成形型、成形型の製造方法および光学素子
【課題】被成形体の破損を低減する技術を提供する。
【解決手段】型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型１０であって、凸部の角が円弧を有するように形成された成形型１０を用いて成形する。この成形型１０の製造方法としては、基材１１に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、パターンが形成された基材１１に対してエッチングを施し凸部の角に円弧を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型１０であって、凸部の角が円弧を有するように形成された成形型１０を用いて成形する。この成形型１０の製造方法としては、基材１１に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、パターンが形成された基材１１に対してエッチングを施し凸部の角に円弧を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型およびその製造方法に関し、特に、微細構造体を成形する成形型およびその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能性材料および機能デバイスへ応用され得る微細構造体およびその作製方法への関心が高まっている。この微細構造体の作製方法として、フォトリソグラフィ技術やＥＢリソグラフィ技術を用いたものが実用化されている。しかし、これらの技術を用いるためには、高価な設備を要する。また、これらの技術を用いた作製方法では、生産性が悪く、大量生産が困難である。
【０００３】
そこで、近年、微細構造体の製造プロセスとしてインプリント技術が注目されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、微細パターンが形成されたスタンパを被転写体に接触させて、被転写体の表面にスタンパの微細パターンを転写する微細構造転写装置について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０１２８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一般に、インプリント技術は凹凸形状のある構造体を成形するためによく用いられる技術である。より具体的には、凹凸形状を有する成形型（モールド、スタンパ）を、樹脂やガラス等の被成形体に押し付けて被成形体にマイクロサイズあるいはナノサイズの形状を転写する技術である。そのため、インプリント用の成形型を作製すれば、微細構造体を、大量に生産し、安価に供給することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、凹凸形状を有する成形型を用いてインプリントする場合には、被成形体に圧力を加えて変形させているために、被成形体に応力が集中し易く、破損してしまうおそれがある。特に、被成形体の凹部の隅部に応力が集中し、この隅部に破損が発生する。また、この破損は、高アスペクト比の成形体を成形する場合に起こりやすい。そして、被成形体が破損した場合には、破損した部分が、成形型に残留してしまうおそれもある。
このような被成形体の破損は、歩留まりを低下させるとともに、破損した部分が成形型に残留した場合には、成形型自体が成形不可能な状態に陥ってしまうおそれもある。
そこで、本発明は、被成形体の破損を低減する成形型及びその製造方法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】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明に係る成形型は、型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型であって、型面に対してエッチングが施されることにより凸部の角が円弧を有するように形成されたことを特徴とする。
ここで、凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。また、凸部の角が円弧を有するよう形成するために施すエッチングは、等方性ドライエッチングであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る成形型の製造方法は、基材に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、パターンが形成された基材に対してエッチングを施し凸部の角に円弧を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
ここで、パターンを形成する工程は、基材の上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層が露光・現像されることによってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程と、レジストパターンを除去する工程と、を含むことが好ましい。また、凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。また、凸部の角に円弧を形成する工程では、等方性ドライエッチングを施すことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る光学素子は、凹部と凸部とを有するパターンが形成された型面に対してエッチングを施すことにより凸部の角に円弧を形成した成形型を用いて、ガラスをインプリントすることにより、ガラスの表面に凹部と凸部が形成され、凹部の隅部には円弧が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、成型時における被成形体への応力集中を緩和し、被成形体の破損を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る成形型１０の製造方法について説明した図である。図１（ａ）〜（ｆ）では、成形型１０を製造する方法を製造工程順に示している。この成形型１０は、凹凸形状のある光学素子を、インプリント技術を用いて成形するために使用するものである。
【００１２】
本実施の形態に係る成形型の製造方法においては、先ず、成形型１０の基材１１に、レジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層１２を形成する（図１（ａ））。
そして、微細パターンが描画されたマスク（不図示）をかぶせ、レーザ光線、電子線（ＥＢ：Electron Beam）等により露光を行うと、レジスト層１２に所定の微細パターン１３が露光される（図１（ｂ））。
次に、現像液を用いてレジスト層１２の露光部分を除去すると、微細パターン１３の部分のレジスト層１２が除去され、レジストパターンが形成される（図１（ｃ））。
【００１３】
そして、異方性ドライエッチング法を用いて、微細パターン１３の部分の基材１１をドライエッチングする。このとき、レジストパターンがマスクとなり、レジストパターンでカバーされた基材１１は除去されない。これにより、レジストパターンでカバーされた箇所以外の箇所の基材１１が除去され、微細パターン１３に対応した凹凸構造が基材１１に形成される（図１（ｄ））。異方性ドライエッチングの処理装置および方法については後述する。
