專利名稱：被進(jìn)行了部位選擇修復(fù)的微細(xì)結(jié)構(gòu)體以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備具有層結(jié)構(gòu)的凹凸的微細(xì)結(jié)構(gòu)體。特別是涉及具有通過在層結(jié)構(gòu)體的剖面部的規(guī)定部位上根據(jù)需要有選擇地實(shí)施化學(xué)修復(fù)或物理修復(fù)的方式形成的部位選擇修復(fù)結(jié)構(gòu)的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其制造方法，以及利用該方法制作的電子裝置、光學(xué)裝置、生物體由來物質(zhì)試驗(yàn)裝置等。
背景技術(shù)：
一直以來，作為制作數(shù)十nm到數(shù)百nm的微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法，已知利用了光或電子束的刻蝕法，通過利用這種方法可以制造各種半導(dǎo)體器件。在作為前者的光刻蝕法中，包括將與布線相對(duì)應(yīng)的圖案在抗蝕劑膜表面上縮小后曝光，進(jìn)而進(jìn)行顯影的繁瑣的程序。在作為后者的電子束刻蝕法中，由于直接用電子束描畫，因此在寫入多個(gè)基板時(shí)，需要很多的時(shí)間?；谶@些理由，在采用所述那種以往的刻蝕法時(shí)，一般很難得到較高的生產(chǎn)率。與此相對(duì)，近年，被稱為納米轉(zhuǎn)印的制作微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法作為生產(chǎn)率較高的方法，例如在非專利文獻(xiàn)1中被提出。該方法是準(zhǔn)備將所需的凹凸圖案預(yù)先描畫在Si基板或金屬板上的模板，相對(duì)于被加熱到超過?；瘻囟鹊臉渲さ谋砻姘磯耗０?，從而將模板的凹凸像印到樹脂膜上的方法。在該納米轉(zhuǎn)印中，在樹脂膜上形成相對(duì)于模板的凹凸像反轉(zhuǎn)的凹凸像。作為用作這種目的的所述樹脂膜的材料，例如以PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯、或者聚苯乙烯等熱塑性樹脂為首，也可以采用這些交聯(lián)體聚合物或聚酰亞胺等熱固化樹脂。利用這種納米轉(zhuǎn)印，也可以制作以具有數(shù)十nm～數(shù)百nm的徑的樹脂的柱(柱狀物)排列在基板上的結(jié)構(gòu)、凹陷或槽的結(jié)構(gòu)為特征的圖案。以這種方式加工的基板，除了有可能在光學(xué)特性等物理方面顯現(xiàn)有興趣的性質(zhì)之外，還有可能作為生物體細(xì)胞或蛋白質(zhì)、或者DNA等生物體物質(zhì)的支撐基板實(shí)現(xiàn)有興趣的應(yīng)用。
非專利文獻(xiàn)1Journal of Vacuum Science andTechnology，B 14，4129(1996).
實(shí)現(xiàn)如下的方法，即，在具有所述特征的被納米轉(zhuǎn)印的基板中，只相對(duì)于形成在基板上的柱狀物的特定的部位，或者基板的凹部之中，只相對(duì)于特定的部位，有選擇地實(shí)施化學(xué)或物理的修復(fù)或處理，從而付與新的特征，在進(jìn)一步擴(kuò)大納米轉(zhuǎn)移法的應(yīng)用范圍上是極為重要的。納米轉(zhuǎn)印法的有力的應(yīng)用領(lǐng)域之一，是利用可以很容易地制作微細(xì)的周期性結(jié)構(gòu)這種納米轉(zhuǎn)印法的特征制作光子晶體。在這種周期性結(jié)構(gòu)之中，如果可以將周期性選擇的特定的部位進(jìn)行化學(xué)或物理修復(fù)，便可以付與光子能帶以微細(xì)的結(jié)構(gòu)，并可以調(diào)制能帶結(jié)構(gòu)，使其與目的相一致。
除了只將被納米轉(zhuǎn)印的基板的被選擇的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)或物理修復(fù)之外的重要點(diǎn)，是可以在該基板上的周期性的特定部位，例如排列的柱狀物上保持生物體物質(zhì)。由此，便能夠以一定的間隔保持生物體物質(zhì)之間的距離，其結(jié)果，便可以向各個(gè)生物體物質(zhì)付與個(gè)別的作用。這種方法可以應(yīng)用于使多種藥物作用于生物體物質(zhì)，從而在較大范圍并且在較短時(shí)間內(nèi)調(diào)查有效的藥理效果的有無的方法。
或者，如果利用所述部位選擇修復(fù)將該生物體物質(zhì)保持在納米轉(zhuǎn)印基板的立體特異的位置上，例如電荷的移動(dòng)或離子的移動(dòng)、或者光照射等化學(xué)或物理的外部刺激的訪問也會(huì)相對(duì)于該生物體物質(zhì)變得立體特異。在這種立體效果的調(diào)查方面，也可以應(yīng)用納米轉(zhuǎn)印法。作為這種立體特異的生物體物質(zhì)的保持的例子，也包括保持到納米轉(zhuǎn)印的槽或凹陷內(nèi)。
