2010
年
微細化
1980
ナノインプリント技術と樹脂成 形加工技術の融合/棲み分け
技術開発の課題
・複雑なナノ構造体形成
・高スループット化
・離型性向上
・位置合わせ精度向上
・大面積化
産業化へ向けた国プロジェクト
−産学官連携
・半導体分野
・記録メディア分野
・化学／バイオデバイス分野等
〜
10nm
100
1
μm
0 100 200
微 細 加 工 技 術
2000
2000 20052005 20152015
ﾊ ﾟﾀｰ ﾝ ﾄﾞﾒﾃ ﾞｨｱ (HDD)
CD
DVD
BD HD
−DVD
TB-DVD (R/RW)
導光板
リバーシブル 導光板
TB-DVD
ナノ成形加工技術による 大容量化の実現
新規記録方式による 大容量化の実現 (ホログラム、多重記録etc)
32nm
以降ULSI
ナ ノイ
ン プ
リ ン
ト技 術
の 進
展
樹 脂
加 工
技 術
の 進
展(微 細
化)
μ-TAS MEMS
部品
細胞培養ｼ ｰ ﾄ等 (再生医療部材) 光導波路等
光学部材
無反射 光学部材 研究開発段階
C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認 C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認
ナノインプ リント装置 の開発 ナノインプ リント装置 の開発 研究開発段階 研究開発段階 C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認 C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認
ナノインプ リント装置 の開発 ナノインプ リント装置 の開発 C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認 C hou教授 1995年に、
ナノパター ン転写を 確認
ナノインプ リント装置 の開発 ナノインプ リント装置 の開発
製品の量産化
TB-DVD (ROM)
2010
年
微細化
1980 1980
ナノインプリント技術と樹脂成 形加工技術の融合/棲み分け
技術開発の課題
・複雑なナノ構造体形成
・高スループット化
・離型性向上
・位置合わせ精度向上
・大面積化
産業化へ向けた国プロジェクト
−産学官連携
・半導体分野
・記録メディア分野
・化学／バイオデバイス分野等
〜
10nm
100
1
μm
〜
10nm
100
1
μm
0 100 200
微 細 加 工 技 術
0 100 200
微 細 加 工 技 術
第 ２ 節 提 言
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 及 び 樹 脂 加 工 に お け る サ ブ マ イ ク ロ 成 形 加 工 技 術 に 関 す る 特 許 動 向 分 析 、 研 究 開 発 動 向 分 析 、 産 業 政 策 動 向 分 析 、 市 場 動 向 分 析 の 結 果 を 総 合 し て 、 第 １ 節 で ま と め た 技 術 開 発 の 現 状 と 今 後 の 方 向 性 を 踏 ま え て 、今 後 日 本 が 目 指 す べ き 方 向 性 に つ い て 、6 つ の 提 言 を す る 。
提 言 １ ：
国 際 的 な 産 業 競 争 に お い て 、 日 本 が 優 位 な 立 場 を 築 く た め に 、 海 外 へ の 特 許 出 願 を 戦 略 的 に 行 う 。
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 で は 、 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 の 推 移 と 出 願 シ ェ ア （ 第 2- 3 図 ） に 見 ら れ る よ う に 、 日 本 国 籍 出 願 人 は 出 願 シ ェ ア で 、 既 に 欧 州 国 籍 出 願 人 を 追 い 越 し 、 米 国 籍 出 願 人 に 追 い つ き つ つ あ る（ 米 国：48％ 、日 本：23％ 、欧 州：17％ ）。さ ら に 、そ の 出 願 件 数 は 、 米 国 籍 出 願 人 に は 2〜 3 年 遅 れ て い る が 、 最 近 急 増 し て い る 。