その後、微細パターン１３以外の部分に残っているレジスト層１２を、レジスト剥離液を用いて、あるいはエッチングを施すことにより除去する（図１（ｅ））。図１（ｅ）に示すように、これまでの処理で、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１が成形される。
【００１４】
その後、レジスト層１２を剥離した基材１１に対して等方性ドライエッチングを行う。これにより、基材１１の凸部の角は丸く加工される（図１（ｆ））。言い換えれば、基材１１の凸部の角が円弧を有するように形成される。その基材１１の凸部の角である図１（ｆ）中のＸ部の拡大図を示したのが図１（ｇ）である。この図に示すように、基材１１の凸部の角は、曲率半径がｒである円弧を有するように形成される。等方性ドライエッチングの処理装置および方法については後述する。
【００１５】
以上、説明したように、本実施の形態に係る成形型の製造方法を用いて製造された成形型１０は、凹部と凸部とを有するパターンが形成され、その凸部の角は円弧を有するように形成されることとなる。
【００１６】
次に、異方性ドライエッチングについて説明する。
図２は、異方性ドライエッチングを行う処理装置２０の概略構成を示す図である。
図２で示した異方性ドライエッチングを行う処理装置２０は、被処理物２１が設置される設置台２２と、設置台２２に対向して配置される対向電極２３とを有する。また、処理装置２０は、被処理物２１の周囲環境に所定の処理ガスを導入する処理ガス導入バルブ２４と、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する高周波電源２５と、周囲環境から空気又は処理ガスを排気する排気バルブ２６及び排気ポンプ２７とを有して構成される。
【００１７】
被処理物２１は、上述した図１（ｃ）におけるレジスト層１２によりレジストパターンが形成された基材１１が該当する。
設置台２２は、被処理物２１を搭載できる強度を有した、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。そして、設置台２２は、対向電極２３と共に、高周波電源２５に接続される。
対向電極２３は、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。対向電極２３は、被処理物２１が搭載された設置台２２に対してほぼ平行になるように、対向電極２３は設置台２２に対して対向配置される。
【００１８】
処理ガス導入バルブ２４は、後述する排気バルブ２６と排気ポンプ２７とが、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から空気を排出して所定の真空度に達した後に、処理ガスを導入するためのものである。
【００１９】
高周波電源２５は、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する。印加される高周波は、処理ガス導入バルブ２４によって導入される処理ガスが励起されてプラズマを生起させる程度の周波数及び電圧を有する。
高周波放電に使用されるいわゆるＲＦプラズマの場合、設置台２２を接地して対向電極２３に高周波電圧を印加するグラウンドモード、設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモード、および設置台２２にＤＣ電源（図示せず）を印加し設置台２２と対向電極２３に高周波電圧を印加するＤＣバイアスモード、更に設置台と対向電極共にラジオ波を印加するＲＦバイアスモードがある。本実施の形態では、加工速度の観点から、図２において示した設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモードを用いるが、特に限定されるものではない。
【００２０】
排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から、所定の真空度に達するまで空気を排出する。また、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、処理が終了した後に、処理ガスを排気する際に使用される。
【００２１】
以上の構成を有する処理装置２０を使用して異方性ドライエッチングを行う方法を以下に説明する。
まず、被処理物２１が設置台２２上の所定位置に載せられた後、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物２１の周囲環境から空気を排出する。所定の真空度に達した後、処理ガス導入バルブ２４から、処理ガスを導入する。
そして、設置台２２と対向電極２３との間に、高周波電源２５によって高周波電圧を印加する。印加された高周波電圧により処理ガスが分解されて、ラジカルやイオンが生成される。生成されたラジカルやイオンは、被処理物２１の基材１１に衝突し、基材１１が例えばグラッシーカーボンである場合には、基材１１の主成分である炭素と化学反応を起こして気化させ除去する。これにより、基材１１はエッチングが行われる。
また、異方性ドライエッチングを施すことで、エッチングにより発生した反応生成物がエッチング側壁に堆積し、これにより図２で示した横方向のエッチングが阻害され、図１（ｄ）に示すように縦方向にエッチングが施される。
【００２２】
次に、等方性ドライエッチングについて説明する。
図３は、等方性ドライエッチングを行う処理装置３０の概略構成を示す図である。
図３に示した処理装置３０は、被処理物３１が設置される設置台３２と、設置台３２に対向して配置される対向電極３３とを有する。また、処理装置３０は、被処理物３１の周囲環境に所定の処理ガスを導入する処理ガス導入バルブ３４と、設置台３２と対向電極３３との間に高周波電圧を印加する高周波電源３５と、周囲環境から空気又は処理ガスを排気する排気バルブ３６及び排気ポンプ３７とを有して構成される。
【００２３】
被処理物３１は、図１（ａ）〜（ｅ）により、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１が該当する。
設置台３２、対向電極３３、処理ガス導入バルブ３４、高周波電源３５、排気バルブ３６および排気ポンプ３７は、それぞれ上述した設置台２２、対向電極２３、処理ガス導入バルブ２４、高周波電源２５、排気バルブ２６および排気ポンプ２７と同様な機能構成を有するので詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態に適用する等方性ドライエッチングにおいては、対向電極３３に高周波電圧を印加する。
【００２４】
以上の構成を有する処理装置３０を使用して等方性ドライエッチングを行う方法を以下に説明する。
まず、被処理物３１が設置台３２上の所定位置に載せた後、排気バルブ３６及び排気ポンプ３７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物３１の周囲環境から空気を排出する。所定の真空度に達した後、処理ガス導入バルブ３４から、処理ガスを導入する。
そして、設置台３２と対向電極３３との間に、高周波電源３５によって高周波電圧を印加する。印加された高周波電圧により処理ガスが分解されて、ラジカルやイオンが生成される。生成されたラジカルやイオンは、被処理物３１の基材１１に衝突し、基材１１が例えばグラッシーカーボンである場合には、基材１１の主成分である炭素と化学反応を起こして気化させ除去する。これにより、基材１１はエッチングされる。
そして、この等方性ドライエッチングを、図１（ａ）〜（ｅ）で示した方法により凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１に対して施すことで、図１（ｆ）、図１（ｇ）に示すように、基材１１の凸部は丸くなる。
