金型中子の製作方法および金型中子
【課題】微細領域を有する３次元形状物の成形に際して、その成形に用いられる金型中子を効率よく製作する。
【解決手段】３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスク２を光透過性の基板１に形成し、基板１の一方の面に遮光マスク２を覆ってレジスト層４を形成する。グレースケールマスクを用いてレジスト層４を露光して現像することにより、本体部４ａおよび平板状部４ｂを有する立体形状にレジスト層４を加工する。レジスト層４に対して基板１を通して露光し、レジスト層４を現像することにより、本体部４ａの近傍を除くレジスト層４の平板状部４ｂを除去して、本体部および平板部を有する立体形状のレジスト母型を製作する。このレジスト母型を用いて、レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部を有する電鋳スタンパーを製作する。電鋳スタンパーのパターン面を削ることにより、レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する。
【解決手段】３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスク２を光透過性の基板１に形成し、基板１の一方の面に遮光マスク２を覆ってレジスト層４を形成する。グレースケールマスクを用いてレジスト層４を露光して現像することにより、本体部４ａおよび平板状部４ｂを有する立体形状にレジスト層４を加工する。レジスト層４に対して基板１を通して露光し、レジスト層４を現像することにより、本体部４ａの近傍を除くレジスト層４の平板状部４ｂを除去して、本体部および平板部を有する立体形状のレジスト母型を製作する。このレジスト母型を用いて、レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部を有する電鋳スタンパーを製作する。電鋳スタンパーのパターン面を削ることにより、レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血糖値測定のためのプラスチック製の穿刺用針を射出成形で製作する際などに用いられる金型中子を製造するときに適用される金型中子の製作方法および金型中子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の穿刺用針としては、従来、金属製のものが多用されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、金属製の穿刺用針だと、蚊の口吻に似せた微細領域（穿刺部）を有する３次元形状に仕上げることができないので、穿刺時の痛みを十分には軽減できないばかりか、大量消費されるため、その廃棄方法が社会問題になっている。
【０００３】
そこで、こうした問題に対処すべく、プラスチック製の穿刺用針が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このプラスチック製の穿刺用針を製作する方法としては、この穿刺用針の３次元形状を製作するのに適したグレースケールマスク（レチクル）と、厚膜のレジスト層を用いたフォトリソグラフィとを組み合わせてレジスト母型を製作し、このレジスト母型に基づいて金型中子を製作し、この金型中子を用いて穿刺用針を成形する方法（以下、製作方法１という。）が考えられる。この製作方法１を用いれば、ある程度の厚さ（例えば、５０〜１００μｍ）を有するプラスチック成形品を成形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３８０２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１７２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この製作方法１により、微細領域を有する３次元形状に対応する形状のレジスト母型を製作する場合、微細領域の現像が微妙であり、現像終了の瞬間を見極めるのに困難を伴う。その結果、現像に過不足が発生する恐れがあり、高精度の微細領域を有するレジスト母型、ひいては金型中子を効率よく製作することができないという課題があった。
【０００６】
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合、これらのレジスト母型に現像むらが発生し、各レジスト母型間で現像の遅速が生じる。したがって、複数個のレジスト母型で現像の終点が区々となり、これらのレジスト母型の中には、高精度の微細領域を形成できないレジスト母型が生じる。その結果、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、穿刺用針のような微細領域を有する３次元形状物の成形に際して、その成形に用いられる金型中子を効率よく製作することができ、また、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能な金型中子の製作方法および金型中子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】
【０００８】
本発明に係る第１の金型中子の製作方法は、微細領域を有する３次元形状物（９）の成形に用いるための金型中子の製作方法であって、前記３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスク（２）を光透過性の基板（１）に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層（４）を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記３次元形状物に対応する本体部（４ａ）および当該本体部の周囲に形成された平板状部（４ｂ）を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部（６ｃ）を有する立体形状のレジスト母型（６）を製作するレジスト母型製作工程と、前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部（８ａ）を有する電鋳スタンパー（８）を製作する電鋳スタンパー製作工程と、前記電鋳スタンパーのパターン面（８ｂ）を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程とを含む金型中子の製作方法としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る金型中子は、上記金型中子の製作方法によって製作された金型中子（７）としたことを特徴とする。
【００１０】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微細領域を有する３次元形状物の成形に際して、レジスト母型となるレジスト層の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型を反転させて製作した電鋳スタンパーのパターン面を削り出すことにより、高精度の微細領域を有するレジスト母型を効率よく製作することができる。したがって、３次元形状物の成形に用いられる金型中子を効率よく製作することが可能となる。