し か し 、 日 米 欧 で の 出 願 件 数 収 支 （ 第 2- 7 図 ） か ら わ か る よ う に 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 に お い て 、 日 本 国 籍 出 願 人 の 海 外 へ の 特 許 出 願 件 数 は 、 米 国 ・ 欧 州 の 各 国 籍 出 願 人 に 比 較 す る と 国 内 へ の 特 許 出 願 件 数 の 割 に は 極 め て 少 な い 。 日 米 欧 の 各 国 籍 出 願 人 に よ る 海 外 出 願 比 率 は 、 欧 州 （ 59％ ）、 米 国 （ 26％ ）、 日 本 （ 7％ ） で あ る 。
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 に お け る 研 究 開 発 リ ー ダ ー も し く は 将 来 の ビ ジ ネ ス リ ー ダ ー と し て 取 り 上 げ た 注 目 出 願 人 で あ る 、 キ ヤ ノ ン 、 東 芝 、 日 立 製 作 所 、 富 士 ゼ ロ ッ ク ス の 出 願 動 向 も 同 様 の 状 況 で あ る 。 海 外 へ の 出 願 比 率 が 高 い と 言 わ れ て い る キ ヤ ノ ン で さ え 、 海 外 出 願 比 率 は 27％ で あ り 、 韓 国 や 中 国 へ は 出 願 さ れ て い な い 。
米 国 の 注 目 出 願 人 と し て 取 り 上 げ た 企 業 の う ち 、HP、I BM、Nanonex は キ ヤ ノ ン よ り ず っ と 海 外 出 願 比 率 が 高 い 。 ま た 、 MI I の 海 外 出 願 比 率 は キ ヤ ノ ン と ほ ぼ 同 じ で あ る が 、 総 出 願 件 数 が 多 い の で 、 MI I の 海 外 の 出 願 件 数 そ れ 自 体 は 多 い 。 欧 州 の 注 目 出 願 人 と し て 取 り 上 げ た Obduc at と Phi l i ps は 、 海 外 出 願 比 率 が 約 7 割 で あ り 、 他 国 へ 万 遍 な く 出 願 し て い る 。
し た が っ て 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 に お け る 国 際 的 な 産 業 競 争 力 を 強 化 す る た め に 、 日 本 企 業 も 海 外 へ の 特 許 出 願 を 戦 略 的 に 行 う こ と が 求 め ら れ る 。
提 言 ２ ：
わ が 国 は 、ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 半 導 体 分 野 へ の 応 用 開 発 に お け る 米 欧 と の 産 業 競 争 力 を 強 化 す る た め に 、 今 後 こ の 分 野 の 研 究 開 発 に 注 力 す る 。
産 業 の コ メ と い わ れ て い る 半 導 体 産 業 は 、「 も の づ く り 立 国 」を 標 榜 し て い る 日 本 に と っ て 、 重 要 な 産 業 で あ る 。し か し 、半 導 体 産 業 に お い て 、日 本 は 1990 年 代 以 降 の 十 数 年 間 、米 国 に 追 従 し て い る 。 半 導 体 分 野 は 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 利 用 が 期 待 さ れ る 市 場 に お い て 、 将 来 最 も 大 き な 市 場 に な る こ と が 予 測 さ れ て い る（ 第 5- 1 表 ）。ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 関 連 製 品 の 2030 年 に お け る 国 内 市 場 で 、次 世 代 L SI （ 半 導 体 ）が 3 兆 5, 000 億 円 と 、最 も 大 き な 市 場 に な る と 予 測 さ れ る 。こ の 予 測 の 背 景 と し て 、2003 年 の 半 導 体 技 術 国 際 ロ ー ド マ ッ プ に お い て 、32nm世 代 の リ ソ グ ラ フ ィ 技 術 の 候 補 と し て ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 が 取 り 上 げ ら れ た こ
