マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版、およびマイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法
【課題】大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを、簡易な方法で製造することが可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【解決手段】基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロコンタクトプリンティング（以下、「μＣＰ」）法に用いられる、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ（以下、「μＣＰ用スタンプ」）の製造するために用いられるマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版（以下、「μＣＰ用スタンプ作製用マスター版」）、およびμＣＰ用スタンプの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として利用可能な様々な超微細加工のうち、多くの研究においてソフトリソグラフィが採用されている。「ソフトリソグラフィ」とは、スタンプとしてパターンエラストマ、鋳型又はマスクを用い、マイクロパターン、マイクロ構造又はナノパターン、ナノ構造を作成するパターニング技術である。このようなソフトリソグラフィとしては、例えば、マイクロコンタクトプリンティング、複製成形、超微細転写成形、毛細管現象を用いた超微細成形、溶媒による超微細成形、フェーズシフトフォトリソグラフィ、鋳造成形、エンボス成形、射出成形等が知られているが、なかでも、近年においては、ナノオーダーでの微細なパターンを高精度で印刷が可能であることから、半導体素子の製造方法等においてマイクロコンタクトプリンティングを用いることが検討されている。
【０００３】
ここで、マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）法とは、１９９３年に米ハーバード大のＧ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ等によって開発された微細パターニング技術であり、シリコンや石英の基板上にフォトリソグラフィーで作製されたパターンをマスター版として、ポリジメチルシロキサンというシリコーンゴム（加熱硬化型ＰＤＭＳ）によって型取りした「版」を用いて、数十ｎｍサイズまでの微細パターンを印刷する技術である。このようなμＣＰ法については、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０６０３３号公報
【特許文献２】特開２００２−３５３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）は、用いられるスタンプと同一のパターン状に印刷がなされるものである。したがって、μＣＰ法により所望のパターン印刷を実施するには、当該パターンを有するスタンプを精度よく製造することが不可欠になっている。上記μＣＰ法に用いられるμＣＰ用スタンプは、一般的に次のような方法によって製造される。まず、所定の微細凹凸パターンが形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のエラストマーを塗布する塗布工程と、任意の支持材を用い、当該支持材を上記塗布されたエラストマー膜上に接着させる接着工程と、上記マスター版から上記エラストマー膜を剥離する剥離工程とによって、支持材上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した形状のパターンが形成されたＰＤＭＳ層が形成されたμＣＰ用スタンプを製造する方法が用いられる。このような方法によれば、ナノオーダー微細凹凸が形成されたμＣＰ用スタンプを比較的簡易な工程で製造することができる。
【０００６】
このようなμＣＰ用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図６は上述したμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図６に例示するように、通常、μＣＰ用スタンプは、所定の微細凹凸パターンが形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００を用い（図６（ａ））、当該μＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００上に、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のエラストマーを塗布する塗布工程と（図６（ｂ））、任意の支持材１０２を用い、当該支持材１０２を上記塗布されたエラストマー膜１０１上に接着させる接着工程と（図６（ｃ））、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００から上記ＰＤＭＳ膜１０１および支持材１０２を剥離する剥離工程と（図６（ｄ））によって、支持材１０２上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した凹凸パターンを有するＰＤＭＳ層１０１が形成されたμＣＰ用スタンプ１００を製造する方法が用いられる（図６（ｅ））。
【０００７】
このように、μＣＰ法を実施するに際しては、まず所望の凹凸形状を有するμＣＰ用スタンプを作製することが必要であるところ、さらにその前提としては所望の凹凸形状がパターン状に形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を作製できることが前提となる。ここで、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造する方法としては、従来、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法が用いられてきた。しかしながら、このような方法は、今後、μＣＰ法をマイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として汎用性の高いものとするに当たっては種々の問題点を有する。その一例を以下に列挙する。
【０００８】
まず、第１にμＣＰ法を汎用性の高いものとするには、大面積でのパターン印刷を実現できることが必須になる。これは、今後、ディスプレイ部材等の製造方法へμＣＰ法を適用する上では欠かせないものである。そして、上述したように、μＣＰ用スタンプはμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の凹凸形状をエラストマー膜に賦型することによって作製する方法が用いられるため、μＣＰ用スタンプを大面積で作製するためにはそれに先立ってμＣＰ用スタンプ作製用マスター板を大面積で作製することが必要となる。しかしながら、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法では、シリコン基板の大きさ等の制約により大面積化には限界があった。
【０００９】
第２に、シリコン基板をパターン状にエッチングする方法においては、いわゆるマイクロローディング効果によりエッチングするパターンの線幅によって、エッチングされる深さが異なってしまうという問題があった。この点について、図を参照しながら説明する。図７は上記問題点について説明する概略図である。図７に例示するように、シリコン基板をパターン状にエッチングすることによってμＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００を作製した場合、マイクロローディング効果により、エッチングされる深さは線幅と対応関係にあることから、線幅の狭い凹部ａはエッチング深さがより浅くなり、線幅の広い凹部ｂはエッチング深さがより深くなるという現象が生じる。このため、このような方法で製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を使用して作製されるμＣＰ用スタンプは、インクが付着する凸部の高さが線幅によって異なるものになってしまう。これに起因して、当該μＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷する際に、より高さが高い線幅の広いパターンのみが印刷され、高さの低い線幅のパターンは印刷されないという現象が生じるという問題点がある。特にμＣＰ法におけるパターン印刷では、スタンプの押圧が通常のスタンプ方式に比べて弱いことから、このような問題は顕著である。
【００１０】
第３に、上述シリコン基板をパターン状にエッチングする方法によって作製されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、エッチング法によっては、エッチングされたエッチング面の壁面や底面が粗くなってしまうことが多く、その結果として、当該μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されたμＣＰ用スタンプは凸部の頂部および壁面が粗くなってしまうという問題点があった。ここで、μＣＰ用スタンプの頂部はインクを転写するために用いられる領域であるところ、当該領域の表面が粗くなっていると転写されるインク量にバラツキが生じてしまい、均一なパターン印刷を実現することが困難になるという問題点がある。特にμＣＰ法は、μＣＰ用スタンプに付着されたインクを１００％転写することによってパターン印刷するものであることから、このような問題が顕著に生じる。
また、壁面や底面が粗くなってしまうことによりＰＤＭＳを硬化させた後、離型する際、離型が困難となる。特にパターン凹凸が高精細になるほどこの困難性は顕著となる。
【００１１】
さらに、上記以外にシリコン基板をエッチングする方法においては、ステッパー等の高価で特殊な装置を用いることが必須となることから、このような方法ではμＣＰ法を汎用性の高いものとすることは困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、簡易な方法によって、大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、均一な深さで凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては感光性樹脂膜を平滑な表面を有するパターン状に加工することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、簡易な工程で製造することができる。
【００１５】
本発明においては、上記感光性樹脂膜形成工程に用いられる上記感光性樹脂が、ネガ型感光性樹脂であることが好ましい。本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を有するものになるところ、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより上記感光性樹脂層の形状を、厚み方向を基準として基板側から表面に向かって線幅が狭くなるようなテーパー状（以下、「順テーパー状」）とすることができる。このため、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、当該マスター版から上記μＣＰ用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
【００１６】
本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を提供する。
【００１７】
本発明によれば、μＣＰ用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμＣＰ法スタンプ作製用マスター版は、このような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造できる。
【００１８】
本発明においては、上記感光性樹脂層が、厚み方向を基準として基板側の線幅が表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましい。これにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、当該μＣＰ用スタンプを上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版から剥離することが容易になるからである。
【００１９】
また、本発明においては上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂であることが好ましい。これにより、上記感光性樹脂層を上述したような順テーパー状に形成することが容易になるからである。
【００２０】
さらに本発明は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）用スタンプの製造方法であって、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能な、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を簡易な工程で製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について、一例を示す概略図である。
【図２】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。
【図６】μＣＰ用スタンプの製造方法について説明する概略図である。
【図７】従来の方法によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版、および、μＣＰ用スタンプの製造方法に関するものである。
以下、これらの発明について順に説明する。
【００２５】
Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法
まず、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
このような本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について図を参照しながら説明する。図１は本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法の一例について説明する概略図である。図１に例示するように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板１を用い（図１（ａ））、上記基板１上にパターン状の遮光部２を形成する遮光部形成工程（図１（ｂ））と、上記遮光部２を覆うように上記基板１上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜３を形成する感光性樹脂膜形成工程と（図１（ｃ））、上記基板１側から上記感光性樹脂膜３に光を照射することにより、上記感光性樹脂膜３にパターン露光する露光工程と（図１（ｄ））、上記パターン露光された感光性樹脂膜３を現像することにより、上記感光性樹脂膜３をパターニングする現像工程（図１（ｅ））とを有するものである。
