JP2007030147A - ナノ貼紙の製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】 産業上の量産及び低コストの要求に応えられるナノ貼紙の製造法を提供する。
【解決手段】 ステップａ）では、真空環境下で基板１１と転写スタンプ２１を備える。そのうち転写スタンプ２１は転写面を有し、転写面の表面にナノ凸形パターン２４を有し、ナノ凸形パターン２４は多数個の凸部２４１と凹部２４３から組成され、基板１１は蝕刻層１２を有する。ステップｂ）では、ナノ凸形パターン２４の凸部２４１または凹部２４３のいずれか一つにフォトレジスト材料２６を付着させる付着工程を実行する。ステップｃ）では、転写スタンプ２１のナノ凸形パターン２４と蝕刻層１２とを接触させることでナノ凸形パターン２４上のフォトレジスト材料２６を蝕刻層１２の表面に転写する転写工程を実行する。ステップｄ）では、蝕刻層１２を蝕刻することで蝕刻層１２のフォトレジスト材料２６が付着していない部位を所定の深さで蝕刻する蝕刻工程を実行する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ナノ科学技術に関し、特に産業の量産及び低コストの要求に応えられるナノ貼紙の製造法に関するものである。

現今、ナノ貼紙の製造技術のうち平版印刷技術（Lithography Techniques）は量産及び低コストの要求に応え、特に線の幅が５０ナノ以下である解析度の技術は半導体集積回路、電子商業化、光電産業及び磁性ナノ装置などの製造に適用するとされている。
現今の周知技術では、電子ビーム走査による平板印刷技術は解析度が１０ナノである（非特許文献１）。このような技術はポイントとポイントとを連接させる方法（point by point）で直列に配列するものであるため、生産速度が極めて遅い。したがって量産の要求に応えることはできない。また、もう一つは、Ｘ射線による平板印刷技術は、解析度が２０ナノであり、生産率が高い接触式転写の模式である（非特許文献２、３）。しかし、その光マスク技術及び露光技術は非常に複雑で高価であるため、業界の要求に応えることはできない。また、もう一つは、接近式スキャニングプローブによる平板印刷技術は解析度が１０ナノであり、早期の技術であるとされている（非特許文献４）。そのため、それらにくらべて産業上の量産及び低コストの要求に応えることは不可能である。
本発明者は、上述の欠点に鑑みて試作と実験が絶えなかった結果、本発明を完成させた。

（K. C. Beard, T. Qi. M. R. Dawson, B. Wang. C. Li, Nature 368, 604(1994).） （M. Godinot and M. Mahboubi, C. R. Acad. Sci. Ser. ＩＩ Mec. Phys. Chim. Chim. Sci. Terre Univers. 319, 357(1994) M. Godinot, in Anthropoid Origins, J. G. Fleagle and R. F. Kay, Eds. (Plenum, New York, 1994), pp. 235-295.） （E. L. Simons and D. T. Rasmussen, Proc. Nati. Acad. Sci. U.S.A. 91, 9946(1994); Evol. Anthropol. 3, 128(1994).）

本発明の主な目的は、産業上の量産及び低コストの要求に応えられるナノ貼紙の製造法を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明によるナノ貼紙の製造法は下記のステップを含む。ステップａ）では真空環境下で基板と転写スタンプを備える。そのうち転写スタンプは転写面を有し、転写面の表面にナノ凸形パターンを有し、ナノ凸形パターンは多数個の凸部と凹部から組成され、基板は蝕刻層を有する。ステップｂ）ではナノ凸形パターンの凸部または凹部のいずれか一つにフォトレジスト材料を付着させる付着工程を実行する。ステップｃ）では転写スタンプのナノ凸形パターンと蝕刻層とを接触させることでナノ凸形パターン上のフォトレジスト材料を蝕刻層の表面に転写する転写工程を実行する。ステップｄ）では蝕刻層を蝕刻することで蝕刻層のフォトレジスト材料が付着していない部位を所定の深さで蝕刻する蝕刻工程を実行する。前記ステップにより、ナノ貼紙の生産は産業上の量産及び低コストの要求に応えることが可能となる。

以下、本発明の特徴を下記の実施例と図面に基づいて説明する。まず図面の説明は下記の通りである。
図１は本発明の第一実施例の第一動作を示す模式図である。
図２は本発明の第一実施例の第二動作を示す模式図である。
図３は本発明の第一実施例での凸部にフォトレジスト材料を付着させている状態を示す模式図である。

