CN109791873A - 母盘、转印物及母盘的制造方法 - Google Patents

母盘、转印物及母盘的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在外周面上包括凹部或凸部以高精度连续排列的凹凸结构的母盘及该母盘的制造方法。本该母盘包括圆筒或圆柱形状的基材；以及在所述基材的外周面形成的凹凸结构；所述凹凸结构是在所述基材的周向上凹部或凸部以固定周期连续排列的结构；所述凹部或凸部在所述基材的轴向上相邻的周之间具有规定的相位差而排列。该母盘的制造方法包括通过多个信号生成电路共用基准时钟，通过各个所述多个信号生成电路生成旋转控制信号和曝光信号的步骤；以及基于所述旋转控制信号使圆筒或圆柱形状的基材以所述基材的中心轴为轴旋转，并且，基于所述曝光信号在所述基材的轴向上扫描并向所述基材的外周面照射激光，在所述基材的外周面上形成图案的步骤。

Description

母盘、转印物及母盘的制造方法
技术领域
本发明涉及母盘、转印物及母盘的制造方法。
背景技术
近年来，作为细微加工技术的一种，将在表面形成细微凹凸结构的圆柱形状的母盘推压至树脂片等，将在母盘表面上形成凹凸结构转印至树脂片的压印技术的开发正在进行。
压印技术中使用的母盘例如使用基于激光的光刻技术制造。具体地，通过使圆柱形状的基材以中心轴为轴旋转，在基材的轴向上扫描并向基材照射激光，在圆柱形状的基材的外周面上形成连续的图案，由此制造母盘。
在这里，与其它细微加工技术一样，对压印技术也追求加工精度的进一步提高。尤其是，将形成了凹凸结构的转印物作为防反射膜等光学部件使用时，为了降低衍射散射及提高光学特性，追求提高凹凸的填充密度且精密地控制凹凸的排列。此外，在使用了表面等离子的过滤器及面向发光设备的基材中，也追求精密控制转印物上设置的凹凸结构的排列。
因此，追求在用于压印技术中的圆柱形状的母盘的外周面上，以更高精度控制曝光图案的排列的技术。
例如，在下述的专利文献1中，公开了在筒状部件上形成曝光图案时，将旋转控制信号的启动脉冲用作基准，控制曝光启动位置的纳米压印用塑模的曝光方法。在专利文献1公开的技术中，将筒状部件每旋转一次时在规定的时刻产生的启动脉冲作为基准，控制每一周的曝光图案的启动位置，由此，得到期望排列的曝光图案。
专利文献1：日本特开2011-118049号公报
发明内容
但是，在上述的专利文献1公开的技术中，由于筒状部件每旋转一次控制曝光图案的启动位置，失去了曝光图案的连续性。其结果，在筒状部件上形成的曝光图案上，每一周的一个位置产生未形成曝光图案的空白区域。因此，在专利文献1公开的技术中，控制曝光图案的排列并在筒状部件的外周面上形成未中断的连续曝光图案是非常困难的。
因此，本发明鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种在外周面上包括凹部或凸部的排列被精密控制的凹凸结构的新型改良母盘，使用了该母盘的转印物及该母盘的制造方法。
为了解决上述课题，根据本发明的观点，提供一种母盘，包括圆筒或圆柱形状的基材；以及在所述基材的外周面形成的凹凸结构；其中，所述凹凸结构是在所述基材的周向上凹部或凸部以固定周期连续排列的结构；在所述基材的轴向上相邻的周之间，所述凹部或凸部互相保持规定的相位差而排列。
优选地，所述凹凸结构不包含沿所述基材的轴向未形成所述凹部或凸部的空白区域以及形成了与所述凹部或凸部不同排列的凹部或凸部的误差区域。
优选地，所述凹凸结构为所述凹部或凸部呈六边形格子状排列的结构。
优选地，所述凹部或凸部的平均周期小于1μm。
优选地，所述基材的至少外周面由玻璃材料构成。