【００２７】
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。このため、本発明によれば大面積のμＣＰ用スタンプを作製することができる。これに加えて、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、簡易な方法によって実施できるという利点も有する。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、高さが均一な凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては平滑な表面を有する凹凸形状を形成することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明よれば大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
【００２８】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程、および現像工程を有するものであり、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。
以下、本発明におけるこれらの工程について順に説明する。
【００２９】
１．遮光部形成工程
まず、本発明における遮光部形成工程について説明する。上述したように、本工程は基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する工程である。本工程において遮光部を形成する方法としては、所望のパターンで遮光部を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。したがって、例えば、遮光材料を用い、上記基板上に直接パターン状に遮光材料を塗布することによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよく、あるいは上記基板上に遮光材料からなる遮光層を形成した後、当該遮光層を所定のパターン状にエッチングすることによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよい。本工程においては、これらのいずれの方法であっても好適に用いることができ、いずれの方法を用いるかは、使用する遮光材料の種類等に応じて適宜決定すればよい。
【００３０】
本工程において遮光部を形成するために用いられる遮光材料としては、金属からなるものや、樹脂組成物からなるものを挙げることができる。金属からなる遮光材料としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、またはＡｇ等を挙げることができる。
一方、樹脂組成物からなる遮光材料としては、例えば、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色遮光性顔料を分散させた感光性樹脂等を挙げることができる。
【００３１】
なお、本工程において形成される遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、後述する露光工程で基板側から照射される光を遮断できる程度の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。もっとも、本工程において形成される遮光部の厚みは、通常、５０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、樹脂系では１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３２】
また、本工程において形成される遮光部のパターンは、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて適宜決定されるものである。
【００３３】
次に、本工程に用いられる基板について説明する。本工程に用いられる基板としては、後述する露光工程において感光性樹脂膜をパターン露光するために用いられる光を透過できるものであれば特に限定されるものではない。このような光透過性を有する基板であれば、ガラス、石英等の無機材料からなるものが用いられてもよく、あるいは樹脂材料からなる基板が用いられてもよい。
【００３４】
２．感光性樹脂膜形成工程
次に、本工程における感光性樹脂膜形成工程について説明する。本工程は、上記遮光部形成工程によって形成された遮光部を覆うように、上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する工程である。
【００３５】
本工程において上記感光性樹脂膜を形成するために用いられる感光性樹脂としては、後述する露光工程においてパターン露光された後、さらに後述する現像工程においてパターニングされることによって、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、μＣＰ用スタンプを作製するために繰返し用いられるものであるため、上記感光性樹脂によって形成される感光性樹脂層には、μＣＰ用スタンプを作製する際に用いられるＰＤＭＳ等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。
【００３６】
本工程に用いられる感光性樹脂としては、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本工程に用いられる感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂であってもよく、あるいはネガ型感光性樹脂であってもよい。上記ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ノボラック系、ポリイミド系感光性樹脂等を挙げることができる。
一方、上記ネガ型感光性樹脂の例としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ポリアミド系、カルド系、ノボラック系、ＰＳ、ＰＭＭＡなどの感光性樹脂等を挙げることができる。
本工程においては、これらのネガ型感光性樹脂、またはポジ型感光性樹脂のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有するものとすることが容易になり、その結果として本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、μＣＰ用スタンプを作製する際の剥離性に優れたものにできるからである。
【００３７】
ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版が、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有する場合について図を参照しながら説明する。図２は、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスターの一例を示す概略断面図である。図２に例示するように、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものとなるところ、上記感光性樹脂層３’は厚み方向を基準として基板１側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましいものである。
【００３８】
ここで、本発明においては、上述したように厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されている状態を「順テーパー状」と称する。一方、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも狭くなるように形成されている状態を「逆テーパー状」と称する。
【００３９】
次に、本工程に用いられる感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明においてテーパー状の感光性樹脂層が形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造しやすい理由は次の通りである。
すなわち、本発明における露光工程においては、基板側から感光性樹脂膜に光が照射されるものである。そして、基板上にはパターン状に遮光部が形成されていることから、当該遮光部のパターンに対応して、上記感光性樹脂膜にパターン露光がなされることになる。
上記感光性樹脂膜としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、現像工程において光が照射された部位が選択的に除去されずに残留することになるが、光の照射量が多い領域ほど確実に感光性樹脂膜が残留し、光の照射量が少ない領域では光照射されたとしても一部の感光性樹脂膜が現像によって除去されてしまうことになる。そうすると、本発明における露光工程においては基板側から露光するため、光の照射量を制御することによって、光が照射された部位の感光性樹脂膜のうち、より基板に近い側の領域は光が十分に照射されるため、現像によって除去されにくくする一方、表面に近い領域は光の減衰効果によって照射される光の量を相対的に少なくし、部分的に感光性樹脂膜が除去され易くすることができる。
このようなことから、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、順テーパー状の感光性樹脂層が形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造しやすくなるのである。
【００４０】
本工程において、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂膜を形成する方法としては、表面が平滑な感光性樹脂膜を形成できる方法であれば特に限定されるものでない。このような方法としては、例えば、感光性樹脂を溶解したレジスト溶液を、スピンコート法、ブレードコート法、バーコート法、スリットコート法、ダイコート法、ロールコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ディスペンサー法等によって塗布する方法を挙げることができる。
【００４１】
また、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みとしては、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂膜の厚みは、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版における感光性樹脂層の高さに相当し、当該高さはμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの凸部の高さに対応することになる。したがって、感光性樹脂膜の厚みが小さいと、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂膜の厚みが大きすぎると、μＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触してしまい、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることがより好ましく、１ｕｍ〜１０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、かつ確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
【００４２】
３．露光工程
次に、本発明における露光工程について説明する。本工程は、基板上に形成された感光性樹脂膜に対して基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する工程である。上記基板上には上述した遮光部形成工程においてパターン状の遮光部が形成されていることから、本工程においては当該遮光部のパターンに対応したパターン状に感光性樹脂膜が露光されることになる。
【００４３】
本工程において、感光性樹脂膜に対して露光する方法としては、上記基板側から露光する方法であれば特に限定されるものではない。露光に用いる光源については、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されることになる。
【００４４】
また、本工程において上記感光性樹脂膜に照射される光の照射量としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて、光が照射された部位の感光性樹脂膜の溶解性を所望の程度に変化させることができるように適宜調整される。ここで、上述したように、上記感光性樹脂膜がネガ型感光性樹脂からなる場合は、光の減衰効果を利用して、光が照射される部位の感光性樹脂膜のうち基板側の方が表面側よりもより多くの光が照射されるように光の照射量を調整することにより、順テーパー状の感光性樹脂層を形成することできるようになる。
【００４５】
４．現像工程
次に、本工程における現像工程について説明する。本工程は、上記露光工程においてパターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする工程である。本工程において感光性樹脂膜を現像する方法としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されるものであり、特に限定されるものではない。このような方法としては、一般的に感光性樹脂膜を現像する方法として公知の方法を用いることができる。
【００４６】
５．任意の工程
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有するものであるが、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。本発明に用いられる任意の工程としては、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版に所望の機能を付与できるものであれば特に限定されるものではない。
【００４７】
６．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したような、遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有することにより、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層とからなるものとなる。ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂か、ポジ型感光性樹脂かによって、遮光部と感光性樹脂層との位置関係が２態様に分かれることになる。
すなわち、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された感光性樹脂層と、上記基板の上記感光性樹脂層が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部とを有するものになる。一方、上記感光性樹脂としてポジ型感光性樹脂が用いられた場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部上のみに形成された感光性樹脂層とを有するものとなる。