但是，在用所述以往的納米轉(zhuǎn)印的方法得到的樹脂的凹凸結(jié)構(gòu)中，由于凹部的表面和凸部的表面由同樣的樹脂構(gòu)成，因此凸部和凹部的表面便具有相同的物理以及化學(xué)的性質(zhì)，其結(jié)果，已經(jīng)很難將由納米轉(zhuǎn)印得到的凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行部位選擇修復(fù)或加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供在用納米轉(zhuǎn)印法制作的、具有凹凸的結(jié)構(gòu)體中，可以很容易地只在該凹部或該凸部的特定的部位上有選擇地實(shí)施物理或化學(xué)修復(fù)的方法，以及，只在該凹部或該凸部的特定的部位上有選擇地實(shí)施了物理或化學(xué)修復(fù)的微細(xì)結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明者詳細(xì)地探討將具有凹凸的模板按壓在樹脂膜上而轉(zhuǎn)印該凹凸結(jié)構(gòu)的程序的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了相對(duì)于被轉(zhuǎn)印的基板的被加工的結(jié)構(gòu)，部位選擇地施加化學(xué)或物理修復(fù)的新的方法。
本發(fā)明的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過將表面形成有凹凸形狀的型材按壓在基板上，形成將所述凹凸形狀轉(zhuǎn)印到基板表面上的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述基板具有2層以上的層結(jié)構(gòu)，具有通過將所述型材按壓在基板上，使所述基板的2層以上的層變形的工序；從所述基板取下所述型材，使從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的層的剖面露出凹部或凸部。另外，其特征在于所述基板的最表層和通過所述型材的按壓而露出的層，在化學(xué)或物理方面具有不同的性質(zhì)。在此，通過在構(gòu)成基板的層預(yù)先形成在化學(xué)或物理方面具有不同性質(zhì)的層，或者可以對(duì)露出的層實(shí)施化學(xué)處理，只對(duì)特定的層付與在化學(xué)或物理方面不同的性質(zhì)。另外，當(dāng)對(duì)露出的層實(shí)施化學(xué)處理時(shí)，最好對(duì)于實(shí)施化學(xué)處理的層，預(yù)先使其含有具有催化劑作用的物質(zhì)，或者與特定的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)取代基。另外，化學(xué)處理不只是單層，通過對(duì)多層分別實(shí)施不同的化學(xué)處理，可以制成多功能的結(jié)構(gòu)體。
另外，本發(fā)明是在基板的表面上形成了凹凸形狀的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其特征在于具有2層以上的具有凸部或凹部露出外部的剖面的層結(jié)構(gòu)，所述層結(jié)構(gòu)的最表面層和所述最表面層以下的至少1層，在化學(xué)或物理方面具有不同的性質(zhì)。
發(fā)明的效果在成為層結(jié)構(gòu)的高分子基板上按壓具有凹凸結(jié)構(gòu)的模板，從而在該高分子基板上轉(zhuǎn)印凹凸。原來被最表面層掩蓋的高分子層露出以這種方式形成的高分子基板的凹凸的剖面。通過只對(duì)這種特定的剖面層實(shí)施化學(xué)修復(fù)，便可以只在用按壓形成的柱狀物的上部或槽的上部剖面上起到特定的化學(xué)作用，并可以形成部位特異的化學(xué)修復(fù)結(jié)構(gòu)。這種本發(fā)明的部位特異的化學(xué)修復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)光子晶體的微細(xì)結(jié)構(gòu)化、微細(xì)金屬布線的形成、特定的化學(xué)取代基的排列等。


圖1是展示本實(shí)施方式的層疊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印體的制作工序的概略圖。
圖2是展示本實(shí)施方式的層疊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印體的部位選擇表面修復(fù)的工序的概略圖。
