JP2006235491A - Method for forming resin plate and resin plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂板およびその製造方法に関する。特に本発明は、電子デバイスまたは光デバイスあるいはそれらの製造プロセス等に利用される微細パターンを形成するための樹脂板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a resin plate and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a resin plate for forming a fine pattern used in an electronic device, an optical device, or a manufacturing process thereof, and a manufacturing method thereof.
近年、有機ＴＦＴや有機ＥＬディスプレイ等の有機薄膜を用いた電子デバイス等の製造プロセスにおいて、ドライエッチング等により微細なパターニングを施しているが、エッチングの際、有機薄膜にダメージを与えてしまうことがある。そこで、特許文献１は、有機薄膜の微細パターン形成技術として、マイクロコンタクトプリンティング法（μＣＰ法）を開示している。μＣＰ法は、所望の凹凸パターンを形成した樹脂板にインクを付着した後に、樹脂板と転写体とを接触させて転写体にインクを転写し、転写体上に所望のパターンを形成する方法である。 In recent years, fine patterning has been performed by dry etching or the like in a manufacturing process of an electronic device using an organic thin film such as an organic TFT or an organic EL display, but the organic thin film may be damaged during the etching. is there. Therefore, Patent Document 1 discloses a micro contact printing method (μCP method) as a technique for forming a fine pattern of an organic thin film. The μCP method is a method of forming a desired pattern on a transfer body by attaching the ink to a resin plate on which a desired concavo-convex pattern has been formed, and then transferring the ink to the transfer body by bringing the resin plate into contact with the transfer body. is there.
μＣＰ法に用いられる樹脂板の一例として、特許文献２は、金属等の母型に形成された凹凸を樹脂に転写することにより樹脂板を形成する方法を開示している。しかし、この方法では、母型の凹凸が正確に転写されないことがあり、また樹脂板を形成する前に母型を形成するため手間がかかっていた。
本発明の目的は、微細パターンを精度よく形成することのできる樹脂板およびその形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resin plate capable of forming a fine pattern with high accuracy and a method for forming the same.
本発明にかかる樹脂板の形成方法は、
インク転写部を有する樹脂板の形成方法であって、
（ａ）シロキサン結合を有するケイ素樹脂膜に高エネルギー線を照射することにより、前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえる工程を含む。
The method for forming a resin plate according to the present invention is as follows.
A method of forming a resin plate having an ink transfer portion,
(A) A step of changing the silicon resin film to a silicon oxide film by irradiating the silicon resin film having a siloxane bond with high energy rays is included.
このように形成された樹脂板は、母型を形成する必要がないため、母型の不正確な転写のおそれがなく、また手間を簡略化することができる。 Since the resin plate formed in this way does not need to form a mother die, there is no fear of imprecise transfer of the mother die, and the labor can be simplified.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）の前に、
（ｂ）基体上に前記ケイ素樹脂膜を形成する工程をさらに含むことができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
Before the step (a),
(B) It may further include a step of forming the silicon resin film on the substrate.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記高エネルギー線は、紫外線、電子線、およびＸ線から選択される少なくとも１種であることができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
The high energy beam may be at least one selected from ultraviolet rays, electron beams, and X-rays.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ｂ）では、オルガノシロキサン結合を有するモノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方をプラズマ重合することによって前記ケイ素樹脂膜を形成することができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
In the step (b), the silicon resin film can be formed by plasma polymerization of at least one of a monomer and an oligomer having an organosiloxane bond.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）では、所望の領域に前記高エネルギー線を照射することにより、当該所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえることができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
In the step (a), the silicon resin film in the desired region can be changed to a silicon oxide film by irradiating the desired region with the high energy beam.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）では、前記所望の領域以外の領域にマスクを設けることにより、当該所望の領域に前記高エネルギー線を照射することができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
In the step (a), by providing a mask in a region other than the desired region, the desired region can be irradiated with the high energy beam.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）では、レーザ光またはシンクロトロン放射光の少なくとも一方を所望の領域に照射することにより、当該所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえることができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
In the step (a), the silicon resin film in the desired region can be replaced with a silicon oxide film by irradiating the desired region with at least one of laser light and synchrotron radiation.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）では、前記所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえることにより、当該所望の領域に凹部が形成されることができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
In the step (a), a recess can be formed in the desired region by replacing the silicon resin film in the desired region with a silicon oxide film.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
前記工程（ａ）の後に、前記酸化ケイ素膜を除去する工程をさらに含むことができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
After the step (a), the method may further include a step of removing the silicon oxide film.
本発明にかかる樹脂板の形成方法において、
所望の凹部の深さに応じて、前記高エネルギー線の照射量を変化させることができる。
In the method for forming a resin plate according to the present invention,
The irradiation amount of the high energy beam can be changed according to the desired depth of the recess.