【００４８】
このように、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版が２つの態様を有することについて図を参照しながら説明する。図３は本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。上述したように、感光性樹脂膜形成工程においてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記基板１の上記感光性樹脂層３’が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部２とを有するものになる（図３（ａ））。
一方、上記感光性樹脂膜形成工程においてポジ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成された遮光部２と、上記遮光部２上のみに形成された感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’とを有するものとなる（図３（ｂ））。
【００４９】
また、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、従来よりも大面積のものとすることができる。従来のシリコン基板をパターン状にエッチングする方法では、シリコン基板の大きさに制限があったため、大きくても８インチφ程度のマスター版しか使用することができなかった。しかしながら、本願においては使用できる基板の大きさに特に制約はないことから、必要に応じて所望の面積を有する大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
【００５０】
Ｂ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有することを特徴とするものである。
【００５１】
このような本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について図を参照しながら説明する。図４は、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図断面図である。図４に例示するように本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３’が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものである。
【００５２】
本発明によれば、μＣＰ用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμＣＰ法スタンプ作製用マスター版は、上述したような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を得ることができる。
【００５３】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、遮光部および感光性樹脂層を有するものであり、必要に応じて他の任意の構成を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。
【００５４】
１．基板
まず、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板としては、上記遮光部及び感光性樹脂層を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の用途や、製造方法等に応じて任意の基板を用いることができる。本発明に用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英等の無機材料からなるものや、透明樹脂からなるもの等を挙げることができる。
【００５５】
２．感光性樹脂層
次に、本発明における感光性樹脂層について説明する。本発明における感光性樹脂層は、上記基板上にパターン状に形成されたものであり、感光性樹脂からなるものである。
【００５６】
本発明に用いられる感光性樹脂層を構成する感光性樹脂については、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、μＣＰ用スタンプを作製するために繰返し用いられるものであるため、本発明における感光性樹脂層はμＣＰ用スタンプを作製する際に用いられるＰＤＭＳ等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。したがって、本発明においてはこのような要求特性を満たす感光性樹脂を適宜選択して用いることになる。
【００５７】
本発明に用いられる感光性樹脂としては、上記耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。ネガ型感光性樹脂を用いることにより、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成することができるからである。また、上記本発明に係るμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法においてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、感光性樹脂層が順テーパー状に形成されたものを製造することが容易になるからである。
【００５８】
ここで、上記ネガ型感光性樹脂については、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５９】
また、本発明における感光性樹脂層は、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていること、すなわち順テーパー状に形成されていることが好ましい。感光性樹脂層が順テーパー状に形成されていることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、マスター版からμＣＰ用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
【００６０】
さらに、本発明における感光性樹脂層の高さは、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂層の厚みは、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの凸部の高さに対応することになるため、厚みが小さすぎると作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂層の厚みが大きすぎると、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触し、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本発明における感光性樹脂層の厚みは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることがより好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
【００６１】
また、本発明おける感光性樹脂層の高さは、感光性樹脂層の線幅に関係なく均一であることが好ましい。これにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて、凸部の高さを均一にすることができるため、当該μＣＰ用スタンプを用いて精度よく所望のパターンでの印刷ができるようになるからである。
【００６２】
３．遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上にパターン状に形成されたものである。
【００６３】
本発明における遮光部としては、遮光材料を用い、所定の波長の光を所望の程度遮蔽する態様で形成されているものであれば特に限定されるものではない。ここで、上記遮光材料としては、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様のものを用いることができる。
【００６４】
また、本発明における遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、所望の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。中でも本発明における遮光部の厚みは、通常、５０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、樹脂系では１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００６５】
４．任意の構成
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、感光性樹脂層、および遮光部を有するものであるが、必要に応じて他の任意の構成を有するものであってもよい。本発明に用いられる任意の構成としては、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製する際の製造効率の向上等を目的として、所定の機能を有する構成を適宜選択して用いることができる。
【００６６】
５．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、上記基板として用いられるものに制約が少ないことから、大面積のものとすることができる。例えば、Ａ４サイズとしたり、必要に応じてそれ以上の大面積を実現することも可能である。
【００６７】
６．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、例えば、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明した方法によって製造することができる。
【００６８】
Ｃ．μＣＰ用スタンプの製造方法
次に、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および上記支持材を剥離する剥離工程と、を有するものであって、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とするものである。
【００６９】
このような本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図５は本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図５に例示するように、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０を用い（図５（ａ））、当該マスター版１０上に、ＰＤＭＳ膜２１を塗布する塗布工程と（図１（ｂ））、支持材２２を用い、上記塗布されたＰＤＭＳ膜２１上に上記支持材２２を接着させる接着工程と（図１（ｃ））、上記マスター版１０から上記ＰＤＭＳ膜２１および支持材２２を剥離する剥離工程と（図１（ｄ））、を有するものであり、支持材２２上に、表面に凹凸形状が形成されたＰＤＭＳ膜２１を有するμＣＰ用スタンプ１０を製造するものである。
このような例において、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０が基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３’が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものであることを特徴とするものである。
【００７０】
本発明によれば、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することできる。
【００７１】
本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、少なくとも塗布工程と、接着工程と、剥離工程とを有するものであり、必要に応じて他の工程を有してもよいものである。
以下、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法に用いられる各工程について順に説明する。
【００７２】
１．塗布工程
まず、本発明に用いられる塗布工程について説明する。本工程は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、ＰＤＭＳ膜を塗布する工程である。そして、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることを特徴とするものである。
【００７３】
本工程において、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版上にＰＤＭＳを塗布する方法としては、当該マスター版上に平滑な表面を有するＰＤＭＳ膜を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、ＬＢ法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディスペンサー法、およびキャスト法等を挙げることができる。
【００７４】
なお、本工程に用いられるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版については、上記「Ｂ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７５】
２．接着工程
次に、本発明に用いられる接着工程について説明する。本工程は、上述した塗布工程においてマスター版上に形成されたＰＤＭＳ膜上に、支持材を接着させる工程である。
【００７６】
本工程において、支持材と上記ＰＤＭＳ膜とを接触させる態様としては特に限定されるものではなく、上記支持材の種類等に応じて任意の態様を用いることができる。このような態様としては、上記支持材の表面と、上記ＰＤＭＳ膜の表面とが平行である状態を維持したまま接触させる態様であってもよく、あるいは両者の表面が一定の角度を有する状態で接触させる態様であってもよい。なかでも本工程においては前者の態様が用いられることが好ましい。上記支持材の表面と、上記ＰＤＭＳ膜の表面とが平行な状態を維持したまま接触させることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からＰＤＭＳ版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
【００７７】
また、本工程においては、支持材とＰＤＭＳ膜とを接触させた後、さらに上記ＰＤＭＳ膜を上記支持材で圧縮するように、支持材をＰＤＭＳ膜側へ押し込んでもよい。このような押し込みを行うことにより、仮に上記支持材と上記ＰＤＭＳ膜とを接触させた直後に、両者の間に微量の気泡が混入したとしても、事後的にこれを放出することができるからである。
【００７８】