と が 大 き く 影 響 し て い る と 考 え ら れ る 。
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 米 国 や 欧 州 へ の 用 途 別 出 願 件 数 に お い て 、 2000 年 頃 （ 特 に 2002 年 ） か ら 、 電 子 デ バ イ ス （ 特 に 半 導 体 分 野 ） へ の 応 用 に 関 す る 出 願 件 数 が 急 激 に 増 加 し て い る （ 第 2- 10 図 、 第 2- 11 図 ）。 さ ら に 、 技 術 要 素 ご と の 用 途 別 出 願 状 況 （ 第 2- 21 図 ） を 見 る と 、米 国 特 許 や 欧 州 特 許 で は 、UV ナ ノ イ ン プ リ ン ト 、熱 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 、及 び ソ フ ト リ ソ グ ラ フ ィ を 用 い た 電 子 デ バ イ ス （ す な わ ち 、 半 導 体 分 野 ） に 関 す る 特 許 の 出 願 件 数 が 多 い 。
一 方 、 日 本 特 許 に お い て 、 日 本 国 籍 出 願 人 の 電 子 デ バ イ ス へ の 応 用 に 関 す る 出 願 件 数 は 少 な い （ 第 2- 9 図 ）。 ま た 、 半 導 体 用 途 へ の 応 用 が 有 望 視 さ れ て い る UV ナ ノ イ ン プ リ ン ト に 関 す る 日 本 国 籍 出 願 人 に よ る 出 願 件 数 は 少 な い （ 第 2- 14 図 、 第 2- 18 図 ）。
以 上 か ら 、わ が 国 は 米 欧 と の ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 に 関 す る 産 業 競 争 力 に 打 ち 勝 つ た め に 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 半 導 体 へ の 応 用 開 発 に 注 力 す る こ と が 期 待 さ れ る 。
提 言 ３ ：
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 に お い て 、わ が 国 は 原 盤 ／ モ ー ル ド の 研 究 開 発 で 米 欧 に 先 行 で き る よ う に 注 力 す る こ と が 必 要 で あ る 。
「 も の づ く り 立 国 」を 標 榜 す る わ が 国 は 、半 導 体 そ の も の で は 米 国 に 遅 れ を と っ て い る が 、 半 導 体 用 フ ォ ト マ ス ク（ 凸 版 印 刷 、大 日 本 印 刷 、HOYA 等 ）な ど の 半 導 体 材 料 で 実 績 を 持 っ て い る 。半 導 体 用 フ ォ ト マ ス ク で は 、日 本 が 世 界 市 場 を ほ ぼ 独 占 し て い る 。2004 年 の 世 界 市 場 シ ェ ア を 見 る と 、凸 版 印 刷 、大 日 本 印 刷 、HOYA の 3 社 の 合 計 シ ェ ア は 約 80％ で あ る（ た だ し 、 こ こ で は 、 半 導 体 メ ー カ ー に よ る フ ォ ト マ ス ク 内 製 分 は 除 く ）。
ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 日 本 特 許 、米 国 特 許 及 び 欧 州 特 許 に お い て 、熱 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 、 UV ナ ノ イ ン プ リ ン ト 、及 び ソ フ ト リ ソ グ ラ フ ィ の 技 術 区 分（ 解 決 手 段 ）別 出 願 状 況（ 第 2- 25 図 〜 第 2- 27 図 ） を 見 る と 、 い ず れ に お い て も パ タ ー ン 転 写 に 関 す る 出 願 件 数 が 6〜 7 割 で 、 こ れ ま で パ タ ー ン 転 写 技 術 が 主 に 開 発 さ れ て き た こ と が わ か る 。 原 盤 ／ モ ー ル ド に 関 す る 技 術 は 重 要 で あ る が 、 ま だ パ タ ー ン 転 写 ほ ど は 技 術 開 発 さ れ て い な い の で 、 今 後 、 原 盤 ／ モ ー ル ド の 技 術 開 発 に 注 力 す る こ と で 、 わ が 国 が 原 盤 ／ モ ー ル ド の 研 究 開 発 で 米 欧 に 先 行 で き る 可 能 性 が 十 分 あ る と 考 え ら れ る 。