本発明にかかる樹脂板は、上述した形成方法のいずれかによって形成されたものである。 The resin plate concerning this invention is formed by either of the formation methods mentioned above.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１および図３〜図５は、本発明の実施の形態にかかる樹脂板１００の形成方法を模式的に示す断面図である。図２は、後述するケイ素樹脂膜１２の成膜装置を模式的に示す図である。図６は、本発明の実施の形態にかかる樹脂板１００を模式的に示す断面図である。 1 and 3 to 5 are cross-sectional views schematically showing a method of forming the resin plate 100 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a film forming apparatus for the silicon resin film 12 to be described later. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the resin plate 100 according to the embodiment of the present invention.
１．樹脂板の形成方法
（１）まず、基板１０を用意する。基板１０の材質としては特に限定されないが、たとえばシリコン基板を用いることができる。
1. Method for Forming Resin Plate (1) First, the substrate 10 is prepared. The material of the substrate 10 is not particularly limited, but for example, a silicon substrate can be used.
ついで、図１に示すように、基板１０上にケイ素樹脂膜１２を成膜する。ケイ素樹脂膜１２としては、オルガノシロキサン結合を有するシリコーンモノマーおよびシリコーンオリゴマー（以下、これらを「シリコーン原料」という）の少なくとも一方をプラズマ重合したケイ素樹脂膜であることが好ましい。なお、ケイ素樹脂膜１２としては、これに限定されず、シリコーンゴムやシリコーンレジン等のその他のケイ素を含む樹脂を用いてもよい。 Next, as shown in FIG. 1, a silicon resin film 12 is formed on the substrate 10. The silicon resin film 12 is preferably a silicon resin film obtained by plasma polymerizing at least one of a silicone monomer having an organosiloxane bond and a silicone oligomer (hereinafter referred to as “silicone raw material”). The silicon resin film 12 is not limited to this, and other silicon-containing resins such as silicone rubber and silicone resin may be used.
シリコーンモノマーおよびシリコーンオリゴマーは、常温で液体であることが好ましい。かかる液体のシリコーンモノマーおよびシリコーンオリゴマーは、プラズマ重合を用いて重合する際に取り扱いが容易である。 The silicone monomer and the silicone oligomer are preferably liquid at normal temperature. Such liquid silicone monomers and silicone oligomers are easy to handle when polymerizing using plasma polymerization.
本発明にかかる形成方法において、シリコーンモノマーおよびシリコーンオリゴマーは、下記一般式（１）および下記一般式（２）で示される化合物から選択される少なくとも１種であることができる。 In the forming method according to the present invention, the silicone monomer and the silicone oligomer may be at least one selected from compounds represented by the following general formula (1) and the following general formula (2).
前記一般式（１）、（２）において、Ｒ１〜Ｒ１０としては、例えば、メチル基，エチル基などのアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基などを挙げることができる。 In the general formulas (1) and (2), examples of R 1 to R 10 include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, a phenyl group, and an alkylphenyl group.
前記一般式（１）で示される化合物としては、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、デカメチルペンタシロキサン、デカメチルテトラシロキサンなどを例示できる。 Examples of the compound represented by the general formula (1) include octamethyltrisiloxane, hexamethyltrisiloxane, decamethylpentasiloxane, decamethyltetrasiloxane and the like.
前記一般式（２）で示される化合物としては、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロヘキサシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンなどを例示できる。 Examples of the compound represented by the general formula (2) include octamethylcyclotetrasiloxane, hexamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclohexasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane and the like.
ケイ素樹脂膜１２の成膜は、たとえば図２に示す成膜装置によって行われる。成膜装置４０は、真空ポンプ５２を備える真空チャンバ４２を有する。真空チャンバ４２の内部には、その下部に基板１０を載置する処理ステージ５０が備えられている。処理ステージ５０は、温度調節可能に形成されることが好ましい。また、真空チャンバ４２の上部には絶縁体４４を介して高周波電極４６が備えられている。高周波電極４６は、高周波電源４８に接続されている。 The silicon resin film 12 is formed by, for example, a film forming apparatus shown in FIG. The film forming apparatus 40 has a vacuum chamber 42 provided with a vacuum pump 52. Inside the vacuum chamber 42, a processing stage 50 for placing the substrate 10 is provided below the vacuum chamber 42. The processing stage 50 is preferably formed to be temperature adjustable. In addition, a high-frequency electrode 46 is provided above the vacuum chamber 42 via an insulator 44. The high frequency electrode 46 is connected to a high frequency power supply 48.
