layer on the surface of the master, A latent image pattern in which multiple rows of tracks consisting of an array of fine pitches in the exposure direction of a spot-like latent image consisting of an exposed portion are moved by moving the irradiation position while irradiating the resist layer on the master with pulsed laser light Forming a process, Developing a latent image to form a resist pattern; Etching the master using the resist pattern as a mask to form a concavo-convex pattern on the surface of the master, and transferring the surface ruggedness of the master to a resin material,
  • a method of manufacturing a nanostructure is provided in which laser light is deflected so that a track meanders in the extending direction of the track.
  • the arrangement of the structures meanders in the track extending direction, and the production control code, lot number, and the like can be coded by the meandering period and amplitude.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the nanostructure of the embodiment
  • B is a partially enlarged plan view of the nanostructure shown in A
  • C is a cross-sectional view of tracks T1 and T3 of B
  • D is B Sectional views of tracks T2 and T4 of FIG. 4
  • E is a schematic diagram showing a modulation waveform of a laser beam that forms a latent image corresponding to tracks T1 and T3 of B in the manufacture of a master of a nanostructure
  • F is a nanostructure
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a modulation waveform of laser light that forms a latent image corresponding to tracks T2 and T4 of B in the production of a body master.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of coding in the embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of coding according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory view of a roll master exposure apparatus.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of a nanostructure 1 according to an embodiment of the present invention
  • B is a partially enlarged view thereof
  • C is a cross-sectional view of B tracks T1 and T3
  • D is B tracks T2 and T4.
  • FIG. 1A a moth eye in which a large number of tracks T 1, T 2, T 3,. Make up structure.
  • the nanostructure of the present invention is not limited to the moth-eye structure, and includes, for example, a wire grid, a nanogroove wave plate, a nanogroove filter, a structural color device, and the like.
  • the size of the fine pitch P1 of the structures 3 can be set to, for example, a visible light wavelength or less, more specifically, about 300 nm or less. Depending on the application, it may be 1000 nm or less.
  • the substrate 2 is formed of a transparent synthetic resin such as polycarbonate (PC) or polyethylene terephthalate (PET) or glass.
  • a transparent synthetic resin such as polycarbonate (PC) or polyethylene terephthalate (PET) or glass.
  • the shape of the substrate 2 can be, for example, a film shape, a sheet shape, a plate shape, a block shape, or the like.
  • the pitch of the arrangement of the structures 3 is shifted by a half pitch between adjacent tracks T1, T2, T3, and T4, so that the adjacent tracks T1, T2, T3, and T4 are adjacent to each other.
  • the structures 3 of the matching tracks are alternately arranged, and the arrangement pattern of the structures 3 is a quasi-hexagonal lattice pattern as shown in FIG.
  • the arrangement pattern of the structures is not limited to the quasi-hexagonal lattice. It may be a regular hexagonal lattice, a regular tetragonal lattice, or a quasi-tetragonal lattice.
  • the quasi-hexagonal lattice is a pattern distorted by extending a regular hexagonal lattice in the extending direction of the tracks T1, T2, T3, and T4 (the x direction in FIG. 1).
  • This pattern is distorted by extending a tetragonal lattice in the extending direction of the tracks T1, T2, T3, and T4 (x direction in FIG. 1).
  • each structure 3 itself is not particularly limited, and the bottom surface may be a cone structure such as a circle, an ellipse, an oval, or an oval, and the bottom surface is a circle or an ellipse.
  • the top may be formed into a curved surface, or the top may be formed flat. Moreover, you may provide a minute convex part between each structure 3.
  • each structure 3 is not particularly limited, and can be, for example, about 180 nm to 420 nm.
  • the structure 3 can be provided by forming a convex portion on the surface of the base 2 or by forming a concave portion.
  • the nanostructure 1 of this embodiment is characterized in that manufacturer identification information, management information, and the like are coded by meandering the arrangement of the structures 3 in the extending direction of the tracks T1, T2, T3,. Yes. That is, when the nanostructure 1 is observed in the extending direction of the tracks T1, T2, T3,... It is formed sequentially.
  • the meandering region R1 is for one cycle of a sine wave with a predetermined amplitude
  • the meandering region R3 is for two cycles of a sine wave having a larger amplitude and a longer period than the meandering region R1.