上記押し込みを行う場合の押し込み量としては、上記ＰＤＭＳ膜の厚みや、製造するμＣＰ用スタンプの面積等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本工程における押し込み量は、１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、５ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１ｍｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【００７９】
本工程においては、支持材とＰＤＭＳ膜とを接触させた後、上記ＰＤＭＳ膜を硬化させることによって両者を接着するが、上記ＰＤＭＳ膜を硬化させる方法としては特に限定されるものではない。ここで、上記ＰＤＭＳは加熱することによって硬化する性質を有するものであるため、その硬化度は温度と時間に依存することになる。したがって、ＰＤＭＳ膜を短時間で硬化させることが必要な場合は、上記ＰＤＭＳ膜と上記支持材とを接触させた後に、上記ＰＤＭＳ膜の硬化を促すために加熱処理を行ってもよい。一方、特にＰＤＭＳ膜を硬化させる時間に制約がない場合には室温において放置するのみであってもよい。
【００８０】
次に、本工程に用いられる支持材について説明する。本工程に用いられる支持材は、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプの用途等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる支持材は、その形状が平板状であることが好ましい。このような形状の基板が用いられることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からＰＤＭＳ版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
【００８１】
本発明に用いられる支持材は、水に対する接触角が５°〜４５°の範囲内であることが好ましく、５°〜３５°の範囲内であることがより好ましく、５°〜３０°の範囲内であることがさらに好ましい。支持材の水に対する接触角が上記範囲内であることにより、本工程において基板とＰＤＭＳ膜との間に気泡が混入することを抑制することができるからである。
【００８２】
本工程に用いられる支持材としては、ガラス基板、Ｓｉ基板、ＳｉＯ２基板等の可撓性を有さないリジット基板であってもよく、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。上記プラスチック樹脂としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、ＰＰＳおよびＰＥＩ等を挙げることができる。
【００８３】
また、本工程に用いられる支持材は、水に対する接触角を一定の範囲内にするために表面処理が施されたものであってもよい。
【００８４】
３．剥離工程
次に、本発明に用いられる剥離工程について説明する。本工程は、上記マスター版から上記ＰＤＭＳ膜および支持材を剥離する工程である。本工程においてＰＤＭＳ膜および上記支持材を上記マスター版から剥離する方法としては、パターンを欠損することのないように剥離することができる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、上記ＰＤＭＳ膜を上記マスター版から物理的に引き離す方法が用いられる。
【００８５】
４．その他の工程
本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法には、少なくとも上記塗布工程、接着工程、および剥離工程が用いられるものであるが、本発明においてはこれら以外の他の任意の工程が用いられてもよい。本発明に用いられる任意の工程としては、特に限定されるものはなく、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプに所望の機能を付与できる工程等を適宜選択して用いることができる。このような任意の工程としては、例えば、気泡混入を低減させるためのＰＤＭＳ膜塗布後のマスター版減圧工程等を挙げることができる。
【００８６】
５．μＣＰ用スタンプ
本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプは、支持材上に表面に凹凸形状が形成されたＰＤＭＳ膜が形成された構成を有するものとなる。このようなμＣＰ用スタンプは、マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）に用いられるものであり、例えば、有機トランジスタが用いられた有機半導体素子の各種電極を形成する工程に用いることができる。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例を示すことによって、本発明についてさらに具体的に説明する。
【００８９】
［実施例１］
１．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造
（１）遮光部形成工程
まず、大きさ３００ｍｍ×４００ｍｍ×０．７ｍｍのＣｒ付きガラス基板（Ｃｒ膜厚１５０ｎｍ）表面に、ＡＺ ５２０６−Ｅ（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製ポジレジスト）をｓｐｉｎコートした。この時のスピンコートは８００ｒｐｍで２０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を１３０℃で３分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。この時使用したフォトマスクは大きさ４２０ｍｍ×５５０ｍｍのポジマスクである。その後、上記フォトレジストを現像し、フォトマスクと同等のパターンを得た。次いで、Ｃｒエッチング液にてパターン部以外のＣｒをエッチングし、その後剥離液にてレジストを剥離した。次いで、超音波洗浄機を用い純水で上記基板を洗浄した。
【００９０】
（２）感光性樹脂膜形成工程
次に、上記基板に感光性樹脂であるＳＵ−３０００を９０％希釈した溶液（化薬マクロケム社製 エポキシ系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、７００ｒｐｍで６０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を１００℃で３分乾燥させた。
【００９１】
（３）露光工程
次に、ガラス裏面側から３０ｍＪ／ｃｍ２でバック露光した。さらに、硬化を促進させるため６５℃で１分乾燥させた。
【００９２】
（４）現像工程
その後、専用現像液でＣｒ上部に存在する感光性樹脂を現像除去し、次いでＩＰＡでリンスを行った。その後１５０℃のオーブンで３０分乾燥させることにより、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を得た。
【００９３】
（５）μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
作製したμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、Ｃｒ部以外に感光性樹脂が塗布された凹版が形成できていた。またその凹部の幅は１μｍ〜１０μｍまで解像していることが確認された。さらに触針式膜厚計で測定したところ凹部の深さは線幅に関係なく１０μｍであった。
【００９４】
２．μＣＰ用スタンプの製造
上記方法によって作製した、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版にＰＤＭＳの離型性を向上させるために離型剤（デュラサーフ、ハーベス社製）を１０００ｒｐｍ、保持時間３０ｓｅｃでスピンコートした。
次に、離型処理を施したμＣＰ用スタンプ作製用マスター版に主剤９０ｇ：硬化剤９ｇを混合したPDMS（KE−１０６信越化学社製）をディスペンサー（サンエイテック社製）にて約２ｍｍ厚になるように全面に均一塗布した。その後、パターン内の気泡を除去するために減圧乾燥機に入れ０．１ｔoｒｒまで減圧し５分保持した。
次に、上記ＰＤＭＳ付きμＣＰ用スタンプ作製用マスター版と支持材（大きさ３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍガラス）の接着工程は東芝機械製ＳＴ−５０を用いて行った。その際上部ヘッドと下部ヘッドの接触スピードを最小１μｍ／ｓまで制御することが可能である。その後、支持材とＰＤＭＳ膜が接触する直前まで５００μｍ／ｓで上部ヘッドを降下させた。次いで接触寸前から低速モードにしＰＤＭＳ膜と支持材を１μｍ／ｓで接触させた。また、１μｍ／ｓで接触後その接触スピードを維持し、上部ヘッドと下部ヘッドのギャップが１ｍｍ、すなわちＰＤＭＳの厚みが約１ｍｍになるまで押し込んだ。その後、所定の位置まで同一スピードで押し込んだ後、常温で１６ｈ放置しＰＤＭＳを硬化させた。
次に、支持材とμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を装置内から取り出し、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版からＰＤＭＳ膜付き基板を手で剥離することによりμＣＰ用スタンプを作製した。
剥離したＰＤＭＳ膜の表面を光学顕微鏡で観察したところμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の反転パターンが観察され、高さ１０μｍ、最小Ｌ＆Ｓ１μｍの凸版が形成されていることが確認された。
【００９５】
［評価］
従来技法であるＳｉのエッチングにより作製した凹版と比較した場合、３００ｍｍ×４００ｍｍの大面積ポリマー版およびμＣＰ用スタンプが作製可能であった。さらに、Ｓｉエッチングにより作製した凹版はマイクロローディング効果により凹部の幅の大きさにより深さが異なっていたが、本発明では凹部の幅が１μｍでも１０μｍでも深さは１０μｍと均一であることが確認された。また、従来のＳｉエッチング凹版で発生していた凹部の壁面及び底面の直線性も感光性ポリマーを用いることで改善しておりＰＤＭＳ離型、ＰＤＭＳ凸部形状に大幅な効果が見られた。この効果により微細印刷を精度良くかつ正確に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００９６】
１ … 基板
２ … 遮光部
３ … 感光性樹脂膜
３’ … 感光性樹脂層
１０ … μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
２０ … μＣＰ用スタンプ
２１ … ＰＤＭＳ膜
２２ … 支持材
２０ … マスター版
１００ … μＣＰ用スタンプ
１０１ … ＰＤＭＳ膜
１０２ … 支持材
２００ … μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロコンタクトプリンティング（以下、「μＣＰ」）法に用いられる、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ（以下、「μＣＰ用スタンプ」）の製造するために用いられるマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版（以下、「μＣＰ用スタンプ作製用マスター版」）、およびμＣＰ用スタンプの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として利用可能な様々な超微細加工のうち、多くの研究においてソフトリソグラフィが採用されている。「ソフトリソグラフィ」とは、スタンプとしてパターンエラストマ、鋳型又はマスクを用い、マイクロパターン、マイクロ構造又はナノパターン、ナノ構造を作成するパターニング技術である。このようなソフトリソグラフィとしては、例えば、マイクロコンタクトプリンティング、複製成形、超微細転写成形、毛細管現象を用いた超微細成形、溶媒による超微細成形、フェーズシフトフォトリソグラフィ、鋳造成形、エンボス成形、射出成形等が知られているが、なかでも、近年においては、ナノオーダーでの微細なパターンを高精度で印刷が可能であることから、半導体素子の製造方法等においてマイクロコンタクトプリンティングを用いることが検討されている。
【０００３】
ここで、マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）法とは、１９９３年に米ハーバード大のＧ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ等によって開発された微細パターニング技術であり、シリコンや石英の基板上にフォトリソグラフィーで作製されたパターンをマスター版として、ポリジメチルシロキサンというシリコーンゴム（加熱硬化型ＰＤＭＳ）によって型取りした「版」を用いて、数十ｎｍサイズまでの微細パターンを印刷する技術である。このようなμＣＰ法については、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０６０３３号公報
【特許文献２】特開２００２−３５３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）は、用いられるスタンプと同一のパターン状に印刷がなされるものである。したがって、μＣＰ法により所望のパターン印刷を実施するには、当該パターンを有するスタンプを精度よく製造することが不可欠になっている。上記μＣＰ法に用いられるμＣＰ用スタンプは、一般的に次のような方法によって製造される。まず、所定の微細凹凸パターンが形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のエラストマーを塗布する塗布工程と、任意の支持材を用い、当該支持材を上記塗布されたエラストマー膜上に接着させる接着工程と、上記マスター版から上記エラストマー膜を剥離する剥離工程とによって、支持材上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した形状のパターンが形成されたＰＤＭＳ層が形成されたμＣＰ用スタンプを製造する方法が用いられる。このような方法によれば、ナノオーダー微細凹凸が形成されたμＣＰ用スタンプを比較的簡易な工程で製造することができる。
【０００６】
このようなμＣＰ用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図６は上述したμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図６に例示するように、通常、μＣＰ用スタンプは、所定の微細凹凸パターンが形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００を用い（図６（ａ））、当該μＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００上に、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のエラストマーを塗布する塗布工程と（図６（ｂ））、任意の支持材１０２を用い、当該支持材１０２を上記塗布されたエラストマー膜１０１上に接着させる接着工程と（図６（ｃ））、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００から上記ＰＤＭＳ膜１０１および支持材１０２を剥離する剥離工程と（図６（ｄ））によって、支持材１０２上に、表面に上記マスター版の凹凸形状が反転した凹凸パターンを有するＰＤＭＳ層１０１が形成されたμＣＰ用スタンプ１００を製造する方法が用いられる（図６（ｅ））。