さらに、真空チャンバ４２には、前述したシリコーン原料を供給する原料ガス供給手段７０と、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを供給するキャリアガス供給手段５４とが接続されている。原料ガス供給手段７０は、原料５８を収納する容器５６と、容器５６を加熱するヒータ６０とを有している。容器５６は、流量制御弁６２を介して原料供給経路６６により真空チャンバ４２に接続されている。また、キャリアガス供給手段５４は、流量制御弁６２を介してキャリアガス供給経路６４により真空チャンバ４２に接続されている。真空チャンバ４２は、アース部６８によって接地されている。 Further, the above-described raw material gas supply means 70 for supplying the silicone raw material and a carrier gas supply means 54 for supplying an inert gas such as argon gas are connected to the vacuum chamber 42. The raw material gas supply means 70 includes a container 56 that stores the raw material 58 and a heater 60 that heats the container 56. The container 56 is connected to the vacuum chamber 42 by a raw material supply path 66 through a flow rate control valve 62. The carrier gas supply means 54 is connected to the vacuum chamber 42 by a carrier gas supply path 64 via a flow rate control valve 62. The vacuum chamber 42 is grounded by a ground part 68.
このような成膜装置４０による成膜処理は、まず基板１０を処理ステージ５０の上に配置する。このとき処理ステージ５０の温度調節が可能であれば、基板１０を常温以上（例えば２５〜５００℃、好ましくは２５〜２５０℃）に保持するようにして、プラズマ重合を促進させることもできる。次に、重合反応を良好に促進させ、かつ重合反応以外の反応を抑制させるために真空チャンバ４２の内部を負圧にする。真空チャンバ４２の圧力は、例えば０．１〜０．２Ｐａとすることができる。 In such a film forming process by the film forming apparatus 40, first, the substrate 10 is placed on the processing stage 50. At this time, if the temperature of the processing stage 50 can be adjusted, plasma polymerization can be promoted by holding the substrate 10 at room temperature or higher (for example, 25 to 500 ° C., preferably 25 to 250 ° C.). Next, the inside of the vacuum chamber 42 is set to a negative pressure in order to favorably promote the polymerization reaction and suppress reactions other than the polymerization reaction. The pressure of the vacuum chamber 42 can be 0.1-0.2 Pa, for example.
上記のような条件に設定された成膜装置４０を用いて、プラズマ重合反応によりケイ素樹脂膜１２の成膜を行う。シリコーン原料５８として常温で液体として存在するもの、例えば前述したオクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサンなどを使用することができる。シリコーン原料５８をヒータ６０で加熱することによりガス化させ、原料供給経路６６を介して、負圧となった真空チャンバ４２に導入させる。ガス化した原料を真空チャンバ４２に導入させる際、原料供給経路６６に図示しないヒータを設け、原料ガスを加熱した後に導入させるようにしても良い。同時にアルゴンガスもキャリアガス供給経路６４を介して、真空チャンバ４２へ導入させる。 The silicon resin film 12 is formed by a plasma polymerization reaction using the film forming apparatus 40 set under the above conditions. As the silicone raw material 58, those existing as a liquid at normal temperature, for example, the aforementioned octamethyltrisiloxane, hexamethyltrisiloxane, or the like can be used. The silicon raw material 58 is gasified by being heated by the heater 60 and is introduced into the vacuum chamber 42 having a negative pressure through the raw material supply path 66. When the gasified raw material is introduced into the vacuum chamber 42, a heater (not shown) may be provided in the raw material supply path 66, and the raw material gas may be introduced after being heated. At the same time, argon gas is also introduced into the vacuum chamber 42 via the carrier gas supply path 64.
その後、高周波電極４６により真空チャンバ４２の内部に高周波電圧を印加させることにより、シリコーン原料のガスが電離してプラズマ化され、基板１０の表面で重合することで、ケイ素樹脂膜１２が形成される。このようにプラズマ重合によりケイ素樹脂を形成することで、基体５０上にケイ素樹脂膜１２を形成することができる。 Thereafter, a high-frequency voltage is applied to the inside of the vacuum chamber 42 by the high-frequency electrode 46, whereby the silicon raw material gas is ionized into plasma and polymerized on the surface of the substrate 10, thereby forming the silicon resin film 12. . Thus, the silicon resin film 12 can be formed on the substrate 50 by forming the silicon resin by plasma polymerization.
ケイ素樹脂膜１２を形成した後に、該ケイ素樹脂膜１２が分解する温度より低い温度で熱処理することができる。具体的には、上記のようにして形成されたケイ素樹脂膜１２は、大気または窒素などの不活性ガス雰囲気中にて２５〜４００℃でアニール処理を行うことにより、成膜されたケイ素樹脂の内部に含まれる原料等が蒸発して、ケイ素樹脂膜１２の不純物を低減し、該ケイ素樹脂膜１２をより硬化させることができる。 After the silicon resin film 12 is formed, heat treatment can be performed at a temperature lower than the temperature at which the silicon resin film 12 decomposes. Specifically, the silicon resin film 12 formed as described above is annealed at 25 to 400 ° C. in an inert gas atmosphere such as air or nitrogen, thereby forming the silicon resin film formed. The raw material contained in the inside evaporates to reduce impurities in the silicon resin film 12, and the silicon resin film 12 can be further cured.