【００２５】
次に、上述した製造方法により製造された成形型を用いて、ガラス等でできた光学素子５０に対してインプリントを行う装置と方法について説明する。
図４は、インプリントを行うインプリント装置４０について説明した図である。
図４に示したインプリント装置４０は、成形室６０内に、光学素子５０に押し付けプレスするための、下成形型４１ａと上成形型４１ｂとを有する成形型４１を備えている。下成形型４１ａが、上述した製造方法により製造された、凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型である。
インプリント装置４０は、上成形型４１ｂを、下成形型４１ａ上に載せられた光学素子５０に押し付けプレスするための駆動装置４２と、上成形型４１ｂを支持し固定する支持部４３と、下成形型４１ａを保持し固定する保持部４４とを備えている。そして、支持部４３と保持部４４は、それぞれ固定する下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを加熱するヒータ（不図示）を内部に備え、プレスのときに下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを所定温度に昇温させることができる。
【００２６】
また、インプリント装置４０は、保持部４４の下部に配置され光学素子５０に加わる力を検知する圧力センサ４５と、圧力センサ４５からの検知信号に基づいて駆動装置４２を制御する制御部４６とを主要部として備える。また、インプリント装置４０は、支持部４３を上下動可能に支持する水平部材４７ａと、保持部４４と圧力センサ４５とを支持し固定する水平台４７ｂと、水平台４７ｂに固定され水平部材４７ａを支持する縦部材４８とを備える。
【００２７】
このようなインプリント装置４０を使用して、光学素子５０にインプリントを行うには、まず、光学素子５０を下成形型４１ａ上に載せ、保持部４４内のヒータに通電することで加熱して、下成形型４１ａを所定温度に昇温させる。また、支持部４３内のヒータに通電することで加熱して、上成形型４１ｂを所定温度に昇温させる。
次に、駆動装置４２を駆動し、所定温度に昇温させた上成形型４１ｂを光学素子５０に接近させ、押し付けてプレスする。この際に、プレス圧が圧力センサ４５より計測され、制御部４６によりプレス圧を制御する。そして、光学素子５０をプレスした状態で所定時間保持してから、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを冷却する。
そして、十分に冷却後、駆動装置４２を駆動し、上成形型４１ｂを光学素子５０から離れる方向に移動させ、光学素子５０を下成形型４１ａから離型させる。これにより、下成形型４１ａの凹凸構造が光学素子５０に転写され、インプリントが行われる。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜３）
下成形型４１ａの基材１１として、３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ３ｍｍの平板状のグラッシーカーボンを用いる。先ず、図１（ａ）に示すように、基材１１の上にスピンコートによりレジスト層１２（厚さ１０μｍ）を形成する。次に、ラインとスペースが同寸法であるマスク（不図示）を、レジスト層１２が形成された基材１１の上に載せ、露光装置により、図１（ｂ）に示すように、微細パターン１３を露光する。
【００２９】
次に、現像液を用いてレジスト層１２の露光部分、つまり、微細パターン１３の部分のレジスト層１２を除去し、図１（ｃ）に示すように、レジストパターンを形成する。
そして、図２を用いて説明した処理装置２０を用いて、異方性ドライエッチングを行い、基材１１に異方性ドライエッチングを施す。エッチング条件は、ＲＦパワー；６００Ｗ、Ｏ２流量；１００ｓｃｃｍ、圧力；５Ｐａである。これにより、図１（ｄ）に示すように、レジストパターンが形成された箇所以外の箇所の基材１１にエッチングが施され、微細パターン１３に対応した凹凸構造が基材１１に形成される。
【００３０】
そして、残ったレジスト層１２を、アセトンによる基材洗浄で除去し、図１（ｅ）に示すような、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１を作製する。
その後、パターンが形成された基材１１に対して、処理装置３０を用いて、等方性ドライエッチングを行う。等方性ドライエッチング条件は、ＲＦパワー；３００Ｗ、Ｏ２流量；１００ｓｃｃｍ、圧力；３０Ｐａである。これにより、図１（ｆ）、図１（ｇ）に示すように、基材１１の凸部の角には円弧が形成される。
【００３１】
なお、本実施例では、ライン幅Ｌ（図１参照）が２μｍ，５μｍ，１０μｍの３通りで、３通りのライン幅Ｌに対してそれぞれ深さＤ（図１参照）が３μｍ，５μｍの２通りの、計６種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ）の組となる下成形型４１ａを作製した。また、各種類に対して、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒ（図１参照）が、１０ｎｍ，２０ｎｍ，５０ｎｍの３通りとなるように作製した。つまり、計１８種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ、曲率半径ｒ）の組となる下成形型４１ａを作製した。なお、上述した等方性ドライエッチングのエッチング条件の下で下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒを異ならせるには、エッチングの処理時間を異ならせることが好適である。以下では、曲率半径ｒが１０ｎｍのものを実施例１の下成形型４１ａと、曲率半径ｒが２０ｎｍのものを実施例２の下成形型４１ａと、曲率半径ｒが５０ｎｍのものを実施例３の下成形型４１ａとする。
【００３２】
（比較例）
比較例の下成形型４１ａとして、上述した実施例の製造方法に対して、凸部の角を丸めるための等方性ドライエッチングを施さない状態の下成形型４１ａ、つまり図１（ｅ）の状態の下成形型４１ａであって、上述した６種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ）の組の下成形型４１ａを作製した。なお、比較例の下成形型４１ａの凸部の角は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径はいずれも５ｎｍ以下である。
【００３３】
（インプリント）
以上のようにして得られた各実施例及び比較例の下成形型４１ａをインプリント装置４０に適用して、光学素子５０にインプリントを行った。インプリントは、各例に対して１５回行った。なお、上成形型４１ｂとして、３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ２ｍｍの平板状のグラッシーカーボンを用いた。
【００３４】
先ず、下成形型４１ａをインプリント装置４０の保持部４４に載せる。そして、図４に示すように、下成形型４１ａの表面に、２０ｍｍ×２０ｍｍで厚さ１ｍｍの平板状のガラス材料であるテンパックスガラス（Tempaxは、SCHOTT社の登録商標）を載せる。そして、成形室６０を０．０５Ｐａまで真空引きした。真空引き後、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを６５０℃まで加熱した。その後、５００Ｎの圧力でプレス成形を開始し、３０ｍｉｎ保持した。その後、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを２００℃まで冷却し、被成形体であるガラス成形体を取り出した。