【００１２】
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合には、レジスト層を現像する際に、それらのレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定することにより、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程の一部を示す図であって、（ａ）はガラス基板上にクロムおよびレジストが全面塗布された状態の断面図、（ｂ）はクロム層の不要部分に対応するレジスト部分が除去された状態の断面図、（ｃ）はクロム層の不要部分が除去された状態の断面図、（ｄ）はガラス基板上にクロム製パターンが完成した状態の断面図、（ｅ）はガラス基板上にクロム製パターンが完成した状態の平面図である。
【図２】同実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程の残部を示す断面図であって、（ａ）はガラス基板上にクロム製パターンを覆ってレジストが全面塗布された状態図、（ｂ）はレジスト層の不要部分が所定の深さまで除去された状態図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト母型製作工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー製作工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー削り工程を示す断面図である。
【図６】穿刺用針の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程を示す断面図であって、（ａ）はガラス基板上にクロム製パターンを覆ってレジストが全面塗布された状態図、（ｂ）はレジスト層の不要部分が所定の深さまで除去された状態図である。
【図８】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法におけるレジスト母型製作工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー製作工程を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー削り工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１５】
図１乃至図６は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１６】
この実施の形態１において、図６に示すような穿刺用針９を成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。
【００１７】
まず、形状モデリング工程で、成形すべき穿刺用針９の３次元形状を３次元ＣＡＤ（計算機支援設計）でモデリングする。この３次元ＣＡＤとしては、例えば、富士通株式会社製のICAD/SX-UPを使用することができる。
【００１８】
次に、座標群抽出工程に移行し、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群を抽出する。すなわち、先ほどモデリングした穿刺用針９の３次元形状よりサーフェスデータを作成し、これを所定の縦横サイズ（例えば、０．５μｍ×０．５μｍ）のメッシュで切り出した後、それぞれの位置でのＺ座標を取り出し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標群、つまり３次元座標群を作成する。
【００１９】
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。すなわち、先ほど抽出した３次元座標群のＺ座標に所定の関数を乗じてグレースケール値（透過率）を算出する。この関数は、後述するレジスト層形成工程で使用するレジストの感度と、投影レンズの光学特性とに基づくものである。次に、このグレースケール値に基づき、穿刺用針９の３次元形状の所定の倍率（例えば、２５倍）の元グレースケールマスクをレーザープロッタで描画する。このとき、一辺が所定の長さ（例えば、１２．５μｍ）の正方形領域を１階調領域とし、その開ロ面積比を元グレースケールマスクのその位置（例えば、（２５Ｘ，２５Ｙ））におけるグレースケール値とする。そして、この元グレースケールマスクより、縮小投影型露光装置（例えば、株式会社ニコン製のｉ線ステッパーNSR-I12型）を用いて所定の縮小率（例えば、１／５）で縮小露光し、穿刺用針９の３次元形状の所定の倍率（例えば、５倍）のグレースケールマスクを作製する。
【００２０】
次に、レジスト層加工工程に移行し、以下に述べるようにして、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４を形成する。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってクロムを所定の厚さＴ１（例えば、Ｔ１＝０．２〜０．３μｍ）だけ塗布してクロム層２を形成した後、このクロム層２上に、その全面にわたってポジ型またはネガ型のレジストを所定の厚さＴ２（例えば、Ｔ２＝０．５〜１μｍ）だけ塗布してレジスト層３を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、クロム層２の不要部分に対応するレジスト層３部分を露光・現像して除去する。その後、図１（ｃ）に示すように、クロム層２上に残ったレジスト層３をマスクとして利用することにより、クロム層２の不要部分をエッチングで除去する。次に、図１（ｄ）に示すように、クロム層２上に残ったレジスト層３を薬品（剥離剤）により除去する。最後に、図１（ｅ）に示すように、ガラス基板１上の２箇所にアライメントマーク５を作成する。これで、ガラス基板１上に、穿刺用針９の平面投影形状に対応する形状のクロム層２が形成されるとともに、２つのアライメントマーク５が作成された状態となる。次に、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層２が覆われる形で所定の厚さＴ３（例えば、Ｔ３＝１１０μｍ）だけ塗布してレジスト層４を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図２（ｂ）に示すように、レジスト層４を所定の深さＤ１（例えば、Ｄ１＝９０μｍ）まで露光して現像する。すなわち、縮小投影型露光装置（例えば、株式会社ニコン製のｇ線ステッパーNSR-G8型）により、先ほど作製したグレースケールマスクを用いて所定の縮小率（例えば、１／５）で所定の露光時間（例えば、４５秒）だけ縮小露光した後、有機系現像液を用いて所定の現像時間（例えば、２５分）だけ現像する。すると、レジスト層４は、穿刺用針９に対応する本体部４ａおよび本体部４ａの周囲に所定の厚さＴ４（例えば、Ｔ４＝２０μｍ）で形成された平板状部４ｂを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板１上の２つのアライメントマーク５を基準として露光位置を決定することにより、レジスト層４の加工を精度よく迅速に行うことができる。