【０００７】
このように、μＣＰ法を実施するに際しては、まず所望の凹凸形状を有するμＣＰ用スタンプを作製することが必要であるところ、さらにその前提としては所望の凹凸形状がパターン状に形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を作製できることが前提となる。ここで、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造する方法としては、従来、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法が用いられてきた。しかしながら、このような方法は、今後、μＣＰ法をマイクロ構造及びナノ構造のパターニング技術として汎用性の高いものとするに当たっては種々の問題点を有する。その一例を以下に列挙する。
【０００８】
まず、第１にμＣＰ法を汎用性の高いものとするには、大面積でのパターン印刷を実現できることが必須になる。これは、今後、ディスプレイ部材等の製造方法へμＣＰ法を適用する上では欠かせないものである。そして、上述したように、μＣＰ用スタンプはμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の凹凸形状をエラストマー膜に賦型することによって作製する方法が用いられるため、μＣＰ用スタンプを大面積で作製するためにはそれに先立ってμＣＰ用スタンプ作製用マスター板を大面積で作製することが必要となる。しかしながら、シリコン基板をパターン状にエッチングすることにより、表面に微細な凹凸形状を形成する方法では、シリコン基板の大きさ等の制約により大面積化には限界があった。
【０００９】
第２に、シリコン基板をパターン状にエッチングする方法においては、いわゆるマイクロローディング効果によりエッチングするパターンの線幅によって、エッチングされる深さが異なってしまうという問題があった。この点について、図を参照しながら説明する。図７は上記問題点について説明する概略図である。図７に例示するように、シリコン基板をパターン状にエッチングすることによってμＣＰ用スタンプ作製用マスター版２００を作製した場合、マイクロローディング効果により、エッチングされる深さは線幅と対応関係にあることから、線幅の狭い凹部ａはエッチング深さがより浅くなり、線幅の広い凹部ｂはエッチング深さがより深くなるという現象が生じる。このため、このような方法で製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を使用して作製されるμＣＰ用スタンプは、インクが付着する凸部の高さが線幅によって異なるものになってしまう。これに起因して、当該μＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷する際に、より高さが高い線幅の広いパターンのみが印刷され、高さの低い線幅のパターンは印刷されないという現象が生じるという問題点がある。特にμＣＰ法におけるパターン印刷では、スタンプの押圧が通常のスタンプ方式に比べて弱いことから、このような問題は顕著である。
【００１０】
第３に、上述シリコン基板をパターン状にエッチングする方法によって作製されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、エッチング法によっては、エッチングされたエッチング面の壁面や底面が粗くなってしまうことが多く、その結果として、当該μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されたμＣＰ用スタンプは凸部の頂部および壁面が粗くなってしまうという問題点があった。ここで、μＣＰ用スタンプの頂部はインクを転写するために用いられる領域であるところ、当該領域の表面が粗くなっていると転写されるインク量にバラツキが生じてしまい、均一なパターン印刷を実現することが困難になるという問題点がある。特にμＣＰ法は、μＣＰ用スタンプに付着されたインクを１００％転写することによってパターン印刷するものであることから、このような問題が顕著に生じる。
また、壁面や底面が粗くなってしまうことによりＰＤＭＳを硬化させた後、離型する際、離型が困難となる。特にパターン凹凸が高精細になるほどこの困難性は顕著となる。
【００１１】
さらに、上記以外にシリコン基板をエッチングする方法においては、ステッパー等の高価で特殊な装置を用いることが必須となることから、このような方法ではμＣＰ法を汎用性の高いものとすることは困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、簡易な方法によって、大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、均一な深さで凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては感光性樹脂膜を平滑な表面を有するパターン状に加工することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、簡易な工程で製造することができる。
【００１５】
本発明においては、上記感光性樹脂膜形成工程に用いられる上記感光性樹脂が、ネガ型感光性樹脂であることが好ましい。本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を有するものになるところ、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより上記感光性樹脂層の形状を、厚み方向を基準として基板側から表面に向かって線幅が狭くなるようなテーパー状（以下、「順テーパー状」）とすることができる。このため、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、当該マスター版から上記μＣＰ用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
【００１６】
本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を提供する。
【００１７】
本発明によれば、μＣＰ用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμＣＰ法スタンプ作製用マスター版は、このような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造できる。
【００１８】
本発明においては、上記感光性樹脂層が、厚み方向を基準として基板側の線幅が表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましい。これにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、当該μＣＰ用スタンプを上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版から剥離することが容易になるからである。
【００１９】
また、本発明においては上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂であることが好ましい。これにより、上記感光性樹脂層を上述したような順テーパー状に形成することが容易になるからである。
【００２０】
さらに本発明は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）用スタンプの製造方法であって、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部とを有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能な、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を簡易な工程で製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について、一例を示す概略図である。
【図２】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法によって製造される、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。
【図６】μＣＰ用スタンプの製造方法について説明する概略図である。
【図７】従来の方法によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版、および、μＣＰ用スタンプの製造方法に関するものである。
以下、これらの発明について順に説明する。
【００２５】
Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法
まず、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、上記基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、上記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
このような本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法について図を参照しながら説明する。図１は本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法の一例について説明する概略図である。図１に例示するように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、基板１を用い（図１（ａ））、上記基板１上にパターン状の遮光部２を形成する遮光部形成工程（図１（ｂ））と、上記遮光部２を覆うように上記基板１上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜３を形成する感光性樹脂膜形成工程と（図１（ｃ））、上記基板１側から上記感光性樹脂膜３に光を照射することにより、上記感光性樹脂膜３にパターン露光する露光工程と（図１（ｄ））、上記パターン露光された感光性樹脂膜３を現像することにより、上記感光性樹脂膜３をパターニングする現像工程（図１（ｅ））とを有するものである。
【００２７】
本発明においては、レジストを用いて凹凸形状を形成するという手法が用いられることにより、大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することが可能になる。このため、本発明によれば大面積のμＣＰ用スタンプを作製することができる。これに加えて、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、簡易な方法によって実施できるという利点も有する。
また、本発明においては上記露光工程において基板側から光を照射し、上記感光性樹脂膜に対して上記遮光部のパターンに対応したパターン露光を行うことにより、パターンの線幅に関係なく、高さが均一な凹凸形状を形成することができる。さらに、このような露光方法が用いられることにより、本発明においては平滑な表面を有する凹凸形状を形成することができる。このため、本発明によれば、パターンの線幅に関係なく高さが均一であり、かつ表面が平滑な凸部を有するμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
このようなことから、本発明よれば大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを作製可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
【００２８】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程、および現像工程を有するものであり、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。
以下、本発明におけるこれらの工程について順に説明する。
【００２９】
１．遮光部形成工程
まず、本発明における遮光部形成工程について説明する。上述したように、本工程は基板を用い、上記基板上にパターン状の遮光部を形成する工程である。本工程において遮光部を形成する方法としては、所望のパターンで遮光部を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。したがって、例えば、遮光材料を用い、上記基板上に直接パターン状に遮光材料を塗布することによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよく、あるいは上記基板上に遮光材料からなる遮光層を形成した後、当該遮光層を所定のパターン状にエッチングすることによってパターン状の遮光部を形成する方法であってもよい。本工程においては、これらのいずれの方法であっても好適に用いることができ、いずれの方法を用いるかは、使用する遮光材料の種類等に応じて適宜決定すればよい。
【００３０】
本工程において遮光部を形成するために用いられる遮光材料としては、金属からなるものや、樹脂組成物からなるものを挙げることができる。金属からなる遮光材料としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、またはＡｇ等を挙げることができる。
一方、樹脂組成物からなる遮光材料としては、例えば、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色遮光性顔料を分散させた感光性樹脂等を挙げることができる。
【００３１】
なお、本工程において形成される遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、後述する露光工程で基板側から照射される光を遮断できる程度の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。もっとも、本工程において形成される遮光部の厚みは、通常、５０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、樹脂系では１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３２】
また、本工程において形成される遮光部のパターンは、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて適宜決定されるものである。
【００３３】
次に、本工程に用いられる基板について説明する。本工程に用いられる基板としては、後述する露光工程において感光性樹脂膜をパターン露光するために用いられる光を透過できるものであれば特に限定されるものではない。このような光透過性を有する基板であれば、ガラス、石英等の無機材料からなるものが用いられてもよく、あるいは樹脂材料からなる基板が用いられてもよい。
【００３４】
２．感光性樹脂膜形成工程
次に、本工程における感光性樹脂膜形成工程について説明する。本工程は、上記遮光部形成工程によって形成された遮光部を覆うように、上記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する工程である。
【００３５】