【００３５】
〔評価方法〕
上述のようにして作製されたガラス成形体に対して顕微鏡で外観検査を行った。そして、成形体の破損率を求めた。
〔評価結果〕
各パターン、各例毎の成形体破損率を表１に示す。
表１で示した結果によれば、凸部の角に曲率半径ｒが２０ｎｍ以上の円弧を有する成形型を使用してインプリントを行ったものについては、成形体破損率が７％以下となり、良好な結果を得た。特に凹凸パターンのアスペクト比（深さＤ／ライン幅Ｌ）が１より小さいものについては、成形体破損率が０％となり、良好な結果を得た。
一方、凸部の角に曲率半径ｒが１０ｎｍ以下の円弧を有する成形型を使用してインプリントを行ったものについては、成形体破損率が悪い。特に凹凸パターンのアスペクト比が１以上のものについては、成形体破損率が２０％以上となる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
〔考察〕
実施例１〜３および比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体を概観する。図５は、実施例１〜３および比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図であり、図５（ａ）は、比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図、図５（ｂ）は、実施例１〜３の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図である。
【００３８】
比較例の下成形型４１ａの凸部の角は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径ｒはいずれも５ｎｍ以下であることから、図５（ａ）に示すように、その下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の凹部の隅部は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径はいずれも５ｎｍ以下となる。このため、ガラス成形体５１の凹部の隅部には応力が集中し、この箇所から破損したと考えられる。
【００３９】
一方、実施例１〜３の下成形型４１ａの凸部の角には、１０ｎｍ〜５０ｎｍの曲率半径ｒを有する円弧が形成されていることから、図５（ｂ）に示すように、その下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の凹部の隅部には、１０ｎｍ〜５０ｎｍの曲率半径Ｒを有する円弧が形成されている。それゆえ、比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１よりも、凹部の隅部に集中する応力は小さい。そのため、比較例よりも実施例１〜３の方が成形体破損率は小さい。
【００４０】
また、表１により、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒが大きくなるにつれて、言い換えれば、ガラス成形体５１の凹部の隅部の円弧の曲率半径Ｒが大きくなるにつれて、成形体破損率が小さくなることがわかる。これから、凹部の隅部の円弧の曲率半径Ｒが大きくなるにつれて、凹部の隅部に集中する応力が小さくなると考えられる。そして、このことは、下成形型４１ａに形成されたパターンのアスペクト比によらない。ただし、表１に示した結果を見ると、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒは、実施例１の１０ｎｍでは充分ではなく、２０ｎｍ以上であることが好ましく、特に、アスペクト比が１以上である場合には、２０ｎｍよりも大きくすることが好適である。
【００４１】
なお、本実施例において、成形型の材料は、グラッシーガーボンとしたが、炭素を含む材料であれば、これに限定されるものではない。例えば、グラファイト、ＤＬＣ（Diamond like Carbon）を含む材料などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態に係る成形型の製造方法について説明した図である。
【図２】実施の形態に係る異方性ドライエッチングを行う処理装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係る等方性ドライエッチングを行う処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係るインプリント装置について説明した図である。
【図５】実施例１〜３および比較例の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図であり、（ａ）は、比較例の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図、（ｂ）は、実施例１〜３の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形型、１１…基材、１２…レジスト層、１３…微細パターン、２０，３０…処理装置、２１，３１…被処理物、２２，３２…設置台、２３，３３…対向電極、２４，３４…処理ガス導入バルブ、２５，３５…高周波電源、２６，３６…排気バルブ、２７，３７…排気ポンプ、４０…インプリント装置、４１…成形型、４１ａ…下成形型、４１ｂ…上成形型、４２…駆動装置、４３…支持部、４４…保持部、４５…圧力センサ、４６…制御部、４７ａ…水平部材、４７ｂ…水平台、４８…縦部材、５０…光学素子、５１…ガラス成形体、６０…成形室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型およびその製造方法に関し、特に、微細構造体を成形する成形型およびその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能性材料および機能デバイスへ応用され得る微細構造体およびその作製方法への関心が高まっている。この微細構造体の作製方法として、フォトリソグラフィ技術やＥＢリソグラフィ技術を用いたものが実用化されている。しかし、これらの技術を用いるためには、高価な設備を要する。また、これらの技術を用いた作製方法では、生産性が悪く、大量生産が困難である。
【０００３】
そこで、近年、微細構造体の製造プロセスとしてインプリント技術が注目されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、微細パターンが形成されたスタンパを被転写体に接触させて、被転写体の表面にスタンパの微細パターンを転写する微細構造転写装置について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０１２８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一般に、インプリント技術は凹凸形状のある構造体を成形するためによく用いられる技術である。より具体的には、凹凸形状を有する成形型（モールド、スタンパ）を、樹脂やガラス等の被成形体に押し付けて被成形体にマイクロサイズあるいはナノサイズの形状を転写する技術である。そのため、インプリント用の成形型を作製すれば、微細構造体を、大量に生産し、安価に供給することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、凹凸形状を有する成形型を用いてインプリントする場合には、被成形体に圧力を加えて変形させているために、被成形体に応力が集中し易く、破損してしまうおそれがある。特に、被成形体の凹部の隅部に応力が集中し、この隅部に破損が発生する。また、この破損は、高アスペクト比の成形体を成形する場合に起こりやすい。そして、被成形体が破損した場合には、破損した部分が、成形型に残留してしまうおそれもある。
