微細構造転写用モールド、表面微細構造部材、微細構造転写用モールドの製造方法及び表面微細構造部材の製造方法
【課題】加工自由度に優れたモールドの製造方法及びこのモールドを用いて得られる表面微細構造部材を提供すること。
【解決手段】モールド（１０）は、ロール表面にレジスト層を形成した後、レジスト層にレーザー光を照射してパターニングされる。このように得られたモールド（１０）には、２つ以上のパターン部（１０ａ〜１０ｄ）が、ロール形状のモールド（１０）の外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、パターン部（１０ａ〜１０ｄ）には、モールド（１０）の外周に微細構造が形成されており、各パターン部（１０ａ〜１０ｄ）を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下である。
【解決手段】モールド（１０）は、ロール表面にレジスト層を形成した後、レジスト層にレーザー光を照射してパターニングされる。このように得られたモールド（１０）には、２つ以上のパターン部（１０ａ〜１０ｄ）が、ロール形状のモールド（１０）の外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、パターン部（１０ａ〜１０ｄ）には、モールド（１０）の外周に微細構造が形成されており、各パターン部（１０ａ〜１０ｄ）を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面に微細構造を有する表面微細構造部材を作製するための微細構造転写用モールド、表面微細構造部材、微細構造転写用モールドの製造方法及び表面微細構造部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナノインプリントあるいは光学素子等に微細構造を形成する方法として、予め微細構造が形成されたモールドを用いてガラス基板、プラスチック基板又はプラスチックフィルムなどに形状を転写する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの技術としては、微細な溝や穴などのパターンが形成された、原版となるモールド（金型、テンプレートとも呼ばれる）を被転写材に押し当てることで機械的にパターンを転写する方法、熱可塑性樹脂を用いて転写する方法、あるいは光硬化性樹脂を用いて光転写する方法などが挙げられる（例えば、特許文献３参照）。モールドとしては、その形状から平行平板型のモールド（ウエハ、プレートとも呼ばれる）や、円筒（ローラー）型のモールドなどが一般に知られている（例えば、特許文献４、非特許文献１参照）。
【０００４】
平行平板型のモールドの作製方法としては、半導体リソグラフィー技術を用いて、紫外光レジスト、電子線レジストあるいはＸ線レジストなどを基板上に塗布し、その後、紫外光、電子線あるいはＸ線などを照射・露光することで、所望のパターンのモールドを作製する方法や、あらかじめパターンが描画されたマスク（レチクル）などを通してモールドを作製する方法などが挙げられる（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
これらの方法は、１００ｎｍ程度の微細パターンを平面上に形成するには有効な方法である。しかし、光反応を用いたフォトレジストを用いるため、微細なパターンを形成するには、原理的に、必要とされるパターンより小さなスポットで露光する必要がある。したがって、露光光源として波長が短いＫｒＦやＡｒＦレーザーなどが必要となるため、露光装置が大型となり、かつ、複雑な機構が要求される。さらに、これら露光装置において１回で露光できる範囲は、通常２６ｍｍ×３３ｍｍである。したがって、大面積のパターンを作製するために、小さな露光面積を繋ぎ合わせるステップ＆リピート機能を使用する方法が考えられるが、この方法にはパターンとパターンの繋ぎ精度の問題がある（例えば、特許文献６参照）。さらに、現在利用できる最も大きなウエハーは直径３００ｍｍであるため、直径３００ｍｍ以上のモールドを作製することは事実上不可能である。また、平行平板型のモールドでは、製品は枚葉で作製されるため、１方向に連続したパターンを形成することは原理的にできない。
【０００６】
また、電子線やＸ線などの露光光源を用いる場合は、露光雰囲気を真空状態にする必要があるため、真空チャンバーの中にモールドを入れる必要がある。このため、モールドのサイズを大きくすることが、さらに困難となる。
【０００７】
一方、円筒（ローラー）型のモールドの作製方法には、従来２通りの方法が取られてきた。１つは、一旦平行平板のモールドを作製し、ニッケルなどの薄膜からなる電鋳法によってパターンを転写し、パターンが転写された薄膜をローラーに巻き付ける方法である（例えば、特許文献７参照）。もう１つは、Ａｌロールを陽極酸化することによって微細なホールをロール上に形成する方法である（例えば、特許文献８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，２５９，９２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７７２，９０５号明細書
【特許文献３】特開２００５−２３８７１９号公報
【特許文献４】特開２００６―５０２２号公報
【特許文献５】特開２００７−１４４９９５号公報
【特許文献６】特開２００７−２５８４１９号公報
【特許文献７】特表２００７−５０７７２５号公報
【特許文献８】特開２００８−２２９８６９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Hua Tan, Andrew Gibertson,Stephen Y. Chou, 「Roller nanoimprint lithography」 J. Vac. Sci. Technol. B16(6), 3926(1998)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献７に記載の円筒（ローラー）型のモールドの作製方法においては、ウエハーのサイズの問題により直径３００ｍｍ以上の連続パターンを作成することはできないうえ、巻き付け部に繋ぎ目（シーム）が発生するといった問題点が挙げられる。一方、特許文献８に記載の円筒（ローラー）型のモールドの作製方法においては、サブミクロン（１μｍ以下）のサイズのホール形状に限ったパターンであれば、生産性も高く量産性に優れたモールドが作製できるが、ホール形状以外は形成できないうえ、ホール形状であっても自己組織化的にホールが形成されるため、ロール全体を同一条件で処理する必要があり、１つのロールの所定の領域にホールの穴径、ピッチ、パターン又は形状の異なったロールを作製することは非常に困難である。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、加工自由度に優れたモールドの製造方法及びこのモールドを用いて得られる表面微細構造部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の微細構造転写用モールドは、２つ以上のパターン部が、ロール形状のモールドの外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、前記パターン部には、前記モールドの外周に微細構造が形成されており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この微細構造転写用モールドによれば、パターン部に形成された微細構造を基材に転写すると、基材の長尺方向に対して継ぎ目なく連続したシームレスな微細パターンを形成することができる。
【００１４】
上記微細構造転写用モールドにおいて、前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の表面微細構造部材は、上記微細構造転写用モールドを用いて製造し、長尺状の部材表面上に、２つ以上のパターン部が並列して設けられており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
この表面微細構造部材によれば、部材表面上にサブミクロン（１μｍ以下）サイズの微細パターンが作り分けられているため、光学フィルム、ディスプレイ、太陽電池又は有機ＥＬなどの幅広い用途に適用できる。
【００１７】
上記表面微細構造部材において、前記各パターン部は、前記部材の長尺方向と平行に並列して設けられているとともに、前記部材の長尺方向に沿って少なくとも１ｍ連続して設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、上記表面微細構造部材において、前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることが好ましい。
【００１９】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状であることが好ましい。
【００２０】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状であり、前記パターン部は、円の直径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２１】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、長楕円形状であり、前記パターン部は、長楕円の長径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２２】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、ライン形状であり、前記パターン部は、ラインの幅とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２３】
上記微細構造転写用モールドの製造方法は、ロール表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成することを特徴とする。
【００２４】
この表面構造転写用モールドの製造方法によれば、レーザー光によってロール表面に微細パターンを直接描画することができるため、加工自由度に優れている。
【００２５】
上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層をパターニングした後、前記レジスト層をエッチングすることが好ましい。
【００２６】
上記微細構造転写用モールドの製造方法は、ロール表面にエッチング層を形成し、前記エッチング層表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成し、その後、前記レジスト層をマスクとして前記エッチング層をエッチングすることを特徴とする。
【００２７】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記エッチング層は、シリコン（Ｓｉ）もしくはタンタル（Ｔａ）又はこれらの酸化物、窒化物もしくは炭化物からなる群より選ばれたエッチング材料を含むことが好ましい。
【００２８】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料を含むことが好ましい。
【００２９】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層は、熱反応型レジスト材料を含むことが好ましい。
【００３０】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記熱反応型レジスト材料は、不完全酸化物、熱分解酸化物又は金属合金のいずれかであることが好ましい。
【００３１】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記パターン部を構成する微細構造が、少なくとも２層の熱反応型レジスト材料を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の表面微細構造部材の製造方法は、上記微細構造転写用モールド表面にＵＶ硬化樹脂を塗布する工程と、前記微細構造転写用モールドを基材に押圧しながら前記塗布したＵＶ硬化樹脂をＵＶ光で硬化させる工程と、前記微細構造転写用モールドの表面構造を硬化したＵＶ硬化樹脂に転写する工程と、により作製されることを特徴とする。
【００３３】