此外，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种母盘的制造方法，包括通过多个信号生成电路共用基准时钟，通过各个所述多个信号生成电路生成旋转控制信号和曝光信号的步骤；以及基于所述旋转控制信号使圆筒或圆柱形状的基材以所述基材的中心轴为轴旋转，并且，基于所述曝光信号在所述基材的轴向上扫描并向所述基材的外周面照射激光，在所述基材的外周面上形成图案的步骤。
优选地，所述旋转控制信号的频率与所述曝光信号的频率互相不为整数倍。
优选地，所述基材旋转一次时，通过所述旋转控制信号产生的脉冲数为整数，通过所述曝光信号产生的脉冲数不为整数。
优选地，所述旋转控制信号与所述曝光信号互相同步。
优选地，所述基材的外周面设有经所述激光的照射形成图案的抗蚀层；该母盘的制造方法还包括如下步骤：将通过所述激光的照射形成图案的抗蚀层作为掩膜而蚀刻所述基材，由此在所述基材的外周面上形成凹凸结构。
优选地，基于所述激光的照射的图案形成通过热光刻进行。
此外，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种根据上述任一项记载的制造方法制造的母盘。
此外，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种使用上述的母盘在片状基才上转印在所述母盘的外周面上形成的凹凸结构的转印物。
如以上说明的那样，根据本发明，能够提供在外周面包括凹部或凸部的排列被精密控制的凹凸结构的母盘。此外，能够提供转印了在该母盘的外周面上形成的凹凸结构的反转结构的转印物。
附图说明
图1是示意性表示本发明一个实施方式的母盘的立体图。
图2是表示同一实施方式的母盘的外周面上形成的凹凸结构的一例的俯视图。
图3是概要性表示出本发明的一个实施方式的母盘的制造方法中使用的曝光方法的示意图。
图4是表示同一实施方式中曝光信号与曝光图案的对应关系的说明图。
图5是表示同一实施方式中曝光信号与旋转控制信号的对应关系的说明图。
图6是表示同一实施方式中生成曝光信号及旋转控制信号的机构的模块图。
图7是说明同一实施方式中基材的曝光中使用的曝光装置的具体结构的模块图。
图8是表示使用本发明的一个实施方式的母盘制造转印物的转印装置的结构的示意图。
图9是实施例一的转印物以1万倍扩大而拍摄的SEM图像。
图10是实施例一的转印物以6万倍扩大而拍摄的SEM图像。
图11是比较例一的转印物以6万倍扩大而拍摄的SEM图像。
符号说明
1 母盘
3 曝光装置
5 转印装置
10 基材
12 凹凸结构
30 激光
31 激光光源
45 主轴电机
47 控制机构
48 格式器
49 驱动器
121 凹部或凸部
400 基准时钟生成部
410 第一信号生成部
420 第二信号生成部
450 波形生成装置
具体实施方式
接下来，参照附图详细地说明本发明的适宜的实施方式。另外，本说明书及附图中，具有实质上相同的功能结构的结构要素通过标记同一符号省略重复说明。
<1.母盘>
首先，参照图1，说明本发明的一个实施方式的母盘的概要。图1是示意性表示本实施方式的母盘的立体图。
如图1所示，本实施方式的母盘1例如由在外周面上形成了凹凸结构12的基材10构成。
母盘1例如是卷对卷(roll-to-roll)方式的压印技术中使用的母盘。在卷对卷方式的压印技术中，通过使母盘1旋转并将母盘1的外周面挤压至片状基材等，能够将在外周面上形成的凹凸结构转印至片状基材等。通过使用这样的压印技术，能够高效地制造转印了在母盘1的外周面上形成的凹凸结构12的大面积的转印物。
另外，通过母盘1转印了凹凸结构12的转印物，例如，能够作为表面等离子过滤器、发光设备或防反射膜等光学部件使用。
基材10例如是圆筒或圆柱形状的部件。基材10的形状可以是如图1所示那样在内部具有空洞的中空圆筒形状，也可以是在内部没有空洞的实心圆柱形状。基材10可以由熔融石英玻璃或合成石英玻璃等玻璃材料构成，也可以由不锈钢等金属或将这些金属的外周面通过SiO2等包覆的材料等构成。