標(biāo)號(hào)說明1 高分子基板 2柱狀物部高分子中間層3柱狀物部高分子最表層 4模板(鑄型)5被按壓到模板的凸部上的原來的高分子中間層6被按壓到模板的凸部上的原來的高分子最表層7實(shí)施了鍍鎳的狀態(tài)的柱狀物部的高分子中間層8被按壓到模板的凸部上的原來的高分子中間層9被按壓到模板的凸部上的原來的高分子最表層10 柱狀物部的高分子中間層11 柱狀物部的高分子最表層12 經(jīng)由酯鍵結(jié)合了冠醚的柱狀物部的高分子中間層具體實(shí)施方式
本發(fā)明的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法至少包括以下2個(gè)不同的步驟。第1個(gè)步驟，是相對(duì)于具有由2層以上的不同的物質(zhì)構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)的高分子基板按壓具有凹凸的模板，從而將模板所具有的凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到高分子基板上的工序。接下來的第2個(gè)步驟，是相對(duì)于因凹凸結(jié)構(gòu)的付與而顯露出來的剖面之中從表面開始數(shù)第2層的剖面實(shí)施化學(xué)或物理處理。該剖面，在使用由2層構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)體的情況下，表現(xiàn)為被模板的凸部按壓的高分子基板的臺(tái)階差。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)印的結(jié)果是在高分子基板上形成所述的柱狀物時(shí)，在除去柱狀物的最上部的部位上，只有第2層作為剖面而被顯現(xiàn)出來，被壓入而變得平坦的部分的表面與初期的表面相比沒有改變。相反，當(dāng)轉(zhuǎn)印的結(jié)果是在具有所述層結(jié)構(gòu)的高分子基板上形成槽或凹陷時(shí)，在槽或凹陷內(nèi)只有第2層作為剖面而被顯現(xiàn)出來。這樣顯現(xiàn)出來的第2層剖面，由于與原版的凹凸結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，因此將這第2層剖面進(jìn)行化學(xué)或物理修復(fù)而得到的化學(xué)或物理的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該可以成為以初期的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。由此，化學(xué)操作便自動(dòng)地引起部位特異的化學(xué)引導(dǎo)(修復(fù))。
由于第1層不僅作為剖面部的最上層，還構(gòu)成平坦的部位的表面，因此以第1層為對(duì)象的修復(fù)很難成為部位特異的。
在所述第1個(gè)步驟中應(yīng)該留意的是以下內(nèi)容。在納米轉(zhuǎn)印中，由于通常在玻化溫度的上部或附近進(jìn)行，因此在模板的凸部將樹脂膜壓入的部位上，在某種程度上引起樹脂膜中的高分子的流動(dòng)。其結(jié)果，即便作為轉(zhuǎn)印凹凸的介質(zhì)采用具有由2層以上的不同的物質(zhì)構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)的樹脂膜，也會(huì)由于表面層的高分子的流動(dòng)而得到樹脂膜的凸部、凹部和表面具有基本相同的成分的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，意味著所述第2層剖面很難顯露，這種現(xiàn)象使本發(fā)明的實(shí)施變得困難。在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)了即便在這種剖面很難顯現(xiàn)的情況下，也有效地使剖面顯露出來的有效的方法。
在所述第2個(gè)步驟中，預(yù)先付與構(gòu)成第2層的物質(zhì)以與第1層不同的化學(xué)或物理的性質(zhì)。作為具體的例子，在構(gòu)成第2層的高分子物質(zhì)中預(yù)先含有具有催化劑作用的物質(zhì)的方法是極為有效的。作為這種例子，可以列舉對(duì)第2層預(yù)先涂上促進(jìn)無電解電鍍的鈀的鹽等的方法，經(jīng)由該鈀離子的還原，通過無電解電鍍，便可以只在第2層的露出的剖面部上析出金屬。另外，預(yù)先使實(shí)施化學(xué)處理的層內(nèi)含有鐵鹽等成為在納米線或納米點(diǎn)的析出方面有效的催化劑的前體的方法也是有效的。
