CN106536163B - 原盘的制造方法、转印物以及复制原盘 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题为提供一种形成有任意图案的原盘。解决方案为一种原盘的制造方法，其包含：在圆筒或圆柱形的基材的外周面形成薄膜层的步骤；基于描画有对象物的输入图像，生成与所述对象物对应的控制信号的步骤；基于所述控制信号对所述薄膜层照射激光，在所述薄膜层形成与所述对象物对应的薄膜图案的步骤；以及将形成有所述薄膜图案的所述薄膜层用于掩模，在所述基材的所述外周面形成与所述对象物对应的图案的步骤。

Description

原盘的制造方法、转印物以及复制原盘
技术领域
本发明涉及原盘的制造方法、转印物以及复制原盘。
背景技术
近年来，作为微细加工技术之一，正在进行纳米压印技术的开发，所述纳米压印技术为，通过将在表面形成有微细图案的平板状或圆柱形的原盘向树脂片等按压，从而将原盘上的微细图案转印至树脂片等上的技术。
例如，下述专利文献1中公开了如下技术：通过利用激光进行的光刻，在圆柱形原盘的外周面形成凹凸结构(所谓的蛾眼结构)，所述凹凸结构具有属于可见光波段的波长以下的凹凸周期。另外，专利文献1中公开了使用纳米压印技术将形成于圆柱形原盘的外周面的蛾眼结构转印至树脂片上的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009‐258751号公报
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1所公开的技术中，存在无法任意地控制对原盘照射的激光的照射定时这样的问题。因此，对于专利文献1所公开的原盘的制造方法，仅能够在原盘上形成具有周期性的单纯图案的凹凸结构，而无法在原盘上形成任意形状的凹凸结构。
对此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种能够在原盘上形成任意形状的凹凸结构的、新颖且经改良的原盘的制造方法、通过该制造方法制造的原盘的转印物、将该转印物进一步转印而得到的复制原盘以及该复制原盘的转印物。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供如下一种原盘的制造方法，其包括以下步骤：在圆筒或圆柱形的基材的外周面形成薄膜层的步骤；基于描画有对象物的输入图像，生成与所述对象物对应的控制信号的步骤；基于所述控制信号对所述薄膜层照射激光，在所述薄膜层形成与所述对象物对应的薄膜图案的步骤；以及将形成有所述薄膜图案的所述薄膜层用于掩模，在所述基材的所述外周面形成与所述对象物对应的图案的步骤。
优选将所述输入图像分割成多个小区域，根据所述小区域各自是否含有所述对象物来决定是否对所述小区域照射所述激光，基于该决定结果生成所述控制信号。
优选所述小区域的尺寸小于所述激光的光斑的尺寸。
优选在所述薄膜层形成所述薄膜图案的步骤中，以所述基材的中心轴作为旋转轴使所述基材旋转，同时对所述基材照射所述激光。
优选生成所述控制信号以使其与控制所述基材旋转的信号同步。
优选所述激光的光源为半导体激光器，并且通过热光刻在所述薄膜层形成所述薄膜图案。
优选所述薄膜层包含形成于所述外周面的中间层和形成于所述中间层上的抗蚀剂层，在所述薄膜层形成所述薄膜图案的步骤包括：通过对所述抗蚀剂层进行显影而在所述抗蚀剂层形成所述薄膜图案的步骤，以及将所述抗蚀剂层作为掩模而对所述中间层进行蚀刻的步骤。
优选所述中间层的蚀刻速率比所述抗蚀剂层的蚀刻速率快，所述中间层的蚀刻速率比所述基材的蚀刻速率慢。
优选所述中间层的导热率为200W/(m·K)以下。
优选所述激光对直接形成在所述基材上的所述抗蚀剂层的反射率、与所述激光对隔着所述中间层而形成在所述基材上的所述抗蚀剂层的反射率之差是5％以下。
优选所述抗蚀剂层包含金属氧化物。
优选所述中间层包含类金刚石(diamond‐like carbon)。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一观点，提供一种转印有通过上述制造方法制造的原盘的图案的转印物。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的又一观点，提供一种转印有上述转印物的图案的复制原盘。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的又一观点，提供一种转印有上述复制原盘的图案的转印物。
根据本发明，能够任意地控制为了形成图案而对原盘照射的激光的照射定时。
发明效果
如上所述，根据本发明，由于能够任意地控制激光的照射，因而能够在原盘上形成任意形状的凹凸结构。
附图说明
图1是示意性地表示通过本发明的一个实施方式所涉及的制造方法制造的原盘的立体图。
图2是对用于利用通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘来制造转印物的转印装置进行说明的说明图。
图3A是说明本实施方式所涉及的第一制造方法的各工序的截面图。
图3B是说明本实施方式所涉及的第一制造方法的各工序的截面图。
图3C是说明本实施方式所涉及的第一制造方法的各工序的截面图。
图3D是说明本实施方式所涉及的第一制造方法的各工序的截面图。
图4是说明在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的概要的说明图。
图5是表示格式化器的功能构成的框图。
图6是说明对描画有对象物的输入图像进行小区域分割的说明图。
图7是说明将描绘数据转换成控制信号的方法的说明图。
图8A是表示在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的构成例的说明图。
图8B是表示在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的另一构成例的说明图。
图9A是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。
图9B是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。
图9C是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。
图9D是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。
图9E是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。
图10是试验例1、3以及参考例所涉及的试验片的反射率的计算结果。