上記表面微細構造部材の製造方法は、さらに、前記微細構造転写用モールドの表面構造を転写した硬化したＵＶ硬化樹脂に転写材料を塗布し、前記転写材料を基材に押圧する工程により作製されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、加工自由度に優れたモールドの製造方法によってサブミクロン（１μｍ以下）サイズの所望の微細パターンを備えたモールドを作製でき、このモールドを用いて所望の微細パターンを備えた表面微細構造部材を作製することができる。モールドはロール形状であるため、長尺の基材に対しても、１ｍ以上連続するシームレスな微細パターンを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るモールドを示す模式図である。
【図２】カラーフィルタとして機能する表面微細構造部材を示す模式図である。
【図３】図３Ａは、モールドを作製するためのロールの斜視図であり、図３Ｂは、ロールの側面図である。
【図４】モールドを作製方法の一例を示す説明図である。
【図５】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図６】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図７】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図８】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図９】モールドを用いてフィルムに微細構造を転写する方法の一例を示す説明図である。
【図１０】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１１】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１２】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１３】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１４】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１５】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１６】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
表面にサブミクロン（１μｍ以下）サイズの微細構造を有する表面微細構造部材は、光学フィルム、ディスプレイ、太陽電池又は有機ＥＬなどの幅広い用途に適用される。表面微細構造部材を作製する方法の１つとして、ナノインプリント法が挙げられる。ナノインプリント法は、基材表面にナノサイズの微細構造で構成される微細パターンを作製する方法として非常に優れている。特に、微細パターンを転写複製するためにロール形状のモールドを使用した場合は、量産性や離型性に優れることに加え、微細パターンを連続して作製することが容易となる。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係るモールドを示す模式図である。図１に示すように、モールド１０は、ロール形状を有しており、その外周に沿って複数（図１において、４つ）の領域１０ａ〜１０ｄが形成され、隣接する領域には異なる微細パターンが形成されている。領域１０ａ〜１０ｄは、それぞれ所望の面積に設けることができる。また、領域１０ａ〜１０ｄは、それぞれモールド１０の平面部分に対して平行に並列して配置されている。
【００３８】
異なる微細パターンとは、微細パターンを構成する微細構造の形状、大きさ及びピッチなどが異なる微細パターンを指す。微細構造は、モールド表面に対して凸状に設けられていてもよいし、モールド表面に対して凹状に設けられていてもよい。微細構造の形状は、例えば、その頂部の形状が、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状となるように構成することができる。また、１つの微細構造の大きさは、サブミクロン（１μｍ以下）サイズである。微細構造の大きさがサブミクロンサイズとは、例えば、微細構造の形状が円形状であれば、その直径が１μｍ以下であることを指す。微細構造の形状が楕円形状又は長楕円形状であれば、その長径が１μｍ以下であることを指す。微細構造の形状がライン形状であれば、その幅が１μｍ以下であることを指す。
【００３９】
各領域１０ａ〜１０ｄは、隣接する領域間に微細パターンが形成されない領域（未パターン部）が形成されていてもよいし、微細パターンが連続して形成されていてもよい。また、各領域１０ａ〜１０ｄにおける微細パターンは、モールド１０の外周全面にわたって形成されていてもよいし、領域内に微細パターンが形成されない領域（未パターン部）が形成されていてもよい。
【００４０】
モールド１０を用いて、ナノインプリント法により基材２０に微細パターンを転写する場合には、例えば、図１に示すように、モールド１０を図示矢印Ａ方向に回転させつつ、図示矢印Ｂ方向に基材２０を送る。このようにして、モールド１０を用いて微細パターンを転写すると、モールド１０の領域１０ａ〜１０ｄに対応して、基材２０上に並列してパターン部２０ａ〜２０ｄが形成される。このように、面内に微細パターンが形成された基材２０を、表面微細構造部材と称する。基材２０が長尺であれば、表面微細構造部材には継ぎ目なく連続したシームレスな微細パターンが、基材２０の長尺方向に対して互いに平行に形成される。
【００４１】
ここで、サブミクロンサイズの微細パターンが作り分けられた表面微細構造部材について説明する。
【００４２】
サブミクロンサイズの微細パターンが作り分けられた表面微細構造部材は、例えば、液晶や、有機ＥＬディスプレイなどに使用される、カラーフィルタとして用いることができる。このカラーフィルタは、表面にサブミクロンサイズの微細構造を備えた構造における光の挙動、すなわち表面プラズモン共鳴による光の異常透過現象を利用するものである。
【００４３】
具体的には、厚さ１５０ｎｍ程度のＡｌ薄膜に、１００ｎｍ〜３００ｎｍサイズの微細構造（ホール）を、周期的（周期：２００ｎｍ〜５００ｎｍ）に形成すると、微細構造の周期によって決まる特定の周波数成分を持つ表面プラズモンによってカラーフィルタとして機能する。すなわち、微細構造の周期を変えることで、透過する光のスペクトル、すなわちＲＧＢをコントロールすることが可能となる。
【００４４】
表面微細構造部材をディスプレイ用のカラーフィルタとして適用するためには、最低でも携帯電話用の２インチ□（５ｃｍ×５ｃｍ）以上、好ましくはＰＣ用ディスプレイなどに必要な５０ｃｍ□（５０ｃｍ×５０ｃｍ）以上、より好ましくはＴＶ向けに１ｍ□（１ｍ×１ｍ）以上、微細パターンが連続して形成されていることが必要である。
【００４５】
図２は、カラーフィルタとして機能する表面微細構造部材を示す模式図である。この表面微細構造部材には、長方形状を有するパターン部２１，２２，２３が形成され、それぞれの領域には異なる微細パターンが設けられている。パターン部２１，２２，２３は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ領域として機能する。また、各領域の境界には、未パターン部であるＢＭ領域２４が形成されている。
【００４６】
例えば、図２に示した表面微細構造部材を、３７インチハイビジョンに適用する場合を想定すると、パターン部２１，２２，２３は、それぞれ６００μｍ×２００μｍのセルサイズで構成されている必要がある。また、これらの構造が、少なくとも横８０ｃｍ、縦４６．１ｃｍ以上連続して構成されている必要がある。
【００４７】
続いて、表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状について説明する。例えば、微細構造は、平面視にて長方形状あるいは長楕円形状とすることができる。表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状を、平面視にて長楕円形状とすることで、特定波長の光の偏光特性を制御することが可能となる。例えば、長径：３００ｎｍ、短径：５０〜１００ｎｍの長楕円形状を連続して設けることで、特定波長に偏光特性を持たせることができる。この特性を用いて、微細パターンが形成された表面微細構造部材を液晶プロジェクター等の偏光制御に利用することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る表面微細構造部材では、サブミクロンサイズの微細パターンを作り分けることができる。これは、表面微細構造部材に微細パターンを転写するためのモールド１０の領域１０ａ〜１０ｄに、後述する方法により所望の微細パターンを作り分けらることができるためである。例えば、本実施の形態に係る表面微細構造部材によれば、１つの基材２０上に、Ｒ，Ｇ，Ｂ領域として機能する微細パターンを備えた領域を形成することができる。すなわち、１つの表面微細構造部材で三原色を制御することが可能となるため、三原色を制御するために異なる微細パターンが形成された３枚の基材を用意する必要がない。また、１枚の基材２０上に、微細パターンを継ぎ目なく連続して形成することができるため、大面積プロジェクターに対応でき、生産コストの点でも優れている。
【００４９】
あるいは、微細構造は、ライン形状とすることができる。表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状を、ライン形状とすることで、表面微細構造部材を回折格子として使用することが可能となる。
【００５０】
続いて、本実施の形態に係るモールド１０の作製方法について説明する。図３は、モールド１０を作製するためのロール３０の一例を示す模式図である。図３Ａは、ロール３０の斜視図であり、図３Ｂは、ロール３０の側面図である。図３に示すように、ロール３０は、ロール３０を回転させるためのシャフト３１と、シャフト３１の外周に取り付けられた円筒形状のスリーブ３２と、を備えている。スリーブ３２全面には、レジスト層３３が形成されている。レジスト層３３としては、フォトレジスト層を適用できる。ロール３０は、表面のレジスト層３３を外部からの光などで露光する事により、表面に微細パターンを形成できる。
【００５１】
ロール３０表面に露光によって微細パターンを形成する方法としては、集光されたレーザー光などでロール３０表面に微細パターンを直接描画する方法が適用できる。集光されたレーザー光などでロール３０表面に微細パターンを直接描画する方法は、微細なパターンを形成することができ、また、微細パターンの継ぎ目が発生しないため好適である。
【００５２】
図４は、モールド１０を作製方法の一例を示す説明図である。まず、スリーブ３２の表面にフォトレジスト（レジスト層３３）を均一に成膜したロール３０のシャフト３１の一端を、スピンドルモータ４０に取り付ける。次に、このロール３０を回転させた状態で、ロール３０表面に、集光されたレーザー光４１を照射しながら、ロール３０の筒軸方向に向けて走査する。レーザー光４１は、光源４２から発振され、対物レンズ４３によって集光されたものである。レーザー光４１は、ロール３０の筒軸方向に走査しているため、任意の位置からロール３０が１周すると、光源４２が筒軸方向にずれることになる。
【００５３】
一般に、レジスト層３３をスリーブ３２表面に形成する際には、ロールコーター等で塗布する場合が多い。しかしながら、ロールコーターでレジストを塗布した場合には、レジストの粘性によりロール周内に厚み変動が発生しやすい。これは、ロールコーターの速度ムラや位置及び製作精度、装置内の気圧変動などによって、レジストの膜厚が変化しやすいためである。
【００５４】
本発明に好適な有機レジストとしては、（株）情報機構発刊「最新レジスト材料ハンドブック」や（株）工業調査会「フォトポリマーハンドブック」にあるように、ノボラック樹脂やノボラック樹脂とジアゾナフトキンとの混合物、メタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。
【００５５】
一方、モールド１０において、ロール３０の表面上に形成された微細構造の層に、熱反応型レジスト材料を使用することもできる。
【００５６】
熱反応型レジストは、レーザー光の熱によって反応する材料を用いたレジストである。熱反応型レジストは、所定の温度以上で反応する特性を持つため、材料をうまく選択すれば、レーザー直描方式においてレーザーのスポット径以下、すなわち光学限界以下のサイズで露光することが可能であり、微細構造を形成するには好適である。
【００５７】
本発明に好適な熱反応型レジスト材料は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料であることが好ましい。
【００５８】