（２）次に、図３に示すように、ケイ素樹脂膜１２上の所望の位置にマスク層１４を設ける。具体的には、インク転写部の形成領域にマスク層１４が設けられる。マスク層１４の材質としては、高エネルギー線を透過し、かつ高エネルギー線によって変質しないものであれば特に限定されないが、たとえば、銅などの金属や半導体を用いることができる。 (2) Next, as shown in FIG. 3, a mask layer 14 is provided at a desired position on the silicon resin film 12. Specifically, the mask layer 14 is provided in the formation region of the ink transfer portion. The material of the mask layer 14 is not particularly limited as long as it transmits high energy rays and is not altered by the high energy rays. For example, a metal such as copper or a semiconductor can be used.
（３）次に、図４に示すように、ケイ素樹脂膜１２上のマスク層１４で覆われていない領域に酸化ケイ素膜１６を形成する。酸化ケイ素膜１６は、ケイ素樹脂膜１２に高エネルギー線を照射し、照射されたケイ素樹脂が酸化ケイ素にかわることにより得られる。 (3) Next, as shown in FIG. 4, a silicon oxide film 16 is formed in a region not covered with the mask layer 14 on the silicon resin film 12. The silicon oxide film 16 is obtained by irradiating the silicon resin film 12 with high energy rays, and the irradiated silicon resin is replaced with silicon oxide.
具体的には、ケイ素樹脂膜１２に、含酸素雰囲気において、高エネルギー線、例えばエキシマランプ等を用いて紫外線を照射することにより、酸化ケイ素膜１６を形成する。 Specifically, the silicon oxide film 16 is formed by irradiating the silicon resin film 12 with ultraviolet rays in an oxygen-containing atmosphere using a high energy beam such as an excimer lamp.
高エネルギー線は、紫外線、電子線、およびＸ線から選択される少なくとも１種であり、特に真空紫外光（波長１０ｎｍ〜２００ｎｍ）であることが好ましい。 The high energy beam is at least one selected from ultraviolet rays, electron beams, and X-rays, and is particularly preferably vacuum ultraviolet light (wavelength: 10 nm to 200 nm).
含酸素雰囲気は、０．１Ｐａ以上の酸素分圧があればよく、大気圧下、加圧下あるいは減圧下でもよい。このような含酸素雰囲気は、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスに酸素および／または酸素化合物が含まれる。すなわち、含酸素雰囲気は、酸素または酸素化合物を含むことができ、あるいは酸素と酸素化合物の両者を含んでもよい。酸素化合物としては、水，オゾンなどを用いることができる。酸素化合物を用いる場合には、酸素化合物を酸素に換算したときの分圧を酸素分圧として採用することができる。酸素化合物として水を用いる場合には、例えば水の露点が−８０℃以上の雰囲気を用いることができる。 The oxygen-containing atmosphere may have an oxygen partial pressure of 0.1 Pa or more, and may be under atmospheric pressure, under pressure, or under reduced pressure. Such an oxygen-containing atmosphere includes, for example, oxygen and / or an oxygen compound in an inert gas such as nitrogen or argon. That is, the oxygen-containing atmosphere can contain oxygen or an oxygen compound, or may contain both oxygen and an oxygen compound. As the oxygen compound, water, ozone, or the like can be used. When using an oxygen compound, the partial pressure when the oxygen compound is converted to oxygen can be adopted as the oxygen partial pressure. When water is used as the oxygen compound, for example, an atmosphere having a water dew point of −80 ° C. or higher can be used.
ケイ素樹脂膜１２が酸化ケイ素膜１６に変わるメカニズムは、以下のようであると考えられる。すなわち、含酸素雰囲気および膜中に存在する酸素分子が、高エネルギー線によってＯラジカルやＯＨラジカルなどの活性種に変化する。これらの活性種がケイ素樹脂膜１２の有機基（例えばシリコーン原料が有するアルキル基などの有機基）をシラノール基に置換し、そのシラノール基同士が脱水反応によりシロキサン結合を形成して架橋することによって酸化ケイ素となる。 The mechanism by which the silicon resin film 12 is changed to the silicon oxide film 16 is considered as follows. That is, oxygen molecules present in the oxygen-containing atmosphere and the film are changed to active species such as O radicals and OH radicals by high energy rays. These active species replace the organic groups of the silicon resin film 12 (for example, organic groups such as alkyl groups of silicone raw materials) with silanol groups, and the silanol groups form a siloxane bond by a dehydration reaction and crosslink. It becomes silicon oxide.