  • the nanostructure 1 by appropriately changing the presence / absence of the region where the arrangement of the structures 3 meanders, the position of the meandering region in the track arrangement direction, the meandering period (wavelength), and the amplitude of the meandering, Manufacturer identification information, management information, and the like are coded on the nanostructure 1.
  • the phases of the tracks T1, T2, T3,... are aligned in the meandering regions R1, R3. Therefore, the packing density of the structures 3 in the nanostructure 1 does not decrease due to meandering of the arrangement of the structures 3, and even when the nanostructure 1 is used as a moth-eye structure, the performance is not impaired.
  • the arrangement of the structures 3 can take various meandering forms.
  • the structure 3 forms a tetragonal lattice array, and for the purpose of coding, each track is synchronized in the entire region in the track extending direction. It is meandering with a sine wave.
  • the region 1A is formed by 1.5 cycles of a sine wave having a predetermined cycle and a predetermined amplitude, and is formed by 2.5 cycles of a sine wave having a shorter period and a larger amplitude than the region 1A.
  • the formed region 2A and the region 3A formed by one cycle of a sine wave having the same length as the region 2A and having an amplitude larger than that of the region 2A are continuously formed.
  • the nanostructure 1C shown in FIG. 3 is formed by a meandering region of a sine wave for one period, a region without a meandering, and a meandering region of a sine wave for two periods. In this way, coding may be performed by intermittent arrangement of meandering regions with the same waveform.
  • the meandering amplitude is usually ⁇ 10 nm to ⁇ 1 ⁇ m, and the length in the extending direction for one period of the meandering is 1 to 50 ⁇ m.
  • the nanostructure of the present invention is a method for producing a known nanostructure having no coding region by deflecting a laser beam so that the latent image pattern meanders based on a coding signal in the step of forming the latent image pattern. Can be produced.
  • the nanostructure of the present invention is Forming a resist layer on the surface of the master, A latent image pattern in which multiple rows of tracks consisting of an array of fine pitches in the exposure direction of a spot-like latent image consisting of an exposed portion are moved by moving the irradiation position while irradiating the resist layer on the master with pulsed laser light A step of deflecting the laser beam so that the track meanders in the extending direction of the track, Developing a latent image to form a resist pattern; It can be manufactured from a step of forming an uneven pattern on the surface of the master by etching the master using the resist pattern as a mask, and a step of transferring the surface unevenness of the master to a resin material.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory view of a roll master exposure apparatus 10 suitable for forming a latent image pattern.
  • a laser light source 13 that emits laser light (wavelength 266 nm) for exposing the resist layer 12 deposited on the surface of the roll master 11, and a laser light L emitted from the laser light source 13 are incident.
  • It has an electro-optic element (EOM) 14, a mirror 15 composed of a polarizing beam splitter, and a photodiode 16, and the polarization component transmitted through the mirror 15 is received by the photodiode 16, and the photodiode 16 controls the electro-optic element 14. Then, the phase modulation of the laser beam L is performed to reduce the laser noise to ⁇ 1% or less.
  • EOM electro-optic element
  • the roll master exposure apparatus 1 also has a modulation deflection optical system (OM / OD) 17 that performs intensity modulation and laser beam deflection on the phase-modulated laser beam L.
  • the modulation deflection optical system (OM / OD) 17 includes a condenser lens 18, an acousto-optic element / acousto-optic deflection element (AOM (Acoustic-Optical Modulator) / AOD) 19, and a lens 20 that generates parallel light. It has.
  • the formatter 21 has a formatter 21 that forms a two-dimensional pattern of a latent image and a driver 22, and the formatter 21 controls the irradiation timing of the laser light to the resist layer 12.
  • AOM / AOD) 19 is controlled to modulate the laser beam.
  • the formatter 21 in the formation of the two-dimensional pattern of the latent image, the formatter 21 generates a signal for synchronizing the polarity inversion formatter signal and the rotation controller of the roll master 11 for each track, and intensity modulation is performed by the AOM / AOD 19.
  • a spot-like latent image having a predetermined size can be formed at a predetermined pitch.
  • a signal for meandering the laser light is supplied from the formatter 21 to the driver 22, and the AOM / AOD 19 is laser-modulated by appropriately combining one or a plurality of FM modulation or AM modulation using a sine wave, a burst wave or the like.