このような被成形体の破損は、歩留まりを低下させるとともに、破損した部分が成形型に残留した場合には、成形型自体が成形不可能な状態に陥ってしまうおそれもある。
そこで、本発明は、被成形体の破損を低減する成形型及びその製造方法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】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明に係る成形型は、型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型であって、型面に対してエッチングが施されることにより凸部の角が円弧を有するように形成されたことを特徴とする。
ここで、凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。また、凸部の角が円弧を有するよう形成するために施すエッチングは、等方性ドライエッチングであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る成形型の製造方法は、基材に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、パターンが形成された基材に対してエッチングを施し凸部の角に円弧を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
ここで、パターンを形成する工程は、基材の上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層が露光・現像されることによってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程と、レジストパターンを除去する工程と、を含むことが好ましい。また、凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。また、凸部の角に円弧を形成する工程では、等方性ドライエッチングを施すことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る光学素子は、凹部と凸部とを有するパターンが形成された型面に対してエッチングを施すことにより凸部の角に円弧を形成した成形型を用いて、ガラスをインプリントすることにより、ガラスの表面に凹部と凸部が形成され、凹部の隅部には円弧が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、成型時における被成形体への応力集中を緩和し、被成形体の破損を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る成形型１０の製造方法について説明した図である。図１（ａ）〜（ｆ）では、成形型１０を製造する方法を製造工程順に示している。この成形型１０は、凹凸形状のある光学素子を、インプリント技術を用いて成形するために使用するものである。
【００１２】
本実施の形態に係る成形型の製造方法においては、先ず、成形型１０の基材１１に、レジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層１２を形成する（図１（ａ））。
そして、微細パターンが描画されたマスク（不図示）をかぶせ、レーザ光線、電子線（ＥＢ：Electron Beam）等により露光を行うと、レジスト層１２に所定の微細パターン１３が露光される（図１（ｂ））。
次に、現像液を用いてレジスト層１２の露光部分を除去すると、微細パターン１３の部分のレジスト層１２が除去され、レジストパターンが形成される（図１（ｃ））。
【００１３】
そして、異方性ドライエッチング法を用いて、微細パターン１３の部分の基材１１をドライエッチングする。このとき、レジストパターンがマスクとなり、レジストパターンでカバーされた基材１１は除去されない。これにより、レジストパターンでカバーされた箇所以外の箇所の基材１１が除去され、微細パターン１３に対応した凹凸構造が基材１１に形成される（図１（ｄ））。異方性ドライエッチングの処理装置および方法については後述する。
その後、微細パターン１３以外の部分に残っているレジスト層１２を、レジスト剥離液を用いて、あるいはエッチングを施すことにより除去する（図１（ｅ））。図１（ｅ）に示すように、これまでの処理で、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１が成形される。
【００１４】
その後、レジスト層１２を剥離した基材１１に対して等方性ドライエッチングを行う。これにより、基材１１の凸部の角は丸く加工される（図１（ｆ））。言い換えれば、基材１１の凸部の角が円弧を有するように形成される。その基材１１の凸部の角である図１（ｆ）中のＸ部の拡大図を示したのが図１（ｇ）である。この図に示すように、基材１１の凸部の角は、曲率半径がｒである円弧を有するように形成される。等方性ドライエッチングの処理装置および方法については後述する。
【００１５】
以上、説明したように、本実施の形態に係る成形型の製造方法を用いて製造された成形型１０は、凹部と凸部とを有するパターンが形成され、その凸部の角は円弧を有するように形成されることとなる。
【００１６】
次に、異方性ドライエッチングについて説明する。
図２は、異方性ドライエッチングを行う処理装置２０の概略構成を示す図である。
図２で示した異方性ドライエッチングを行う処理装置２０は、被処理物２１が設置される設置台２２と、設置台２２に対向して配置される対向電極２３とを有する。また、処理装置２０は、被処理物２１の周囲環境に所定の処理ガスを導入する処理ガス導入バルブ２４と、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する高周波電源２５と、周囲環境から空気又は処理ガスを排気する排気バルブ２６及び排気ポンプ２７とを有して構成される。
【００１７】
被処理物２１は、上述した図１（ｃ）におけるレジスト層１２によりレジストパターンが形成された基材１１が該当する。
設置台２２は、被処理物２１を搭載できる強度を有した、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。そして、設置台２２は、対向電極２３と共に、高周波電源２５に接続される。
対向電極２３は、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。対向電極２３は、被処理物２１が搭載された設置台２２に対してほぼ平行になるように、対向電極２３は設置台２２に対して対向配置される。
【００１８】
処理ガス導入バルブ２４は、後述する排気バルブ２６と排気ポンプ２７とが、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から空気を排出して所定の真空度に達した後に、処理ガスを導入するためのものである。
【００１９】
高周波電源２５は、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する。印加される高周波は、処理ガス導入バルブ２４によって導入される処理ガスが励起されてプラズマを生起させる程度の周波数及び電圧を有する。