含酸素雰囲気において高エネルギー線を照射した後に、熱処理を行うことにより、酸化ケイ素膜１６に残留する水分やシラノール基をより確実に除去できる。熱処理の温度は、たとえば５００℃以下、好ましくは３００〜５００℃で行うことができる。３００℃程度で、膜中に残留する水を脱離させることができ、５００℃程度で、膜中のシラノール基を除去できる。このような脱水処理を行うことにより、水分やシラノール等の酸化ケイ素膜１６内に存在する親水成分を低減することができるので、酸化ケイ素膜１６の表面に付着した水分が酸化ケイ素膜１６の内部に吸収されることが抑制され、その結果、酸化ケイ素膜１６に耐吸湿性を付与することができる。 By performing heat treatment after irradiating high energy rays in an oxygen-containing atmosphere, moisture and silanol groups remaining in the silicon oxide film 16 can be more reliably removed. The temperature of heat processing is 500 degrees C or less, for example, Preferably it can carry out at 300-500 degreeC. Water remaining in the film can be eliminated at about 300 ° C., and silanol groups in the film can be removed at about 500 ° C. By performing such a dehydration treatment, it is possible to reduce hydrophilic components such as moisture and silanol present in the silicon oxide film 16, so that moisture adhering to the surface of the silicon oxide film 16 is contained in the silicon oxide film 16. As a result, moisture absorption resistance can be imparted to the silicon oxide film 16.
ついで、図５に示すように、マスク層１４を除去する。 Next, as shown in FIG. 5, the mask layer 14 is removed.
（４）次に、図６に示すように、酸化ケイ素膜１６を除去する。酸化ケイ素膜１６は、アルカリ溶液やフッ化水素溶液等を用いてウェットエッチング法により除去することができる。 (4) Next, as shown in FIG. 6, the silicon oxide film 16 is removed. The silicon oxide film 16 can be removed by a wet etching method using an alkaline solution, a hydrogen fluoride solution, or the like.
以上の工程により図６に示すように、本実施の形態にかかる樹脂板１００を形成することができる。 As shown in FIG. 6, the resin plate 100 according to the present embodiment can be formed by the above steps.
２．樹脂板の構造
樹脂板１００は、基板１０の上方に形成されたケイ素樹脂膜１２を含む。ケイ素樹脂膜１２は、図６に示すように凸状領域１２ａを有する。凸状領域１２ａに、たとえば有機溶液からなるインク（被転写層）を塗布した後に、樹脂板１００のケイ素樹脂膜１２側の面を転写体（図示せず）に接触させることにより、塗布したインクを転写体に転写する。
2. Resin Plate Structure The resin plate 100 includes a silicon resin film 12 formed above the substrate 10. The silicon resin film 12 has a convex region 12a as shown in FIG. For example, after applying ink (transfer target layer) made of an organic solution to the convex region 12a, the surface of the resin plate 100 on the silicon resin film 12 side is brought into contact with a transfer body (not shown) to apply the applied ink. Is transferred to a transfer body.
ケイ素樹脂膜１２としては、オルガノシロキサン結合を有するシリコーンモノマーおよびシリコーンオリゴマー（以下、これらを「シリコーン原料」という）の少なくとも一方をプラズマ重合したケイ素樹脂膜であることが好ましい。このようなケイ素樹脂膜は、プラズマ重合により重合していないシリコーンゴムやシリコーンレジンと比べて硬度が高いため、樹脂板１００を転写体に接触させる際に変形し難い。よって、樹脂板１００を用いることでより高精細に印刷することができる。また、プラズマ重合は、例えば複雑な配管や温度制御装置を必要とするＣＶＤ成膜装置に比べて構成が簡易なプラズマ重合装置を用いることができるので、設備に要するコストを低減できる。 The silicon resin film 12 is preferably a silicon resin film obtained by plasma polymerizing at least one of a silicone monomer having an organosiloxane bond and a silicone oligomer (hereinafter referred to as “silicone raw material”). Such a silicon resin film is harder to deform when the resin plate 100 is brought into contact with the transfer body because it has a higher hardness than silicone rubber or silicone resin that is not polymerized by plasma polymerization. Therefore, it is possible to print with higher definition by using the resin plate 100. In addition, since plasma polymerization can use a plasma polymerization apparatus having a simple configuration as compared with, for example, a CVD film forming apparatus that requires complicated piping and a temperature control device, the cost required for equipment can be reduced.
また、樹脂板１００の製造工程において、当該ケイ素樹脂膜１２の一部を酸化ケイ素膜１６にかえることができる。すなわち、ケイ素樹脂膜１２に照射する高エネルギー線の種類、強度、時間などを制御することにより、用途に応じて、酸化ケイ素膜１６の厚さをかえることができ、また樹脂板１００の凹部の深さをかえることができる。 In the manufacturing process of the resin plate 100, a part of the silicon resin film 12 can be replaced with the silicon oxide film 16. That is, by controlling the type, intensity, time, and the like of the high-energy rays applied to the silicon resin film 12, the thickness of the silicon oxide film 16 can be changed according to the application, and the recesses of the resin plate 100 can be changed. You can change the depth.
また、樹脂板１００を形成する際に、当該樹脂板１００に直接パターニングすることができるため、母型を作製する必要がない。よって、母型から樹脂への不正確な転写のおそれがなく、また母型の形成工程を簡略することができ、環境負荷を低減することができる。 Further, when the resin plate 100 is formed, it is possible to directly pattern the resin plate 100, so that there is no need to manufacture a mother die. Therefore, there is no fear of inaccurate transfer from the mother die to the resin, the mother die formation process can be simplified, and the environmental load can be reduced.