只可以在整個(gè)剖面部中的一部分上，例如只對(duì)第2層進(jìn)行有選擇的化學(xué)修復(fù)的別的方法，是通過特定的化學(xué)操作，預(yù)先使很容易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的取代基與構(gòu)成第2層的高分子物質(zhì)相結(jié)合。例如，如果預(yù)先使構(gòu)成第2層的高分子層含有氨基，當(dāng)該氨基出現(xiàn)在剖面上之后，如果使酰氯試劑起反應(yīng)，作為酰胺結(jié)合便可以很容易地進(jìn)行引導(dǎo)。如果在這里所用的酰氯基的背后預(yù)先結(jié)合生物體物質(zhì)的末端，通過所述反應(yīng)，便可以只在例如柱狀物的特定的部位上通過共價(jià)鍵有選擇地修復(fù)生物體物質(zhì)。這樣，便可以根據(jù)需要經(jīng)由化學(xué)取代基使生物體分子或其斷片結(jié)合。另外，同樣地也可以經(jīng)由化學(xué)取代基付與發(fā)光性的物質(zhì)。
如果相對(duì)于具有層結(jié)構(gòu)的高分子基板按壓具有凹凸的模板而顯現(xiàn)的剖面具有所需的化學(xué)環(huán)境，當(dāng)然所述化學(xué)修復(fù)便可以省略。例如，當(dāng)具有層結(jié)構(gòu)的高分子基板包括親水性的層和疏水性的層時(shí)就如此。
預(yù)先使第1層相對(duì)于第2層相對(duì)地成為惰性的方法，在使第2層的化學(xué)活性顯著方面是很重要的。
在本發(fā)明中，用于化學(xué)修復(fù)的化學(xué)反應(yīng)，最好是在熱或化學(xué)方面無損于構(gòu)成層的物質(zhì)的溫和的程度。這種化學(xué)反應(yīng)的候補(bǔ)有很多，不只是所述酰胺結(jié)合，生成酯、＞N-(O)S(O)-、西佛堿等的反應(yīng)也可以作為該例而舉出。另外，單純的離子對(duì)生成的反應(yīng)也可以用作本發(fā)明的化學(xué)修復(fù)的方法。
另外，如果在第2層上，相對(duì)于金屬離子直接結(jié)合用作配合基的化合物，或者涂布在其上從而使其含有，在所述剖面顯露出來之后，只要浸泡在含有金屬離子的溶液內(nèi)，就可以得到由特定的金屬離子只有選擇地修復(fù)剖面的部位的立體結(jié)構(gòu)。
即便本來只有1種膜，在具備具有只對(duì)膜的表面層添加特定的物質(zhì)的成分梯度的結(jié)構(gòu)的情況下，本發(fā)明也可以適合于所述要件。
在本發(fā)明中，作為形成的凹凸形狀可以是柱狀、孔、線與間隙等，沒有特別地限定。另外，尺寸最好是凹部或凸部的寬度或直徑為10nm至500μm，高度或深度為50nm至5000μm，但只要根據(jù)作為目的的用途適當(dāng)選擇即可。
另外，在本發(fā)明中，作為轉(zhuǎn)印凹凸形狀的樹脂層(構(gòu)成基板的層)，例如，可以列舉環(huán)烯烴聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯咔唑、ABS樹脂、AS樹脂、聚酰胺、聚甲醛、聚丁烯對(duì)酞酸鹽、玻璃強(qiáng)化聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、變質(zhì)聚苯撐醚、聚氯乙稀、聚苯撐硫化物、聚醚酮醚、液晶性聚合物、氟化乙烯樹脂、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚酰胺亞胺、聚醚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺等熱塑性樹脂、酚醛樹脂、三聚氰酰胺樹脂、尿素樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、硅酮樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、聚氨基雙馬來酰亞胺、聚酰胺三唑等熱固化性樹脂等，但不限于此。
到此為止，以成為開頭的基板的層結(jié)構(gòu)由2層構(gòu)成的情況為例進(jìn)行了說明。與此相對(duì)，在成為開頭的層結(jié)構(gòu)由3層以上構(gòu)成的情況下，通過將第2層作為要修復(fù)的層，可以更進(jìn)一步在空間方面限定修復(fù)的部位。如果使第1層的膜厚相對(duì)地比被加工的凹凸的高度/深度薄，第2層便占據(jù)了較接近最表面的部位。如果使第2層的膜厚也相對(duì)地比所述加工高度/深度小很多，則成為化學(xué)修復(fù)的對(duì)象的第2層，例如如果以柱狀物為例，便限定在柱狀物的靠近上部。再者，各層的厚度，從結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度和使第2層以下的層的剖面露出的容易度等觀點(diǎn)來看，最好設(shè)為最表面層和第2層的膜厚的比為1∶30至30∶1，第2層和第3層的膜厚的比為1∶100至100∶1的范圍。