高周波放電に使用されるいわゆるＲＦプラズマの場合、設置台２２を接地して対向電極２３に高周波電圧を印加するグラウンドモード、設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモード、および設置台２２にＤＣ電源（図示せず）を印加し設置台２２と対向電極２３に高周波電圧を印加するＤＣバイアスモード、更に設置台と対向電極共にラジオ波を印加するＲＦバイアスモードがある。本実施の形態では、加工速度の観点から、図２において示した設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモードを用いるが、特に限定されるものではない。
【００２０】
排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から、所定の真空度に達するまで空気を排出する。また、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、処理が終了した後に、処理ガスを排気する際に使用される。
【００２１】
以上の構成を有する処理装置２０を使用して異方性ドライエッチングを行う方法を以下に説明する。
まず、被処理物２１が設置台２２上の所定位置に載せられた後、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物２１の周囲環境から空気を排出する。所定の真空度に達した後、処理ガス導入バルブ２４から、処理ガスを導入する。
そして、設置台２２と対向電極２３との間に、高周波電源２５によって高周波電圧を印加する。印加された高周波電圧により処理ガスが分解されて、ラジカルやイオンが生成される。生成されたラジカルやイオンは、被処理物２１の基材１１に衝突し、基材１１が例えばグラッシーカーボンである場合には、基材１１の主成分である炭素と化学反応を起こして気化させ除去する。これにより、基材１１はエッチングが行われる。
また、異方性ドライエッチングを施すことで、エッチングにより発生した反応生成物がエッチング側壁に堆積し、これにより図２で示した横方向のエッチングが阻害され、図１（ｄ）に示すように縦方向にエッチングが施される。
【００２２】
次に、等方性ドライエッチングについて説明する。
図３は、等方性ドライエッチングを行う処理装置３０の概略構成を示す図である。
図３に示した処理装置３０は、被処理物３１が設置される設置台３２と、設置台３２に対向して配置される対向電極３３とを有する。また、処理装置３０は、被処理物３１の周囲環境に所定の処理ガスを導入する処理ガス導入バルブ３４と、設置台３２と対向電極３３との間に高周波電圧を印加する高周波電源３５と、周囲環境から空気又は処理ガスを排気する排気バルブ３６及び排気ポンプ３７とを有して構成される。
【００２３】
被処理物３１は、図１（ａ）〜（ｅ）により、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１が該当する。
設置台３２、対向電極３３、処理ガス導入バルブ３４、高周波電源３５、排気バルブ３６および排気ポンプ３７は、それぞれ上述した設置台２２、対向電極２３、処理ガス導入バルブ２４、高周波電源２５、排気バルブ２６および排気ポンプ２７と同様な機能構成を有するので詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態に適用する等方性ドライエッチングにおいては、対向電極３３に高周波電圧を印加する。
【００２４】
以上の構成を有する処理装置３０を使用して等方性ドライエッチングを行う方法を以下に説明する。
まず、被処理物３１が設置台３２上の所定位置に載せた後、排気バルブ３６及び排気ポンプ３７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物３１の周囲環境から空気を排出する。所定の真空度に達した後、処理ガス導入バルブ３４から、処理ガスを導入する。
そして、設置台３２と対向電極３３との間に、高周波電源３５によって高周波電圧を印加する。印加された高周波電圧により処理ガスが分解されて、ラジカルやイオンが生成される。生成されたラジカルやイオンは、被処理物３１の基材１１に衝突し、基材１１が例えばグラッシーカーボンである場合には、基材１１の主成分である炭素と化学反応を起こして気化させ除去する。これにより、基材１１はエッチングされる。
そして、この等方性ドライエッチングを、図１（ａ）〜（ｅ）で示した方法により凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１に対して施すことで、図１（ｆ）、図１（ｇ）に示すように、基材１１の凸部は丸くなる。
【００２５】
次に、上述した製造方法により製造された成形型を用いて、ガラス等でできた光学素子５０に対してインプリントを行う装置と方法について説明する。
図４は、インプリントを行うインプリント装置４０について説明した図である。
図４に示したインプリント装置４０は、成形室６０内に、光学素子５０に押し付けプレスするための、下成形型４１ａと上成形型４１ｂとを有する成形型４１を備えている。下成形型４１ａが、上述した製造方法により製造された、凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型である。
インプリント装置４０は、上成形型４１ｂを、下成形型４１ａ上に載せられた光学素子５０に押し付けプレスするための駆動装置４２と、上成形型４１ｂを支持し固定する支持部４３と、下成形型４１ａを保持し固定する保持部４４とを備えている。そして、支持部４３と保持部４４は、それぞれ固定する下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを加熱するヒータ（不図示）を内部に備え、プレスのときに下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを所定温度に昇温させることができる。
【００２６】
また、インプリント装置４０は、保持部４４の下部に配置され光学素子５０に加わる力を検知する圧力センサ４５と、圧力センサ４５からの検知信号に基づいて駆動装置４２を制御する制御部４６とを主要部として備える。また、インプリント装置４０は、支持部４３を上下動可能に支持する水平部材４７ａと、保持部４４と圧力センサ４５とを支持し固定する水平台４７ｂと、水平台４７ｂに固定され水平部材４７ａを支持する縦部材４８とを備える。
【００２７】
このようなインプリント装置４０を使用して、光学素子５０にインプリントを行うには、まず、光学素子５０を下成形型４１ａ上に載せ、保持部４４内のヒータに通電することで加熱して、下成形型４１ａを所定温度に昇温させる。また、支持部４３内のヒータに通電することで加熱して、上成形型４１ｂを所定温度に昇温させる。
次に、駆動装置４２を駆動し、所定温度に昇温させた上成形型４１ｂを光学素子５０に接近させ、押し付けてプレスする。この際に、プレス圧が圧力センサ４５より計測され、制御部４６によりプレス圧を制御する。そして、光学素子５０をプレスした状態で所定時間保持してから、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを冷却する。
そして、十分に冷却後、駆動装置４２を駆動し、上成形型４１ｂを光学素子５０から離れる方向に移動させ、光学素子５０を下成形型４１ａから離型させる。これにより、下成形型４１ａの凹凸構造が光学素子５０に転写され、インプリントが行われる。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜３）