また、樹脂板１００は、酸化ケイ素膜１６を除去して形成されているため、より深い凹部を形成することができる。よって、樹脂板１００は、印刷の転写精度を向上させることができる。 In addition, since the resin plate 100 is formed by removing the silicon oxide film 16, a deeper recess can be formed. Therefore, the resin plate 100 can improve printing transfer accuracy.
３．変形例
３．１．第１の変形例
図７は、第１の変形例にかかる樹脂板２００の断面を示す図である。樹脂板２００は、凹凸形状がほとんど形成されていない点、および酸化ケイ素膜１８が除去されていない点で、図６に示す樹脂板１００と異なる。
3. Modification 3.1. First Modification FIG. 7 is a view showing a cross section of a resin plate 200 according to a first modification. The resin plate 200 is different from the resin plate 100 shown in FIG. 6 in that the uneven shape is hardly formed and the silicon oxide film 18 is not removed.
上述した樹脂板の形成方法の（３）において照射する高エネルギー線の種類、強度、時間などを制御することにより、凹凸形状のほとんどない樹脂板２００が形成される。即ち、高エネルギー線の照射量を小さくすることにより、酸化ケイ素膜１８を薄く形成することができ、その結果、酸化ケイ素領域１２ｂの凹みが小さい樹脂板を形成することができる。 By controlling the type, intensity, time, and the like of the high-energy rays irradiated in (3) of the method for forming a resin plate described above, the resin plate 200 having almost no concavo-convex shape is formed. That is, the silicon oxide film 18 can be formed thin by reducing the irradiation amount of the high energy beam, and as a result, a resin plate having a small dent in the silicon oxide region 12b can be formed.
樹脂板２００は、酸化ケイ素領域１２ｂの表面が親水性であり、ケイ素樹脂領域１２ｃの表面が疎水性であるため、いわゆるオフセット印刷を行うことができる。すなわち、酸化ケイ素領域１２ｂの表面に水性のインクを塗布して、当該インクを転写体に転写することができる。疎水性のケイ素樹脂領域１２ｃには、水性のインクは広がらないため、樹脂板２００は、高精度な印刷行うことができる。この場合、樹脂板２００の形成工程において、上述したマスク層１４は、インク転写部の形成領域以外の領域に形成される。 Since the surface of the silicon oxide region 12b is hydrophilic and the surface of the silicon resin region 12c is hydrophobic, the resin plate 200 can perform so-called offset printing. That is, it is possible to apply aqueous ink to the surface of the silicon oxide region 12b and transfer the ink to a transfer body. Since the water-based ink does not spread in the hydrophobic silicon resin region 12c, the resin plate 200 can perform printing with high accuracy. In this case, in the step of forming the resin plate 200, the above-described mask layer 14 is formed in a region other than the region where the ink transfer portion is formed.
また、酸化ケイ素領域１２ｂの表面には、水性のインクを塗布し、ケイ素樹脂領域１２ｃの表面には、有機溶液からなるインクを塗布し、双方のインクを転写体に転写することもできる。また、高エネルギー線を照射することにより形成された酸化ケイ素膜１８は、数ミクロン程度の厚みを有し、親水化効果を長時間発揮することができるため、精度の安定した樹脂板２００を提供することができる。 Alternatively, water-based ink can be applied to the surface of the silicon oxide region 12b, and ink made of an organic solution can be applied to the surface of the silicon resin region 12c to transfer both inks to a transfer body. Further, since the silicon oxide film 18 formed by irradiating with high energy rays has a thickness of about several microns and can exert a hydrophilic effect for a long time, the resin plate 200 with stable accuracy is provided. can do.
その他の樹脂板２００の形成方法および構成については、樹脂板１００と同様であるので、説明を省略する。 Since the other formation methods and configurations of the resin plate 200 are the same as those of the resin plate 100, description thereof will be omitted.