本工程において上記感光性樹脂膜を形成するために用いられる感光性樹脂としては、後述する露光工程においてパターン露光された後、さらに後述する現像工程においてパターニングされることによって、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、μＣＰ用スタンプを作製するために繰返し用いられるものであるため、上記感光性樹脂によって形成される感光性樹脂層には、μＣＰ用スタンプを作製する際に用いられるＰＤＭＳ等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。
【００３６】
本工程に用いられる感光性樹脂としては、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成できるものであれば特に限定されるものではない。したがって、本工程に用いられる感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂であってもよく、あるいはネガ型感光性樹脂であってもよい。上記ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ノボラック系、ポリイミド系感光性樹脂等を挙げることができる。
一方、上記ネガ型感光性樹脂の例としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ポリアミド系、カルド系、ノボラック系、ＰＳ、ＰＭＭＡなどの感光性樹脂等を挙げることができる。
本工程においては、これらのネガ型感光性樹脂、またはポジ型感光性樹脂のいずれであっても好適に用いることができるが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられることにより、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有するものとすることが容易になり、その結果として本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を、μＣＰ用スタンプを作製する際の剥離性に優れたものにできるからである。
【００３７】
ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版が、順テーパー状に形成された感光性樹脂層を有する場合について図を参照しながら説明する。図２は、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスターの一例を示す概略断面図である。図２に例示するように、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものとなるところ、上記感光性樹脂層３’は厚み方向を基準として基板１側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることが好ましいものである。
【００３８】
ここで、本発明においては、上述したように厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されている状態を「順テーパー状」と称する。一方、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも狭くなるように形成されている状態を「逆テーパー状」と称する。
【００３９】
次に、本工程に用いられる感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明においてテーパー状の感光性樹脂層が形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造しやすい理由は次の通りである。
すなわち、本発明における露光工程においては、基板側から感光性樹脂膜に光が照射されるものである。そして、基板上にはパターン状に遮光部が形成されていることから、当該遮光部のパターンに対応して、上記感光性樹脂膜にパターン露光がなされることになる。
上記感光性樹脂膜としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、現像工程において光が照射された部位が選択的に除去されずに残留することになるが、光の照射量が多い領域ほど確実に感光性樹脂膜が残留し、光の照射量が少ない領域では光照射されたとしても一部の感光性樹脂膜が現像によって除去されてしまうことになる。そうすると、本発明における露光工程においては基板側から露光するため、光の照射量を制御することによって、光が照射された部位の感光性樹脂膜のうち、より基板に近い側の領域は光が十分に照射されるため、現像によって除去されにくくする一方、表面に近い領域は光の減衰効果によって照射される光の量を相対的に少なくし、部分的に感光性樹脂膜が除去され易くすることができる。
このようなことから、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いることにより、順テーパー状の感光性樹脂層が形成されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造しやすくなるのである。
【００４０】
本工程において、上記遮光部を覆うように上記基板上に感光性樹脂膜を形成する方法としては、表面が平滑な感光性樹脂膜を形成できる方法であれば特に限定されるものでない。このような方法としては、例えば、感光性樹脂を溶解したレジスト溶液を、スピンコート法、ブレードコート法、バーコート法、スリットコート法、ダイコート法、ロールコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ディスペンサー法等によって塗布する方法を挙げることができる。
【００４１】
また、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みとしては、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂膜の厚みは、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版における感光性樹脂層の高さに相当し、当該高さはμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの凸部の高さに対応することになる。したがって、感光性樹脂膜の厚みが小さいと、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂膜の厚みが大きすぎると、μＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触してしまい、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本工程において形成される感光性樹脂膜の厚みは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることがより好ましく、１ｕｍ〜１０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明によって製造されたμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、かつ確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
【００４２】
３．露光工程
次に、本発明における露光工程について説明する。本工程は、基板上に形成された感光性樹脂膜に対して基板側から光を照射することにより、上記感光性樹脂膜にパターン露光する工程である。上記基板上には上述した遮光部形成工程においてパターン状の遮光部が形成されていることから、本工程においては当該遮光部のパターンに対応したパターン状に感光性樹脂膜が露光されることになる。
【００４３】
本工程において、感光性樹脂膜に対して露光する方法としては、上記基板側から露光する方法であれば特に限定されるものではない。露光に用いる光源については、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されることになる。
【００４４】
また、本工程において上記感光性樹脂膜に照射される光の照射量としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて、光が照射された部位の感光性樹脂膜の溶解性を所望の程度に変化させることができるように適宜調整される。ここで、上述したように、上記感光性樹脂膜がネガ型感光性樹脂からなる場合は、光の減衰効果を利用して、光が照射される部位の感光性樹脂膜のうち基板側の方が表面側よりもより多くの光が照射されるように光の照射量を調整することにより、順テーパー状の感光性樹脂層を形成することできるようになる。
【００４５】
４．現像工程
次に、本工程における現像工程について説明する。本工程は、上記露光工程においてパターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、上記感光性樹脂膜をパターニングする工程である。本工程において感光性樹脂膜を現像する方法としては、上記感光性樹脂膜を構成する感光性樹脂の種類に応じて適宜決定されるものであり、特に限定されるものではない。このような方法としては、一般的に感光性樹脂膜を現像する方法として公知の方法を用いることができる。
【００４６】
５．任意の工程
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法は、少なくとも上記遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有するものであるが、必要に応じて他の任意の工程を有してもよいものである。本発明に用いられる任意の工程としては、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版に所望の機能を付与できるものであれば特に限定されるものではない。
【００４７】
６．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したような、遮光部形成工程、感光性樹脂膜形成工程、露光工程および現像工程を有することにより、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層とからなるものとなる。ここで、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、上記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂か、ポジ型感光性樹脂かによって、遮光部と感光性樹脂層との位置関係が２態様に分かれることになる。
すなわち、上記感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された感光性樹脂層と、上記基板の上記感光性樹脂層が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部とを有するものになる。一方、上記感光性樹脂としてポジ型感光性樹脂が用いられた場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部上のみに形成された感光性樹脂層とを有するものとなる。
【００４８】
このように、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版が２つの態様を有することについて図を参照しながら説明する。図３は本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略断面図である。上述したように、感光性樹脂膜形成工程においてネガ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記基板１の上記感光性樹脂層３’が形成されていない領域にパターン状に形成された遮光部２とを有するものになる（図３（ａ））。
一方、上記感光性樹脂膜形成工程においてポジ型感光性樹脂が用いられる場合、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成された遮光部２と、上記遮光部２上のみに形成された感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’とを有するものとなる（図３（ｂ））。
【００４９】
また、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、従来よりも大面積のものとすることができる。従来のシリコン基板をパターン状にエッチングする方法では、シリコン基板の大きさに制限があったため、大きくても８インチφ程度のマスター版しか使用することができなかった。しかしながら、本願においては使用できる基板の大きさに特に制約はないことから、必要に応じて所望の面積を有する大面積のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を製造することができる。
【００５０】
Ｂ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
次に、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有することを特徴とするものである。
【００５１】
このような本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版について図を参照しながら説明する。図４は、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の一例を示す概略図断面図である。図４に例示するように本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０は、基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３’が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものである。
【００５２】
本発明によれば、μＣＰ用スタンプを製造する際に賦型される凹凸形状が上記感光性樹脂層からなり、かつ上記感光性樹脂層によって形成されるパターンの底部に上記遮光部が配置された構成を有することにより、線幅に関係なく上記感光性樹脂層の高さが均一であり、かつ感光性樹脂層および遮光部の表面が平滑なものとすることができる。
また、本発明のμＣＰ法スタンプ作製用マスター版は、上述したような構成を有することにより、大面積のものにすることができる、
したがって、本発明によれば、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することが可能なμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を得ることができる。
【００５３】
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、遮光部および感光性樹脂層を有するものであり、必要に応じて他の任意の構成を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。
【００５４】
１．基板