图11的(A)和(B)是实施例1所涉及的原盘的转印物的SEM观察结果。
图12的(A)和(B)是实施例2所涉及的原盘的转印物的SEM观察结果。
图13A是说明在比较例1所涉及的原盘上形成的图案的说明图。
图13B为示意性地表示将在比较例1所涉及的原盘上形成的图案沿着基材厚度方向切割时的截面的截面图。
图14是表示单晶金刚石工具的加工距离与距目标深度的变化量的关系的图表。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书和附图中，对于本质上具有相同的功能构成的构成要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明。
＜1.关于原盘以及利用原盘得到的转印物＞
首先，参照图1和图2，对于通过本发明的一个实施方式所涉及的制造方法制造的原盘、以及利用该原盘得到的转印物进行说明。图1是示意性地表示通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘的立体图。
如图1所示，通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘1包括在外周面上形成有凹凸结构13的基材11。
基材11为例如圆筒形的构件。然而，基材11的形状可以是如图1所示那样的在内部具有空洞的中空的圆筒形状，也可以是在内部不具有空洞的实心的圆柱形状。此外，基材11的材料没有特别限定，可以使用熔融石英玻璃或者合成石英玻璃等石英玻璃(SiO2)，或者不锈钢等金属。基材11的尺寸没有特别限制，例如，轴向的长度可以是100mm以上，外径可以是50mm以上且300mm以下，厚度可以是2mm以上且50mm以下。
凹凸结构13以任意形状形成于基材11的外周面。例如，凹凸结构13的形状可以是圆或椭圆等包含曲线的图形、三角形或四角形等多边形、直线或曲线、或者文字等。在此，凹凸结构13的形状是指，将凹凸结构13投影至与基材11的中心轴平行的平面时，因该凹凸结构13而在投影面上描绘出的图形的形状的意思。即，凹凸结构13的形状是指凹凸结构13的俯视形状的意思。
根据本实施方式所涉及的原盘1的制造方法，能够将基材11的外周面的凹凸结构13以任意形状形成。对于这样的本实施方式所涉及的原盘1的制造方法的详细内容，在以下＜2.本实施方式所涉及的原盘的制造方法＞中说明。
在此，原盘1在卷对卷(roll‐to‐roll)方式的纳米压印转印装置中使用，是用于制造转印有凹凸结构13的转印物的原盘。例如，原盘1可以通过图2所示的转印装置6而制造转印有形成于外周面的凹凸结构13的转印物。
以下，参照图2说明使用原盘1的转印物的制造方法。图2是说明使用通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘来制造转印物的转印装置的说明图。
如图2所示，转印装置6具备：原盘1、基材供给辊51、卷取辊52、导辊53、54、压辊55、剥离辊56、涂布装置57以及光源58。
基材供给辊51是将片形态的被转印物61卷绕为卷状的辊，卷取辊52是卷取层叠有转印了凹凸结构13的树脂层62的被转印物61的辊。另外，导辊53、54是运输被转印物61的辊。压辊55是使层叠有树脂层62的被转印物61与圆筒形的原盘1密合的辊，剥离辊56是在凹凸结构13被转印至树脂层62后，将层叠有树脂层62的被转印物61从原盘1剥离的辊。
涂布装置57具备涂布机等涂布单元，将光固化树脂组合物涂布于被转印物61上，形成树脂层62。涂布装置57可以是例如凹版涂布机、线棒涂布机或模具涂布机等。另外，光源58是发射能够使光固化树脂组合物固化的波长的光的光源，例如可以是紫外线灯等。
需要说明的是，光固化性树脂组合物是通过被照射规定波长的光而流动性降低，进行固化的树脂。具体而言，光固化性树脂组合物可以是丙烯酸树脂丙烯酸酯等紫外线固化树脂。另外，光固化性树脂组合物可以根据需要含有引发剂、填料、功能性添加剂、溶剂、无机材料、颜料、抗静电剂或者敏化色素等。
转印装置6中，首先，从基材供给辊51通过导辊53连续送出被转印物61。通过涂布装置57对所送出的被转印物61涂布光固化树脂组合物，在被转印物61上层叠树脂层62。此外，层叠有树脂层62的被转印物61通过压辊55与原盘1密合。由此，形成于原盘1的外周面的凹凸结构13被转印至树脂层62。凹凸结构13被转印后，树脂层62通过来自光源58的光照射而进行固化。接着，层叠有固化了的树脂层62的被转印物61通过剥离辊56从原盘1上剥离，通过导辊54，由卷取辊52卷取。
这样的转印装置6能够连续制造转印有形成于原盘1的凹凸结构13的转印物。
另外，还可以将转印有形成于原盘1的凹凸结构13的转印物进一步转印，制造复制原盘。复制原盘相对于原盘1，其凹凸结构13的凹部与凸部的位置(所谓的、图案的调性)一致，能够作为原盘1的复造原盘使用。此外，还可以将复制原盘进一步转印，制造在表面上形成有凹凸结构13的转印物(即，从原盘1将凹凸结构13转印3次而得到的转印物)。
如上所述，通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘1具有形成有凹凸结构13的外周面，所述凹凸结构13具有任意形状，能够连续制造转印有凹凸结构13的转印物。
＜2.关于原盘的制造方法＞
接着，针对上述说明的本实施方式所涉及的原盘1的制造方法，分为第一制造方法和第二制造方法来进行说明。
[2.1.第一制造方法]
首先，参照图3A～图8B说明本实施方式所涉及的第一制造方法。
具体而言，第一制造方法是，在基材11的外周面上形成抗蚀剂层15(薄膜层)。接着，基于描画有对象物的输入图像，生成与对象物对应的控制信号。接着，激光基于该控制信号而照射至抗蚀剂层15，从而在抗蚀剂层15上形成与对象物对应的抗蚀剂图案。接着，通过使用该抗蚀剂层15作为掩模，从而在基材11上形成与对象物对应的凹凸结构13。在此，“对象物”表示输入图像中所描画的任意图形等。对象物可以是例如圆或椭圆等包含曲线的图形、三角形或四边形等多边形、直线或曲线、或者文字等。
(第一制造方法的概要)
以下，参照图3A～图3D，对本实施方式所涉及的第一制造方法进行具体说明。图3A～图3D是说明本实施方式所涉及的第一制造方法的各工序的截面图。需要说明的是，图3A～图3D示意性地表示将基材11沿着厚度方向切割时的截面形状。
首先，如图3A所示，例如，在石英玻璃等基材11上成膜抗蚀剂层15。在此，抗蚀剂层15可以使用有机系抗蚀剂或者无机系抗蚀剂的任一种。作为有机系抗蚀剂，例如，可以使用酚醛清漆系抗蚀剂或者化学放大型抗蚀剂等。另外，作为无机系抗蚀剂，可以使用例如包括钨或钼等一种或两种以上过渡金属的金属氧化物。需要说明的是，为了对抗蚀剂层15进行热光刻，优选使用包含金属氧化物的热反应型抗蚀剂。