  • the light irradiation direction is controlled to form a meander in the exposure direction in the two-dimensional pattern of the latent image.
  • the circumferential period (that is, the pitch P1 in the exposure direction) of the roll master 11 is 315 nm, and the direction is about 60 degrees (about ⁇ 60 degrees direction).
  • the rotation speed of the roll master 11 for example, 1800, 900, and 450 rpm are used as the rotation speed of the roll master 11, and the frequency of the polarity inversion formatter signal by the formatter 21 is determined according to the rotation speed.
  • a latent image of a quasi-hexagonal lattice, a tetragonal lattice, or a quasi-tetragonal lattice pattern can be formed.
  • the laser light which is modulated in intensity by the AOM / AOD 19 and deflected in accordance with the signal that causes the laser light to meander, is reflected by the mirror 23 and is formed into a desired beam shape by a beam expander (BEX) 25 on the moving table 24.
  • BEX beam expander
  • the resist layer 12 on the roll master 11 is irradiated through the objective lens 26. More specifically, for example, the beam expander 25 expands the beam diameter to 5 times, and the resist layer 12 on the roll master 11 is irradiated through the objective lens 26 having a numerical aperture (NA) of 0.9.
  • NA numerical aperture
  • the roll master 11 is placed on a turntable 28 connected to a spindle motor 27. Therefore, while rotating the roll master 11, the resist layer 12 is irradiated with pulses of laser light while moving the laser light in the height direction.
  • the latent image thus formed on the resist layer 12 by irradiation has a substantially elliptical shape having a long axis in the circumferential direction.
  • the latent image pattern is formed by exposing the disk master. It may be formed.
  • the resist layer 12 is developed and developed to dissolve the exposed portion of the resist to form a resist pattern.
  • an uneven pattern is formed on the surface of the master by etching the master using the resist pattern as a mask.
  • This patterning is performed, for example, by performing plasma etching in a CHF 3 gas atmosphere.
  • a roll master is used as the master, a large-area sheet of coded nanostructures can be obtained by roll-to-roll.