其中，基材10优选至少外周面由玻璃材料构成，进一步优选整体由石英玻璃等玻璃材料构成。这是因为基材10由SiO2为主的玻璃材料构成时，通过使用了氟化物的蚀刻，基材10的外周面能够容易地形成凹凸结构12。具体地，使用基于激光的光刻，对基材10的外周面上设置的抗蚀层形成了凹凸结构12对应的图案之后，通过进行将抗蚀层作为掩膜的干蚀刻，能够容易地在基材10上形成凹凸结构12。
基材10的大小没有特别限制，例如，优选为轴向的长度为100mm以上，优选为外径为50mm以上300mm以下。此外，基材10为圆筒形状时，圆筒的厚度优选为2mm以上50mm以下。
凹凸结构12是在基材10的外周面上形成，凹部或凸部连续排列的结构。具体地，凹凸结构12是在基材10的周向上凹部或凸部以规定的周期连续排列，并且在基材10的周向上相邻的周之间，凹部或凸部以规定的相位差排列的结构。即，在凹凸结构12中，在基材10的轴向上，为了形成凹部或凸部的相位不对齐，凹部或凸部未在与基材10的轴向平行的直线上排列，而在相对于基材10的轴向倾斜的直线上排列。
另外，凹部或凸部121表示相对于基材10的外周面沿垂直方向突出的凸部或者相对于基材10的外周面沿垂直方向陷落的凹部的任意一者，不表示在一个母盘1中混合存在两者。
在这里，参照图2，说明本实施方式的母盘的外周面上形成的凹凸结构12的具体机构。图2是表示本实施方式的母盘的外周面上形成的凹凸结构12的一例的俯视图。另外，在图2中，X方向相当于基材10的周向，Y方向相当于基材10的轴向，Z方向相当于垂直基材10的外周面的方向。
如图2所示，凹凸结构12优选为凹部或凸部121呈六边形格子状排列的凹凸结构。此时，将基材10的周向的凹部或凸部121的周期称为点间距PD,在基材10的轴向上相邻的周(也称为轨道)之间的间隔称为点间距PT。
在凹凸结构12中，在基材10轴向上相邻的凹部或凸部121，每个基材10的周向的凹部或凸部121的排列(即轨道)中心位置偏离1/2PD.即，在凹凸结构12中，在相邻的周之间凹部或凸部121的相位偏离180°。
凹凸结构12的点间距PD及点间距PT的大小例如，优选小于1μm，更优选为可见光区域的波长以下，进一步优选为100nm以上350nm以下。凹凸结构12是这样大小的细微结构时，凹凸结构12能够抑制宽范围的波段的入射光的反射，作为所谓的蛾眼结构发挥作用。
其中，点间距PD或点间距PT均小于100nm时，由于难以形成凹凸结构12而不推荐。此外，点间距PD或点间距PT均超过350nm时，由于产生可见光的衍射，作为蛾眼结构的功能降低而不推荐。另外，点间距PD及点间距PT的大小只要在上述的范围内，彼此可以相同，也可以不同。
此外，凹凸结构12不限于六边形格子状的排列，也可以是其它的排列。例如，凹凸结构12也可以是，凹部或凸部121排列于正方形的顶点及中心的结构。但是，为了在平面上最紧密填充凹部或凸部121，凹凸结构12优选为凹部或凸部121排列于六边形顶点及中心的六边形格子状的排列。
此外，凹凸结构12的凹部或凸部未中断地连续排列，不包含在基材10的轴向上未形成凹部或凸部的空白区域及凹部或凸部的排列错乱而形成的误差区域。具体地，在形成了凹凸结构12的区域的内部，不存在为了调整曝光图案的启动位置而未形成凹部或凸部的空白区域，以及为了在曝光时形成不同图案而凹部或凸部的排列错乱的误差区域。
使用包括这样的凹凸结构12的母盘1而制造的转印物，不需要筛选形成了凹凸结构12的区域而使用，并且，不需要废弃形成了凹凸结构12的区域以外的区域。而且，根据本实施方式的母盘1，能够更高效地量产转印了凹凸结构12的转印物。
<2.母盘的制造方法>
(2.1.概要)
接下来，说明上述实施方式的母盘1的制造方法。