在抗蚀剂层15使用有机系抗蚀剂的情况下，抗蚀剂层15可以使用旋涂、狭缝涂布、浸渍涂布、喷涂或者丝网印刷等来进行成膜。另外，在抗蚀剂层15使用无机系抗蚀剂的情况下，抗蚀剂层15可以通过采用溅射法来进行成膜。
接着，如图3B所示，利用曝光装置对抗蚀剂层15进行曝光，在抗蚀剂层15形成潜影15A。具体而言，对抗蚀剂层15照射激光20，通过使照射了激光20的抗蚀剂层15的部位改性，从而在抗蚀剂层15形成潜影15A。
在此，曝光装置基于描画有对象物的输入图像，生成与对象物对应的控制信号，通过该控制信号来控制激光20照射基材11。由此，曝光装置向抗蚀剂层15上的与对象物对应的位置照射激光20，能够使与该对象物对应的位置的抗蚀剂层15改性。需要说明的是，关于曝光装置基于输入图像而生成控制信号时的具体处理，将在后阐述。
接着，如图3C所示，在形成有潜影15A的抗蚀剂层15上滴加显影液，将抗蚀剂层15显影。由此，在抗蚀剂层15形成与对象物对应的抗蚀剂图案。需要说明的是，在抗蚀剂层15为正型抗蚀剂的情况下，用激光20进行曝光的曝光部与非曝光部相比，由于在显影液中的溶解速度增加，因此通过显影处理而被除去。由此，在抗蚀剂层15形成除去了潜影15A的抗蚀剂图案。另一方面，在抗蚀剂层15为负型抗蚀剂的情况下，用激光20进行曝光的曝光部与非曝光部相比，由于在显影液中的溶解速度降低，因此非曝光部通过显影处理而被除去。由此，在抗蚀剂层15形成残留有潜影15A的抗蚀剂图案。
接着，如图3D所示，将在前一工序中，形成了与对象物对应的抗蚀剂图案的抗蚀剂层15用作为掩模，对基材11进行蚀刻。由此，在基材11上形成与对象物对应的凹凸结构13。即，凹凸结构13的俯视形状与对象物的形状一致。需要说明的是，对基材11进行的蚀刻，可以使用干式蚀刻或湿式蚀刻的任一种。例如，在基材11的材质为石英玻璃(SiO2)的情况下，通过利用采用氟化碳系气体的干式蚀刻或采用氢氟酸等的湿式蚀刻，能够对基材11进行蚀刻。
(曝光装置的构成)
接着，参照图4～图8B，对于在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置进行更详细的说明。图4是说明在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的概要的说明图。
如图4所示，在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置2具备激光光源21和格式化器40。
激光光源21为发射激光20的光源，例如，是固体激光器或者半导体激光器等。激光光源21所发射的激光20的波长没有特别限定，例如可以是400nm～500nm的蓝色光波段的波长。
格式化器40基于描画有对象物的输入图像来生成用于对基材11照射激光20的控制信号。例如，格式化器40可以通过生成用于仅对抗蚀剂层15上与对象物对应的位置照射激光20的控制信号，从而在基材11上的抗蚀剂层15形成与任意的对象物对应的潜影15A。需要说明的是，格式化器40可以通过控制激光20的发光来控制激光20照射基材11，也可以通过控制照射位置以避免激光20照射基材11，从而控制激光20照射基材11。
曝光装置2对基材11的抗蚀剂层15照射激光20，使抗蚀剂层15改性而形成潜影15A。具体而言，曝光装置2将激光20沿着一个方向(R方向)对以中心轴为旋转轴并以恒定速度旋转的圆筒形基材11以恒定速度扫描的同时进行照射，在抗蚀剂层15整体形成潜影15A。即，曝光装置2以螺旋状对基材11的抗蚀剂层15进行曝光。
这样的曝光装置2通过基于格式化器40所生成的控制信号来控制激光20照射基材11，从而能够在抗蚀剂层15形成与对象物对应的潜影15A。
(格式化器的构成)
接着，参照图5对于生成激光20照射的控制信号的格式化器40的功能构成进行说明。图5是表示格式化器40的功能构成的框图。
如图5所示，格式化器40具备：输入图像获取部401、小区域分割部403、信号生成部405以及时钟信号生成部407。
输入图像获取部401获取描画有对象物的输入图像。例如，描画有对象物的输入图像是相当于沿着基材11的轴向切开基材11的外周面并将其展开成一个平面而得到的展开图的图像。另外，在输入图像中描画的对象物的形状可以是例如圆或者椭圆等包含曲线的图形、三角形或者四角形等多边形、直线或者曲线、或者文字等任意形状。
小区域分割部403将通过输入图像获取部401获取的输入图像分割成规定尺寸的小区域，判断各小区域是否包含对象物。具体而言，小区域分割部403通过分别沿着与基材11的轴向对应的方向、以及与基材11的周向对应的方向以规定的间隔分割输入图像，从而将输入图像分割成格子状的小区域。需要说明的是，沿着与基材11的轴向对应的方向分割的间隔和沿着与基材11的周向对应的方向分割的间隔既可以相同也可以不同。进而，小区域分割部403判断分割得到的各小区域是否包含所输入的对象物。
在此，分割得到的小区域的尺寸优选小于激光20的光斑的尺寸。根据该构成，能够将通过所照射的激光20而形成的潜影15A以相邻的小区域彼此无间隙的方式重叠。即，曝光装置2通过将激光20的光斑重叠，从而能够以涂抹与对象物对应的位置的方式进行曝光。例如，在激光20的光斑直径为约200nm的情况下，通过小区域分割部403进行分割的间隔可以是100nm，分割得到的小区域可以是100nm×100nm的正方形。另外，小区域的形状不限于格子形状，可以是任意的形状。
接着，参照图6，对于小区域分割部403的功能进行更具体的说明。图6是说明利用小区域分割部403进行的输入图像的分割的说明图。需要说明的是，图6中，x方向对应于基材11的外周面的周向，y方向对应于基材11的轴向。
如图6所示，小区域分割部403将包含对象物130A、130B、130C、130D的输入图像110沿着x方向以间隔Pc进行分割，沿着y方向以间隔Pr进行分割。由此，输入图像110被分割成格子状的小区域。另外，小区域分割部403判断各小区域中是否包含对象物130A、130B、130C、130D。例如，小区域分割部403可以将小区域115A判断为不含对象物的小区域，将小区域115B和115C判断为包含对象物的小区域。需要说明的是，小区域分割部403可以在格子中稍微包含对象物时就判断为该格子中包含对象物，也可以在格子内的规定面积以上的区域中描画有对象物时，判断为该格子中包含对象物。
需要说明的是，在输入图像110中，当设定有指示仅对输入图像110的一部分区域进行曝光的曝光区域111时，小区域分割部403可以仅针对曝光区域111内的小区域来判断是否包含对象物130A、130B、130C、130D。