【００２２】
こうして、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、図３に示すように、このレジスト層４に対して、所定の露光時間（例えば、４分）だけガラス基板１の裏側からガラス基板１を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層４を所定の現像時間だけ現像する。ここで、所定の現像時間とは、レジスト層４の現像所要時間より少し短めの現像時間を意味する。すると、レジスト層４は、本体部４ａの近傍を除いて平板状部４ｂが除去される。その結果、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部６ａおよび本体部６ａの周囲に所定の厚さＴ５（例えば、Ｔ５＝５μｍ）で形成された平板部６ｃを有する立体形状に加工されたレジスト母型６が得られる。
【００２３】
こうしてレジスト母型６が得られたところで、電鋳スタンパー製作工程に移行し、図４に示すように、このレジスト母型６を用いて、レジスト母型６の立体形状を反転させた立体形状の凹部８ａを有する電鋳スタンパー８を製作する。すなわち、レジスト母型６に電極膜を作成し、通常のスルファミンニッケル浴による電鋳（電気鋳造）を行い、所定の厚さＴ６（例えば、Ｔ６＝１．５ｍｍ程度）の電鋳スタンパー８を製作する。
【００２４】
こうして電鋳スタンパー８が得られたところで、電鋳スタンパー削り工程に移行し、この電鋳スタンパー８の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、電鋳スタンパー８の表面、つまりパターン面８ｂをラップ盤（図示せず）で所定のラップ量Ｄ２（例えば、Ｄ２＝５μｍ）だけ削る。すると、図５に示すように、電鋳スタンパー８の凹部８ａのうち、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が除去され、これが金型中子７となる。
【００２５】
なお、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを削る際には、小さいサイズ（例えば、１０ｍｍ角）の平面皿を用いて、このパターン面８ｂを部分ラップする。この部分ラップとは、スモールツール方式によるＮＣ（数値制御）ラップを意味する。その結果、電鋳スタンパー８がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを高精度に削ることができる。
【００２６】
ここで、金型中子７の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子７を金型（図示せず）に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１では、穿刺用針９の成形に際して、レジスト母型６となるレジスト層４の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型６を反転させて製作した電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを削り出す。したがって、穿刺用針９の３次元形状に対応する高精度の微細領域を有するレジスト母型６を効率よく製作することができる。その結果、穿刺用針９の成形に用いられる金型中子７を効率よく製作することが可能となる。
［発明の実施の形態２］
【００２８】
図７乃至図１０は、本発明の実施の形態２に係る図である。
【００２９】
この実施の形態２において、図６に示すような穿刺用針９を２個同時に成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。
【００３０】
まず、形状モデリング工程で、上述した実施の形態１における手順に準じて、成形すべき穿刺用針９の３次元形状を３次元ＣＡＤでモデリングする。
【００３１】
次に、座標群抽出工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群を抽出する。
【００３２】
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。
【００３３】
次に、レジスト層加工工程に移行し、前記クレースケールマスクを通してレジスト層４を露光することにより、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４を形成する。上記一連の工程を露光位置を変えて行なうことにより、２個の穿刺用針９に対応したレジスト層４を形成する。さらに、上述した実施の形態１における手順に準じて、ガラス基板１上に、穿刺用針９の平面投影形状に対応する形状のクロム層２を形成するとともに、２つのアライメントマーク（図示せず）を作成した後、図７（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層２が覆われる形で塗布してレジスト層４を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図７（ｂ）に示すように、レジスト層４を露光して現像する。すると、レジスト層４は、２つの穿刺用針９に対応する２つの本体部４ａおよびこれらの本体部４ａの周囲に形成された平板状部４ｂを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板１上の２つのアライメントマークを基準として露光位置を決定することにより、レジスト層４の加工を精度よく迅速に行うことができる。
【００３４】
こうして、２つの穿刺用針９の３次元形状に対応する２つの本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、図８に示すように、このレジスト層４に対して、所定の露光時間（例えば、４分）だけガラス基板１の裏側からガラス基板１を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層４を所定の現像時間だけ現像する。すると、レジスト層４は、本体部４ａの近傍を除いて平板状部４ｂが除去される。その結果、２つの穿刺用針９の３次元形状に対応する２つの本体部６ａおよび各本体部６ａの周囲に所定の厚さＴ７で形成された平板部６ｃを有する立体形状に加工された２つのレジスト母型６が得られる。なお、各レジスト母型６において、その平板部６ｃの厚さＴ７は現像むらに起因して互いに微妙に異なる可能性がある。
【００３５】
ここで、所定の現像時間とは、２つのレジスト母型６のうち現像速度が速いレジスト母型６の平板部６ｃが消失するのに要する時間より少し短い時間を意味する。すると、これらのレジスト母型６は、各レジスト母型６間で現像の遅速が生じたとしても、図８に示すように、薄い平板部６ｃが残った状態となる。
【００３６】
次に、電鋳スタンパー製作工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、これらのレジスト母型６を用いて、図９に示すように、２つのレジスト母型６の立体形状を反転させた立体形状の２つの凹部８ａを有する電鋳スタンパー８を製作する。