有機レジストは、ロール３０上に形成する際にロールコーター等で塗布できることから工程は簡便であるといった利点を有する。ただし、熱反応型レジスト材料として用いた場合、フォトレジストとは異なり、光では無く熱で反応させるため、無機材料に比べて微細構造のピッチを狭めることが難しいといった特性がある。
【００５９】
一方、熱反応型レジスト材料が無機レジスト材料である場合、不完全酸化物、熱分解酸化物、金属合金のいずれかであることがより好ましい。
【００６０】
金属や酸化物等の無機材料を用いた熱反応型レジストは、室温状態では化学的・物理的性質が非常に安定しており、また有機材料に比べて熱伝導率が高いことから、ピッチを狭めた微細構造を形成するには好適である。
【００６１】
本発明に好適な無機熱反応型レジスト材料としては、反応させる温度によって種々選択することができる。例えばＡｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ａｇ，Ａｕ及びこれらの合金が挙げられる。また、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｂａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙの酸化物、窒化物、窒酸化物、炭化物、硫化物、硫酸化物、フッ化物、塩化物や、これらの混合物でもよい。
【００６２】
一般に、無機熱反応型レジストの形成方法としては、抵抗加熱蒸着法やマグネトロン高周波スパッタ法、電子ビームスパッタ法、ＣＶＤ法などの物理的薄膜形成法によって設けることが好適である。これらの方法は、基本的に真空プロセスになるため、スリーブ上に形成するには塗工方法に比べ工数は掛かるが、膜厚が精度良く制御できる上、さらにはレジスト層やエッチング層を多層に積層することも容易である。ただし、ロールコーターのような塗布法に比べて膜厚変動の絶対値は非常に小さくできるが、多くの材料が、高い屈折率ｎ及び消衰係数ｋを持つため、膜厚変動に対する反射率の変化も大きくなる場合がある。そのようなケースには、本発明が非常に有効である。
【００６３】
本実施の形態に係るモールド１０において、微細構造の層が少なくとも２層の熱反応型レジスト材料の層からなる構成を採ってもよい。
【００６４】
微細構造の溝深さを深くしたパターンを形成したい場合には、熱反応型レジスト材料を単独で使用するだけでは十分な深さを形成することが困難な場合がある。図５〜図８は、モールド１０を作製するためのロール３０の一例を示す側面模式図である。図５に示すように、ロール３０は、レジスト層３３の下層にエッチング層３４を形成した積層構造であってもよい。この場合、レジスト層３３にレーザー光を照射して微細パターンをパターニングした後に、下層のエッチング層３４をドライエッチングすることによって、微細構造の溝深さを深くすることができる。
【００６５】
また、図６に示すように、ロール３０は、レジスト層を２層（レジスト層３３ａ，３３ｂ）形成した積層構造であってもよい。エッチング層３４がドライエッチングされている間、レジスト層３３はマスクとして機能するため、エッチング層３４に比して高いドライエッチング耐性が求められる。このような場合、ドライエッチング耐性のあるレジスト層３３ａと微細構造の幅を規定するレジスト層３３ｂとの２層構造とすることができる。
【００６６】
微細構造を形成するエッチング層３４は、Ｓｉ及びＴａ、ならびにそれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなる群より選ばれる材料から構成されることが好適である。
【００６７】
エッチング層３４に用いる材料としては、エッチング異方性を得るために、Ｓｉやポリシリコン、ＧａＡｓやＩｎＰ等の半導体材料、Ａｌ，Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属やそれらの酸化物、窒化物、炭化物、その合金、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４、ガラス等の絶縁材料、ＷＳｉ２，ＴｉＳ２，ＣｏＳｉ２等のシリサイド材料、ポリフロロエチレンやＰＭＭＡ、ＰＣ等の有機材料が好適である。中でも、Ｓｉ及びＴａならびにそれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなる群より選ばれる材料が好ましく、特にＳｉＯ２，Ｓｉ，Ｓｉ３Ｎ４及びＴａ２Ｏ５のような半導体や絶縁材料がより好適である。
【００６８】
また、図７及び図８に示すように、ロール３０は、レジスト層３３の上層又は下層に熱吸収層３５を形成した積層構造であってもよい。図７は、熱吸収層３５をレジスト層３３の上層に設けた構成を示している。図８は、熱吸収層３５をレジスト層３３の下層に設けた構成を示している。
【００６９】
熱吸収層３５の役割は、レジスト層３３における光の吸収特性の選択範囲を広げることにある。通常、レジスト層３３は広い波長域で吸収を持つ材料で構成されることが多いが、材料によってはレーザーの波長、例えば４０５ｎｍ近傍に光学的に吸収を持たない材料もある。その場合、熱吸収層３５にてレーザーのエネルギーを吸収し熱に変換することで、その熱によってレジスト層３３を反応させることができる。本発明における熱吸収層３５に用いる材料としては、レーザーの波長域で光吸収性を有する材料が好適で、例えば、Ｃ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｂｉ及びその合金などが挙げられ、これら元素からなる酸化物、窒化物、硫化物、炭化物あるいはその混合物でもよい。これらの材料は、高い屈折率ｎ及び消衰係数ｋを持つものが多いため、熱吸収層３５の膜厚変動に対する反射率の変化も大きくなる場合がある。そのようなケースには、本発明が非常に有効である。
【００７０】
本実施の形態に係るモールド１０の製造方法は、（Ａ−１）ロール３０におけるスリーブ３２表面に均一なレジスト層３３を形成する工程と、（Ａ−２）レジスト層３３にレーザー光を照射して微細パターンを形成する工程と、から構成されている。
【００７１】
この製造方法よって作製されるモールド１０は、スリーブ３２表面に直接レジスト層３３を設けるため、工程が単純になるといった特長を持つ。ただし、レジスト層３３の厚さが微細構造の溝深さを決めるため、溝深さを深くする必要がない場合に有効な製造方法である。
【００７２】
また、モールド１０の別の製造方法は、（Ｂ−１）ロール３０におけるスリーブ３２表面に均一なエッチング層３４を形成する工程と、（Ｂ−２）エッチング層３４表面に均一なレジスト層３３を形成する工程と、を経て得られた積層構造の最表面に、（Ｂ−３）レーザー光を照射してレジスト層３３をパターニングする工程と、（Ｂ−４）パターニングされたレジスト層３３をマスクとしてエッチング層３４をエッチングする工程と、（Ｂ−５）さらにパターニングされたレジスト層３３を除去する工程と、から構成されている。
【００７３】
この製造方法は、レジスト層３３とスリーブ３２との間にエッチング層３４を設けるため、若干工程は長くなるが、エッチング層３４の厚さに応じて微細構造の溝深さを自由に制御できるという利点を有する。いずれの方法を取るかは、目的とする微細構造の溝深さや形状に応じて選択すればよい。
【００７４】
続いて、このような方法で作製されたモールド１０を用いて、フィルム５０や基材２０の上に微細構造を転写する工程について説明する。図９は、モールド１０を用いてフィルム５０に微細構造を転写する方法の一例を示す説明図である。一般に、フィルム５０のような材料の上に微細構造を転写する技術は、ロール・ツー・ロール技術として知られている。図９に示すように、フィルム５０はフィルム送り出しローラー５１から繰り出され、フィルム巻き取りローラー５４によって巻き取られるため、フィルム５０は図示矢印Ｃ方向に送られる。フィルム送り出しローラー５１から繰り出されたフィルム５０には、樹脂コーター５２によってＵＶ硬化樹脂が塗布される。その後、ＵＶ硬化樹脂が塗布されたフィルム５０は、表面に微細パターンが形成されたモールド１０に押し付けられると同時に、ＵＶランプ５３からＵＶ光が照射されて樹脂が硬化する。その後、フィルム５０は、モールド１０から離れ、フィルム巻き取りローラー５４によって巻き取られる。
【００７５】
図１０は、微細パターンを転写したフィルム５０の一例を示す写真である。図１０に示すように、フィルム５０には、単一表面上に、複数の微細パターンが形成されている。Ｘ方向には、微細パターンが形成されたパターン部５０ａ〜５０ｃが並列して設けられている。各パターン部５０ａ〜５０ｃには、異なる微細パターンが形成されている。また、各パターン部５０ａ〜５０ｃの間には、未パターン部５０ｄが設けられている。各パターン部５０ａ〜５０ｃに形成された微細パターンは、フィルム５０の長尺方向（図示Ｙ方向）に対して、シームレスに形成されている。これは、モールド１０における微細パターンが、モールド１０の外周全面にわたって継ぎ目なく形成されているためである。このようなモールド１０を用いると、フィルム５０上にシームレスな微細パターンを形成することが可能となる。
【００７６】
なお本発明は、上記転写方法に制限されるものでは無く、例えばモールド１０から微細パターンを転写したフィルム５０を元型にして、別のフィルム５０や基材２０の上に微細パターンを転写する方法や、ある長さを持ったフィルム５０や基材２０に枚葉式で微細パターンを転写する方法など種々可能である。
【００７７】
以上、本実施の形態に係る表面微細構造部材及びそれを製造するために用いるモールド１０について詳細に説明したが、上記のように本発明は、特に、ロール３０表面に微細パターンを直接描画する手法を採用し、また、ロール３０に用いる無機レジスト材料をうまく選択して、物理的薄膜形成法により膜厚精度高くレジスト層３３を形成した事によって、ロール状のモールド１０上に種々の微細パターン形成をシームレスに行うことを可能とし、結果として単一表面上に複数の微細パターンを持った表面微細構造部材を連続に作製することを達成したものである。
【００７８】
さらに、本発明では、ロール３０面上の回転軸方向に適式な幅で異なる種類のレジスト層３３を設けることで、露光強度を一定にした露光の場合であっても、異なる露光パターンを得ることが可能となり、加えて露光強度自体を変化させることで、さらにパターンの変化を持たせることか可能となる。
【００７９】
このように本発明は、加工自由度の高い微細表面加工によりモールド１０を製造することが可能であり、そのモールド１０から製造される表面微細構造部材も当然に、高い生産性（連続性）を維持した状態で加工自由度の高い表面微細構造部材とすることが可能となる。
【００８０】
（実施例）
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
実施例１〜７においては、それぞれ条件の異なるロール形状のモールドを作製し、これらのモールドによって得られるフィルム上の微細形状をＡＦＭで観察した。図１１〜１６は、これらの転写フィルムのＡＦＭ像を表す。図１１〜１６において、フィルムの横幅はすべて２０μｍである。
【００８１】
（実施例１）
長さ４００ｍｍ、７４ｍｍφのカーボンファイバー製のコアに、同じ長さの厚さ３ｍｍの円筒状の石英ガラスを、導電性エポキシ樹脂を介して被せ、固定した。ロールの両端面にはカーボンファイバー製のコアの中心線と一致するように長さ５０ｍｍ、３０ｍｍφのシャフトが取り付けられている。
【００８２】
このように、石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００８３】
続いて、ロールを線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、図４に示すような露光装置を用いて、ロール表面にフォーカスを合わせてレーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００８４】
本実施例では、種々の直径を有するホール形状を持ったロールを作製するため、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表１に示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、１５０ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かって、ガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、１５０ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、硫酸にてマスクとして用いたＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【００８７】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後、フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では、継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【００８８】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１０は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００９０】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００９１】