信号生成部405生成控制激光20的照射的控制信号。具体而言，信号生成部405基于小区域分割部403的判断来决定是否对各格子照射激光20，基于该决定结果来生成控制激光20的照射的描绘数据。另外，信号生成部405使用时钟信号生成部407所生成的时钟信号，将描绘数据转换成控制信号。信号生成部405所生成的控制信号通过被传送至控制激光20的驱动器30，从而可以控制激光20的照射。
在此，参照图6和图7，对于利用信号生成部405的控制信号生成进行更具体的说明。需要说明的是，图7是说明将描绘数据转换成控制信号的方法的说明图。
如图6所示，信号生成部405针对x方向的每一行生成控制激光20的照射的描绘数据。例如，信号生成部405选择输入图像110(或者曝光区域111)的最上一行，并从该行左端的格子向着右端的格子(向着x轴上的正方向)依次参照由小区域分割部403给出的各格子的判断结果。并且，对于被小区域分割部403判断为不含对象物的格子分配“0”，对于被判断为包含对象物的格子分配“1”，从而生成描绘数据。由此，信号生成部405从行内左端的格子向着右端的格子生成描绘数据。另外，信号生成部405在将描绘数据生成到一行右端的格子时，移动至下一行。然后，信号生成部405通过在该行内进行同样的处理，从而生成与该行对应的描绘数据。信号生成部405通过从上行向下行(向着y方向的负方向)反复进行描绘数据的生成，从而生成曝光区域111整个区域的描绘数据(例如，图7所示的描绘数据403A)。
需要说明的是，基于基材11的旋转方向来设定信号生成部405在x方向的各行上生成描绘数据的方向。因此，信号生成部405根据基材11的旋转方向的不同，可以针对在x方向上的每一行从右端的格子向着左端的格子(向着x轴上的负方向)生成描绘数据。另外，基于激光20对基材11的扫描方向来设定信号生成部405在y方向上生成描绘数据的方向。因此，信号生成部405根据激光20对基材11的扫描方向的不同，可以从下行向着上行(向着y方向的正方向)生成描绘数据。进而，信号生成部405可以与上述例示相反地，对于被小区域分割部403判断为不含对象物的格子分配“1”，而对于被判断为包含对象物的格子分配“0”，从而生成描绘数据。
此外，如图7所示，信号生成部405使用从时钟信号生成部407获取的时钟信号407A，将如上生成的描绘数据403A转换成控制信号405A。例如，描绘数据403A为对于照射激光20的格子分配“1”，对于未照射激光20的格子分配“0”而得到的描绘数据，时钟信号407A为从时钟信号生成部407获取的具有规定频率的矩形波的信号。
在此，如图7所示，例如信号生成部405生成控制信号405A，以使得对于在描绘数据403A中被分配了“1”的格子分配“High(高)”信号，并对于被分配了“0”的格子分配“Low(低)”信号。另外，信号生成部405生成控制信号405A，以使得控制信号405A的信号的上升和下降的时刻与时钟信号407A的信号的上升或下降的任一时刻一致。
图7中，例如，生成控制信号405A，以使控制信号405A的信号的上升和下降与时钟信号407A的信号的上升一致。
时钟信号生成部407生成作为控制激光20的照射的控制信号的基准的时钟信号。具体而言，时钟信号生成部407从使基材11旋转的主轴电机35获取控制旋转的旋转控制信号，并基于旋转控制信号生成作为控制信号的基准的具有规定频率的时钟信号。
在此，使基材11旋转的主轴电机35的转数即使在设定了恒定转速的情况下也并不始终恒定，而是会有波动。因此，当控制主轴电机35旋转的旋转控制信号与控制激光20照射的控制信号没有同步时，主轴电机35的1次旋转与控制信号的1周有可能不一致。在该情况下，由于被激光20照射的位置在每1周会发生偏移，因而有可能无法正确地形成与对象物对应的图案。
因此，如上所述，曝光装置2通过由控制主轴电机35旋转的旋转控制信号生成时钟信号，并基于该时钟信号而生成控制激光20照射的控制信号，从而使两个控制信号同步。
需要说明的是，使控制主轴电机35旋转的旋转控制信号与控制激光20照射的控制信号同步的方法不限于上述例示。例如，时钟信号生成部407也可以将作为基准的时钟信号分别发送至主轴电机35和信号生成部405。在该情况下，主轴电机35基于该时钟信号来生成控制主轴电机35旋转的旋转控制信号，信号生成部405基于该时钟信号来生成控制激光20照射的控制信号。通过该方法也能够使控制主轴电机35旋转的旋转控制信号与控制激光20照射的控制信号同步。
以上，对生成控制激光20照射的控制信号的格式化器40的功能构成进行了说明。根据这样的格式化器40，能够生成与任意的对象物对应的控制信号。
需要说明的是，这样的格式化器40的功能可以通过软件和硬件的协作来实现。例如，格式化器40可以具备以桥接方式相互连接的CPU(中央处理器，Central ProcessingUnit)、ROM(只读存储器，Read Only Memory)、RAM(随机存取存储器，Random AccessMemory)等，并通过这些硬件来实现上述功能。
例如，CPU作为演算处理装置和控制装置而发挥作用，按照各种程序控制格式化器40内的整体运作。ROM存储CPU所使用的程序、运算参数，RAM临时存储在CPU的执行中使用的程序、在该执行中适当变化的参数等。由此，CPU能够执行例如输入图像获取部401、小区域分割部403、信号生成部405、时钟信号生成部407的功能。
(曝光装置的构成例)
进一步，参照图8A和图8B，对在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置2的构成例进行说明。图8A是表示在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的构成例的说明图。图8B是表示在本实施方式所涉及的第一制造方法中使用的曝光装置的另一构成例的说明图。
首先，参照图8A，说明曝光装置2A。曝光装置2A是使用固体激光器作为激光光源21A的曝光装置。
如图8A所示，曝光装置2A具备：激光光源21A、电光学元件(Electro OpticalModulator:EOM)22、第一反射镜23、光电二极管(Photodiode：PD)24、调制光学体系25、控制机构37、第二反射镜31、移动光学台32、主轴电机35和转台36。另外，基材11载置于转台36上并且能够旋转。
具体而言，激光光源21A为固体激光器。例如，作为激光光源21A，可以使用具有266nm波长的固体激光器等。
由激光光源21A发射的激光20以平行光束的状态直行，入射至电光学元件22。透过电光学元件22的激光20被第一反射镜23反射，并被引导至调制光学体系25。
第一反射镜23由偏振分光器构成，具有使偏振光成分的一方反射并使偏振光成分的另一方透过的功能。透过了第一反射镜23的偏振光成分由光电二极管24接受，进行光电转换。另外，通过光电二极管24进行了光电转换的受光信号被输入至电光学元件22，电光学元件22基于输入的受光信号来进行激光20的相位调制。