【００３７】
最後に、電鋳スタンパー削り工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、この電鋳スタンパー８の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、部分ラップにより、電鋳スタンパー８の表面、つまりパターン面８ｂをラップ盤（図示せず）で削る。
【００３８】
このとき、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂのラップ量は、２つの凹部８ａのうち、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が深い凹部８ａ（図９では、左側の凹部８ａ）に合わせる。すると、電鋳スタンパー８は、図１０に示すように、２つの凹部８ａにおいて、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が除去され、これが金型中子７となる。
【００３９】
また、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂは部分ラップによって削られるので、電鋳スタンパー８がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを高精度に削ることができる。
【００４０】
ここで、金型中子７の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子７を金型（図示せず）に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
【００４１】
以上のように、この実施の形態２では、レジスト母型６の製作個数が２である場合に、レジスト層４を現像するに際して、それらのレジスト母型６のうち現像速度が速いレジスト母型６の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型６の製作個数が２であっても、２つのレジスト母型６で高精度の微細領域が形成された金型中子７を製作することが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００４２】
なお、上述した実施の形態１では、レジスト母型６の製作個数が１である場合について説明し、上述した実施の形態２では、レジスト母型６の製作個数が２である場合について説明した。しかし、レジスト母型６の製作個数が３以上（例えば、４、８など）である場合に本発明を同様に適用することも勿論できる。レジスト母型６の製作個数が３以上である場合には、レジスト層４を現像するに際して、それらのレジスト母型６のうち現像速度が最も速いレジスト母型６の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型６の製作個数が３以上であっても、すべてのレジスト母型６で高精度の微細領域が形成された金型中子７を製作することが可能となる。
【００４３】
また、上述した実施の形態１、２では、レジスト母型６から直接的に電鋳スタンパー８を製作する場合について説明した。しかし、レジスト母型６を用いてフォトポリマー（図示せず）を製作した後、このフォトポリマーを用いて電鋳スタンパー８を製作するようにしても構わない。この場合、レジスト母型６が１回しか使えないという制限を受けても、電鋳スタンパー８の製作を工業的に効率よく行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態１、２では、射出成形用の金型中子７について説明したが、射出成形以外のプラスチック成形（例えば、押し出し成形、ブロー成形、圧縮成形、真空成形など）に用いられる金型中子７に本発明を同様に適用することも可能である。
【００４５】
また、上述した実施の形態１、２では、グレースケールマスク作製工程において、レーザープロッタで元グレースケールマスクを描画する場合について説明したが、レーザープロッタの代わりに電子線描画装置を用いて元グレースケールマスクを描画するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施の形態１、２では、レジスト母型製作工程において、露光時の照度分布の均一化を目的としてガラス基板１の裏側から平行光を照射する場合について説明した。しかし、露光時の照度分布を均一化するための手法を併用する場合や、露光時の照度分布を均一化する必要がない場合には、平行光に代えて拡散光を照射するようにしても構わない。
【００４７】
また、上述した実施の形態１、２では、微細領域を有する３次元形状物として穿刺用針９を例にとって説明したが、穿刺用針９以外の３次元形状物（例えば、採液流路を有する穿刺用針、中に薬品を入れるための生分解性プラスチック製の容器、微細な自由立体形状のコネクタ、ＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）部品等）の成形に本発明を同様に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、血糖値測定やインシュリン投与、点滴、輸血のために用いられるプラスチック製の穿刺用針（採液流路の有無を問わない。）など各種の医療用デバイスを製作する際に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１……ガラス基板（基板）
２……クロム層（遮光マスク）
３、４……レジスト層
４ａ……本体部
４ｂ……平板状部
５……アライメントマーク
６……レジスト母型
６ａ……本体部
６ｃ……平板部
７……金型中子
８……電鋳スタンパー
８ａ……凹部
８ｂ……パターン面
９……穿刺用針（３次元形状物）
Ｄ１……レジスト層の露光・現像深さ
Ｄ２……ラップ量
Ｔ１……クロム層の厚さ
Ｔ２、Ｔ３……レジスト層の厚さ
Ｔ４……平板状部の厚さ
Ｔ５、Ｔ７……平板部の厚さ
Ｔ６……電鋳スタンパーの厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血糖値測定のためのプラスチック製の穿刺用針を射出成形で製作する際などに用いられる金型中子を製造するときに適用される金型中子の製作方法および金型中子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の穿刺用針としては、従来、金属製のものが多用されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、金属製の穿刺用針だと、蚊の口吻に似せた微細領域（穿刺部）を有する３次元形状に仕上げることができないので、穿刺時の痛みを十分には軽減できないばかりか、大量消費されるため、その廃棄方法が社会問題になっている。
【０００３】