在采用3層以上的層結(jié)構(gòu)的情況下，如果將與多個(gè)不同種類的反應(yīng)相對(duì)應(yīng)的前體或取代基分別分配給第2層以后的多個(gè)層，可以相對(duì)于多個(gè)層進(jìn)行各自不同的化學(xué)修復(fù)。
在將在表面上具有凹凸的模板按壓到由層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的高分子的基板上時(shí)，正如之前所敘述的那樣，由于構(gòu)成最表面層的高分子膜的流動(dòng)，有可能第2層以后的剖面很難顯現(xiàn)在得到的臺(tái)階差上。這時(shí)，在構(gòu)成最表面的高分子膜材料方面選擇在轉(zhuǎn)印時(shí)容易剪斷的物質(zhì)，或者采用流動(dòng)性較小的高分子物質(zhì)，是有效的解決方案之一。作為前者容易剪斷的高分子物質(zhì)，從具有較剛直的單體單位的高分子化合物的群可以較容易發(fā)現(xiàn)。另一方面，限制流動(dòng)性的高分子物質(zhì)，通過使線狀的高分子物質(zhì)交聯(lián)的方式可以很容易地得到。在容易地進(jìn)行這種交聯(lián)反應(yīng)時(shí)，例如有使甲醛或其高分子衍生物作用于具有羥基的高分子化合物的方法。作為具體的例子，如果使聚乙烯基吡咯烷酮和通過三聚氰酰胺與甲醛的反應(yīng)生成的高分子中間域起作用，可以得到交聯(lián)體。
作為剖面很難顯露時(shí)的對(duì)策，本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)別的方法。在以往進(jìn)行的轉(zhuǎn)印的工序中，采用比?；瘻囟雀叩臏囟?，與此相對(duì)，用較低的溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)印。特別是用實(shí)際上比構(gòu)成高分子基板的最表面層，和從最表面層開始數(shù)第2個(gè)層(第2層)的高分子物質(zhì)的任意一個(gè)的?；瘻囟榷嫉偷臏囟葘?shí)施轉(zhuǎn)印。在這種條件下，高分子鏈的流動(dòng)被抑制，剖面便容易顯露出來。但是，這時(shí)需要注意的是由于通過轉(zhuǎn)印在高分子層內(nèi)部產(chǎn)生較大的變形，如果不充分地緩和該變形，有可能以變形的急劇的部位為中心出現(xiàn)高分子膜的龜裂。為了緩和因這樣而存在于高分子層內(nèi)部的變形，在于施以比?；瘻囟雀叩臏囟?，并保持一定時(shí)間以上。具體地說，接著所述較低溫度的轉(zhuǎn)印，在按壓模板的狀態(tài)下直接將高分子基板和模板升溫，在保持到比所述2層高分子膜的?；瘻囟雀叩臏囟戎罄鋮s，之后，從高分子基板剝離模板后便可以得到剖面顯露的高分子基板。
之前敘述的物理修復(fù)，可以以通過使化學(xué)成分不同的方式使高分子層的剖面所顯示的親水性或疏水性變化的情況為例。這時(shí)，使物理性狀變化卻采用化學(xué)變化的方法，由于一般用化學(xué)修復(fù)提供引起物理性狀的變化的物質(zhì)基礎(chǔ)的情況有很多，因此有很多情況是不能將化學(xué)修復(fù)和物理修復(fù)完全分離的。
在以柱狀物部的第2層的化學(xué)修復(fù)為代表例的本發(fā)明的方法中，如果可以剝離形成柱狀物的最上部的第1層膜，成為化學(xué)修復(fù)的對(duì)象的第2層便露出柱狀物的最上部。這種狀況在化學(xué)修復(fù)，和接下來功能性分子的附著等方面是有利的。相對(duì)于這種柱狀物以高密度的方式存在的基板，只剝離存在于柱狀物部的最上部的第1層是比較容易的。如果將平坦的粘接性膜按壓在這種具有納米轉(zhuǎn)印結(jié)構(gòu)的基板上，由于只接觸該柱狀物的最上部，因此可以很容易地剝離柱狀物部最上層。
本發(fā)明的重要的特征之一在于提出不包括由離子照射進(jìn)行的蝕刻等成為降低生產(chǎn)量，并且增加成本的主要原因的復(fù)雜的工序，就可以達(dá)成所述結(jié)構(gòu)的方法。
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是展示本發(fā)明的實(shí)施方式1的工序的流程圖。在圖1(a)中，使用具有在以樹脂A為主要成分的高分子基板1的上部，順次層疊以高分子物質(zhì)B為主要成分的中間層2以及以高分子物質(zhì)C為主要成分的最表層3的層結(jié)構(gòu)的高分子基板。在中間層2內(nèi)，預(yù)先將鈀離子以鹽的形式包含在內(nèi)。被按壓到該基板上的模板4在表面上具有凹凸的圖案。圖1(b)展示了從層疊高分子基板的上部按壓模板4的狀態(tài)。圖1(c)展示了從高分子基板1剝離了被按壓的模板的狀態(tài)。即展示了以下狀態(tài)在被轉(zhuǎn)印了模板4的凹凸圖案的高分子基板上，作為凸部形成柱狀物，在柱狀物上顯露出來了中間層2的剖面。同時(shí)，可知在柱狀物以外的部分上，中間層2的剖面沒有顯露出來。將該高分子基板整體浸泡在還原性的水溶液內(nèi)，將露出柱狀物剖面上的中間層2所含有的鈀鹽還原。接著，通過將該高分子基板整體浸泡在無電解鍍鎳溶液中，將鈀作為催化劑而只使鎳金屬析出到中間層2的剖面上。圖1(d)展示了以這種方式只在柱狀物的中間層2的剖面上形成了實(shí)施了鍍鎳的中間層7的樣子。