以 上 の 背 景 か ら 、 わ が 国 が ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 分 野 に お い て 欧 米 と の 技 術 開 発 競 争 に 打 ち 勝 つ た め に は 、 原 盤 / モ ー ル ド 、 特 に 半 導 体 用 原 盤 / モ ー ル ド の 技 術 開 発 に こ れ ま で 以 上 に 注 力 す る こ と が 求 め ら れ る 。特 に 、要 求 さ れ る パ タ ー ン と 精 度 で 量 産 化 す る た め の 原 盤 / モ ー ル ド の 製 造 プ ロ セ ス の 開 発 （ 大 面 積 、 ロ ー ラ ー 方 式 等 ） に お い て 成 果 を あ げ る こ と が 期 待 さ れ る 。
提 言 ４ ：
光 デ ィ ス ク 分 野 の 技 術 開 発 で 世 界 を リ ー ド し て い る わ が 国 は 、ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 光 デ ィ ス ク へ の 応 用 開 発 に も 注 意 を 払 う こ と が 必 要 で あ る 。
光 デ ィ ス ク 分 野 で は 、従 来 の メ デ ィ ア（ CD- R な ど ）の 生 産 は 台 湾 、イ ン ド 等 の ア ジ ア の メ ー カ ー に 移 り 、日 本 メ ー カ ー は 新 し い メ デ ィ ア の 開 発 や 生 産 に 注 力 し て い る（ 第 ９ 章 ）。次 世
代 光 デ ィ ス ク に お い て は 、 日 本 メ ー カ ー が 中 核 と な っ て 、 フ ォ ー ラ ム を 設 立 し 、 そ こ で 規 格 を 作 る こ と に よ っ て 、 次 世 代 光 デ ィ ス ク に 係 る 特 許 の ラ イ セ ン ス 料 を と る シ ス テ ム （ ビ ジ ネ ス モ デ ル ）が で き あ が っ て い る（ 第 ８ 章 ）。標 準 化 に よ っ て 製 品 が 普 及 す る よ う に な る と 、多 く の ラ イ セ ン ス 料 が 入 る 。 こ の よ う な ビ ジ ネ ス モ デ ル は 、 重 要 な 特 許 を 所 有 し て い な け れ ば で き な い こ と で あ り 、そ の た め に は 重 要 特 許 の 出 願 が 極 め て 重 要 で あ る 。た だ 、そ の 特 許 は 、 光 デ ィ ス ク の 製 品 を 見 る と 特 許 侵 害 が わ か る よ う な 特 許 で あ る こ と が 必 要 で あ る 。 単 な る 成 形 方 法 に 関 す る 特 許 で は 効 力 を 持 た な い 。 こ の よ う な ビ ジ ネ ス モ デ ル は 、 現 行 DVD か ら 次 世 代 DVD、 さ ら に 次 々 世 代 DVD へ と 引 き 継 が れ て い く 。
特 許 や 論 文 、 関 連 の 産 業 政 策 動 向 を 見 る 限 り 、 光 デ ィ ス ク 分 野 へ の ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 の 応 用 は 、 他 の 用 途 に 比 べ 、 あ ま り 目 立 っ た 動 き に は な っ て お ら ず 、 主 要 な 光 デ ィ ス ク 関 連 企 業 に よ る 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 を 利 用 し た 光 デ ィ ス ク の 特 許 出 願 件 数 は 、 数 件 程 度 と 少 な い 。 こ の よ う に 出 願 が 少 な い 背 景 に は 、 樹 脂 加 工 に お け る サ ブ マ イ ク ロ 成 形 加 工 技 術 が ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 よ り も 早 い ペ ー ス で 進 展 し て き た こ と 、 及 び 現 在 以 上 に 微 細 化 し て 高 密 度 化 し て も 微 細 パ タ ー ン を 読 め る 技 術 が な か っ た こ と が あ げ ら れ る 。 