まず、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板としては、上記遮光部及び感光性樹脂層を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の用途や、製造方法等に応じて任意の基板を用いることができる。本発明に用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英等の無機材料からなるものや、透明樹脂からなるもの等を挙げることができる。
【００５５】
２．感光性樹脂層
次に、本発明における感光性樹脂層について説明する。本発明における感光性樹脂層は、上記基板上にパターン状に形成されたものであり、感光性樹脂からなるものである。
【００５６】
本発明に用いられる感光性樹脂層を構成する感光性樹脂については、所望の耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、μＣＰ用スタンプを作製するために繰返し用いられるものであるため、本発明における感光性樹脂層はμＣＰ用スタンプを作製する際に用いられるＰＤＭＳ等のエラストマーに対する耐性のみならず、繰り返し接触・剥離が繰り返されることに耐え得る物理的な耐久性も要求されることになる。したがって、本発明においてはこのような要求特性を満たす感光性樹脂を適宜選択して用いることになる。
【００５７】
本発明に用いられる感光性樹脂としては、上記耐久性を有する感光性樹脂層を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、なかでもネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。ネガ型感光性樹脂を用いることにより、上述した耐久性を備える感光性樹脂層を形成することができるからである。また、上記本発明に係るμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法においてネガ型感光性樹脂を用いることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、感光性樹脂層が順テーパー状に形成されたものを製造することが容易になるからである。
【００５８】
ここで、上記ネガ型感光性樹脂については、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５９】
また、本発明における感光性樹脂層は、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていること、すなわち順テーパー状に形成されていることが好ましい。感光性樹脂層が順テーパー状に形成されていることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いてμＣＰ用スタンプを作製する際に、マスター版からμＣＰ用スタンプを剥離することが容易になるという利点を有するからである。
【００６０】
さらに、本発明における感光性樹脂層の高さは、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの用途に応じて的決定することができるものであり、特に限定されるものではない。もっとも、上記感光性樹脂層の厚みは、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプの凸部の高さに対応することになるため、厚みが小さすぎると作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが低くなり、場合によってパターン印刷する際に凸部以外の領域にまでインクが付着してしまう、いわゆる‘地汚れ’という問題が発生する可能性がある。一方、感光性樹脂層の厚みが大きすぎると、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて凸部の高さが高くなりすぎてしまい、隣接する凸部同士が接触し、所望のパターン通りの印刷が困難になってしまう可能性がある。このような観点からすると、本発明における感光性樹脂層の厚みは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることがより好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。感光性樹脂膜の厚みが上記範囲内であることにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプを用いてパターン印刷を行う際に、‘地汚れ’が生じることを防止でき、確実にパターン通りの印刷を行うことができるようになるからである。
【００６１】
また、本発明おける感光性樹脂層の高さは、感光性樹脂層の線幅に関係なく均一であることが好ましい。これにより、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製されるμＣＰ用スタンプにおいて、凸部の高さを均一にすることができるため、当該μＣＰ用スタンプを用いて精度よく所望のパターンでの印刷ができるようになるからである。
【００６２】
３．遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上にパターン状に形成されたものである。
【００６３】
本発明における遮光部としては、遮光材料を用い、所定の波長の光を所望の程度遮蔽する態様で形成されているものであれば特に限定されるものではない。ここで、上記遮光材料としては、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明したものと同様のものを用いることができる。
【００６４】
また、本発明における遮光部の厚みとしては、上記遮光材料の種類に応じて、所望の遮光性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではない。中でも本発明における遮光部の厚みは、通常、５０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内とされる。より具体的には、金属蒸着やスパッタ法による形成では５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、樹脂系では１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００６５】
４．任意の構成
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、少なくとも基板、感光性樹脂層、および遮光部を有するものであるが、必要に応じて他の任意の構成を有するものであってもよい。本発明に用いられる任意の構成としては、本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用いて作製する際の製造効率の向上等を目的として、所定の機能を有する構成を適宜選択して用いることができる。
【００６６】
５．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、上記基板として用いられるものに制約が少ないことから、大面積のものとすることができる。例えば、Ａ４サイズとしたり、必要に応じてそれ以上の大面積を実現することも可能である。
【００６７】
６．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法
本発明のμＣＰ用スタンプ作製用マスター版は、例えば、上記「Ａ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造方法」の項において説明した方法によって製造することができる。
【００６８】
Ｃ．μＣＰ用スタンプの製造方法
次に、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法について説明する。上述したように、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、支持材を用い、上記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に上記支持材を接着させる接着工程と、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から上記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および上記支持材を剥離する剥離工程と、を有するものであって、上記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とするものである。
【００６９】
このような本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法について図を参照しながら説明する。図５は本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法の一例を示す概略図である。図５に例示するように、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０を用い（図５（ａ））、当該マスター版１０上に、ＰＤＭＳ膜２１を塗布する塗布工程と（図１（ｂ））、支持材２２を用い、上記塗布されたＰＤＭＳ膜２１上に上記支持材２２を接着させる接着工程と（図１（ｃ））、上記マスター版１０から上記ＰＤＭＳ膜２１および支持材２２を剥離する剥離工程と（図１（ｄ））、を有するものであり、支持材２２上に、表面に凹凸形状が形成されたＰＤＭＳ膜２１を有するμＣＰ用スタンプ１０を製造するものである。
このような例において、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版１０が基板１と、上記基板１上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３’と、上記感光性樹脂層３’が形成されていない上記基板１表面上に形成された遮光部２と、を有するものであることを特徴とするものである。
【００７０】
本発明によれば、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることにより、大面積で均一なパターン印刷を行うことが可能なμＣＰ用スタンプを製造することできる。
【００７１】
本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法は、少なくとも塗布工程と、接着工程と、剥離工程とを有するものであり、必要に応じて他の工程を有してもよいものである。
以下、本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法に用いられる各工程について順に説明する。
【００７２】
１．塗布工程
まず、本発明に用いられる塗布工程について説明する。本工程は、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版上に、ＰＤＭＳ膜を塗布する工程である。そして、上記μＣＰ用スタンプ作製用マスター版として、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、上記感光性樹脂層が形成されていない上記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものが用いられることを特徴とするものである。
【００７３】
本工程において、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版上にＰＤＭＳを塗布する方法としては、当該マスター版上に平滑な表面を有するＰＤＭＳ膜を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、ＬＢ法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディスペンサー法、およびキャスト法等を挙げることができる。
【００７４】
なお、本工程に用いられるμＣＰ用スタンプ作製用マスター版については、上記「Ｂ．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７５】
２．接着工程
次に、本発明に用いられる接着工程について説明する。本工程は、上述した塗布工程においてマスター版上に形成されたＰＤＭＳ膜上に、支持材を接着させる工程である。
【００７６】
本工程において、支持材と上記ＰＤＭＳ膜とを接触させる態様としては特に限定されるものではなく、上記支持材の種類等に応じて任意の態様を用いることができる。このような態様としては、上記支持材の表面と、上記ＰＤＭＳ膜の表面とが平行である状態を維持したまま接触させる態様であってもよく、あるいは両者の表面が一定の角度を有する状態で接触させる態様であってもよい。なかでも本工程においては前者の態様が用いられることが好ましい。上記支持材の表面と、上記ＰＤＭＳ膜の表面とが平行な状態を維持したまま接触させることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からＰＤＭＳ版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
【００７７】
また、本工程においては、支持材とＰＤＭＳ膜とを接触させた後、さらに上記ＰＤＭＳ膜を上記支持材で圧縮するように、支持材をＰＤＭＳ膜側へ押し込んでもよい。このような押し込みを行うことにより、仮に上記支持材と上記ＰＤＭＳ膜とを接触させた直後に、両者の間に微量の気泡が混入したとしても、事後的にこれを放出することができるからである。
【００７８】
上記押し込みを行う場合の押し込み量としては、上記ＰＤＭＳ膜の厚みや、製造するμＣＰ用スタンプの面積等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本工程における押し込み量は、１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、５ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１ｍｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【００７９】
本工程においては、支持材とＰＤＭＳ膜とを接触させた後、上記ＰＤＭＳ膜を硬化させることによって両者を接着するが、上記ＰＤＭＳ膜を硬化させる方法としては特に限定されるものではない。ここで、上記ＰＤＭＳは加熱することによって硬化する性質を有するものであるため、その硬化度は温度と時間に依存することになる。したがって、ＰＤＭＳ膜を短時間で硬化させることが必要な場合は、上記ＰＤＭＳ膜と上記支持材とを接触させた後に、上記ＰＤＭＳ膜の硬化を促すために加熱処理を行ってもよい。一方、特にＰＤＭＳ膜を硬化させる時間に制約がない場合には室温において放置するのみであってもよい。
【００８０】
次に、本工程に用いられる支持材について説明する。本工程に用いられる支持材は、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプの用途等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。なかでも本発明に用いられる支持材は、その形状が平板状であることが好ましい。このような形状の基板が用いられることにより、ナノオーダーの超微細な凹凸パターンであっても、高精度でマスター版からＰＤＭＳ版へ凹凸パターンを転写することが可能になるからである。