３．２．第２の変形例
図８は、第２の変形例にかかる樹脂板３００の断面を示す図である。樹脂板３００は、酸化ケイ素膜１６が除去されていない点で、図６に示す樹脂板１００と異なる。樹脂板３００は、上述した樹脂板１００の形成方法の（１）〜（３）の工程で作製することができる。ケイ素樹脂膜１２に高エネルギー線を照射することにより酸化ケイ素膜１６にかえると、酸化ケイ素膜１６部分の体積がケイ素樹脂であったときより小さくなる。その結果、酸化ケイ素膜１６が形成されている領域に凹部領域が形成される。したがって樹脂板３００は、インク転写部の凸状領域１２ｄにインクを塗布して、転写させることにより印刷を行うことができる。このように酸化ケイ素膜１６を除去しないことにより、形成方法を簡便化することができる。また、高エネルギー線の照射時間等に応じて凹部の深さを調節することができるため、高精細な印刷を行うことができる。また、高エネルギー線を照射することにより形成された酸化ケイ素膜１６は、数ミクロン程度の厚みを有し、親水化効果を長時間発揮することができるため、精度の安定した樹脂板３００を提供することができる。また、凸状領域１２ｄの周囲には、親水性の酸化ケイ素膜１６が形成されているため、有機溶液からなるインクが広がることはなく、樹脂板３００は高精細な印刷を行うことができる。
3.2. Second Modification FIG. 8 is a view showing a cross section of a resin plate 300 according to a second modification. The resin plate 300 is different from the resin plate 100 shown in FIG. 6 in that the silicon oxide film 16 is not removed. The resin plate 300 can be produced by the steps (1) to (3) of the method for forming the resin plate 100 described above. When the silicon oxide film 16 is replaced by irradiating the silicon resin film 12 with high energy rays, the volume of the silicon oxide film 16 becomes smaller than when the silicon resin film 12 is made of silicon resin. As a result, a recessed region is formed in the region where the silicon oxide film 16 is formed. Accordingly, the resin plate 300 can be printed by applying and transferring ink to the convex region 12d of the ink transfer portion. Thus, the formation method can be simplified by not removing the silicon oxide film 16. In addition, since the depth of the concave portion can be adjusted according to the irradiation time of the high energy beam, high-definition printing can be performed. Further, since the silicon oxide film 16 formed by irradiating with high energy rays has a thickness of about several microns and can exert a hydrophilizing effect for a long time, the resin plate 300 with stable accuracy is provided. can do. Further, since the hydrophilic silicon oxide film 16 is formed around the convex region 12d, the ink made of the organic solution does not spread, and the resin plate 300 can perform high-definition printing.
その他の樹脂板３００の構成については、樹脂板１００と同様であるので、説明を省略する。 Since the configuration of the other resin plate 300 is the same as that of the resin plate 100, description thereof is omitted.
３．３．第３の変形例
第３の変形例にかかる樹脂板は、形成工程においてマスク層１４を用いない点で、上述した樹脂板１００と異なる。具体的には、上述した樹脂板１００の形成方法の（１）の後に、高エネルギー線として指向性のよいレーザ光やシンクロトロン放射光を所望の領域に局所的に照射することにより酸化ケイ素膜１６を形成する。これにより、マスク層１４を除去する必要がなくなるため、形成方法を簡便化することができる。その他の形成方法については、上述した樹脂板１００と同様であるので、説明を省略する。
3.3. Third Modified Example A resin plate according to a third modified example is different from the above-described resin plate 100 in that the mask layer 14 is not used in the forming process. Specifically, after (1) of the method for forming the resin plate 100 described above, a silicon oxide film is formed by locally irradiating a desired region with laser light or synchrotron radiation light having high directivity as high energy rays. 16 is formed. This eliminates the need to remove the mask layer 14, thereby simplifying the formation method. Since other forming methods are the same as those of the resin plate 100 described above, description thereof is omitted.
４．実験例
４．１．実験例１
市販のシリコーンゴムシートの上に銅からなるメタルマスクをのせ、エキシマランプ（ウシオ電機製 ＵＥＲ２０−１７２Ｂ）から放出される波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射光量１０ｍＷ／ｃｍ２で大気中にて９０分間照射した。以上の工程により形成された樹脂板の凹凸形状を走査電子顕微鏡（カールツアイス製ＵＬＴＲＡ５５）により測定した。測定結果を図９に示す。図９によれば、高エネルギー線の照射部（露光部）が未照射部（未露光部）より１μｍ程度凹んでおり、照射部には、厚さ６μｍ程度の酸化ケイ素膜が形成されていることが確認された。
4). Experimental example 4.1. Experimental example 1
A metal mask made of copper is placed on a commercially available silicone rubber sheet, and vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm emitted from an excimer lamp (UER20-172B manufactured by USHIO ELECTRIC CO., LTD.) Is irradiated for 90 minutes in the atmosphere at an irradiation light quantity of 10 mW / cm 2. Irradiated. The concavo-convex shape of the resin plate formed by the above steps was measured with a scanning electron microscope (ULTRA 55 manufactured by Carl Zeiss). The measurement results are shown in FIG. According to FIG. 9, the irradiation part (exposure part) of the high energy beam is recessed by about 1 μm from the non-irradiation part (unexposed part), and a silicon oxide film having a thickness of about 6 μm is formed in the irradiation part. It was confirmed.