図４は本発明の第一実施例での凹部にフォトレジスト材料を付着させている状態を示す模式図である。
図５は本発明の第一実施例の第三動作を示す模式図である。
図６は本発明の第一実施例での転写された後の基板の状態を示す模式図である。
図７は本発明の第一実施例の第四動作を示す模式図である。

図８は本発明の第一実施例の第五動作を示す模式図である。
図９は本発明の第二実施例の第一動作を示す模式図である。
図１０は本発明の第二実施例の第二動作を示す模式図である。
図１１は本発明の第二実施例の第三動作を示す模式図である。
図１２は本発明の第二実施例の第四動作を示す模式図である。

図１から図７に示すように、本発明の第一実施例によるナノ貼紙の製造法は下記のステップを含む。
ステップａ）では、真空環境下で基板１１と転写スタンプ２１とを備える。そのうち転写スタンプ２１は板状を呈し、底部に転写面２２を有し、転写面２２は表面にナノ凸形パターン２４を有し、ナノ凸形パターン２４は多数個の凸部２４１と凹部２４３から組成され、基板１１は蝕刻層１２を有し、蝕刻層１２は図１に示すように、重合体材質（polymer）である。

ステップｂ）では、図２に示すように、ナノ凸形パターン２４の凸部２４１または凹部２４３のいずれか一つにフォトレジスト材料２６を付着させる付着工程を実行する。そのうち凸部２４１にフォトレジスト材料２６を付着させた後の状態は図３に示す通りであり、凹部２４３にフォトレジスト材料２６を付着させた後の状態は図４に示す通りである。
ステップｃ）では、転写スタンプ２１を基板１１に転写する転写工程を実行する。この時、図５に示すようにナノ凸形パターン２４と蝕刻層１２とを接触させることでナノ凸形パターン２４上のフォトレジスト材料２６を蝕刻層１２の表面に転写することが可能である。凸部２４１にフォトレジスト材料２６を付着させるか、凹部２４３にフォトレジスト材料２６を付着させるかのいずれ方法でもフォトレジスト材料２６を蝕刻層１２の表面に転写することが可能である。かつ凸部２４１により転写された後の基板１１の状態と凹部２４３により転写された後の基板１１の状態は図６に示す通りである。

ステップｄ）では、図７に示すように、蝕刻層１２を蝕刻することで蝕刻層１２上のフォトレジスト材料２６が付着していない部位を所定の深さで蝕刻すると同時にフォトレジスト材料２６が付着している部位に所定の高さを有する多数個のナノ繊毛２８を形成する蝕刻工程を実行する。この時、基板１１を直接ナノ貼紙とするか、蝕刻層１２をはずしてほかの材料に付着させてナノ貼り紙の他の用途に使用することが可能である。
上述方法によりナノ貼紙を形成することが可能となる。

また第一実施例では、さらに洗剤（図中未表示）で基板１１上のフォトレジスト材料２６を除去する洗浄工程を実行するステップｅ）を増やすことが可能である。除去した後の状態は図８に示す通りである。前述ステップａ）からステップｄ）により形成されたナノ繊毛２８の先端にフォトレジスト材料２６が残留しているため、フォトレジスト材料２６を除去するかしないかにはナノ貼紙全体の吸着性に影響することはない。また洗浄工程はよりいっそうナノ貼紙の製品をきれいにすることができるだけでなく、未洗浄状態下での変数を解消できる。

図９から図１２に示すように、本発明の第二実施例によるナノ貼紙の製造法は下記のステップを含む。
ステップａ）では、真空環境下で基板３１と転写スタンプ４１を備える。そのうち転写スタンプ４１はローラー状を呈し、周囲面に転写面４２を有し、転写面４２は表面にナノ凸形パターン４４を有し、ナノ凸形パターン４４は多数個の凸部４４１と凹部４４３から組成され、基板３１は蝕刻層３２を有し、その状態は図９に示す通りである。

ステップｂ）では、図１０に示すように、ナノ凸形パターン４４の凸部４４１または凹部４４３のいずれか一つにフォトレジスト材料４６を付着させる付着工程を実行する。
ステップｃ）では、転写スタンプ４１を基板３１に輪転させる転写工程を実行する。この時、図１１に示すようにナノ凸形パターン４４と蝕刻層３２とを接触させることでナノ凸形パターン４４上のフォトレジスト材料４６を蝕刻層３２の表面に転写することが可能である。第二実施例では、例として凸部４４１にフォトレジスト材料４６を付着させる方法が掲示した。説明を簡潔にするために、凹部４４３にフォトレジスト材料４６を付着させる過程についての説明を省略する。