另外，调制光学体系25具备：集光镜26、声光调制器(Acoust‐OpticModulator：AOM)27以及准直镜28。
在调制光学体系25中，激光20通过集光镜26被聚集至由玻璃(SiO2)等构成的声光调制器27。通过声光调制器27对激光20进行强度调制并发散后，通过准直镜28再次进行平行光束化。由调制光学体系25发射的激光20被第二反射镜31反射，并被水平且平行地引导至移动光学台32上。
另外，控制机构37具备格式化器40和驱动器30，控制激光20的照射。如上所述，格式化器40生成控制激光20照射的控制信号，驱动器30基于格式化器40所生成的控制信号来控制声光调制器27。由此，控制激光20对抗蚀剂层15的照射。
移动光学台32具备扩束器(Beam expader：BEX)33和物镜34。被引导至移动光学台32的激光20通过扩束器33被整形成所需的光束形状，然后经由物镜34，照射至基材11的外周面的抗蚀剂层15。
需要说明的是，虽未图示，但曝光装置2A优选为了使激光20始终在基材11上的抗蚀剂层15聚焦而动态地进行聚焦控制。具体而言，基材11在旋转时，因旋转轴的轴偏移以及基材11的表面加工精度等而导致从物镜34到基材11的距离发生变动。因此，为了使激光20始终在基材11的抗蚀剂层15上聚焦，优选曝光装置2A检测出激光20的焦点错位，动态地控制激光20的聚焦。需要说明的是，检测激光20相对于基材11上的抗蚀剂层15的焦点错位的方法，例如，可以使用对抗蚀剂层15照射的激光20的反射光的像散进行检测的方法等。
通过这些构成，利用转台36使基材11以恒定速度旋转，将激光20沿着基材11的轴向以恒定速度一边扫描一边照射，从而对抗蚀剂层15进行曝光。需要说明的是，激光20的扫描通过利用移动光学台32使激光20沿着箭头R方向以恒定速度移动来进行。
需要说明的是，如上所述，曝光装置2A为了使激光20的实际照射位置与控制信号所示的照射位置一致(同步)，而使控制主轴电机35旋转的信号与控制激光20照射的控制信号同步。由此，曝光装置2A能够使每一周的激光20的照射位置不偏移而对抗蚀剂层15进行曝光。
另外，曝光装置2A的转台36的转速、格式化器40所生成的控制信号的频率，取决于基材11的圆筒形状的外周长度以及输入图像110的周向的分割间隔Pc。进一步，曝光装置2A的移动光学台32的输送间隔取决于输入图像110的轴向的分割间隔Pr。即，以使激光20的照射位置与输入图像110的被分割而成的小区域一致的方式决定这些曝光参数。
接着，参照图8B，对曝光装置2B进行说明。曝光装置2B是使用半导体激光器作为激光光源21B的曝光装置。
如图8B所示，曝光装置2B具备：激光光源21B、第一反射镜23、光电二极管(PD)24、集光镜26、电光偏转元件(Electro Optic Deflector：EOD)29、准直镜28、控制机构37、第二反射镜31、移动光学台32、主轴电机35以及转台36。另外，基材11载置于转台36上并且能够旋转。
在此，对于移动光学台32、主轴电机35以及转台36，由于与参照图8A进行了说明的曝光装置2A是同样的，因此省略在此处的说明。
具体而言，激光光源21B是半导体激光器。例如，作为激光光源21B，可使用蓝色半导体激光器，其发射400nm～500nm蓝色光波段的波长的激光。在本实施方式所涉及的制造方法中使用的曝光装置中，优选使用半导体激光器作为激光光源21B。
由激光光源21B发射的激光20以平行光束的状态直行，被第一反射镜23反射。另外，由第一反射镜23反射出的激光20通过集光镜26被聚集至电光偏转元件29后，通过准直镜28再次进行平行光束化。经平行光束化的激光20被第二反射镜31反射，并被水平且平行地引导至移动光学台32上。
第一反射镜23由偏振分光器构成，具有使偏振光成分的一方反射，并使偏振光成分的另一方透过的功能。透过第一反射镜23的偏振光成分由光电二极管24接受，并进行光电转换。另外，通过光电二极管24进行光电转换的受光信号被输入至激光光源21B，激光光源21B基于输入的受光信号进行激光20的调制。
电光偏转元件29是能够控制激光20的照射位置的元件。曝光装置2B通过电光偏转元件29，还能够改变被引导至移动光学台32上的激光20的照射位置。
另外，控制机构37具备格式化器40和驱动器30，控制激光20的照射。驱动器30基于格式化器40所生成的控制信号来控制激光光源21B的输出。由此，控制激光20对抗蚀剂层15的照射。
需要说明的是，不言而喻，图8B所示的曝光装置2B与图8A所示的曝光装置2A同样地，动态地控制激光20的聚焦，使得主轴电机35的旋转控制信号与激光20的照射控制信号同步。
以上，对本实施方式所涉及的第一制造方法进行了详细说明。根据本实施方式所涉及的第一制造方法，能够制造在基材11的外周面形成有任意形状的凹凸结构13的原盘1。
[2.2.第二制造方法]
接着，参照图9A～图10，对本实施方式所涉及的第二制造方法进行说明。
具体而言，第二制造方法与第一制造方法相比，不同点在于在基材11的外周面隔着中间层17形成有抗蚀剂层15。即，第二制造方法中，通过抗蚀剂层15和中间层17而形成薄膜层。由此，第二制造方法中，通过将形成有抗蚀剂图案的抗蚀剂层15用作掩模来对中间层17进行蚀刻，从而在抗蚀剂层15和中间层17形成薄膜图案。进一步，可以将形成有薄膜图案的抗蚀剂层15和中间层17用作掩模，对基材11进行蚀刻。据此，第二制造方法与第一制造方法相比，由于能够作为掩模使用的膜厚得以增加，因此能够增加凹凸结构13在基材11的厚度方向上的加工深度。因此，根据本实施方式的第二制造方法，能够制造具有加工深度更深的凹凸结构13(例如1μm～10μm程度)的原盘1。
(第二制造方法的概要)
以下，参照图9A～图9E，对本实施方式所涉及的第二制造方法进行更具体的说明。图9A～图9E是说明本实施方式所涉及的第二制造方法的各工序的截面图。需要说明的是，图9A～图9E示意性地表示将基材11沿着厚度方向切割时的截面形状。
首先，如图9A所示，例如，在石英玻璃等的基材11上形成中间层17，在中间层17上成膜抗蚀剂层15。
中间层17由硅、类金刚石(diamond‐like carbon：DLC)或有机抗蚀剂等形成。在中间层17为硅或DLC的情况下，中间层17可以通过利用例如蒸镀法、溅射法或化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)等来形成。另外，在中间层17为有机抗蚀剂的情况下，中间层17可以通过利用例如旋涂、狭缝涂布、浸渍涂布、喷涂或丝网印刷等来形成。另外，对于中间层17所具有的优选的特性，将在后面阐述。
另外，为了进行热光刻，抗蚀剂层15由包含金属氧化物的热反应型抗蚀剂形成。抗蚀剂层15也可以通过利用例如溅射法来成膜。