在所述模板的按壓時(shí)，如果預(yù)先加熱高分子基板，在得到的柱狀物結(jié)構(gòu)上就不會(huì)殘留材料力學(xué)的變形，也無損機(jī)械強(qiáng)度。通常由于構(gòu)成高分子基板1、中間層2以及最表層3的高分子物質(zhì)分別具有不同的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此應(yīng)該加熱的溫度最好最尊重高分子基板1的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。但是，由于發(fā)生的變形的程度因采用的高分子物質(zhì)而不同，因此不一定限于必須優(yōu)先考慮高分子基板1的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。另外，在之前敘述的即使進(jìn)行轉(zhuǎn)印層的剖面也很難顯露出來的情況下，有意識(shí)地用實(shí)際上比任意一種高分子物質(zhì)的玻璃轉(zhuǎn)化溫度都低的溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)印的工序的方法是有效的。但是，這時(shí)，以按壓金屬模的狀態(tài)升溫到玻璃轉(zhuǎn)化溫度的上部為止，然后充分地進(jìn)行退火的方法，在不在被轉(zhuǎn)印的結(jié)構(gòu)體上殘留變形方面是有效的。
(實(shí)施方式2)用與實(shí)施方式1所記載的同樣的方法，在由高分子基板1、中間層8、最表層9這3層構(gòu)成的高分子基板上按壓具有凹凸的模板，從而形成柱狀物，如圖2(a)所示那樣形成在凸部露出中間層8以及最表層9的剖面的中間層10、最表層11。在構(gòu)成中間層8、10的高分子化合物內(nèi)，以平均每3個(gè)單體單元有1個(gè)的比例含有具有結(jié)合了碳原子的羥基的高分子化合物。接著，將圖2(a)的高分子基板浸泡在含有冠醚的末端是酰氯的試劑的溶液內(nèi)，在攪拌、清洗后，將其干燥。這樣，得到圖2(b)所示的、只在柱狀物上部的中間層10的表面上有選擇地形成經(jīng)由酯鍵結(jié)合了冠醚的中間層12的轉(zhuǎn)印體。在該轉(zhuǎn)印體上，只在柱狀物上部的中間層12上進(jìn)行由冠醚實(shí)現(xiàn)的金屬離子的捕獲。
以下，根據(jù)實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)將Ticona社制的Topas 8007F04型樹脂(厚度200μm)切割成15mm×15mm的大小，在該樹脂膜上以轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)用聚(4-乙烯基苯酚)(分子量約2萬，アルドリツチ社制)的2-丙醇溶液(濃度25.0g/L)旋轉(zhuǎn)涂布230nm聚(4-乙烯基苯酚)的膜。將該樹脂膜放置在加熱至70℃的加熱板上，然后充分地使溶劑蒸發(fā)。進(jìn)而，在該樹脂膜上滴下分子量約1萬5千的PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)的溶液(濃度25.0g/L)，以轉(zhuǎn)速每分鐘4000轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)涂布，從而形成270nm的PMMA的膜。將以這種方式制作的樹脂層疊膜放置在加熱至70℃的加熱板上，然后充分地使溶劑蒸發(fā)。接著，將該樹脂層疊膜轉(zhuǎn)移到在真空容器中加熱至80℃的不銹鋼基板上，然后以120kgf/cm2將在表面上具有深度1μm、徑5μm的凹凸的硅的基板(6mm×10mm)按壓60秒鐘。在冷卻到室溫之后，取出，從硅模取下樹脂層疊膜，然后用掃描型電子顯微鏡觀察柱狀物部的表面。在用該掃描型電子顯微鏡法進(jìn)行的觀察，在預(yù)先進(jìn)行了用溶劑蒸氣部分地侵蝕柱狀物部的操作之后實(shí)施。其結(jié)果，確認(rèn)了在具有1μm的高度的柱狀物部上，從上面開始到約0.5μm高度為止存在2層高分子層的情況。