本実施例では、面内でピッチの異なるホール形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表２に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【００９４】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【００９５】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１１は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【００９６】
（実施例３）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００９７】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００９８】
本実施例では、長径が異なる長楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表３に示す。
【００９９】
【表３】
【０１００】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１０１】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１０２】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１２は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１０３】
（実施例４）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１０４】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１０５】
本実施例では、長楕円の楕円軸長が異なる長楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表４に示す。
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１０８】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１０９】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１３は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１１０】
（実施例５）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１１１】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１１２】
本実施例では、面内でピッチの異なる楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表５に示す。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１１５】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１１６】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１４は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１１７】
（実施例６）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１１８】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１１９】
本実施例では、面内でライン幅の異なるライン形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表６に示す。
【０１２０】
【表６】
【０１２１】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１２２】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１２３】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１５は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１２４】
（実施例７）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１２５】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１２６】
本実施例では、面内でピッチの異なるライン形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表７に示す。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１２９】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１３０】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１６は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ モールド
２０ 基材
３０ ロール
３１ シャフト
３２ スリーブ
３３ レジスト層
３３ａ，３３ｂ レジスト層
３４ エッチング層
３５ 熱吸収層
４０ スピンドルモータ
４１ レーザー光
４２ 光源
４３ 対物レンズ
５０ フィルム
５１ ローラー
５２ 樹脂コーター
５３ ＵＶランプ
５４ ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面に微細構造を有する表面微細構造部材を作製するための微細構造転写用モールド、表面微細構造部材、微細構造転写用モールドの製造方法及び表面微細構造部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナノインプリントあるいは光学素子等に微細構造を形成する方法として、予め微細構造が形成されたモールドを用いてガラス基板、プラスチック基板又はプラスチックフィルムなどに形状を転写する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの技術としては、微細な溝や穴などのパターンが形成された、原版となるモールド（金型、テンプレートとも呼ばれる）を被転写材に押し当てることで機械的にパターンを転写する方法、熱可塑性樹脂を用いて転写する方法、あるいは光硬化性樹脂を用いて光転写する方法などが挙げられる（例えば、特許文献３参照）。モールドとしては、その形状から平行平板型のモールド（ウエハ、プレートとも呼ばれる）や、円筒（ローラー）型のモールドなどが一般に知られている（例えば、特許文献４、非特許文献１参照）。
【０００４】
平行平板型のモールドの作製方法としては、半導体リソグラフィー技術を用いて、紫外光レジスト、電子線レジストあるいはＸ線レジストなどを基板上に塗布し、その後、紫外光、電子線あるいはＸ線などを照射・露光することで、所望のパターンのモールドを作製する方法や、あらかじめパターンが描画されたマスク（レチクル）などを通してモールドを作製する方法などが挙げられる（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
これらの方法は、１００ｎｍ程度の微細パターンを平面上に形成するには有効な方法である。しかし、光反応を用いたフォトレジストを用いるため、微細なパターンを形成するには、原理的に、必要とされるパターンより小さなスポットで露光する必要がある。したがって、露光光源として波長が短いＫｒＦやＡｒＦレーザーなどが必要となるため、露光装置が大型となり、かつ、複雑な機構が要求される。さらに、これら露光装置において１回で露光できる範囲は、通常２６ｍｍ×３３ｍｍである。したがって、大面積のパターンを作製するために、小さな露光面積を繋ぎ合わせるステップ＆リピート機能を使用する方法が考えられるが、この方法にはパターンとパターンの繋ぎ精度の問題がある（例えば、特許文献６参照）。さらに、現在利用できる最も大きなウエハーは直径３００ｍｍであるため、直径３００ｍｍ以上のモールドを作製することは事実上不可能である。また、平行平板型のモールドでは、製品は枚葉で作製されるため、１方向に連続したパターンを形成することは原理的にできない。
【０００６】
また、電子線やＸ線などの露光光源を用いる場合は、露光雰囲気を真空状態にする必要があるため、真空チャンバーの中にモールドを入れる必要がある。このため、モールドのサイズを大きくすることが、さらに困難となる。
【０００７】
一方、円筒（ローラー）型のモールドの作製方法には、従来２通りの方法が取られてきた。１つは、一旦平行平板のモールドを作製し、ニッケルなどの薄膜からなる電鋳法によってパターンを転写し、パターンが転写された薄膜をローラーに巻き付ける方法である（例えば、特許文献７参照）。もう１つは、Ａｌロールを陽極酸化することによって微細なホールをロール上に形成する方法である（例えば、特許文献８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，２５９，９２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７７２，９０５号明細書
【特許文献３】特開２００５−２３８７１９号公報
【特許文献４】特開２００６―５０２２号公報
【特許文献５】特開２００７−１４４９９５号公報
【特許文献６】特開２００７−２５８４１９号公報
【特許文献７】特表２００７−５０７７２５号公報
【特許文献８】特開２００８−２２９８６９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Hua Tan, Andrew Gibertson,Stephen Y. Chou, 「Roller nanoimprint lithography」 J. Vac. Sci. Technol. B16(6), 3926(1998)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献７に記載の円筒（ローラー）型のモールドの作製方法においては、ウエハーのサイズの問題により直径３００ｍｍ以上の連続パターンを作成することはできないうえ、巻き付け部に繋ぎ目（シーム）が発生するといった問題点が挙げられる。一方、特許文献８に記載の円筒（ローラー）型のモールドの作製方法においては、サブミクロン（１μｍ以下）のサイズのホール形状に限ったパターンであれば、生産性も高く量産性に優れたモールドが作製できるが、ホール形状以外は形成できないうえ、ホール形状であっても自己組織化的にホールが形成されるため、ロール全体を同一条件で処理する必要があり、１つのロールの所定の領域にホールの穴径、ピッチ、パターン又は形状の異なったロールを作製することは非常に困難である。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、加工自由度に優れたモールドの製造方法及びこのモールドを用いて得られる表面微細構造部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の微細構造転写用モールドは、２つ以上のパターン部が、ロール形状のモールドの外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、前記パターン部には、前記モールドの外周に微細構造が形成されており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この微細構造転写用モールドによれば、パターン部に形成された微細構造を基材に転写すると、基材の長尺方向に対して継ぎ目なく連続したシームレスな微細パターンを形成することができる。