接着，如图9B所示，通过曝光装置对抗蚀剂层15进行曝光，在抗蚀剂层15形成潜影15A。具体而言，对抗蚀剂层15照射激光20，使照射了激光20的抗蚀剂层15的部位改性，从而形成潜影15A。需要说明的是，由于在该工序中所使用的曝光装置与在第一制造方法中说明的曝光装置2是同样的，因此省略在此处的说明。通过使用在第一制造方法中说明的曝光装置，能够对与输入的任意对象物对应的位置的抗蚀剂层15照射激光20。
接着，如图9C所示，向形成有潜影15A的抗蚀剂层15上滴加显影液，对抗蚀剂层15进行显影。显影液可以使用例如氢氧化四甲铵(TMAH)等有机碱系的显影液。由此，在抗蚀剂层15形成与任意的对象物对应的抗蚀剂图案。
接着，如图9D所示，将形成有抗蚀剂图案的抗蚀剂层15用作掩模，进行对中间层17进行蚀刻的第一蚀刻工序。由此，在中间层17也形成薄膜图案。针对中间层17的第一蚀刻，可以使用干式蚀刻。例如，在中间层17的材质为DLC的情况下，通过采用利用氧气的反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching：RIE)，能够进行垂直各向异性高的蚀刻。
接着，如图9E所示，将形成有薄膜图案的抗蚀剂层15和中间层17用作掩模，进行对基材11进行蚀刻的第二蚀刻工序。由此，在基材11形成任意形状的凹凸结构13。需要说明的是，对基材11进行的蚀刻可以使用干式蚀刻。例如，在基材11的材质为石英玻璃(SiO2)的情况下，通过采用利用氟化碳系气体的反应性离子蚀刻，能够进行垂直各向异性高的蚀刻。
根据以上的工序，能够在基材11形成如下凹凸结构13，其具有与输入的任意对象物对应的形状且加工深度深(例如1μm～10μm程度)。
(中间层的特性)
在此，中间层17优选由如下材质形成，即，在第一蚀刻工序中具有比抗蚀剂层15的蚀刻速率快的蚀刻速率，并在第二蚀刻工序中具有比基材11的蚀刻速率慢的蚀刻速率的材质。具体而言，中间层17优选为由DLC或者有机抗蚀剂等形成的有机层。
例如，抗蚀剂层15为包含金属氧化物的热反应型抗蚀剂的情况下，由DLC或者有机抗蚀剂等形成的有机层在利用氧气进行反应性离子蚀刻时，其蚀刻速率比抗蚀剂层15快。另外，基材11的材质为石英玻璃(SiO2)的情况下，由DLC或有机抗蚀剂等形成的有机层在利用氟化碳系气体进行反应性离子蚀刻时，其蚀刻速率比基材11慢。因此，中间层17为由DLC或有机抗蚀剂等形成的有机层的情况下，在本实施方式所涉及的第二制造方法中能够合适地对基材11进行蚀刻，制造具有加工深度深的凹凸结构13的原盘1。
另外，中间层17优选由导热率为200W/(m·K)以下的材质形成。在本实施方式所涉及的第二制造方法中，通过热光刻对抗蚀剂层15形成潜影15A。因此，在中间层17的导热率高的情况下，通过激光20的照射给予抗蚀剂层15的热则介由中间层17会扩散，而有可能无法形成潜影15A。因此，中间层17的导热率优选更低，具体而言，优选为200W/(m·K)以下。需要说明的是，中间层17的材质的导热率的下限值没有特别规定，优选大于0。
进一步，中间层17优选由如下材质形成，即，激光20对直接形成在基材11上的抗蚀剂层15的反射率与激光20对隔着中间层17而形成在基材11上的抗蚀剂层15的反射率之差为5％以下的材质。
具体而言，对抗蚀剂层15照射的激光20的反射率增加时，对热光刻的曝光做出贡献的激光20的比例减少。因此，中间层17优选不会因为形成了中间层17而使激光20对于抗蚀剂层15的行为大幅变动，优选为激光对抗蚀剂层15的反射率的变化小的材质。
另外，曝光装置通过检测激光20的反射光的像散来控制激光20的聚焦时，为了曝光装置能够检测出激光20的反射光，中间层17优选不使反射光的光量减少。具体而言，中间层17优选由如下材质形成，即，来自抗蚀剂层15的反射光不会根据中间层17的有无而大幅变化的材质。
在此，不形成中间层17而在基材11上仅成膜抗蚀剂层15的情况下，难以将加工深度深的凹凸结构13(例如1μm～10μm程度)形成于基材11上。具体而言，抗蚀剂层15通过热光刻而形成潜影15A，因此需要使因激光20产生的热沿着抗蚀剂层15的厚度方向传导至基材11侧。因此，在抗蚀剂层15为100nm以上的膜厚时，所照射的激光20的热不会传导至基材11侧，无法形成适当的潜影15A。因此，当抗蚀剂层15为100nm以上的膜厚时，无法形成适当的潜影15A，而使基材11的蚀刻变得困难，因此难以将加工深度深的凹凸结构13(例如1μm～10μm程度)形成于基材11。
另一方面，在中间层17上没有如上述抗蚀剂层15那样的膜厚的限制，因此可以根据在基材11上形成的凹凸结构13的加工深度而设定适当的膜厚，将加工深度深的凹凸结构13形成于基材11。
以上，对本实施方式所涉及的第二制造方法进行了详细说明。根据本实施方式所涉及的第二制造方法，能够制造出在基材11的厚度方向上加工深度深且形成有任意形状的凹凸结构13的原盘1。
实施例
＜3.实施例＞
以下，参照实施例和比较例对上述实施方式所涉及的原盘的制造方法进行具体说明。需要说明的是，以下所示的实施例为用于显示上述实施方式所涉及的原盘的制造方法的实施可能性及效果的一个条件例，本发明所涉及的原盘的制造方法不限于以下实施例。
[3.1.中间层的特性评价]
通过以下工序，在基材上层叠中间层和抗蚀剂层来制造试验片，对中间层的优选特性进行评价。
(试验例1)
在由石英玻璃构成的基材上，通过使用烃系气体的化学气相沉积(CVD)，以膜厚500nm成膜DLC来作为中间层。接着，在中间层上通过溅射法以膜厚55nm成膜钨氧化物来作为抗蚀剂层，制造了试验片。
(试验例2)
试验例1中，除了通过溅射法以膜厚500nm成膜硅(Si)来代替DLC，形成了中间层以外，利用与试验例1同样的方法制造了试验片。
(试验例3)
试验例1中，除了通过溅射法以膜厚500nm成膜铝(Al)来代替DLC，形成了中间层以外，利用与试验例1同样的方法制造了试验片。
(参考例)
试验例1中，除了不形成中间层，而在基板上直接形成了抗蚀剂层以外，利用与试验例1同样的方法制造了试验片。
对于试验例1～3所涉及的试验片，通过曝光装置照射激光，评价了是否能够形成潜影。曝光的激光光源使用了发射波长405nm的激光的蓝色半导体激光器。另外，曝光后的显影使用TMAH(氢氧化四甲铵)的2.38质量％水溶液，在27℃显影900秒。
将评价结果与中间层的材质的导热率(文献值)一并示于以下表1。需要说明的是，表1中，“○”表示显影后形成有图案，通过激光的照射能够形成潜影。另外，“×”表示显影后没有形成图案，通过激光的照射无法形成潜影。
[表1]
Figure GDA0001216594800000211
参照表1可知，试验例1和2的试验片由于中间层的导热率为200W/(m·K)以下，因而激光的热没有从抗蚀剂层扩散至中间层，能够在抗蚀剂层形成潜影。另一方面，可知试验例3的试验片由于中间层的导热率超过200W/(m·K)，因而激光的热从抗蚀剂层扩散至中间层，无法在抗蚀剂层形成潜影。