(實(shí)施例2)在2mL聚(4-乙烯基苯酚)的2-丙醇溶液(濃度25.0g/L)中，加入5.1mg四(乙腈)鈀(II)四氯硼酸鹽(テトラキス(アセトニトリル)パラジウム(II)テトラフルオロボレ一ト)，然后攪拌約1小時(shí)，當(dāng)溶解時(shí)，得到褐色溶液。用具有200nm的細(xì)孔的過濾器過濾該溶液。將該溶液滴到切割成20mm×20mm大小的膜厚188μm的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹脂薄膜之上，以轉(zhuǎn)速每分鐘2000轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)涂布。在加熱至80℃的加熱板上將該樹脂膜干燥5分鐘。接著，將分子量約1萬3千的聚苯乙烯溶解在甲苯中(濃度30g/L)，將該溶液滴到所述樹脂膜之上，然后以轉(zhuǎn)速每分鐘4000轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)涂布。將以這種方式得到的樹脂層疊膜轉(zhuǎn)移到真空容器內(nèi)，以82℃將在表面上具有深度1μm、徑1μm的凹凸的硅的基板按壓20秒鐘進(jìn)行轉(zhuǎn)印。取出該基板，剝離硅基板，然后用掃描型電子顯微鏡觀察樹脂膜。其結(jié)果，確認(rèn)了在柱狀物部的大致中央存在可以上下區(qū)別的寬度約250nm的帶的情況。
(實(shí)施例3)在切割成35mm×35mm的、膜厚188μm的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹脂薄膜上，滴上聚(乙烯醇-co-乙酸乙烯脂-co-衣康酸)(濃度55g/L)的2-丙醇溶液，以轉(zhuǎn)速每分鐘4000轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)涂布。在加熱至70℃的加熱板上將該樹脂膜干燥30分鐘。接著，在該樹脂膜上滴上分子量約2萬的聚碳酸酯的溶液(濃度25g/L)，以轉(zhuǎn)速每分鐘2000轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)涂布。在加熱至70℃的加熱板上將以這種方式得到的樹脂層疊膜干燥30分鐘，并將基板導(dǎo)入加熱至90℃的真空容器內(nèi)。接著，以120kgf/cm2將在表面上具有深度2μm、徑5μm的凹凸的硅的基板在所述樹脂層疊膜上按壓30秒鐘。取出以這種方式得到的轉(zhuǎn)印體，在用2-丙醇部分地侵蝕之后，通過用掃描型電子顯微鏡觀察的方式，確認(rèn)了柱狀物部由3層構(gòu)成的情況。
權(quán)利要求
1.一種微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過將表面形成有凹凸形狀的型材按壓在基板上，形成將所述凹凸形狀轉(zhuǎn)印到基板表面上的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述基板具有2層以上的層結(jié)構(gòu)，具有通過將所述型材按壓在基板上，使所述基板的2層以上的層變形的工序；從所述基板取下所述型材，使從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的層的剖面露出凹部或凸部。
2.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于所述基板的最表層和通過所述型材的按壓而露出的層，在化學(xué)或物理方面具有不同的性質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于對(duì)通過所述型材的按壓而露出的剖面有選擇地實(shí)施化學(xué)處理，使其生成與周圍不同的化學(xué)環(huán)境。
4.如權(quán)利要求3所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于所述基板由3層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，對(duì)從所述基板的最表面開始數(shù)第2層實(shí)施所述化學(xué)處理。
5.如權(quán)利要求3所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于通過所述型材的按壓，使從基板的最表面開始數(shù)第2層以下的層的剖面露出2層以上，并對(duì)露出的多個(gè)剖面分別實(shí)施不同的化學(xué)處理。
6.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的規(guī)定的層是含有促進(jìn)無電解電鍍反應(yīng)的催化劑物質(zhì)的高分子層，通過無電解電鍍使金屬析出到通過所述型材的按壓而露出的含有所述催化劑物質(zhì)的高分子層的剖面上。
7.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的規(guī)定的層，是結(jié)合了化學(xué)取代基的高分子層，具有經(jīng)由所述化學(xué)取代基使蛋白質(zhì)分子結(jié)合在通過所述型材的按壓而露出的、結(jié)合了所述化學(xué)取代基的高分子層的剖面上的工序。