下成形型４１ａの基材１１として、３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ３ｍｍの平板状のグラッシーカーボンを用いる。先ず、図１（ａ）に示すように、基材１１の上にスピンコートによりレジスト層１２（厚さ１０μｍ）を形成する。次に、ラインとスペースが同寸法であるマスク（不図示）を、レジスト層１２が形成された基材１１の上に載せ、露光装置により、図１（ｂ）に示すように、微細パターン１３を露光する。
【００２９】
次に、現像液を用いてレジスト層１２の露光部分、つまり、微細パターン１３の部分のレジスト層１２を除去し、図１（ｃ）に示すように、レジストパターンを形成する。
そして、図２を用いて説明した処理装置２０を用いて、異方性ドライエッチングを行い、基材１１に異方性ドライエッチングを施す。エッチング条件は、ＲＦパワー；６００Ｗ、Ｏ２流量；１００ｓｃｃｍ、圧力；５Ｐａである。これにより、図１（ｄ）に示すように、レジストパターンが形成された箇所以外の箇所の基材１１にエッチングが施され、微細パターン１３に対応した凹凸構造が基材１１に形成される。
【００３０】
そして、残ったレジスト層１２を、アセトンによる基材洗浄で除去し、図１（ｅ）に示すような、凹部と凸部を有するパターンが形成された基材１１を作製する。
その後、パターンが形成された基材１１に対して、処理装置３０を用いて、等方性ドライエッチングを行う。等方性ドライエッチング条件は、ＲＦパワー；３００Ｗ、Ｏ２流量；１００ｓｃｃｍ、圧力；３０Ｐａである。これにより、図１（ｆ）、図１（ｇ）に示すように、基材１１の凸部の角には円弧が形成される。
【００３１】
なお、本実施例では、ライン幅Ｌ（図１参照）が２μｍ，５μｍ，１０μｍの３通りで、３通りのライン幅Ｌに対してそれぞれ深さＤ（図１参照）が３μｍ，５μｍの２通りの、計６種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ）の組となる下成形型４１ａを作製した。また、各種類に対して、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒ（図１参照）が、１０ｎｍ，２０ｎｍ，５０ｎｍの３通りとなるように作製した。つまり、計１８種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ、曲率半径ｒ）の組となる下成形型４１ａを作製した。なお、上述した等方性ドライエッチングのエッチング条件の下で下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒを異ならせるには、エッチングの処理時間を異ならせることが好適である。以下では、曲率半径ｒが１０ｎｍのものを実施例１の下成形型４１ａと、曲率半径ｒが２０ｎｍのものを実施例２の下成形型４１ａと、曲率半径ｒが５０ｎｍのものを実施例３の下成形型４１ａとする。
【００３２】
（比較例）
比較例の下成形型４１ａとして、上述した実施例の製造方法に対して、凸部の角を丸めるための等方性ドライエッチングを施さない状態の下成形型４１ａ、つまり図１（ｅ）の状態の下成形型４１ａであって、上述した６種類の（ライン幅Ｌ、深さＤ）の組の下成形型４１ａを作製した。なお、比較例の下成形型４１ａの凸部の角は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径はいずれも５ｎｍ以下である。
【００３３】
（インプリント）
以上のようにして得られた各実施例及び比較例の下成形型４１ａをインプリント装置４０に適用して、光学素子５０にインプリントを行った。インプリントは、各例に対して１５回行った。なお、上成形型４１ｂとして、３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ２ｍｍの平板状のグラッシーカーボンを用いた。
【００３４】
先ず、下成形型４１ａをインプリント装置４０の保持部４４に載せる。そして、図４に示すように、下成形型４１ａの表面に、２０ｍｍ×２０ｍｍで厚さ１ｍｍの平板状のガラス材料であるテンパックスガラス（Tempaxは、SCHOTT社の登録商標）を載せる。そして、成形室６０を０．０５Ｐａまで真空引きした。真空引き後、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを６５０℃まで加熱した。その後、５００Ｎの圧力でプレス成形を開始し、３０ｍｉｎ保持した。その後、下成形型４１ａ，上成形型４１ｂを２００℃まで冷却し、被成形体であるガラス成形体を取り出した。
【００３５】
〔評価方法〕
上述のようにして作製されたガラス成形体に対して顕微鏡で外観検査を行った。そして、成形体の破損率を求めた。
〔評価結果〕
各パターン、各例毎の成形体破損率を表１に示す。
表１で示した結果によれば、凸部の角に曲率半径ｒが２０ｎｍ以上の円弧を有する成形型を使用してインプリントを行ったものについては、成形体破損率が７％以下となり、良好な結果を得た。特に凹凸パターンのアスペクト比（深さＤ／ライン幅Ｌ）が１より小さいものについては、成形体破損率が０％となり、良好な結果を得た。
一方、凸部の角に曲率半径ｒが１０ｎｍ以下の円弧を有する成形型を使用してインプリントを行ったものについては、成形体破損率が悪い。特に凹凸パターンのアスペクト比が１以上のものについては、成形体破損率が２０％以上となる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
〔考察〕
実施例１〜３および比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体を概観する。図５は、実施例１〜３および比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図であり、図５（ａ）は、比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図、図５（ｂ）は、実施例１〜３の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の概略図である。
【００３８】
比較例の下成形型４１ａの凸部の角は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径ｒはいずれも５ｎｍ以下であることから、図５（ａ）に示すように、その下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の凹部の隅部は、ほぼ直角であるか、円弧が形成されていたとしてもその曲率半径はいずれも５ｎｍ以下となる。このため、ガラス成形体５１の凹部の隅部には応力が集中し、この箇所から破損したと考えられる。
【００３９】
一方、実施例１〜３の下成形型４１ａの凸部の角には、１０ｎｍ〜５０ｎｍの曲率半径ｒを有する円弧が形成されていることから、図５（ｂ）に示すように、その下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１の凹部の隅部には、１０ｎｍ〜５０ｎｍの曲率半径Ｒを有する円弧が形成されている。それゆえ、比較例の下成形型４１ａにより成形されたガラス成形体５１よりも、凹部の隅部に集中する応力は小さい。そのため、比較例よりも実施例１〜３の方が成形体破損率は小さい。
【００４０】