另外，利用光学薄膜涂层特性计算软件进行计算，从而分别算出试验例1和3、参考例的试验片的与波长对应的反射率。光学薄膜涂层特性计算软件使用了TFcalc(SoftwareSpectra公司)。将算出的反射率的结果示于图10。图10是试验例1和3、参考例的试验片的反射率的计算结果。需要说明的是，图10所示的反射率为光从试验片表面的法线方向入射时的反射率。
如图10所示，成膜DLC作为中间层的试验例1的反射率与在基材上仅成膜抗蚀剂层的参考例的反射率之差，在各波长下为5％以下。由此可知，在使用DLC作为中间层时，中间层的有无对激光造成的影响小。另一方面，成膜Al作为中间层的试验例3的反射率与在基材上仅成膜抗蚀剂层的参考例的反射率之差，在各波长下超过了5％。由此可知，在使用Al作为中间层时，中间层的有无对激光造成的影响大，从而使曝光变得困难。
进一步，分别对在试验例1中成膜的中间层(DLC)、抗蚀剂层(钨氧化物)以及基材(石英玻璃)，确认了蚀刻气体使用了氧气或氟化碳系气体(CF4/CHF3气体)时的蚀刻速率。
对各层的蚀刻速率的确认结果示于以下表2。需要说明的是，蚀刻装置使用了反应性离子蚀刻(RIE)装置。在蚀刻气体使用O2气体(流量30sccm)时，气体压力设为0.5Pa，投入电力设为150W。另外，在蚀刻气体使用CF4/CHF3气体(流量5sccm/25sccm)时，气体压力设为0.5Pa，投入电力设为200W。
[表2]
Figure GDA0001216594800000221
若参照表2，则在将抗蚀剂层作为掩模而对中间层进行蚀刻的工序中，通过将O2气体用作蚀刻气体，能够使中间层的蚀刻速率比抗蚀剂层的蚀刻速率快。另外，在将抗蚀剂层和中间层作为掩模而对基材进行蚀刻的工序中，通过将CF4/CHF3气体用作蚀刻气体，能够使抗蚀剂层和中间层的蚀刻速率比基材的蚀刻速率慢。
根据以上中间层的特性评价，可知试验例1的抗蚀剂层和中间层适合用于上述说明的本实施方式的第二制造方法。
[3.2.原盘的制造]
接着，通过以下工序制造原盘。
(实施例1)
首先，在由4.5mm厚的圆筒形的石英玻璃构成的基材的外周面，采用烃系气体的CVD，由此以膜厚800nm成膜DLC作为中间层。接着，通过溅射法以膜厚55nm在中间层上成膜钨氧化物。
接着，通过曝光装置，利用激光进行热光刻，在抗蚀剂层形成潜影。需要说明的是，曝光装置的激光光源使用了发射波长405nm的激光的蓝色半导体激光器。使基材以900rpm旋转，将激光沿着基材的轴向以1.5μm/秒扫描，同时进行曝光。输入图像(曝光图案)使用将直径4μm的圆按照5μm的间距以交错方式排列的六方格子排列的图像，设定输入图像的分割间隔在基材的周向和轴向上均设为100nm的间隔。另外，利用曝光装置对直径4μm的圆以外的部分进行曝光，以使得直径4μm的圆与凸部对应。需要说明的是，曝光时间为45小时。
接着，使用TMAH的2.38质量％水溶液，对经过曝光的基材在27℃进行900秒的显影，使曝光部分的抗蚀剂溶解。
进一步，将显影后的抗蚀剂层用作掩模，进行了对中间层进行蚀刻的第一蚀刻工序。在第一蚀刻工序中，蚀刻气体使用了O2气体(流量30sccm)，在气体压力0.5Pa、投入电力150W下，进行了80分钟的反应性离子蚀刻。接着，将抗蚀剂层和中间层用作掩模，进行了对基材进行蚀刻的第二蚀刻工序。在第二蚀刻工序中，蚀刻气体使用了CF4气体(流量5sccm)和CHF3气体(流量25sccm)，在气体压力0.5Pa、投入电力200W下，进行了500分钟的反应性离子蚀刻。
通过以上工序，制造了实施例1的原盘。
(实施例2)
除了实施例1的输入图像(曝光图案)使用了3.5μm见方的正方形按照4.5μm的间距排列的四方格子排列的图像以外，利用与实施例1同样的方法制造了原盘。需要说明的是，与实施例1同样地，利用曝光装置对3.5μm见方的正方形以外的部分进行曝光，以使3.5μm见方的正方形与凸部对应。
(比较例1)
不使用热光刻，通过作为机械加工的超精密切割而制造了比较例1的原盘。图13A是说明在比较例1所涉及的原盘上形成的图案的说明图，图13B是示意性地表示将在比较例1所涉及的原盘上形成的图案沿着基材的厚度方向切割时的截面的截面图。
如图13A所示，比较例1所涉及的原盘包括圆筒形的基材11A，基材11A的外周面形成有凹凸结构13A。凹凸结构13A例如包含：沿着基材11A的轴向以规定间隔形成的纵槽131A、和与纵槽131A正交且以规定间隔形成的横槽133A。另外，如图13B所示，比较例1所涉及的原盘的纵槽131A和横槽133A的槽宽度按照2μm形成，槽间距按照7μm形成，槽深度按照4μm形成。
具体而言，首先，在由不锈钢构成的基材的外周面上通过镀覆法以膜厚200μm形成了镍磷层。接着，通过超精密旋盘，使用单晶金刚石工具使基材旋转，同时在镍磷层上沿着轴向按照220mm的宽度形成了如上所述的槽宽度2μm、槽间距7μm、槽深度4μm的槽。需要说明的是，基材11A的加工分为纵槽131A的加工和横槽133A的加工的两次来进行。需要说明的是，为了形成所有的槽，用了47天。另外，对于单晶金刚石工具，随着其摩损，在加工中更换了4～5次。
[3.3.原盘的评价]
对于通过上述工序制造的实施例1和2、比较例1所涉及的原盘，通过将所形成的凹凸结构转印至UV(紫外线)转印膜来进行评价。需要说明的是，以下说明的SEM图像是对原盘的转印物进行的观察。因此，以下所示的转印物的图案的凹凸结构中，凹部与凸部的位置与原盘的凹凸结构相反。
首先，参照图11和12，说明针对实施例1和2所涉及的原盘的转印物进行的扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)的观察结果。
图11是对实施例1所涉及的原盘的转印物进行观察所得到的SEM图像，图12是对实施例2所涉及的原盘的转印物进行观察所得到的SEM图像。另外，图11A和图12A是对转印物的上表面进行观察所得到的SEM图像，图11B和图12B是对以X‐XX线切割图11A和图12A所示的转印物时的截面进行观察所得到的SEM图像。
参照图11A和图12A可知，在实施例1和2所涉及的原盘分别形成有具有输入至曝光装置的任意形状的凹凸结构。需要说明的是，在图11A和图12A中，SEM图像的上下方向相当于基材的周向，左右方向相当于基材的轴向。另外，若参照图11B和图12B，则可知实施例1和2所涉及的原盘的凹凸结构高度为3.4μm～3.5μm，能够形成具有微米级大的加工深度的凹凸结构。