8.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的規(guī)定的層是結(jié)合了化學(xué)取代基的高分子層，具有經(jīng)由所述化學(xué)取代基使生物體分子或其斷片結(jié)合在通過所述型材的按壓而露出的、結(jié)合了所述化學(xué)取代基的高分子層的剖面上的工序。
9.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于從所述基板的最表面開始數(shù)第2層以下的規(guī)定的層是結(jié)合了化學(xué)取代基的高分子層，具有經(jīng)由所述化學(xué)取代基使發(fā)光性的物質(zhì)結(jié)合在通過所述型材的按壓而露出的、結(jié)合了所述化學(xué)取代基的高分子層的剖面上的工序。
10.如權(quán)利要求3所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于實(shí)施化學(xué)處理的層含有成為具有納米線或納米點(diǎn)的析出作用的催化劑的前體。
11.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于所述層結(jié)構(gòu)由高分子層構(gòu)成，以低于所述高分子層的玻化溫度的溫度將所述型材按壓到基板上，使所述基板的2層以上的高分子層變形。
12.如權(quán)利要求11所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于具有在使所述2層以上的高分子層變形之后，在按壓所述型材的狀態(tài)下加熱至高于所述高分子層的?；瘻囟鹊臏囟鹊墓ば颉?br> 13.一種微細(xì)結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過將表面形成有凹凸形狀的型材按壓在基板上，形成將所述凹凸形狀轉(zhuǎn)印到基板表面上的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述基板由成分沿著深度方向變化的高分子材料構(gòu)成；具有將所述型材按壓在基板上的工序；從所述基板取下所述型材，使具有與所述基板的最表面的成分不同的成分的剖面露出凹部或凸部。
14.一種微細(xì)結(jié)構(gòu)體，在基板的表面形成有凹凸形狀的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其特征在于具有2層以上的具有凸部或凹部露出外部的剖面的層結(jié)構(gòu)，所述層結(jié)構(gòu)的最表面層和所述最表面層以下的至少1層，在化學(xué)或物理方面具有不同的性質(zhì)。
15.如權(quán)利要求14所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述最表面層以下的至少1層含有具有催化劑作用的物質(zhì)。
16.如權(quán)利要求14所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述最表面層以下的至少1層具有與蛋白質(zhì)分子、生物體分子、或者發(fā)光性的物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)取代基。
17.如權(quán)利要求14所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述層結(jié)構(gòu)包括親水性的層和疏水性的層。
全文摘要
提供在用納米轉(zhuǎn)印法制作的具有凹凸的結(jié)構(gòu)體中，可以很容易地只在該凹部或該凸部的特定的部位上有選擇地實(shí)施物理或化學(xué)修復(fù)的方法。通過將具有凹凸的模板按壓在至少由化學(xué)成分彼此不同的2層構(gòu)成的高分子基板上，一直被最表面層掩蓋的、從表面開始數(shù)第2個(gè)層作為柱狀物部的剖面而顯露出來。通過預(yù)先將該第2個(gè)層在化學(xué)方面設(shè)為所需的成分，或者，在形成了柱狀物之后將第2個(gè)層的剖面進(jìn)行化學(xué)修復(fù)的方式，可以實(shí)現(xiàn)部位特異的柱狀物的化學(xué)修復(fù)。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101021592SQ20071000397
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者村尾健二, 桑原孝介, 荻野雅彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所