４．２．実験例２
市販のシリコーンゴムシートの上に銅からなるメタルマスクをのせ、エキシマランプ（ウシオ電機製 ＵＥＲ２０−１７２Ｂ）から放出される波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射光量１０ｍＷ／ｃｍ２で大気中にて９０分間照射した。その後、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液で３分間、酸化ケイ素膜をウェットエッチングした。以上の工程により形成された樹脂板の凹凸形状を走査電子顕微鏡（カールツアイス製ＵＬＴＲＡ５５）により測定した。測定結果を図１０に示す。図１０によれば、酸化ケイ素膜が除去されているため、高エネルギー線の照射部（露光部）が未照射部（未露光部）より７μｍ程度凹んでいることが確認された。
4.2. Experimental example 2
A metal mask made of copper is placed on a commercially available silicone rubber sheet, and vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm emitted from an excimer lamp (UER20-172B manufactured by USHIO ELECTRIC CO., LTD.) Is irradiated for 90 minutes in the atmosphere at an irradiation light quantity of 10 mW / cm 2. Irradiated. Thereafter, the silicon oxide film was wet etched with a 1N aqueous sodium hydroxide solution for 3 minutes. The concavo-convex shape of the resin plate formed by the above steps was measured with a scanning electron microscope (ULTRA 55 manufactured by Carl Zeiss). The measurement results are shown in FIG. According to FIG. 10, since the silicon oxide film was removed, it was confirmed that the irradiation part (exposure part) of a high energy ray was recessed about 7 micrometers from the non-irradiation part (unexposed part).
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
１０ 基板、１２ ケイ素樹脂膜、１２ａ、１２ｄ 凸状領域、１２ｂ 酸化ケイ素領域、１２ｃ ケイ素樹脂領域、１４ マスク層、１６、１８ 酸化ケイ素膜 10 Substrate, 12 Silicon resin film, 12a, 12d Convex region, 12b Silicon oxide region, 12c Silicon resin region, 14 Mask layer, 16, 18 Silicon oxide film
Claims (11)
（ａ）シロキサン結合を有するケイ素樹脂膜に高エネルギー線を照射することにより、前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえる工程を含む、樹脂板の形成方法。 A method of forming a resin plate having an ink transfer portion,
(A) A method for forming a resin plate, comprising a step of irradiating a silicon resin film having a siloxane bond with a high energy ray to change the silicon resin film to a silicon oxide film.
前記工程（ａ）の前に、
（ｂ）基体上に前記ケイ素樹脂膜を形成する工程をさらに含む、樹脂板の形成方法。 In claim 1,
Before the step (a),
(B) A method for forming a resin plate, further comprising the step of forming the silicon resin film on a substrate.
前記高エネルギー線は、紫外線、電子線、およびＸ線から選択される少なくとも１種である、樹脂板の形成方法。 In claim 1 or 2,
The method for forming a resin plate, wherein the high energy beam is at least one selected from ultraviolet rays, electron beams, and X-rays.
前記工程（ｂ）では、オルガノシロキサン結合を有するモノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方をプラズマ重合することによって前記ケイ素樹脂膜を形成する、樹脂板の形成方法。 In claim 2 or 3,
In the step (b), the silicon resin film is formed by plasma polymerizing at least one of a monomer and an oligomer having an organosiloxane bond.
前記工程（ａ）では、所望の領域に前記高エネルギー線を照射することにより、当該所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえる、樹脂板の形成方法。 In any of claims 1 to 4,
In the step (a), a method for forming a resin plate, wherein the silicon resin film in the desired region is changed to a silicon oxide film by irradiating the desired region with the high energy ray.
前記工程（ａ）では、前記所望の領域以外の領域にマスクを設けることにより、当該所望の領域に前記高エネルギー線を照射する、樹脂板の形成方法。 In claim 5,
In the step (a), a method for forming a resin plate, wherein a mask is provided in a region other than the desired region to irradiate the desired region with the high energy beam.
前記工程（ａ）では、レーザ光またはシンクロトロン放射光の少なくとも一方を所望の領域に照射することにより、当該所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえる、樹脂板の形成方法。 In claim 5,
In the step (a), a method of forming a resin plate, wherein the desired region is irradiated with at least one of laser light and synchrotron radiation to change the silicon resin film in the desired region to a silicon oxide film.
前記工程（ａ）では、前記所望の領域の前記ケイ素樹脂膜を酸化ケイ素膜にかえることにより、当該所望の領域に凹部を形成する、樹脂板の形成方法。 In any of claims 5 to 7,
In the step (a), a method of forming a resin plate, wherein the silicon resin film in the desired region is replaced with a silicon oxide film to form a recess in the desired region.
前記工程（ａ）の後に、前記酸化ケイ素膜を除去する工程をさらに含む、樹脂板の形成方法。 In any one of claims 5 to 8,
A method for forming a resin plate, further comprising a step of removing the silicon oxide film after the step (a).
所望の凹部の深さに応じて、前記高エネルギー線の照射量を変化させる、樹脂板の形成方法。 In any one of Claim 1 thru | or 9,
A method for forming a resin plate, wherein the irradiation amount of the high energy ray is changed according to a desired depth of the recess.
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|---|---|---|---|---|
| JP4536824B2 (en) * | 2008-03-04 | 2010-09-01 | 株式会社レニアス | Transparent resin plate and manufacturing method thereof |
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2005
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