[µm]36281812[µm]76583826Incident lightReflected lightFineness of array[dpi]300400600900Al platePitch of array[µm]84644228Outer diameter 100 µmInner Area ratio of diameter ring0.500.490.500.53(b)１．背景と目的キーワード：圧延ロール，テクスチャリング用レリーフ，三次元フォトリソグラフィ圧延鋼板に表面形状を付けるため，圧延ロール円筒面に，特定形状のレリーフを刻む場合がある．このために機械加工やレーザ加工が利用される．塗装前の梨地加工など，鋼板にダル用ディンプルを形成する場合は，ショットピーニングで実現するランダムな突起形成で問題は無い．しかし，アルミニウム板や，アルミニウムめっき鋼板に対しては，尖った形状がアルミ材のむしれを生じることがあり，別の方法が模索されている．アルミは塗装されることなく，そのまま利用されることが多いため，地肌の美しさが要求される．例えば，どの向きから見ても（どの向きから照明光が当たっても），つや消しされて見える仕上がりである．表面色調を均一にする技術が求められる．このためにはランダムな形を重ねるのではなく，表面形状を制御して可視光が均一・広角で反射・散乱することが望ましい．前原らはレーザ加工によって，圧延ロールに制御された凹凸形状を鋼板に転写した．直径170 µm，高さ10 µmのリング状突起を，ピッチ340 µm（75 dpi相当）で配列した．図1(a)に示すように，リングは中心対称で，方向依存性の無い形状である．但し，加工したリングサイズは可視光で目視確認できるレベル（サイズ約50 µm以上で目視可能とされる）であり，依然として粗い．パターンをより微細化することが期待される．しかし，パターンを微細にするため，レーザをより集光して点を小さくすると，1点あたりの加工面積が狭くなり，生産性が下がる問題がある．加えて，焦点深度が浅くなり，位置決め精度も要求される．掛川らは表面テクスチャリング技術として，フレキシブルな厚さ10 µmのステンレス箔をメタルマスクにするために丸穴をレーザ加工して，ダイヤモンドライクカーボンをピッチ約65 µmで並ぶ直径約45 µmの丸形アイランドアレイ状に成膜した．一方で，フォトリソグラフィ加工は，LSIなどの微細な製品の量産に利用されている．フォトリソグラフィは，加工対象の材料制限は少ないが，レジスト成膜とマスク露光の2工程において，平面サンプルでないと良好なパターンが得られない．もしも，この制限を越えて，レジスト微細パターンが立体サンプル上にも得られるならば，後のエッチングなどのプロセスは，多点で同時に進む原子・分子レベルの反応を利用できる．微細化が進んでもスループットは下がらず，高い生産性が得られる．従来から，リソグラ豊田工業大学大学院工学研究科（平成29年度一般研究開発助成AF-2017024）教授佐々木実(a)図1(a)リング状窪みによる光散乱の模式図．(b)リングパターン4種の相対的な大きさ．フィ技術を，機械部品の加工に適用する試みはあったが，理想的な組み合わせとは言えなかった．例えば，マイクロコンタクトプリンティングは，まず平面基板に，従来法の光や電子線リソグラフィによって微細凹凸パターンを形成した基板を型とし，柔らかなポリマー材にてスタンプを製作する．スタンプ凸部に分子を塗布し，これを基板にコンタクトすることで，パターン化した分子膜を得る方法である．鋼部品で求められる大面積に応用するには，利用している材料の耐久性が不足する．我々は上記の制限を受けない新しい手法を見出した．従来は，立体サンプルに直接フォトレジストを成膜してからパターン転写を行う考え方であったが，しなやかなシートとしてレジスト膜と，更にパターンの潜像までを用意して，最後に立体サンプルに貼り付ける方法である．潜像形成までは，平面サンプルと同様に扱えるため，フォトリソグラフィ用の標準装置群を利用できる．必要な設備は，標準のスピンコータとマスクアライナで良い．ポリビニルアルコール（PVA）はレジスト溶媒には溶けず，水には溶けるポリマーであることを見つけたことが背景にある．PVA層はプロセス中ではレジスト膜に対してクッション材として働き，フォトレジスト膜を薄くしても膜を傷めにくい．貼表14種のリングパターンの設計値− 187 −圧延ロール面への表面色調均一化パターンのフォトリソグラフィ微細加工
元のページ ../index.html#189