そこで、こうした問題に対処すべく、プラスチック製の穿刺用針が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このプラスチック製の穿刺用針を製作する方法としては、この穿刺用針の３次元形状を製作するのに適したグレースケールマスク（レチクル）と、厚膜のレジスト層を用いたフォトリソグラフィとを組み合わせてレジスト母型を製作し、このレジスト母型に基づいて金型中子を製作し、この金型中子を用いて穿刺用針を成形する方法（以下、製作方法１という。）が考えられる。この製作方法１を用いれば、ある程度の厚さ（例えば、５０〜１００μｍ）を有するプラスチック成形品を成形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３８０２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１７２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この製作方法１により、微細領域を有する３次元形状に対応する形状のレジスト母型を製作する場合、微細領域の現像が微妙であり、現像終了の瞬間を見極めるのに困難を伴う。その結果、現像に過不足が発生する恐れがあり、高精度の微細領域を有するレジスト母型、ひいては金型中子を効率よく製作することができないという課題があった。
【０００６】
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合、これらのレジスト母型に現像むらが発生し、各レジスト母型間で現像の遅速が生じる。したがって、複数個のレジスト母型で現像の終点が区々となり、これらのレジスト母型の中には、高精度の微細領域を形成できないレジスト母型が生じる。その結果、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、穿刺用針のような微細領域を有する３次元形状物の成形に際して、その成形に用いられる金型中子を効率よく製作することができ、また、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能な金型中子の製作方法および金型中子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】
【０００８】
本発明に係る第１の金型中子の製作方法は、微細領域を有する３次元形状物（９）の成形に用いるための金型中子の製作方法であって、前記３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスク（２）を光透過性の基板（１）に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層（４）を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記３次元形状物に対応する本体部（４ａ）および当該本体部の周囲に形成された平板状部（４ｂ）を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部（６ｃ）を有する立体形状のレジスト母型（６）を製作するレジスト母型製作工程と、前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部（８ａ）を有する電鋳スタンパー（８）を製作する電鋳スタンパー製作工程と、前記電鋳スタンパーのパターン面（８ｂ）を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程とを含む金型中子の製作方法としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る金型中子は、上記金型中子の製作方法によって製作された金型中子（７）としたことを特徴とする。
【００１０】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微細領域を有する３次元形状物の成形に際して、レジスト母型となるレジスト層の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型を反転させて製作した電鋳スタンパーのパターン面を削り出すことにより、高精度の微細領域を有するレジスト母型を効率よく製作することができる。したがって、３次元形状物の成形に用いられる金型中子を効率よく製作することが可能となる。
【００１２】
また、レジスト母型の製作個数が複数である場合には、レジスト層を現像する際に、それらのレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定することにより、レジスト母型の製作個数が複数であっても、すべてのレジスト母型で高精度の微細領域が形成された金型中子を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程の一部を示す図であって、（ａ）はガラス基板上にクロムおよびレジストが全面塗布された状態の断面図、（ｂ）はクロム層の不要部分に対応するレジスト部分が除去された状態の断面図、（ｃ）はクロム層の不要部分が除去された状態の断面図、（ｄ）はガラス基板上にクロム製パターンが完成した状態の断面図、（ｅ）はガラス基板上にクロム製パターンが完成した状態の平面図である。
【図２】同実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程の残部を示す断面図であって、（ａ）はガラス基板上にクロム製パターンを覆ってレジストが全面塗布された状態図、（ｂ）はレジスト層の不要部分が所定の深さまで除去された状態図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法におけるレジスト母型製作工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー製作工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー削り工程を示す断面図である。
【図６】穿刺用針の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る金型中子の製作方法におけるレジスト層加工工程を示す断面図であって、（ａ）はガラス基板上にクロム製パターンを覆ってレジストが全面塗布された状態図、（ｂ）はレジスト層の不要部分が所定の深さまで除去された状態図である。
【図８】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法におけるレジスト母型製作工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー製作工程を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態２に係る金型中子の製作方法における電鋳スタンパー削り工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１５】
図１乃至図６は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１６】
この実施の形態１において、図６に示すような穿刺用針９を成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。
【００１７】
まず、形状モデリング工程で、成形すべき穿刺用針９の３次元形状を３次元ＣＡＤ（計算機支援設計）でモデリングする。この３次元ＣＡＤとしては、例えば、富士通株式会社製のICAD/SX-UPを使用することができる。