  • the nanostructure of the present invention can be suitably used in various optical devices such as displays, optoelectronics, optical communications (optical fibers), solar cells, lighting devices, etc., in order to obtain functions based on nanostructures.
  • the surface of the nanostructure has ITO (In 2 O 3 , SnO 2 : indium tin oxide), AZO (Al 2 O 3 , ZnO: aluminum-doped zinc oxide), SZO, FTO (fluorine-doped tin oxide), SnO 2 (tin oxide), GZO (gallium-doped zinc oxide), IZO (in 2 O 3 , ZnO: indium zinc oxide) may be formed a transparent conductive film made of, or the like. In this case, it is preferable to make the transparent conductive film follow the surface irregularities of the nanostructure.
  • the transparent conductive film can be formed by sputtering, wet coating, or the like.

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Abstract

　コーディングが施されたナノ構造体は、基体表面の凸部又は凹部により形成された構造体の配列からなるトラックが多数列配置された構造を有する。コーディングは、構造体の配列をトラックの延在方向に蛇行させることで施されている。

Description

ナノ構造体
　本発明は、コーディングが施されたナノ構造体に関する。
　基板表面の凸部又は凹部により形成された構造体を可視光波長以下の微細ピッチで多数列配置したナノ構造体は、可視光波長域の光に対して優れた反射防止効果を発揮するモスアイ構造として知られており、反射防止フィルムなどの光学素子として使用されている。
　モスアイ性能を有するナノ構造体については、外観上のムラの発生を抑制するため、ナノ構造体を構成する個々の構造体の配列をサイン波や三角波で変調して蛇行（ウォブル）させることが知られている（特許文献1）。
特許４５３５１９９号明細書
　一方、ナノ構造体は、製品をひな形として表面凹凸を転写することで容易に模造品を作製することができる。そのため、ナノ構造体に、生産管理コードやロットナンバーなどのコーディングを行うことが望まれる。
　ナノ構造体の作製方法としては、まず、表面にレジスト層を有する原盤をレーザ光で露光し、現像することにより原盤の表面のレジスト層をパターニングし、次に、パターニングしたレジスト層をマスクとして原盤をエッチングすることにより原盤に表面凹凸を形成し、この表面凹凸を樹脂材料に転写する方法がある。また、ナノ構造体では、個々の構造体を四方格子、六方格子などに高密度で配列することが必要とされる。そこで、ナノ構造体にコーディングする方法としては、原盤を露光するレーザ光をコーディング信号で強度変調することが考えられる。
　しかしながら、原盤を露光するレーザ光を強度変調すると、所定のピッチで配列させている個々の構造体の径に大小ができるので、構造体の充填密度が低下するか、あるいは、個々の構造体の露光方向の配列であるトラック相互のピッチ（トラックピッチ）の調整が必要になり、製法が複雑となる。
　また、特許文献１に記載のウォブル技術を利用してコーディングすることも考えられるが、モスアイ構造を構成する個々の構造体の配列を単にサイン波や三角波で変調するだけでは、生産管理コードやロットナンバー等をコーディングすることが難しい。
　これに対し、本発明は、簡便な方法でコーディングを施したナノ構造体の提供を目的とする。
　上述の課題を解決するため、本発明は、基体表面の凸部又は凹部により形成された構造体の配列からなるトラックが多数列配置されてなるナノ構造体であって、構造体の配列がトラックの延在方向に蛇行することでコーディングが施されているナノ構造体を提供する。
　また、本発明は、上述のナノ構造体の作製方法であって、
原盤の表面にレジスト層を形成する工程、
原盤上のレジスト層にレーザ光をパルス照射しつつ照射位置を移動させることにより、露光部からなるスポット状潜像の露光方向の微細ピッチの配列からなるトラックが多数列配置されてなる潜像パターンを形成する工程、
潜像を現像してレジストパターンを形成する工程、
レジストパターンをマスクとして原盤をエッチング処理することにより原盤の表面に凹凸パターンを形成する工程、及び