【００１４】
上記微細構造転写用モールドにおいて、前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の表面微細構造部材は、上記微細構造転写用モールドを用いて製造し、長尺状の部材表面上に、２つ以上のパターン部が並列して設けられており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
この表面微細構造部材によれば、部材表面上にサブミクロン（１μｍ以下）サイズの微細パターンが作り分けられているため、光学フィルム、ディスプレイ、太陽電池又は有機ＥＬなどの幅広い用途に適用できる。
【００１７】
上記表面微細構造部材において、前記各パターン部は、前記部材の長尺方向と平行に並列して設けられているとともに、前記部材の長尺方向に沿って少なくとも１ｍ連続して設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、上記表面微細構造部材において、前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることが好ましい。
【００１９】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状であることが好ましい。
【００２０】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状であり、前記パターン部は、円の直径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２１】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、長楕円形状であり、前記パターン部は、長楕円の長径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２２】
さらに、上記表面微細構造部材において、前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、ライン形状であり、前記パターン部は、ラインの幅とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることが好ましい。
【００２３】
上記微細構造転写用モールドの製造方法は、ロール表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成することを特徴とする。
【００２４】
この表面構造転写用モールドの製造方法によれば、レーザー光によってロール表面に微細パターンを直接描画することができるため、加工自由度に優れている。
【００２５】
上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層をパターニングした後、前記レジスト層をエッチングすることが好ましい。
【００２６】
上記微細構造転写用モールドの製造方法は、ロール表面にエッチング層を形成し、前記エッチング層表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成し、その後、前記レジスト層をマスクとして前記エッチング層をエッチングすることを特徴とする。
【００２７】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記エッチング層は、シリコン（Ｓｉ）もしくはタンタル（Ｔａ）又はこれらの酸化物、窒化物もしくは炭化物からなる群より選ばれたエッチング材料を含むことが好ましい。
【００２８】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料を含むことが好ましい。
【００２９】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記レジスト層は、熱反応型レジスト材料を含むことが好ましい。
【００３０】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記熱反応型レジスト材料は、不完全酸化物、熱分解酸化物又は金属合金のいずれかであることが好ましい。
【００３１】
さらに、上記微細構造転写用モールドの製造方法において、前記パターン部を構成する微細構造が、少なくとも２層の熱反応型レジスト材料を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の表面微細構造部材の製造方法は、上記微細構造転写用モールド表面にＵＶ硬化樹脂を塗布する工程と、前記微細構造転写用モールドを基材に押圧しながら前記塗布したＵＶ硬化樹脂をＵＶ光で硬化させる工程と、前記微細構造転写用モールドの表面構造を硬化したＵＶ硬化樹脂に転写する工程と、により作製されることを特徴とする。
【００３３】
上記表面微細構造部材の製造方法は、さらに、前記微細構造転写用モールドの表面構造を転写した硬化したＵＶ硬化樹脂に転写材料を塗布し、前記転写材料を基材に押圧する工程により作製されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、加工自由度に優れたモールドの製造方法によってサブミクロン（１μｍ以下）サイズの所望の微細パターンを備えたモールドを作製でき、このモールドを用いて所望の微細パターンを備えた表面微細構造部材を作製することができる。モールドはロール形状であるため、長尺の基材に対しても、１ｍ以上連続するシームレスな微細パターンを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るモールドを示す模式図である。
【図２】カラーフィルタとして機能する表面微細構造部材を示す模式図である。
【図３】図３Ａは、モールドを作製するためのロールの斜視図であり、図３Ｂは、ロールの側面図である。
【図４】モールドを作製方法の一例を示す説明図である。
【図５】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図６】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図７】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図８】ロールの一例を示す側面模式図である。
【図９】モールドを用いてフィルムに微細構造を転写する方法の一例を示す説明図である。
【図１０】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１１】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１２】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１３】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１４】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１５】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【図１６】微細パターンを転写したフィルムの一例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
表面にサブミクロン（１μｍ以下）サイズの微細構造を有する表面微細構造部材は、光学フィルム、ディスプレイ、太陽電池又は有機ＥＬなどの幅広い用途に適用される。表面微細構造部材を作製する方法の１つとして、ナノインプリント法が挙げられる。ナノインプリント法は、基材表面にナノサイズの微細構造で構成される微細パターンを作製する方法として非常に優れている。特に、微細パターンを転写複製するためにロール形状のモールドを使用した場合は、量産性や離型性に優れることに加え、微細パターンを連続して作製することが容易となる。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係るモールドを示す模式図である。図１に示すように、モールド１０は、ロール形状を有しており、その外周に沿って複数（図１において、４つ）の領域１０ａ〜１０ｄが形成され、隣接する領域には異なる微細パターンが形成されている。領域１０ａ〜１０ｄは、それぞれ所望の面積に設けることができる。また、領域１０ａ〜１０ｄは、それぞれモールド１０の平面部分に対して平行に並列して配置されている。
【００３８】
異なる微細パターンとは、微細パターンを構成する微細構造の形状、大きさ及びピッチなどが異なる微細パターンを指す。微細構造は、モールド表面に対して凸状に設けられていてもよいし、モールド表面に対して凹状に設けられていてもよい。微細構造の形状は、例えば、その頂部の形状が、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状となるように構成することができる。また、１つの微細構造の大きさは、サブミクロン（１μｍ以下）サイズである。微細構造の大きさがサブミクロンサイズとは、例えば、微細構造の形状が円形状であれば、その直径が１μｍ以下であることを指す。微細構造の形状が楕円形状又は長楕円形状であれば、その長径が１μｍ以下であることを指す。微細構造の形状がライン形状であれば、その幅が１μｍ以下であることを指す。
【００３９】
各領域１０ａ〜１０ｄは、隣接する領域間に微細パターンが形成されない領域（未パターン部）が形成されていてもよいし、微細パターンが連続して形成されていてもよい。また、各領域１０ａ〜１０ｄにおける微細パターンは、モールド１０の外周全面にわたって形成されていてもよいし、領域内に微細パターンが形成されない領域（未パターン部）が形成されていてもよい。
【００４０】
モールド１０を用いて、ナノインプリント法により基材２０に微細パターンを転写する場合には、例えば、図１に示すように、モールド１０を図示矢印Ａ方向に回転させつつ、図示矢印Ｂ方向に基材２０を送る。このようにして、モールド１０を用いて微細パターンを転写すると、モールド１０の領域１０ａ〜１０ｄに対応して、基材２０上に並列してパターン部２０ａ〜２０ｄが形成される。このように、面内に微細パターンが形成された基材２０を、表面微細構造部材と称する。基材２０が長尺であれば、表面微細構造部材には継ぎ目なく連続したシームレスな微細パターンが、基材２０の長尺方向に対して互いに平行に形成される。
【００４１】
ここで、サブミクロンサイズの微細パターンが作り分けられた表面微細構造部材について説明する。
【００４２】
サブミクロンサイズの微細パターンが作り分けられた表面微細構造部材は、例えば、液晶や、有機ＥＬディスプレイなどに使用される、カラーフィルタとして用いることができる。このカラーフィルタは、表面にサブミクロンサイズの微細構造を備えた構造における光の挙動、すなわち表面プラズモン共鳴による光の異常透過現象を利用するものである。
【００４３】
具体的には、厚さ１５０ｎｍ程度のＡｌ薄膜に、１００ｎｍ〜３００ｎｍサイズの微細構造（ホール）を、周期的（周期：２００ｎｍ〜５００ｎｍ）に形成すると、微細構造の周期によって決まる特定の周波数成分を持つ表面プラズモンによってカラーフィルタとして機能する。すなわち、微細構造の周期を変えることで、透過する光のスペクトル、すなわちＲＧＢをコントロールすることが可能となる。
【００４４】
表面微細構造部材をディスプレイ用のカラーフィルタとして適用するためには、最低でも携帯電話用の２インチ□（５ｃｍ×５ｃｍ）以上、好ましくはＰＣ用ディスプレイなどに必要な５０ｃｍ□（５０ｃｍ×５０ｃｍ）以上、より好ましくはＴＶ向けに１ｍ□（１ｍ×１ｍ）以上、微細パターンが連続して形成されていることが必要である。
【００４５】
図２は、カラーフィルタとして機能する表面微細構造部材を示す模式図である。この表面微細構造部材には、長方形状を有するパターン部２１，２２，２３が形成され、それぞれの領域には異なる微細パターンが設けられている。パターン部２１，２２，２３は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ領域として機能する。また、各領域の境界には、未パターン部であるＢＭ領域２４が形成されている。
【００４６】
例えば、図２に示した表面微細構造部材を、３７インチハイビジョンに適用する場合を想定すると、パターン部２１，２２，２３は、それぞれ６００μｍ×２００μｍのセルサイズで構成されている必要がある。また、これらの構造が、少なくとも横８０ｃｍ、縦４６．１ｃｍ以上連続して構成されている必要がある。