【００１８】
次に、座標群抽出工程に移行し、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群を抽出する。すなわち、先ほどモデリングした穿刺用針９の３次元形状よりサーフェスデータを作成し、これを所定の縦横サイズ（例えば、０．５μｍ×０．５μｍ）のメッシュで切り出した後、それぞれの位置でのＺ座標を取り出し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標群、つまり３次元座標群を作成する。
【００１９】
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。すなわち、先ほど抽出した３次元座標群のＺ座標に所定の関数を乗じてグレースケール値（透過率）を算出する。この関数は、後述するレジスト層形成工程で使用するレジストの感度と、投影レンズの光学特性とに基づくものである。次に、このグレースケール値に基づき、穿刺用針９の３次元形状の所定の倍率（例えば、２５倍）の元グレースケールマスクをレーザープロッタで描画する。このとき、一辺が所定の長さ（例えば、１２．５μｍ）の正方形領域を１階調領域とし、その開ロ面積比を元グレースケールマスクのその位置（例えば、（２５Ｘ，２５Ｙ））におけるグレースケール値とする。そして、この元グレースケールマスクより、縮小投影型露光装置（例えば、株式会社ニコン製のｉ線ステッパーNSR-I12型）を用いて所定の縮小率（例えば、１／５）で縮小露光し、穿刺用針９の３次元形状の所定の倍率（例えば、５倍）のグレースケールマスクを作製する。
【００２０】
次に、レジスト層加工工程に移行し、以下に述べるようにして、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４を形成する。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってクロムを所定の厚さＴ１（例えば、Ｔ１＝０．２〜０．３μｍ）だけ塗布してクロム層２を形成した後、このクロム層２上に、その全面にわたってポジ型またはネガ型のレジストを所定の厚さＴ２（例えば、Ｔ２＝０．５〜１μｍ）だけ塗布してレジスト層３を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、クロム層２の不要部分に対応するレジスト層３部分を露光・現像して除去する。その後、図１（ｃ）に示すように、クロム層２上に残ったレジスト層３をマスクとして利用することにより、クロム層２の不要部分をエッチングで除去する。次に、図１（ｄ）に示すように、クロム層２上に残ったレジスト層３を薬品（剥離剤）により除去する。最後に、図１（ｅ）に示すように、ガラス基板１上の２箇所にアライメントマーク５を作成する。これで、ガラス基板１上に、穿刺用針９の平面投影形状に対応する形状のクロム層２が形成されるとともに、２つのアライメントマーク５が作成された状態となる。次に、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層２が覆われる形で所定の厚さＴ３（例えば、Ｔ３＝１１０μｍ）だけ塗布してレジスト層４を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図２（ｂ）に示すように、レジスト層４を所定の深さＤ１（例えば、Ｄ１＝９０μｍ）まで露光して現像する。すなわち、縮小投影型露光装置（例えば、株式会社ニコン製のｇ線ステッパーNSR-G8型）により、先ほど作製したグレースケールマスクを用いて所定の縮小率（例えば、１／５）で所定の露光時間（例えば、４５秒）だけ縮小露光した後、有機系現像液を用いて所定の現像時間（例えば、２５分）だけ現像する。すると、レジスト層４は、穿刺用針９に対応する本体部４ａおよび本体部４ａの周囲に所定の厚さＴ４（例えば、Ｔ４＝２０μｍ）で形成された平板状部４ｂを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板１上の２つのアライメントマーク５を基準として露光位置を決定することにより、レジスト層４の加工を精度よく迅速に行うことができる。
【００２２】
こうして、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、図３に示すように、このレジスト層４に対して、所定の露光時間（例えば、４分）だけガラス基板１の裏側からガラス基板１を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層４を所定の現像時間だけ現像する。ここで、所定の現像時間とは、レジスト層４の現像所要時間より少し短めの現像時間を意味する。すると、レジスト層４は、本体部４ａの近傍を除いて平板状部４ｂが除去される。その結果、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部６ａおよび本体部６ａの周囲に所定の厚さＴ５（例えば、Ｔ５＝５μｍ）で形成された平板部６ｃを有する立体形状に加工されたレジスト母型６が得られる。
【００２３】
こうしてレジスト母型６が得られたところで、電鋳スタンパー製作工程に移行し、図４に示すように、このレジスト母型６を用いて、レジスト母型６の立体形状を反転させた立体形状の凹部８ａを有する電鋳スタンパー８を製作する。すなわち、レジスト母型６に電極膜を作成し、通常のスルファミンニッケル浴による電鋳（電気鋳造）を行い、所定の厚さＴ６（例えば、Ｔ６＝１．５ｍｍ程度）の電鋳スタンパー８を製作する。
【００２４】
こうして電鋳スタンパー８が得られたところで、電鋳スタンパー削り工程に移行し、この電鋳スタンパー８の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、電鋳スタンパー８の表面、つまりパターン面８ｂをラップ盤（図示せず）で所定のラップ量Ｄ２（例えば、Ｄ２＝５μｍ）だけ削る。すると、図５に示すように、電鋳スタンパー８の凹部８ａのうち、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が除去され、これが金型中子７となる。
【００２５】
なお、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを削る際には、小さいサイズ（例えば、１０ｍｍ角）の平面皿を用いて、このパターン面８ｂを部分ラップする。この部分ラップとは、スモールツール方式によるＮＣ（数値制御）ラップを意味する。その結果、電鋳スタンパー８がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを高精度に削ることができる。
【００２６】
ここで、金型中子７の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子７を金型（図示せず）に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１では、穿刺用針９の成形に際して、レジスト母型６となるレジスト層４の現像所要時間より少し短めの現像時間で現像を停止した後、このレジスト母型６を反転させて製作した電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを削り出す。したがって、穿刺用針９の３次元形状に対応する高精度の微細領域を有するレジスト母型６を効率よく製作することができる。その結果、穿刺用針９の成形に用いられる金型中子７を効率よく製作することが可能となる。