原盤の表面凹凸を樹脂材料に転写する工程
を有し、
前記潜像パターンを形成する工程において、トラックが該トラックの延在方向に蛇行するようにレーザ光を偏向させるナノ構造体の作製方法を提供する。
　本発明のナノ構造体によれば、構造体の配列がトラックの延在方向に蛇行しており、この蛇行の周期や振幅により、生産管理コード、ロットナンバー等をコーディングすることができる。
図１のＡは、実施例のナノ構造体の概略平面図、Ｂは、Ａに示したナノ構造体の部分拡大平面図、Ｃは、ＢのトラックＴ1、Ｔ3における断面図、Ｄは、ＢのトラックＴ2、Ｔ4における断面図、Ｅは、ナノ構造体の原盤の製造においてＢのトラックＴ1、Ｔ3に対応する潜像を形成するレーザ光の変調波形を示す略線図、Ｆは、ナノ構造体の原盤の製造においてＢのトラックＴ2、Ｔ4に対応する潜像を形成するレーザ光の変調波形を示す略線図である。 図２は、実施例のコーディングの説明図である。 図３は、実施例のコーディングの説明図である。 図４は、ロール原盤露光装置の概略説明図である。
　以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１のＡは、本発明の一実施例のナノ構造体１の概略平面図、Ｂはその部分拡大図、Ｃは、ＢのトラックＴ1、Ｔ3における断面図、ＤはＢのトラックＴ2、Ｔ4における断面図である。このナノ構造体１では、基体２の表面の凸部により形成された構造体３が微細な所定ピッチＰ1で配列したトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、…が、所定のトラックピッチＴpで多数配列したモスアイ構造を構成している。なお、本発明のナノ構造体は、モスアイ構造に限定されず、例えば、ワイヤグリッド、ナノ溝波長板、ナノ溝フィルタ、構造色デバイス等も包含する。
　ここで、構造体３の微細ピッチＰ1の大きさは、例えば可視光波長以下、より具体的には約３００ｎｍ以下とすることができる。用途によっては、１０００ｎｍ以下とすることもできる。
　基体２は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明性合成樹脂あるいはガラスなどで形成される。
　基体２の形状は、例えば、フィルム状、シート状、プレート状、ブロック状等とすることができる。
　また、ナノ構造体１では、隣り合うトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4同士で、構造体３の配列のピッチが半ピッチずれており、それにより、各トラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4では、隣り合うトラック同士の構造体３が互い違いの配置となり、構造体３の配置パターンは、図１のＢに示すように準六方格子のパターンとなっている。なお、本発明において、構造体の配置パターンは、準六方格子に限られない。正六方格子でもよく、正四方格子でもよく、準四方格子でもよい。ここで、準六方格子とは、正六方格子をトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4の延在方向（図１のｘ方向）に引き延ばすことにより歪ませたパターンであり、準四方格子とは、正四方格子をトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4の延在方向（図１のｘ方向）に引き延ばすことにより歪ませたパターンである。
　なお、本発明において、個々の構造体３の形状自体には特に制限はなく、底面が、円形、楕円形、長円形、卵形等の錐体構造としてもよく、底面が、円形、楕円形、長円形、卵形等で、頂部が曲面に形成されていてもよく、頂部が平坦に形成されていてもよい。また、各構造体３の間に微小な凸部を設けてもよい。
　各構造体３の高さについても特に限定はなく、例えば、１８０ｎｍ～４２０ｎｍ程度とすることができる。
　構造体３は、基体２の表面に凸部を形成することにより、又は凹部を形成することにより、設けることができる。
　本実施例のナノ構造体１では、構造体３の配列がトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、…の延在方向に蛇行することで製造者識別情報、管理情報等がコーディングされていることを特徴としている。即ち、ナノ構造体１をトラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、…の延在方向に観察した場合に、ナノ構造体１には、蛇行領域Ｒ1、非蛇行領域Ｒ2、蛇行領域Ｒ3、非蛇行領域Ｒ4が順次形成されている。蛇行領域Ｒ1は所定の振幅のサイン波の１周期分であり、蛇行領域Ｒ3は、蛇行領域Ｒ1よりも振幅が大きく周期が長いサイン波の２周期分である。このように、このナノ構造体１では、構造体３の配列が蛇行している領域の有無、蛇行領域のトラック配列方向の位置、蛇行の周期（波長）、蛇行の振幅を適宜変えることで、ナノ構造体１に製造者識別情報、管理情報等がコーディングされる。
　また、ナノ構造体１では、蛇行領域Ｒ1、Ｒ3においても各トラックＴ1、Ｔ2、Ｔ3、…の位相は揃っている。そのため、ナノ構造体１における構造体３の充填密度が、構造体３の配列の蛇行によって低下することはなく、ナノ構造体１をモスアイ構造として用いた場合でも、その性能を損なうことはない。