【００４７】
続いて、表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状について説明する。例えば、微細構造は、平面視にて長方形状あるいは長楕円形状とすることができる。表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状を、平面視にて長楕円形状とすることで、特定波長の光の偏光特性を制御することが可能となる。例えば、長径：３００ｎｍ、短径：５０〜１００ｎｍの長楕円形状を連続して設けることで、特定波長に偏光特性を持たせることができる。この特性を用いて、微細パターンが形成された表面微細構造部材を液晶プロジェクター等の偏光制御に利用することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る表面微細構造部材では、サブミクロンサイズの微細パターンを作り分けることができる。これは、表面微細構造部材に微細パターンを転写するためのモールド１０の領域１０ａ〜１０ｄに、後述する方法により所望の微細パターンを作り分けらることができるためである。例えば、本実施の形態に係る表面微細構造部材によれば、１つの基材２０上に、Ｒ，Ｇ，Ｂ領域として機能する微細パターンを備えた領域を形成することができる。すなわち、１つの表面微細構造部材で三原色を制御することが可能となるため、三原色を制御するために異なる微細パターンが形成された３枚の基材を用意する必要がない。また、１枚の基材２０上に、微細パターンを継ぎ目なく連続して形成することができるため、大面積プロジェクターに対応でき、生産コストの点でも優れている。
【００４９】
あるいは、微細構造は、ライン形状とすることができる。表面微細構造部材における微細パターンを構成する微細構造の形状を、ライン形状とすることで、表面微細構造部材を回折格子として使用することが可能となる。
【００５０】
続いて、本実施の形態に係るモールド１０の作製方法について説明する。図３は、モールド１０を作製するためのロール３０の一例を示す模式図である。図３Ａは、ロール３０の斜視図であり、図３Ｂは、ロール３０の側面図である。図３に示すように、ロール３０は、ロール３０を回転させるためのシャフト３１と、シャフト３１の外周に取り付けられた円筒形状のスリーブ３２と、を備えている。スリーブ３２全面には、レジスト層３３が形成されている。レジスト層３３としては、フォトレジスト層を適用できる。ロール３０は、表面のレジスト層３３を外部からの光などで露光する事により、表面に微細パターンを形成できる。
【００５１】
ロール３０表面に露光によって微細パターンを形成する方法としては、集光されたレーザー光などでロール３０表面に微細パターンを直接描画する方法が適用できる。集光されたレーザー光などでロール３０表面に微細パターンを直接描画する方法は、微細なパターンを形成することができ、また、微細パターンの継ぎ目が発生しないため好適である。
【００５２】
図４は、モールド１０を作製方法の一例を示す説明図である。まず、スリーブ３２の表面にフォトレジスト（レジスト層３３）を均一に成膜したロール３０のシャフト３１の一端を、スピンドルモータ４０に取り付ける。次に、このロール３０を回転させた状態で、ロール３０表面に、集光されたレーザー光４１を照射しながら、ロール３０の筒軸方向に向けて走査する。レーザー光４１は、光源４２から発振され、対物レンズ４３によって集光されたものである。レーザー光４１は、ロール３０の筒軸方向に走査しているため、任意の位置からロール３０が１周すると、光源４２が筒軸方向にずれることになる。
【００５３】
一般に、レジスト層３３をスリーブ３２表面に形成する際には、ロールコーター等で塗布する場合が多い。しかしながら、ロールコーターでレジストを塗布した場合には、レジストの粘性によりロール周内に厚み変動が発生しやすい。これは、ロールコーターの速度ムラや位置及び製作精度、装置内の気圧変動などによって、レジストの膜厚が変化しやすいためである。
【００５４】
本発明に好適な有機レジストとしては、（株）情報機構発刊「最新レジスト材料ハンドブック」や（株）工業調査会「フォトポリマーハンドブック」にあるように、ノボラック樹脂やノボラック樹脂とジアゾナフトキンとの混合物、メタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。
【００５５】
一方、モールド１０において、ロール３０の表面上に形成された微細構造の層に、熱反応型レジスト材料を使用することもできる。
【００５６】
熱反応型レジストは、レーザー光の熱によって反応する材料を用いたレジストである。熱反応型レジストは、所定の温度以上で反応する特性を持つため、材料をうまく選択すれば、レーザー直描方式においてレーザーのスポット径以下、すなわち光学限界以下のサイズで露光することが可能であり、微細構造を形成するには好適である。
【００５７】
本発明に好適な熱反応型レジスト材料は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料であることが好ましい。
【００５８】
有機レジストは、ロール３０上に形成する際にロールコーター等で塗布できることから工程は簡便であるといった利点を有する。ただし、熱反応型レジスト材料として用いた場合、フォトレジストとは異なり、光では無く熱で反応させるため、無機材料に比べて微細構造のピッチを狭めることが難しいといった特性がある。
【００５９】
一方、熱反応型レジスト材料が無機レジスト材料である場合、不完全酸化物、熱分解酸化物、金属合金のいずれかであることがより好ましい。
【００６０】
金属や酸化物等の無機材料を用いた熱反応型レジストは、室温状態では化学的・物理的性質が非常に安定しており、また有機材料に比べて熱伝導率が高いことから、ピッチを狭めた微細構造を形成するには好適である。
【００６１】
本発明に好適な無機熱反応型レジスト材料としては、反応させる温度によって種々選択することができる。例えばＡｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ａｇ，Ａｕ及びこれらの合金が挙げられる。また、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｂａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙの酸化物、窒化物、窒酸化物、炭化物、硫化物、硫酸化物、フッ化物、塩化物や、これらの混合物でもよい。
【００６２】
一般に、無機熱反応型レジストの形成方法としては、抵抗加熱蒸着法やマグネトロン高周波スパッタ法、電子ビームスパッタ法、ＣＶＤ法などの物理的薄膜形成法によって設けることが好適である。これらの方法は、基本的に真空プロセスになるため、スリーブ上に形成するには塗工方法に比べ工数は掛かるが、膜厚が精度良く制御できる上、さらにはレジスト層やエッチング層を多層に積層することも容易である。ただし、ロールコーターのような塗布法に比べて膜厚変動の絶対値は非常に小さくできるが、多くの材料が、高い屈折率ｎ及び消衰係数ｋを持つため、膜厚変動に対する反射率の変化も大きくなる場合がある。そのようなケースには、本発明が非常に有効である。
【００６３】
本実施の形態に係るモールド１０において、微細構造の層が少なくとも２層の熱反応型レジスト材料の層からなる構成を採ってもよい。
【００６４】
微細構造の溝深さを深くしたパターンを形成したい場合には、熱反応型レジスト材料を単独で使用するだけでは十分な深さを形成することが困難な場合がある。図５〜図８は、モールド１０を作製するためのロール３０の一例を示す側面模式図である。図５に示すように、ロール３０は、レジスト層３３の下層にエッチング層３４を形成した積層構造であってもよい。この場合、レジスト層３３にレーザー光を照射して微細パターンをパターニングした後に、下層のエッチング層３４をドライエッチングすることによって、微細構造の溝深さを深くすることができる。
【００６５】
また、図６に示すように、ロール３０は、レジスト層を２層（レジスト層３３ａ，３３ｂ）形成した積層構造であってもよい。エッチング層３４がドライエッチングされている間、レジスト層３３はマスクとして機能するため、エッチング層３４に比して高いドライエッチング耐性が求められる。このような場合、ドライエッチング耐性のあるレジスト層３３ａと微細構造の幅を規定するレジスト層３３ｂとの２層構造とすることができる。
【００６６】
微細構造を形成するエッチング層３４は、Ｓｉ及びＴａ、ならびにそれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなる群より選ばれる材料から構成されることが好適である。
【００６７】
エッチング層３４に用いる材料としては、エッチング異方性を得るために、Ｓｉやポリシリコン、ＧａＡｓやＩｎＰ等の半導体材料、Ａｌ，Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属やそれらの酸化物、窒化物、炭化物、その合金、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４、ガラス等の絶縁材料、ＷＳｉ２，ＴｉＳ２，ＣｏＳｉ２等のシリサイド材料、ポリフロロエチレンやＰＭＭＡ、ＰＣ等の有機材料が好適である。中でも、Ｓｉ及びＴａならびにそれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなる群より選ばれる材料が好ましく、特にＳｉＯ２，Ｓｉ，Ｓｉ３Ｎ４及びＴａ２Ｏ５のような半導体や絶縁材料がより好適である。
【００６８】
また、図７及び図８に示すように、ロール３０は、レジスト層３３の上層又は下層に熱吸収層３５を形成した積層構造であってもよい。図７は、熱吸収層３５をレジスト層３３の上層に設けた構成を示している。図８は、熱吸収層３５をレジスト層３３の下層に設けた構成を示している。
【００６９】
熱吸収層３５の役割は、レジスト層３３における光の吸収特性の選択範囲を広げることにある。通常、レジスト層３３は広い波長域で吸収を持つ材料で構成されることが多いが、材料によってはレーザーの波長、例えば４０５ｎｍ近傍に光学的に吸収を持たない材料もある。その場合、熱吸収層３５にてレーザーのエネルギーを吸収し熱に変換することで、その熱によってレジスト層３３を反応させることができる。本発明における熱吸収層３５に用いる材料としては、レーザーの波長域で光吸収性を有する材料が好適で、例えば、Ｃ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｂｉ及びその合金などが挙げられ、これら元素からなる酸化物、窒化物、硫化物、炭化物あるいはその混合物でもよい。これらの材料は、高い屈折率ｎ及び消衰係数ｋを持つものが多いため、熱吸収層３５の膜厚変動に対する反射率の変化も大きくなる場合がある。そのようなケースには、本発明が非常に有効である。
【００７０】
本実施の形態に係るモールド１０の製造方法は、（Ａ−１）ロール３０におけるスリーブ３２表面に均一なレジスト層３３を形成する工程と、（Ａ−２）レジスト層３３にレーザー光を照射して微細パターンを形成する工程と、から構成されている。
【００７１】
この製造方法よって作製されるモールド１０は、スリーブ３２表面に直接レジスト層３３を設けるため、工程が単純になるといった特長を持つ。ただし、レジスト層３３の厚さが微細構造の溝深さを決めるため、溝深さを深くする必要がない場合に有効な製造方法である。
【００７２】
また、モールド１０の別の製造方法は、（Ｂ−１）ロール３０におけるスリーブ３２表面に均一なエッチング層３４を形成する工程と、（Ｂ−２）エッチング層３４表面に均一なレジスト層３３を形成する工程と、を経て得られた積層構造の最表面に、（Ｂ−３）レーザー光を照射してレジスト層３３をパターニングする工程と、（Ｂ−４）パターニングされたレジスト層３３をマスクとしてエッチング層３４をエッチングする工程と、（Ｂ−５）さらにパターニングされたレジスト層３３を除去する工程と、から構成されている。
【００７３】
この製造方法は、レジスト層３３とスリーブ３２との間にエッチング層３４を設けるため、若干工程は長くなるが、エッチング層３４の厚さに応じて微細構造の溝深さを自由に制御できるという利点を有する。いずれの方法を取るかは、目的とする微細構造の溝深さや形状に応じて選択すればよい。
【００７４】