［発明の実施の形態２］
【００２８】
図７乃至図１０は、本発明の実施の形態２に係る図である。
【００２９】
この実施の形態２において、図６に示すような穿刺用針９を２個同時に成形するときに用いるプラスチック射出成形用の金型中子を製作する際には、次の手順による。
【００３０】
まず、形状モデリング工程で、上述した実施の形態１における手順に準じて、成形すべき穿刺用針９の３次元形状を３次元ＣＡＤでモデリングする。
【００３１】
次に、座標群抽出工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群を抽出する。
【００３２】
その後、グレースケールマスク作製工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、穿刺用針９の３次元形状のサーフェスデータの３次元座標群に基づいてグレースケールマスクを作製する。
【００３３】
次に、レジスト層加工工程に移行し、前記クレースケールマスクを通してレジスト層４を露光することにより、穿刺用針９の３次元形状に対応する本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４を形成する。上記一連の工程を露光位置を変えて行なうことにより、２個の穿刺用針９に対応したレジスト層４を形成する。さらに、上述した実施の形態１における手順に準じて、ガラス基板１上に、穿刺用針９の平面投影形状に対応する形状のクロム層２を形成するとともに、２つのアライメントマーク（図示せず）を作成した後、図７（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、その全面にわたってポジ型のレジストをクロム層２が覆われる形で塗布してレジスト層４を形成する。その後、先ほど作製したグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィで、図７（ｂ）に示すように、レジスト層４を露光して現像する。すると、レジスト層４は、２つの穿刺用針９に対応する２つの本体部４ａおよびこれらの本体部４ａの周囲に形成された平板状部４ｂを有する立体形状に加工された状態となる。このとき、ガラス基板１上の２つのアライメントマークを基準として露光位置を決定することにより、レジスト層４の加工を精度よく迅速に行うことができる。
【００３４】
こうして、２つの穿刺用針９の３次元形状に対応する２つの本体部４ａと平板状部４ｂとを有するレジスト層４が形成されたところで、レジスト母型製作工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、図８に示すように、このレジスト層４に対して、所定の露光時間（例えば、４分）だけガラス基板１の裏側からガラス基板１を通して平行光を照射して露光した後、このレジスト層４を所定の現像時間だけ現像する。すると、レジスト層４は、本体部４ａの近傍を除いて平板状部４ｂが除去される。その結果、２つの穿刺用針９の３次元形状に対応する２つの本体部６ａおよび各本体部６ａの周囲に所定の厚さＴ７で形成された平板部６ｃを有する立体形状に加工された２つのレジスト母型６が得られる。なお、各レジスト母型６において、その平板部６ｃの厚さＴ７は現像むらに起因して互いに微妙に異なる可能性がある。
【００３５】
ここで、所定の現像時間とは、２つのレジスト母型６のうち現像速度が速いレジスト母型６の平板部６ｃが消失するのに要する時間より少し短い時間を意味する。すると、これらのレジスト母型６は、各レジスト母型６間で現像の遅速が生じたとしても、図８に示すように、薄い平板部６ｃが残った状態となる。
【００３６】
次に、電鋳スタンパー製作工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、これらのレジスト母型６を用いて、図９に示すように、２つのレジスト母型６の立体形状を反転させた立体形状の２つの凹部８ａを有する電鋳スタンパー８を製作する。
【００３７】
最後に、電鋳スタンパー削り工程に移行し、上述した実施の形態１における手順に準じて、この電鋳スタンパー８の裏面を加工して金型取付時の裏面精度を得た後、部分ラップにより、電鋳スタンパー８の表面、つまりパターン面８ｂをラップ盤（図示せず）で削る。
【００３８】
このとき、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂのラップ量は、２つの凹部８ａのうち、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が深い凹部８ａ（図９では、左側の凹部８ａ）に合わせる。すると、電鋳スタンパー８は、図１０に示すように、２つの凹部８ａにおいて、レジスト母型６の平板部６ｃに対応する部位が除去され、これが金型中子７となる。
【００３９】
また、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂは部分ラップによって削られるので、電鋳スタンパー８がその内部応力によって反りを生じていても、電鋳スタンパー８のパターン面８ｂを高精度に削ることができる。
【００４０】
ここで、金型中子７の製作作業が終了する。こうして製作された金型中子７を金型（図示せず）に組み込むことにより、所定の立体形状をもつキャビティが形成される。
【００４１】
以上のように、この実施の形態２では、レジスト母型６の製作個数が２である場合に、レジスト層４を現像するに際して、それらのレジスト母型６のうち現像速度が速いレジスト母型６の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型６の製作個数が２であっても、２つのレジスト母型６で高精度の微細領域が形成された金型中子７を製作することが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００４２】
なお、上述した実施の形態１では、レジスト母型６の製作個数が１である場合について説明し、上述した実施の形態２では、レジスト母型６の製作個数が２である場合について説明した。しかし、レジスト母型６の製作個数が３以上（例えば、４、８など）である場合に本発明を同様に適用することも勿論できる。レジスト母型６の製作個数が３以上である場合には、レジスト層４を現像するに際して、それらのレジスト母型６のうち現像速度が最も速いレジスト母型６の現像所要時間を基準として全体の現像時間を少し短めに設定する。したがって、レジスト母型６の製作個数が３以上であっても、すべてのレジスト母型６で高精度の微細領域が形成された金型中子７を製作することが可能となる。
【００４３】