し か し 、 後 者 に 関 し て は 、 最 近 の 近 接 場 光 の 技 術 等 の 研 究 開 発 の 進 展 に よ り 、 微 細 パ タ ー ン を 読 め る 技 術 が 開 発 さ れ る こ と は 十 分 考 え ら れ る（ 第 ８ 章 ）。新 エ ネ ル ギ ー・産 業 技 術 総 合 開 発 機 構（ NEDO）で の「 大 容 量 光 ス ト レ ー ジ 技 術 の 開 発 」（ 平 成 14− 18 年 度 ） で も こ の よ う な 課 題 が 取 り 上 げ ら れ て い る 。
ま た 、 光 デ ィ ス ク で は 、 ま だ 開 発 の 初 期 段 階 で あ る が 、 薄 層 の 多 層 化 に よ る 高 密 度 化 に お い て 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 が 使 わ れ 始 め て い る （ 第 ３ 章 第 １ 節 ）。 実 際 、 日 立 マ ク セ ル が 2007 年 に 実 用 化 を 目 指 し て い る 「 SVOD（ St ac ked Vol umet r i c Opt i c al Di s c s ）」 の 開 発 に お い て ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 を 用 い て お り 、 Ov oni c 相 変 化 研 究 所 は BD の 生 産 性 向 上 に お い て ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 を 用 い る こ と を 検 討 し て い る 。 こ う し た 応 用 展 開 に お い て は 、 必 ず し も ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 と し て で は な く 、 サ ブ マ イ ク ロ 成 形 加 工 技 術 の 延 長 技 術 と し て 取 り 組 ん で い る 企 業 も あ る 。た と え ば 、東 芝 は HD- DVD 片 面 3 層 デ ィ ス ク を こ の よ う な 考 え 方 に 基 づ い て 開 発 し て お り 、 そ の 容 量 は 51GB と BD を 超 え て 、 実 用 化 段 階 に 近 づ い て い る と 言 わ れ て い る 。
以 上 か ら わ か る よ う に 、 サ ブ マ イ ク ロ 成 形 加 工 技 術 の 延 長 技 術 と し て の ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 が 光 デ ィ ス ク の 高 密 度 化 の 1 つ の 方 向 と し て 、 重 要 性 を 増 し つ つ あ る 。
わ が 国 が 国 際 的 な 産 業 競 争 で 優 位 に あ る 光 デ ィ ス ク 分 野 に お い て 、 今 後 と も 産 業 競 争 力 を 維 持・拡 大 す る た め に 、現 在 、近 接 場 光 記 録（ ス ー パ ー レ ン ズ ）、ホ ロ グ ラ ム 記 録 な ど の 新 た な 記 録 ・ 再 生 方 式 の 技 術 開 発 が 行 わ れ て い る 。 こ れ ら の 新 た な 記 録 ・ 再 生 方 式 の 開 発 と と も に 、 樹 脂 加 工 に お け る サ ブ マ イ ク ロ 成 形 加 工 技 術 の 蓄 積 を 生 か し て 、 今 後 、 ナ ノ イ ン プ リ ン ト 技 術 を 光 デ ィ ス ク の 高 密 度 化 へ 応 用 す る た め の 開 発 に 従 来 以 上 に 注 目 し て い く こ と が 必 要 で あ る 。
提 言 ５ ：
わ が 国 は 、 熱 / UV ナ ノ イ ン プ リ ン ト に 比 べ 、 ソ フ ト リ ソ グ ラ フ ィ の 研 究 開 発 で 、 米 国 に 大 き く 引 き 離 さ れ て い る 。わ が 国 は 、米 国 が 研 究 開 発 を 推 進 し て い る ソ フ ト リ ソ グ ラ フ ィ の 技 術 開 発 を 、 今 後 ど の よ う に 進 め る べ き か を 検 討 す る 。