続いて、このような方法で作製されたモールド１０を用いて、フィルム５０や基材２０の上に微細構造を転写する工程について説明する。図９は、モールド１０を用いてフィルム５０に微細構造を転写する方法の一例を示す説明図である。一般に、フィルム５０のような材料の上に微細構造を転写する技術は、ロール・ツー・ロール技術として知られている。図９に示すように、フィルム５０はフィルム送り出しローラー５１から繰り出され、フィルム巻き取りローラー５４によって巻き取られるため、フィルム５０は図示矢印Ｃ方向に送られる。フィルム送り出しローラー５１から繰り出されたフィルム５０には、樹脂コーター５２によってＵＶ硬化樹脂が塗布される。その後、ＵＶ硬化樹脂が塗布されたフィルム５０は、表面に微細パターンが形成されたモールド１０に押し付けられると同時に、ＵＶランプ５３からＵＶ光が照射されて樹脂が硬化する。その後、フィルム５０は、モールド１０から離れ、フィルム巻き取りローラー５４によって巻き取られる。
【００７５】
図１０は、微細パターンを転写したフィルム５０の一例を示す写真である。図１０に示すように、フィルム５０には、単一表面上に、複数の微細パターンが形成されている。Ｘ方向には、微細パターンが形成されたパターン部５０ａ〜５０ｃが並列して設けられている。各パターン部５０ａ〜５０ｃには、異なる微細パターンが形成されている。また、各パターン部５０ａ〜５０ｃの間には、未パターン部５０ｄが設けられている。各パターン部５０ａ〜５０ｃに形成された微細パターンは、フィルム５０の長尺方向（図示Ｙ方向）に対して、シームレスに形成されている。これは、モールド１０における微細パターンが、モールド１０の外周全面にわたって継ぎ目なく形成されているためである。このようなモールド１０を用いると、フィルム５０上にシームレスな微細パターンを形成することが可能となる。
【００７６】
なお本発明は、上記転写方法に制限されるものでは無く、例えばモールド１０から微細パターンを転写したフィルム５０を元型にして、別のフィルム５０や基材２０の上に微細パターンを転写する方法や、ある長さを持ったフィルム５０や基材２０に枚葉式で微細パターンを転写する方法など種々可能である。
【００７７】
以上、本実施の形態に係る表面微細構造部材及びそれを製造するために用いるモールド１０について詳細に説明したが、上記のように本発明は、特に、ロール３０表面に微細パターンを直接描画する手法を採用し、また、ロール３０に用いる無機レジスト材料をうまく選択して、物理的薄膜形成法により膜厚精度高くレジスト層３３を形成した事によって、ロール状のモールド１０上に種々の微細パターン形成をシームレスに行うことを可能とし、結果として単一表面上に複数の微細パターンを持った表面微細構造部材を連続に作製することを達成したものである。
【００７８】
さらに、本発明では、ロール３０面上の回転軸方向に適式な幅で異なる種類のレジスト層３３を設けることで、露光強度を一定にした露光の場合であっても、異なる露光パターンを得ることが可能となり、加えて露光強度自体を変化させることで、さらにパターンの変化を持たせることか可能となる。
【００７９】
このように本発明は、加工自由度の高い微細表面加工によりモールド１０を製造することが可能であり、そのモールド１０から製造される表面微細構造部材も当然に、高い生産性（連続性）を維持した状態で加工自由度の高い表面微細構造部材とすることが可能となる。
【００８０】
（実施例）
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
実施例１〜７においては、それぞれ条件の異なるロール形状のモールドを作製し、これらのモールドによって得られるフィルム上の微細形状をＡＦＭで観察した。図１１〜１６は、これらの転写フィルムのＡＦＭ像を表す。図１１〜１６において、フィルムの横幅はすべて２０μｍである。
【００８１】
（実施例１）
長さ４００ｍｍ、７４ｍｍφのカーボンファイバー製のコアに、同じ長さの厚さ３ｍｍの円筒状の石英ガラスを、導電性エポキシ樹脂を介して被せ、固定した。ロールの両端面にはカーボンファイバー製のコアの中心線と一致するように長さ５０ｍｍ、３０ｍｍφのシャフトが取り付けられている。
【００８２】
このように、石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００８３】
続いて、ロールを線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、図４に示すような露光装置を用いて、ロール表面にフォーカスを合わせてレーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００８４】
本実施例では、種々の直径を有するホール形状を持ったロールを作製するため、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表１に示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、１５０ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かって、ガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、１５０ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、硫酸にてマスクとして用いたＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【００８７】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後、フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では、継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【００８８】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１０は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００９０】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００９１】
本実施例では、面内でピッチの異なるホール形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表２に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【００９４】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【００９５】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１１は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【００９６】
（実施例３）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【００９７】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【００９８】
本実施例では、長径が異なる長楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表３に示す。
【００９９】
【表３】
【０１００】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１０１】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１０２】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１２は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１０３】
（実施例４）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１０４】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１０５】
本実施例では、長楕円の楕円軸長が異なる長楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表４に示す。
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１０８】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１０９】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１３は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１１０】
（実施例５）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１１１】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１１２】
本実施例では、面内でピッチの異なる楕円形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表５に示す。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１１５】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１１６】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１４は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１１７】
（実施例６）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１１８】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１１９】
本実施例では、面内でライン幅の異なるライン形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表６に示す。
【０１２０】
【表６】
【０１２１】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１２２】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１２３】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１５は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１２４】
（実施例７）
実施例１と同様の石英ガラス、コア及びシャフトからなるロールを準備した。ロールを回転させながら、スパッタ法を用いて主としてＣｕＯからなる熱反応型レジスト層を２０ｎｍ狙いで成膜した。
【０１２５】
続いて、実施例１と同様の露光装置を用いて、ロールを回転させながら、ロール表面にフォーカスを合わせて、レーザー光を照射し露光した。露光には、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いた。
【０１２６】
本実施例では、面内でピッチの異なるライン形状を持ったロールを作製した。実施例１と同様に、ロールが１周する間にＸステージは所定のピッチ量移動し、レーザーの走査方向には、レーザーを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることで、連続的に所定のピッチのドットが露光される。このようにＸステージで所望の長さ（領域）を露光した後、Ｘステージのピッチ量と周波数を変化させ次の領域の露光を実施した。各領域の露光条件を、表７に示す。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
露光工程終了後、グリシン０．３ｗｔ％溶液にて１０分間、現像を行った。その後、ロール表面を蒸留水で洗浄しＩＰＡ乾燥を行った。次にＣＦ４＋Ｏ２ガスを用いて圧力１０Ｐａ、印加電力５００Ｗの条件で、２００ｎｍガラスロール表面から鉛直方向に向かってガラスを直接エッチングした。エッチング深さは、エッチング時間を調整することで、２００ｎｍになるように制御した。ドライエッチング終了後、塩酸にてマスクとして用いた、ＣｕＯからなる熱反応型レジストを除去した。
【０１２９】