　本発明においては、ナノ構造体にコーディングを施すために、構造体３の配列に種々の蛇行形態をとらせることができる。例えば、図２に示した実施例のナノ構造体１Ｂは、構造体３が四方格子配列を形成しており、コーディングのために、トラックの延在方向の全領域で、各トラックを同期させてサイン波で蛇行させたものである。より詳細には、所定周期及び所定振幅のサイン波の１．５周期分で形成された領域１Ａと、領域１Ａに比して周期が短く、振幅が大きいサイン波の２．５周期分で形成された領域２Ａと、領域２Ａと周期が同じ長さで、振幅が領域２Ａよりもさらに大きいサイン波の１周期分で形成された領域３Ａが連続的に形成されている。
　図３に示したナノ構造体１Ｃは、１周期分のサイン波の蛇行領域と、蛇行の無い領域と、２周期分のサイン波の蛇行領域により形成されている。このように、同一波形による蛇行領域の断続的な配置によりコーディングを行っても良い。
　本発明のナノ構造体においては、構造体３の配列をトラックの延在方向に蛇行させるにあたり、通常、蛇行の振幅は±１０ｎｍ～±１μｍ、蛇行の一周期分の延在方向の長さは１～５０μｍとする。
　本発明のナノ構造体は、コーディング領域がない公知のナノ構造体の作製方法において、潜像パターンを形成する工程で潜像パターンがコーディング信号に基づいて蛇行するようにレーザ光を偏向させることで作製することができる。即ち、本発明のナノ構造体は、
原盤の表面にレジスト層を形成する工程、
原盤上のレジスト層にレーザ光をパルス照射しつつ照射位置を移動させることにより、露光部からなるスポット状潜像の露光方向の微細ピッチの配列からなるトラックが多数列配置されてなる潜像パターンを形成する工程であって、トラックが該トラックの延在方向に蛇行するようにレーザ光を偏向させる工程、
潜像を現像してレジストパターンを形成する工程、
レジストパターンをマスクとして原盤をエッチング処理することにより原盤の表面に凹凸パターンを形成する工程、及び
原盤の表面凹凸を樹脂材料に転写する工程
から作製することができる。
　図４は、潜像パターンを形成するのに好適なロール原盤露光装置１０の概略説明図である。このロール原盤露光装置１０は、ロール原盤１１の表面に着膜したレジスト層１２を露光するためのレーザ光（波長２６６ｎｍ）を発するレーザ光源１３、レーザ光源１３から出射されたレーザ光Ｌが入射する電気光学素子（ＥＯＭ）１４、偏光ビームスプリッタで構成されたミラー１５、フォトダイオード１６を有し、ミラー１５を透過した偏光成分がフォトダイオード１６で受光され、フォトダイオード１６が電気光学素子１４を制御してレーザ光Ｌの位相変調を行い、レーザノイズを±１％以下にする。
　また、このロール原盤露光装置１は、位相変調したレーザ光Ｌに対して強度変調とレーザ光の偏向を行う変調偏向光学系（ＯＭ／ＯＤ）１７を有している。変調偏向光学系（ＯＭ／ＯＤ）１７は、集光レンズ１８、音響光学素子/音響光学偏向素子（ＡＯＭ（Acoustic-Optical Modulator）／ＡＯＤ（Acoustic-Optical Diflector））１９、平行光をつくるレンズ２０を備えている。また、潜像の２次元パターンを形成するフォーマッター２１と、ドライバ２２を有し、フォーマッター２１がレジスト層１２に対するレーザ光の照射タイミングを制御し、ドライバ２２が、音響光学素子/音響光学偏向素子（ＡＯＭ／ＡＯＤ）１９を制御し、レーザ光を変調する。
　この潜像の２次元パターンの形成では、より具体的には、フォーマッター２１が、１トラック毎に極性反転フォーマッター信号とロール原盤１１の回転コントローラーを同期させる信号を発生し、ＡＯＭ／ＡＯＤ１９により強度変調させる。角速度一定（ＣＡＶ）で適切な回転数と適切な変調周波数で露光することで、所定の大きさのスポット状潜像を所定のピッチで形成することができる。また、レーザ光を蛇行させる信号がフォーマッター２１からドライバ２２に供給され、Ｓｉｎ波、バースト波等を用いたＦＭ変調又はＡＭ変調の一種又は複数を適宜組み合わせて変調することにより、ＡＯＭ／ＡＯＤ１９はレーザ光の照射方向を制御し、潜像の２次元パターンに露光方向の蛇行を形成する。
　例えば、六方格子の潜像パターンを形成する場合、ロール原盤１１の円周方向の周期（即ち、露光方向のピッチＰ1）を３１５ｎｍ、円周方向に対して約６０度方向（約－６０度方向）の斜めピッチＰ2を３００ｎｍ、送りピッチＴpを２５１ｎｍにする（ピタゴラスの定理）。この場合、ロール原盤１１の回転数は、例えば、１８００、９００、４５０ｒｐｍを用い、この回転数に応じてフォーマッター２１による極性反転フォーマッター信号の周波数を定める。同様にして準六方格子、四方格子、準四方格子のパターンの潜像を形成することもできる。
　ＡＯＭ／ＡＯＤ１９で強度変調されると共に、レーザ光を蛇行させる信号に応じて偏向されたレーザ光は、ミラー２３で反射され、移動テーブル２４上のビームエクスパンダ（ＢＥＸ）２５により所望のビーム形状に成形され、対物レンズ２６を介してロール原盤１１上のレジスト層１２を照射する。より具体的には、例えば、ビームエクスパンダ２５で５倍のビーム径に拡大し、開口数（ＮＡ）０．９の対物レンズ２６を介してロール原盤１１上のレジスト層１２を照射する。