ステップｄ）では、図１２に示すように、蝕刻層３２を蝕刻することで蝕刻層３２上のフォトレジスト材料４６が付着していない部位を所定の深さで蝕刻すると同時にフォトレジスト材料４６が付着している部位に所定の高さを有する多数個のナノ繊毛４８を形成する蝕刻工程を実行する。この時、基板３１を直接ナノ貼紙とするか、蝕刻層３２をはずしてほかの材料に付着させてナノ貼り紙の他の用途に使用することが可能である。

第二実施例と第一実施例との違いは転写スタンプの形および転写スタンプと基板との接触方法（第一実施例は転写方法であるのに対し、第二実施例は輪転方法である）にある。そのほかのステップについて第二実施例と第一実施例は同じであるため、説明を省略する。また第二実施例は連続生産に適用することが可能である。
上述により、本発明の実施例によるナノ貼紙の製造法は真空環境下で簡単な転写または輪転技術と蝕刻技術とを組み合わせることでナノレベルの蝕刻層を高速に大量形成し、ナノ貼紙として使用することが可能であるため、産業上の量産の需要に応えられるだけでなく、低コストの長所を有する。周知のものに比べて産業上の優勢な点を有する。

本発明の第一実施例の第一動作を示す模式図である。 本発明の第一実施例の第二動作を示す模式図である。 本発明の第一実施例での凸部にフォトレジスト材料を付着させている状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例での凹部にフォトレジスト材料を付着させている状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例の第三動作を示す模式図である。 本発明の第一実施例での転写された後の基板の状態を示す模式図である。 本発明の第一実施例の第四動作を示す模式図である。 本発明の第一実施例の第五動作を示す模式図である。 本発明の第二実施例の第一動作を示す模式図である。 本発明の第二実施例の第二動作を示す模式図である。 本発明の第二実施例の第三動作を示す模式図である。 本発明の第二実施例の第四動作を示す模式図である。

符号の説明

１１ 基板、１２ 蝕刻層、２１ 転写スタンプ、２２ 転写面、２４ ナノ凸形パターン、２４１ 凸部、２４３ 凹部、２６ フォトレジスト材料、２８ ナノ繊毛、３１ 基板、３２ 蝕刻層、４１ 転写スタンプ、４２ 転写面、４４ ナノ凸形パターン、４４１ 凸部、４４３ 凹部、４６ フォトレジスト材料、４８ ナノ繊毛

Claims (7)

1. 真空環境下で基板および転写スタンプを準備し、そのうちの転写スタンプは転写面を有し、転写面の表面にナノ凸形パターンを有し、ナノ凸形パターンは多数個の凸部と凹部から組成され、基板は蝕刻層を有するステップａ）と、
   ナノ凸形パターンの凸部または凹部のいずれか一つにフォトレジスト材料を付着させる付着工程を実行するステップｂ）と、
   転写スタンプのナノ凸形パターンと蝕刻層とを接触させることでナノ凸形パターン上のフォトレジスト材料を蝕刻層の表面に転写する転写工程を実行するステップｃ）と、
   蝕刻層を蝕刻することで蝕刻層のフォトレジスト材料が付着していない部位を所定の深さで蝕刻する蝕刻工程を実行するステップｄ）と、
   を含むことを特徴とするナノ貼紙の製造法。
2. 洗剤で基板上のフォトレジスト材料を除去する洗浄工程を実行するステップｅ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。
3. ステップｂ）では、ナノ凸形パターンの凸部にフォトレジスト材料を付着させることを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。
4. ステップｂ）では、ナノ凸形パターンの凹部にフォトレジスト材料を付着させることを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。
5. ステップａ）では、蝕刻層は重合体材質（polymer）であることを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。
6. ステップａ）では、転写スタンプは板状を呈し、転写面は底部に位置付けられ、ステップｃ）では、転写スタンプは転写方法によりナノ凸形パターンと蝕刻層とを接触させることを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。
7. ステップａ）では、転写スタンプはローラー状を呈し、転写面は周囲面に位置付けられ、ステップｃ）では、転写スタンプは輪転方法によりナノ凸形パターンと蝕刻層とを接触させることを特徴とする請求項１に記載のナノ貼紙の製造法。

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