また、表１により、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒが大きくなるにつれて、言い換えれば、ガラス成形体５１の凹部の隅部の円弧の曲率半径Ｒが大きくなるにつれて、成形体破損率が小さくなることがわかる。これから、凹部の隅部の円弧の曲率半径Ｒが大きくなるにつれて、凹部の隅部に集中する応力が小さくなると考えられる。そして、このことは、下成形型４１ａに形成されたパターンのアスペクト比によらない。ただし、表１に示した結果を見ると、下成形型４１ａの凸部の角の円弧の曲率半径ｒは、実施例１の１０ｎｍでは充分ではなく、２０ｎｍ以上であることが好ましく、特に、アスペクト比が１以上である場合には、２０ｎｍよりも大きくすることが好適である。
【００４１】
なお、本実施例において、成形型の材料は、グラッシーガーボンとしたが、炭素を含む材料であれば、これに限定されるものではない。例えば、グラファイト、ＤＬＣ（Diamond like Carbon）を含む材料などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態に係る成形型の製造方法について説明した図である。
【図２】実施の形態に係る異方性ドライエッチングを行う処理装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係る等方性ドライエッチングを行う処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係るインプリント装置について説明した図である。
【図５】実施例１〜３および比較例の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図であり、（ａ）は、比較例の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図、（ｂ）は、実施例１〜３の下成形型により成形されたガラス成形体の概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形型、１１…基材、１２…レジスト層、１３…微細パターン、２０，３０…処理装置、２１，３１…被処理物、２２，３２…設置台、２３，３３…対向電極、２４，３４…処理ガス導入バルブ、２５，３５…高周波電源、２６，３６…排気バルブ、２７，３７…排気ポンプ、４０…インプリント装置、４１…成形型、４１ａ…下成形型、４１ｂ…上成形型、４２…駆動装置、４３…支持部、４４…保持部、４５…圧力センサ、４６…制御部、４７ａ…水平部材、４７ｂ…水平台、４８…縦部材、５０…光学素子、５１…ガラス成形体、６０…成形室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型であって、
前記型面に対してエッチングが施されることにより前記凸部の角が円弧を有するように形成された
ことを特徴とする成形型。
【請求項２】
前記凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して前記円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項３】
前記エッチングは、等方性ドライエッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載の成形型。
【請求項４】
基材に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基材に対してエッチングを施し前記凸部の角に円弧を形成する工程と、
を含む成形型の製造方法。
【請求項５】
前記パターンを形成する工程は、前記基材の上にレジスト層を形成する工程と、当該レジスト層が露光・現像されることによってレジストパターンを形成する工程と、当該レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程と、当該レジストパターンを除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の成形型の製造方法。
【請求項６】
前記凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して前記円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の成形型の製造方法。
【請求項７】
前記凸部の角に前記円弧を形成する工程では、等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の成形型の製造方法。
【請求項８】
凹部と凸部とを有するパターンが形成された型面に対してエッチングを施すことにより凸部の角に円弧を形成した成形型を用いて、ガラスをインプリントすることにより、当該ガラスの表面に凹部と凸部が形成され、当該凹部の隅部には円弧が形成された
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１】
型面に凹部と凸部とを有するパターンが形成された成形型であって、
前記型面に対してエッチングが施されることにより前記凸部の角が円弧を有するように形成された
ことを特徴とする成形型。
【請求項２】
前記凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して前記円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項３】
前記エッチングは、等方性ドライエッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載の成形型。
【請求項４】
基材に凹部と凸部とを有するパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基材に対してエッチングを施し前記凸部の角に円弧を形成する工程と、
を含む成形型の製造方法。
【請求項５】
前記パターンを形成する工程は、前記基材の上にレジスト層を形成する工程と、当該レジスト層が露光・現像されることによってレジストパターンを形成する工程と、当該レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程と、当該レジストパターンを除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の成形型の製造方法。
【請求項６】
前記凸部の幅が２〜１０μｍであるのに対して前記円弧の曲率半径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の成形型の製造方法。
【請求項７】
前記凸部の角に前記円弧を形成する工程では、等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の成形型の製造方法。
【請求項８】
凹部と凸部とを有するパターンが形成された型面に対してエッチングを施すことにより凸部の角に円弧を形成した成形型を用いて、ガラスをインプリントすることにより、当該ガラスの表面に凹部と凸部が形成され、当該凹部の隅部には円弧が形成された
ことを特徴とする光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９２６９５（Ｐ２００９−２９２６９５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５０１２７（Ｐ２００８−１５０１２７）
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]