　ロール原盤１１は、スピンドルモータ２７に接続されたターンテーブル２８に載置されている。そこで、ロール原盤１１を回転させると共に、レーザ光を高さ方向に移動させながらレジスト層１２へレーザ光をパルス照射する。こうして照射によりレジスト層１２に形成した潜像は、円周方向に長軸を有する略楕円形状となる。
　以上、ロール原盤露光装置１０を使用してレジスト層１２に潜像パターンを形成する方法を説明したが、本発明のナノ構造体の製造方法においては、ディスク原盤に露光することにより潜像パターンを形成してもよい。
　潜像パターンを形成した後は、レジスト層１２に現像処理をし、露光した部分のレジストを溶解させる現像を行い、レジストパターンを形成する。
　次に、レジストパターンをマスクとして原盤をエッチング処理することにより原盤の表面に凹凸パターンを形成する。このパターニングは、例えば、ＣＨＦ3ガス雰囲気でプラズマエッチングをすることにより行う。
　こうして形成した表面に微細な凹凸パターンを有する原盤をアクリルシートなどのＵＶ樹脂材料と密着させ、紫外線照射等により樹脂材料を硬化させ、剥離することにより、原盤表面の微細凹凸が転写されたナノ構造体を得ることができる。ここで、原盤としてロール原盤を使用すると、ロールツーロールで、コーディングされたナノ構造体の大面積のシートを得ることができる。
　本発明のナノ構造体は、ディスプレイ、光エレクトロニクス、光通信（光ファイバー）、太陽電池、照明装置など種々の光デバイスにおいて、ナノ構造による機能を得るために好適に使用することができる。
　ナノ構造体の用途に応じて、ナノ構造体の表面には、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2：インジウム錫酸化物）、ＡＺＯ（Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ：アルミドープ酸化亜鉛）、ＳＺＯ、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＳｎＯ2（酸化錫）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＩＺＯ（Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ：酸化インジウム亜鉛）等からなる透明導電膜を形成してもよい。この場合、透明導電膜をナノ構造体の表面凹凸に沿わせることが好ましい。透明導電膜は、スパッタリング、ウェットコーティング等により形成することができる。
　１、１Ｂ、１Ｃ　ナノ構造体
　２　基体
　３　構造体
１０　ロール原盤露光装置
１１　ロール原盤
１２　レジスト層
１３　レーザ光源
１４　電気光学素子（ＥＯＭ）
１５　ミラー
１６　フォトダイオード
１７　変調偏向光学系（ＯＭ／ＯＤ）
１８　集光レンズ
１９　音響光学素子／音響光学偏向素子（ＡＯＭ／ＡＯＤ）
２０　レンズ
２１　フォーマッター
２２　ドライバ
２３　ミラー
２４　移動テーブル
２５　ビームエクスパンダ（ＢＥＸ）
２６　対物レンズ
２７　スピンドルモータ
２８　ターンテーブル
Ｌ　　レーザ光
Ｐ1　ピッチ（露光方向）
Ｐ2　斜めピッチ
Ｒ1、Ｒ3　蛇行領域
Ｒ2、Ｒ4　非蛇行領域
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4　トラック
Ｔp　トラックピッチ又は送りピッチ
 

Claims (6)

  1. 　基体表面の凸部又は凹部により形成された構造体の配列からなるトラックが多数列配置されてなるナノ構造体であって、構造体の配列がトラックの延在方向に蛇行することでコーディングが施されているナノ構造体。
  2. 　蛇行領域が、トラックの延在方向にナノ構造体を観察した場合の一部または全ての領域に設けられている請求項１に記載のナノ構造体。
  3. 　蛇行の周期又は蛇行の振幅によりコーディングされている請求項１又は２に記載のナノ構造体。
  4. 　各トラックの蛇行の位相がそろっている請求項１～３のいずれかに記載のナノ構造体。
  5. 　請求項１～３のいずれかに記載のナノ構造体の作製方法であって、
    原盤の表面にレジスト層を形成する工程、
    原盤上のレジスト層にレーザ光をパルス照射しつつ照射位置を移動させることにより、露光部からなるスポット状潜像の露光方向の微細ピッチの配列からなるトラックが多数列配置されてなる潜像パターンを形成する工程、
    潜像を現像してレジストパターンを形成する工程、
    レジストパターンをマスクとして原盤をエッチング処理することにより原盤の表面に凹凸パターンを形成する工程、及び
    原盤の表面凹凸を樹脂材料に転写する工程
    を有し、
    前記潜像パターンを形成する工程において、トラックが該トラックの延在方向に蛇行するようにレーザ光を偏向させるナノ構造体の作製方法。
  6. 　レーザ光のパルス照射の蛇行を、変調偏向光学系を用いて行う請求項５記載のナノ構造体の作製方法。
     
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