また、上述した実施の形態１、２では、レジスト母型６から直接的に電鋳スタンパー８を製作する場合について説明した。しかし、レジスト母型６を用いてフォトポリマー（図示せず）を製作した後、このフォトポリマーを用いて電鋳スタンパー８を製作するようにしても構わない。この場合、レジスト母型６が１回しか使えないという制限を受けても、電鋳スタンパー８の製作を工業的に効率よく行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態１、２では、射出成形用の金型中子７について説明したが、射出成形以外のプラスチック成形（例えば、押し出し成形、ブロー成形、圧縮成形、真空成形など）に用いられる金型中子７に本発明を同様に適用することも可能である。
【００４５】
また、上述した実施の形態１、２では、グレースケールマスク作製工程において、レーザープロッタで元グレースケールマスクを描画する場合について説明したが、レーザープロッタの代わりに電子線描画装置を用いて元グレースケールマスクを描画するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施の形態１、２では、レジスト母型製作工程において、露光時の照度分布の均一化を目的としてガラス基板１の裏側から平行光を照射する場合について説明した。しかし、露光時の照度分布を均一化するための手法を併用する場合や、露光時の照度分布を均一化する必要がない場合には、平行光に代えて拡散光を照射するようにしても構わない。
【００４７】
また、上述した実施の形態１、２では、微細領域を有する３次元形状物として穿刺用針９を例にとって説明したが、穿刺用針９以外の３次元形状物（例えば、採液流路を有する穿刺用針、中に薬品を入れるための生分解性プラスチック製の容器、微細な自由立体形状のコネクタ、ＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）部品等）の成形に本発明を同様に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、血糖値測定やインシュリン投与、点滴、輸血のために用いられるプラスチック製の穿刺用針（採液流路の有無を問わない。）など各種の医療用デバイスを製作する際に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１……ガラス基板（基板）
２……クロム層（遮光マスク）
３、４……レジスト層
４ａ……本体部
４ｂ……平板状部
５……アライメントマーク
６……レジスト母型
６ａ……本体部
６ｃ……平板部
７……金型中子
８……電鋳スタンパー
８ａ……凹部
８ｂ……パターン面
９……穿刺用針（３次元形状物）
Ｄ１……レジスト層の露光・現像深さ
Ｄ２……ラップ量
Ｔ１……クロム層の厚さ
Ｔ２、Ｔ３……レジスト層の厚さ
Ｔ４……平板状部の厚さ
Ｔ５、Ｔ７……平板部の厚さ
Ｔ６……電鋳スタンパーの厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細領域を有する３次元形状物の成形に用いるための金型中子の製作方法であって、
前記３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスクを光透過性の基板に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板状部を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、
前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部を有する立体形状のレジスト母型を製作するレジスト母型製作工程と、
前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部を有する電鋳スタンパーを製作する電鋳スタンパー製作工程と、
前記電鋳スタンパーのパターン面を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程と
を含むことを特徴とする金型中子の製作方法。
【請求項２】
前記レジスト母型の製作個数が複数であり、
前記レジスト母型製作工程において、前記レジスト層を現像する際に、その現像時間を前記複数個のレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の平板部が消失するのに要する時間以下とすることを特徴とする請求項１に記載の金型中子の製作方法。
【請求項３】
前記電鋳スタンパー削り工程において、
前記電鋳スタンパーのパターン面を部分ラップすることにより、当該パターン面を削ることを特徴とする請求項１または２に記載の金型中子の製作方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の金型中子の製作方法によって製作されたことを特徴とする金型中子。
【請求項１】
微細領域を有する３次元形状物の成形に用いるための金型中子の製作方法であって、
前記３次元形状物の平面投影形状に対応する形状の遮光マスクを光透過性の基板に形成し、前記基板の一方の面に前記遮光マスクを覆ってレジスト層を形成し、グレースケールマスクを用いて前記レジスト層を露光して現像することにより、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板状部を有する立体形状に当該レジスト層を加工するレジスト層加工工程と、
前記レジスト層加工工程で加工されたレジスト層に対して前記基板を通して露光し、当該レジスト層を現像することにより、前記本体部の近傍を除く前記レジスト層の平板状部を除去して、前記３次元形状物に対応する本体部および当該本体部の周囲に形成された平板部を有する立体形状のレジスト母型を製作するレジスト母型製作工程と、
前記レジスト母型を用いて、当該レジスト母型の立体形状を反転させた立体形状の凹部を有する電鋳スタンパーを製作する電鋳スタンパー製作工程と、
前記電鋳スタンパーのパターン面を削ることにより、前記レジスト母型の平板部に対応する部位を除去する電鋳スタンパー削り工程と
を含むことを特徴とする金型中子の製作方法。
【請求項２】
前記レジスト母型の製作個数が複数であり、
前記レジスト母型製作工程において、前記レジスト層を現像する際に、その現像時間を前記複数個のレジスト母型のうち現像速度が最も速いレジスト母型の平板部が消失するのに要する時間以下とすることを特徴とする請求項１に記載の金型中子の製作方法。
【請求項３】
前記電鋳スタンパー削り工程において、
前記電鋳スタンパーのパターン面を部分ラップすることにより、当該パターン面を削ることを特徴とする請求項１または２に記載の金型中子の製作方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の金型中子の製作方法によって製作されたことを特徴とする金型中子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−６２８５３（Ｐ２０１１−６２８５３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３５５８（Ｐ２００９−２１３５５８）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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