接着，对实施例1、2以及比较例1所涉及的原盘的加工深度的偏差进行了评价。具体而言，将实施例1、2和比较例1所涉及的原盘转印至UV转印膜而制造了转印物。另外，通过激光显微镜对所制造的转印物分别在周向4处、轴向4处测定其深度，算出最大深度偏差。需要说明的是，激光显微镜使用了基恩士公司制的VK8700。需要说明的是，对于比较例1，由于深度偏差大，因而在相同条件下将原盘制造2次，评价了各自的深度偏差。
深度偏差测定的结果示于以下表3。
[表3]
最大深度偏差[μm] 最大高低差量[μm]
实施例1 0.5 无
比较例1(第一次) 1.2 1.6
比较例1(第二次) 1.4 1.4
参照表3可知，使用热光刻而形成了凹凸结构的实施例1所涉及的原盘，与使用机械加工而形成了凹凸结构的比较例1所涉及的原盘相比，深度偏差小。
另外，可知比较例1所涉及的原盘由于分开进行了纵槽的加工和横槽的加工，而使在纵槽与横槽之间的加工深度不同，产生了高低差。具体而言，比较例1所涉及的原盘中产生的高低差最大为1.4μm～1.6μm。另一方面，对于实施例1所涉及的原盘，在凹凸结构中没有观察到高低差。
可认为其原因是：对于比较例1所涉及的原盘，用于加工的单晶金刚石工具随着加工的进行而产生摩损，加工深度变得比目标值浅。对此，对于比较例1所涉及的原盘，评价了单晶金刚石工具的加工距离与距目标深度的变化量的关系。评价结果示于图14。图14是表示单晶金刚石工具的加工距离与距目标深度的变化量的关系的图表。需要说明的是，图14中所示的□点、Δ点、×点分别与不同的单晶金刚石工具相对应。
另外，单晶金刚石工具的加工距离与距目标深度的变化量的关系，与深度偏差同样地，通过利用激光显微镜测定比较例1所涉及的原盘的转印物的深度来评价。具体而言，通过观察原盘的转印物来测定：3个单晶金刚石工具分别所形成的槽的深度根据加工距离而如何变化。
如图14所示，可知任一单晶金刚石工具，都会随着加工距离变长而产生摩损，槽的加工深度变得比目标值浅。另外，得知在各单晶金刚石工具之间，摩损相对于加工距离的进行程度存在偏差。可认为这样的各单晶金刚石工具之间的偏差也成为比较例1所涉及的原盘的加工深度的偏差的原因。
如上所述，根据本实施方式所涉及的原盘的制造方法，能够在短期内制造出形成有具有任意形状的凹凸结构的原盘。另外，根据本实施方式所涉及的原盘的制造方法，能够制造出形成有具有微米级的加工深度的凹凸结构的原盘。进一步可知，与超精密切割即能够形成具有微米级的加工深度的凹凸结构的其他方法相比，通过本实施方式所涉及的制造方法制造的原盘能够使凹凸结构的加工深度偏差小。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明不限于这样的例子。显然，只要是具有本发明所属技术领域中的普通知识的人员，就能够在权利要求中记载的技术构思的范畴内想到各种变更例或修正例，对于这些内容也当然理解为属于本发明的技术范围。
产业上的可利用性
需要说明的是，通过本发明所涉及的制造方法制造的原盘的转印物由于具有任意形状的凹凸结构，因而可适用于各种用途。
例如，通过在经转印的凹凸结构形成回路，从而能够使转印物适用于印刷型电子产品。作为其他例子，通过在经转印的凹凸结构形成血液等生物样品的流路，从而能够使转印物用作生物传感器或诊断器件。另外，通过用经转印的凹凸结构来控制光学特性，从而能够使转印物用作光学元件。进一步，通过使用经转印的凹凸结构，从而能够使转印物用作粒子排列片。
附图标记说明
1：原盘
2：曝光装置
11：基材
13：凹凸结构
15：抗蚀剂层
15A：潜影
17：中间层
20：激光
21：激光光源
40：格式化器
401：输入图像获取部
403：小区域分割部
405：信号生成部
407：时钟信号生成部

Claims (14)

1.一种原盘的制造方法，其包括以下步骤：
在圆筒或圆柱形的基材的外周面形成薄膜层的步骤；
基于描画有对象物的输入图像，生成与所述对象物对应的控制信号的步骤；
基于所述控制信号对所述薄膜层照射激光，在所述薄膜层形成与所述对象物对应的薄膜图案的步骤；以及
将形成有所述薄膜图案的所述薄膜层用于掩模，在所述基材的所述外周面形成与所述对象物对应的图案的步骤，
其中，在所述生成与所述对象物对应的控制信号的步骤中，将所述输入图像分割成多个小区域，根据所述小区域各自是否包含有所述对象物来决定是否对所述小区域照射所述激光，基于该决定结果生成所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述小区域的尺寸小于所述激光的光斑的尺寸。
3.根据权利要求1所述的原盘的制造方法，其特征在于，
在所述薄膜层形成所述薄膜图案的步骤中，
以所述基材的中心轴作为旋转轴使所述基材旋转，同时对所述基材照射所述激光。
4.根据权利要求3所述的原盘的制造方法，其特征在于，
生成所述控制信号，以使其与控制所述基材旋转的信号同步。
5.根据权利要求1所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述激光的光源为半导体激光器，
通过热光刻在所述薄膜层形成所述薄膜图案。
6.根据权利要求1所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述薄膜层包含形成于所述外周面的中间层和形成于所述中间层上的抗蚀剂层，
在所述薄膜层形成所述薄膜图案的步骤包括：
通过对所述抗蚀剂层进行显影而在所述抗蚀剂层形成所述薄膜图案的步骤；以及
将所述抗蚀剂层作为掩模而对所述中间层进行蚀刻的步骤。
7.根据权利要求6所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述中间层的蚀刻速率比所述抗蚀剂层的蚀刻速率快，
所述中间层的蚀刻速率比所述基材的蚀刻速率慢。
8.根据权利要求6所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述中间层的导热率为200W/(m·K)以下。
9.根据权利要求6所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述激光对直接形成在所述基材上的所述抗蚀剂层的反射率，与所述激光对隔着所述中间层而形成在所述基材上的所述抗蚀剂层的反射率之差是5％以下。
10.根据权利要求6所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述抗蚀剂层包含金属氧化物。
11.根据权利要求6所述的原盘的制造方法，其特征在于，
所述中间层包含类金刚石。
12.一种转印物，其特征在于，
其转印有通过权利要求1所述的制造方法所制造出的原盘的图案。
13.一种复制原盘，其特征在于，
其转印有权利要求12所述的转印物的图案。
14.一种转印物，其特征在于，
其转印有权利要求13所述的复制原盘的图案。
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