このようにして準備されたロール形状のモールドを使って、図９に示すような転写装置により、フィルム上に構造を転写した。転写は、３００ｍｍ幅、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＵＶ硬化樹脂（東洋合成製：ＰＡＫ−０２）を１μｍ塗布し、線速１ｍ／ｓで走行させた。このフィルムをロールに巻き付け、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化後、ロールから離した。ＵＶ光量は線速との積算光量で十分ＵＶ樹脂が硬化する光量を選択した。その後フィルムは巻き取りロールに巻き取られた。この動作を連続で行うことで検討では継ぎ目無く微細構造が転写された１５０ｍもの長尺のフィルムが作製できた。
【０１３０】
作製したフィルムを切り出してＡＦＭでフィルム上の微細形状を観察したところ、ロール表面形状を反転した形状がフィルム上に形成できていることが確認できた。図１６は、フィルム上に形成された形状をＡＦＭで観察した結果を示している。
【０１３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ モールド
２０ 基材
３０ ロール
３１ シャフト
３２ スリーブ
３３ レジスト層
３３ａ，３３ｂ レジスト層
３４ エッチング層
３５ 熱吸収層
４０ スピンドルモータ
４１ レーザー光
４２ 光源
４３ 対物レンズ
５０ フィルム
５１ ローラー
５２ 樹脂コーター
５３ ＵＶランプ
５４ ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のパターン部が、ロール形状のモールドの外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、前記パターン部には、前記モールドの外周に微細構造が形成されており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする微細構造転写用モールド。
【請求項２】
前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の微細構造転写用モールド。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドを用いて製造した表面微細構造部材であって、
長尺状の部材表面上に、２つ以上のパターン部が並列して設けられており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする表面微細構造部材。
【請求項４】
前記各パターン部は、前記部材の長尺方向と平行に並列して設けられているとともに、前記部材の長尺方向に沿って少なくとも１ｍ連続して設けられていることを特徴とする請求項３記載の表面微細構造部材。
【請求項５】
前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の表面微細構造部材。
【請求項６】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状であることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の表面微細構造部材。
【請求項７】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状であり、前記パターン部は、円の直径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項８】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、長楕円形状であり、前記パターン部は、長楕円の長径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項９】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、ライン形状であり、前記パターン部は、ラインの幅とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドの製造方法であって、
ロール表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成することを特徴とする微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１１】
前記レジスト層をパターニングした後、前記レジスト層をエッチングすることを特徴とする請求項１０記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドの製造方法であって、
ロール表面にエッチング層を形成し、前記エッチング層表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成し、その後、前記レジスト層をマスクとして前記エッチング層をエッチングすることを特徴とする微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング層は、シリコン（Ｓｉ）もしくはタンタル（Ｔａ）又はこれらの酸化物、窒化物もしくは炭化物からなる群より選ばれたエッチング材料を含むことを特徴とする請求項１２記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１４】
前記レジスト層は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１５】
前記レジスト層は、熱反応型レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１４記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１６】
前記熱反応型レジスト材料は、不完全酸化物、熱分解酸化物又は金属合金のいずれかであることを特徴とする請求項１５記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１７】
前記パターン部を構成する微細構造が、少なくとも２層の熱反応型レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１５又は請求項１６記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１８】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールド表面にＵＶ硬化樹脂を塗布する工程と、前記微細構造転写用モールドを基材に押圧しながら前記塗布したＵＶ硬化樹脂をＵＶ光で硬化させる工程と、前記微細構造転写用モールドの表面構造を硬化したＵＶ硬化樹脂に転写する工程と、により作製されることを特徴とする表面微細構造部材の製造方法。
【請求項１９】
前記微細構造転写用モールドの表面構造を転写した硬化したＵＶ硬化樹脂に転写材料を塗布し、前記転写材料を基材に押圧する工程により作製されることを特徴とする請求項１８記載の表面微細構造部材の製造方法。
【請求項１】
２つ以上のパターン部が、ロール形状のモールドの外周に沿って設けられているとともに、互いに並列して配置されており、前記パターン部には、前記モールドの外周に微細構造が形成されており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする微細構造転写用モールド。
【請求項２】
前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の微細構造転写用モールド。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドを用いて製造した表面微細構造部材であって、
長尺状の部材表面上に、２つ以上のパターン部が並列して設けられており、前記各パターン部を構成する微細構造の大きさは１μｍ以下であることを特徴とする表面微細構造部材。
【請求項４】
前記各パターン部は、前記部材の長尺方向と平行に並列して設けられているとともに、前記部材の長尺方向に沿って少なくとも１ｍ連続して設けられていることを特徴とする請求項３記載の表面微細構造部材。
【請求項５】
前記各パターン部の間には、未パターン部が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の表面微細構造部材。
【請求項６】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状、楕円形状、長楕円形状又はライン形状であることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の表面微細構造部材。
【請求項７】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、円形状であり、前記パターン部は、円の直径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項８】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、長楕円形状であり、前記パターン部は、長楕円の長径とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項９】
前記パターン部を構成する微細構造の頂部の形状は、ライン形状であり、前記パターン部は、ラインの幅とピッチの両方、又はいずれか一方が異なる構成であることを特徴とする請求項６記載の表面微細構造部材。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドの製造方法であって、
ロール表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成することを特徴とする微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１１】
前記レジスト層をパターニングした後、前記レジスト層をエッチングすることを特徴とする請求項１０記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールドの製造方法であって、
ロール表面にエッチング層を形成し、前記エッチング層表面にレジスト層を形成した後、前記レジスト層にレーザー光を照射してパターニングによって２つ以上のパターン部を形成し、その後、前記レジスト層をマスクとして前記エッチング層をエッチングすることを特徴とする微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング層は、シリコン（Ｓｉ）もしくはタンタル（Ｔａ）又はこれらの酸化物、窒化物もしくは炭化物からなる群より選ばれたエッチング材料を含むことを特徴とする請求項１２記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１４】
前記レジスト層は、有機レジスト材料又は無機レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１５】
前記レジスト層は、熱反応型レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１４記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１６】
前記熱反応型レジスト材料は、不完全酸化物、熱分解酸化物又は金属合金のいずれかであることを特徴とする請求項１５記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１７】
前記パターン部を構成する微細構造が、少なくとも２層の熱反応型レジスト材料を含むことを特徴とする請求項１５又は請求項１６記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
【請求項１８】
請求項１又は請求項２に記載の微細構造転写用モールド表面にＵＶ硬化樹脂を塗布する工程と、前記微細構造転写用モールドを基材に押圧しながら前記塗布したＵＶ硬化樹脂をＵＶ光で硬化させる工程と、前記微細構造転写用モールドの表面構造を硬化したＵＶ硬化樹脂に転写する工程と、により作製されることを特徴とする表面微細構造部材の製造方法。
【請求項１９】
前記微細構造転写用モールドの表面構造を転写した硬化したＵＶ硬化樹脂に転写材料を塗布し、前記転写材料を基材に押圧する工程により作製されることを特徴とする請求項１８記載の表面微細構造部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８６３８８（Ｐ２０１３−８６３８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９６７７（Ｐ２０１１−２２９６７７）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]