【００８１】
本発明に用いられる支持材は、水に対する接触角が５°〜４５°の範囲内であることが好ましく、５°〜３５°の範囲内であることがより好ましく、５°〜３０°の範囲内であることがさらに好ましい。支持材の水に対する接触角が上記範囲内であることにより、本工程において基板とＰＤＭＳ膜との間に気泡が混入することを抑制することができるからである。
【００８２】
本工程に用いられる支持材としては、ガラス基板、Ｓｉ基板、ＳｉＯ２基板等の可撓性を有さないリジット基板であってもよく、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。上記プラスチック樹脂としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、ＰＰＳおよびＰＥＩ等を挙げることができる。
【００８３】
また、本工程に用いられる支持材は、水に対する接触角を一定の範囲内にするために表面処理が施されたものであってもよい。
【００８４】
３．剥離工程
次に、本発明に用いられる剥離工程について説明する。本工程は、上記マスター版から上記ＰＤＭＳ膜および支持材を剥離する工程である。本工程においてＰＤＭＳ膜および上記支持材を上記マスター版から剥離する方法としては、パターンを欠損することのないように剥離することができる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、上記ＰＤＭＳ膜を上記マスター版から物理的に引き離す方法が用いられる。
【００８５】
４．その他の工程
本発明のμＣＰ用スタンプの製造方法には、少なくとも上記塗布工程、接着工程、および剥離工程が用いられるものであるが、本発明においてはこれら以外の他の任意の工程が用いられてもよい。本発明に用いられる任意の工程としては、特に限定されるものはなく、本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプに所望の機能を付与できる工程等を適宜選択して用いることができる。このような任意の工程としては、例えば、気泡混入を低減させるためのＰＤＭＳ膜塗布後のマスター版減圧工程等を挙げることができる。
【００８６】
５．μＣＰ用スタンプ
本発明によって製造されるμＣＰ用スタンプは、支持材上に表面に凹凸形状が形成されたＰＤＭＳ膜が形成された構成を有するものとなる。このようなμＣＰ用スタンプは、マイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）に用いられるものであり、例えば、有機トランジスタが用いられた有機半導体素子の各種電極を形成する工程に用いることができる。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例を示すことによって、本発明についてさらに具体的に説明する。
【００８９】
［実施例１］
１．μＣＰ用スタンプ作製用マスター版の製造
（１）遮光部形成工程
まず、大きさ３００ｍｍ×４００ｍｍ×０．７ｍｍのＣｒ付きガラス基板（Ｃｒ膜厚１５０ｎｍ）表面に、ＡＺ ５２０６−Ｅ（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製ポジレジスト）をｓｐｉｎコートした。この時のスピンコートは８００ｒｐｍで２０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を１３０℃で３分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。この時使用したフォトマスクは大きさ４２０ｍｍ×５５０ｍｍのポジマスクである。その後、上記フォトレジストを現像し、フォトマスクと同等のパターンを得た。次いで、Ｃｒエッチング液にてパターン部以外のＣｒをエッチングし、その後剥離液にてレジストを剥離した。次いで、超音波洗浄機を用い純水で上記基板を洗浄した。
【００９０】
（２）感光性樹脂膜形成工程
次に、上記基板に感光性樹脂であるＳＵ−３０００を９０％希釈した溶液（化薬マクロケム社製 エポキシ系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、７００ｒｐｍで６０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を１００℃で３分乾燥させた。
【００９１】
（３）露光工程
次に、ガラス裏面側から３０ｍＪ／ｃｍ２でバック露光した。さらに、硬化を促進させるため６５℃で１分乾燥させた。
【００９２】
（４）現像工程
その後、専用現像液でＣｒ上部に存在する感光性樹脂を現像除去し、次いでＩＰＡでリンスを行った。その後１５０℃のオーブンで３０分乾燥させることにより、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を得た。
【００９３】
（５）μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
作製したμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、Ｃｒ部以外に感光性樹脂が塗布された凹版が形成できていた。またその凹部の幅は１μｍ〜１０μｍまで解像していることが確認された。さらに触針式膜厚計で測定したところ凹部の深さは線幅に関係なく１０μｍであった。
【００９４】
２．μＣＰ用スタンプの製造
上記方法によって作製した、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版を用い、当該マスター版にＰＤＭＳの離型性を向上させるために離型剤（デュラサーフ、ハーベス社製）を１０００ｒｐｍ、保持時間３０ｓｅｃでスピンコートした。
次に、離型処理を施したμＣＰ用スタンプ作製用マスター版に主剤９０ｇ：硬化剤９ｇを混合したPDMS（KE−１０６信越化学社製）をディスペンサー（サンエイテック社製）にて約２ｍｍ厚になるように全面に均一塗布した。その後、パターン内の気泡を除去するために減圧乾燥機に入れ０．１ｔoｒｒまで減圧し５分保持した。
次に、上記ＰＤＭＳ付きμＣＰ用スタンプ作製用マスター版と支持材（大きさ３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍガラス）の接着工程は東芝機械製ＳＴ−５０を用いて行った。その際上部ヘッドと下部ヘッドの接触スピードを最小１μｍ／ｓまで制御することが可能である。その後、支持材とＰＤＭＳ膜が接触する直前まで５００μｍ／ｓで上部ヘッドを降下させた。次いで接触寸前から低速モードにしＰＤＭＳ膜と支持材を１μｍ／ｓで接触させた。また、１μｍ／ｓで接触後その接触スピードを維持し、上部ヘッドと下部ヘッドのギャップが１ｍｍ、すなわちＰＤＭＳの厚みが約１ｍｍになるまで押し込んだ。その後、所定の位置まで同一スピードで押し込んだ後、常温で１６ｈ放置しＰＤＭＳを硬化させた。
次に、支持材とμＣＰ用スタンプ作製用マスター版を装置内から取り出し、μＣＰ用スタンプ作製用マスター版からＰＤＭＳ膜付き基板を手で剥離することによりμＣＰ用スタンプを作製した。
剥離したＰＤＭＳ膜の表面を光学顕微鏡で観察したところμＣＰ用スタンプ作製用マスター版の反転パターンが観察され、高さ１０μｍ、最小Ｌ＆Ｓ１μｍの凸版が形成されていることが確認された。
【００９５】
［評価］
従来技法であるＳｉのエッチングにより作製した凹版と比較した場合、３００ｍｍ×４００ｍｍの大面積ポリマー版およびμＣＰ用スタンプが作製可能であった。さらに、Ｓｉエッチングにより作製した凹版はマイクロローディング効果により凹部の幅の大きさにより深さが異なっていたが、本発明では凹部の幅が１μｍでも１０μｍでも深さは１０μｍと均一であることが確認された。また、従来のＳｉエッチング凹版で発生していた凹部の壁面及び底面の直線性も感光性ポリマーを用いることで改善しておりＰＤＭＳ離型、ＰＤＭＳ凸部形状に大幅な効果が見られた。この効果により微細印刷を精度良くかつ正確に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００９６】
１ … 基板
２ … 遮光部
３ … 感光性樹脂膜
３’ … 感光性樹脂層
１０ … μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
２０ … μＣＰ用スタンプ
２１ … ＰＤＭＳ膜
２２ … 支持材
２０ … マスター版
１００ … μＣＰ用スタンプ
１０１ … ＰＤＭＳ膜
１０２ … 支持材
２００ … μＣＰ用スタンプ作製用マスター版
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を用い、前記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、
前記遮光部を覆うように前記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記基板側から光を照射することにより、前記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、
前記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、前記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程と
を有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂膜形成工程に用いられる前記感光性樹脂が、ネガ型感光性樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法。
【請求項３】
基板と、
前記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、
前記感光性樹脂層が形成されていない前記基板表面上に形成された遮光部と、
を有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項４】
前記感光性樹脂層が、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項５】
前記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂であることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項６】
表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、
支持材を用い、前記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に前記支持材を接着させる接着工程と、
前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から前記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）用スタンプの製造方法であって、
前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、前記感光性樹脂層が形成されていない前記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法。
【請求項１】
基板を用い、前記基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程と、
前記遮光部を覆うように前記基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記基板側から光を照射することにより、前記感光性樹脂膜にパターン露光する露光工程と、
前記パターン露光された感光性樹脂膜を現像することにより、前記感光性樹脂膜をパターニングする現像工程と
を有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂膜形成工程に用いられる前記感光性樹脂が、ネガ型感光性樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の製造方法。
【請求項３】
基板と、
前記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、
前記感光性樹脂層が形成されていない前記基板表面上に形成された遮光部と、
を有することを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項４】
前記感光性樹脂層が、厚み方向を基準として基板側の線幅が、表面側の線幅よりも広くなるように形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項５】
前記感光性樹脂がネガ型感光性樹脂であることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版。
【請求項６】
表面に微細凹凸パターンが形成されたマイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版を用い、前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版の微細凹凸パターンが形成された表面上に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を塗布する塗布工程と、
支持材を用い、前記塗布されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜上に前記支持材を接着させる接着工程と、
前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版から前記ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および支持材を剥離する剥離工程と、を有するマイクロコンタクトプリンティング（μＣＰ）用スタンプの製造方法であって、
前記マイクロコンタクトプリンティング用スタンプ作製用マスター版が、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、感光性樹脂からなる感光性樹脂層と、前記感光性樹脂層が形成されていない前記基板表面上に形成された遮光部と、を有するものであることを特徴とする、マイクロコンタクトプリンティング用スタンプの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３１１２７（Ｐ２０１０−２３１１２７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１０８８（Ｐ２００９−８１０８８）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「超フレキシブルディスプレイ部材技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「超フレキシブルディスプレイ部材技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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