本实施方式的母盘1使用基于激光的热光刻，在基材10的外周面上形成了凹凸结构12对应的图案后，通过蚀刻等在基材10上形成凹凸结构12而制造。在本实施方式的母盘1中，使用基于能够以高精度控制照射位置的激光的光刻形成凹凸结构12对应的图案，由此，能够精密地控制凹凸结构12的凹部或凸部的排列。
在这里，作为形成所谓蛾眼结构等凹凸结构的方法的一个，目前得知阳极氧化法。在阳极氧化法中，在电解液中将铝基材作为阳极通电，由此，能够同时进行铝基材的溶解及氧化，在铝基材的表面上通过自发组织化的排列形成圆柱状的细孔。
但是，在阳极氧化法中，凹部或凸部的平面排列由自发组织化决定，因此，以任意的排列形成凹部或凸部非常困难。此外，在阳极氧化法中，凹部或凸部的排列精度受到铝基材的表面状态及晶粒均匀性的影响，因此，达成与本实施方式的母盘1的凹凸结构12相同的排列精度非常困难。此外，在阳极氧化法中，只有通过在电解液中的通电容易进行溶解和氧化的铝等金属才能形成凹凸结构。即，本实施方式的母盘1，只有通过使用基于激光的光刻，而不是阳极氧化法才能够制造。
具体地，本实施方式的母盘1的制造方法包括：成膜步骤，在基材10的外周面上成膜抗蚀层；曝光步骤，通过在抗蚀层上照射激光形成潜影；显影步骤，对形成了潜影的抗蚀层进行显影，在抗蚀层上形成图案；蚀刻步骤，将形成了图案的抗蚀层作为掩膜而蚀刻，在基材10的外周面上形成凹凸结构12。
在成膜步骤中，在基材10的外周面上成膜抗蚀层。抗蚀层包含能够通过激光形成潜影的无机材料或有机材料。作为无机材料，例如，能够使用包含钨或钼等一种或两种以上的过渡金属的金属氧化物。此外，包含无机材料的抗蚀层，例如，能够通过使用溅射法等成膜。另一方面，作为有机材料，能够使用酚醛树脂抗蚀层或化学放大型康氏层。此外，包含有机材料的抗蚀层能够通过使用旋涂法等成膜。
在曝光步骤中，在基材10的外周面上形成的抗蚀层上照射激光，由此，在抗蚀层上形成凹凸结构12对应的图案的潜影。照射在抗蚀层上的激光的波长没有特别限制，可以是400nm～500nm的蓝色波长带的波长。
在显影步骤中，对通过激光的照射形成了潜影的抗蚀层进行显影，在抗蚀层上形成潜影对应的图案。例如，抗蚀层包含上述无机材料时，抗蚀层的显影中，能够使用TMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide：四甲基氢氧化铵)水溶液等碱性溶液。此外，抗蚀层含有上述有机材料时，抗蚀层的显影中能够使用酯或醇等各种有机溶剂。
在蚀刻步骤中，将形成了图案的抗蚀层作为掩膜而蚀刻基材10，由此，在基材10的外周面上形成潜影对应的凹凸结构12。基材10的蚀刻可以通过干蚀刻或湿蚀刻中的任意一种进行。基材10是以SiO2为主的玻璃材料(例如，石英玻璃等)时，基材10的蚀刻能够通过使用了氟碳化合物气体的干蚀刻或者使用了氢氟酸等的湿蚀刻进行。
(2.2.曝光方法)
接下来，参照图3～图7，说明本实施方式的母盘1的制造方法中使用的曝光方法。图3是概要性表示本实施方式的母盘1的制造方法中使用的曝光方法的示意图。
在本实施方式的母盘1的制造方法中，在曝光步骤中，控制激光出射的曝光信号和控制基材10旋转的旋转控制信号共用基准时钟。由此，能够精密地控制基材10的外周面的激光照射位置，因此，能够提高在母盘1的外周面上形成的凹凸结构12的排列精度。
如图3所示，在本实施方式的母盘1的制造方法中，例如，使用包括产生激光30的激光光源31和控制激光30出射的控制机构47的曝光装置3，向基材10照射激光30，在基材10的外周面上形成曝光图案12A。
激光光源31是出射激光30的光源。激光光源31例如可以是半导体激光光源等。激光光源31产生的激光30的波长没有特别限制，例如，可以是400nm～500nm的蓝色波长带的波长。
控制机构47生成控制激光30的出射的曝光信号。控制机构47例如可以是包含能够生成任意波形的信号的信号生成电路的函数发生器等。
曝光装置3对以中心轴为轴旋转的圆筒或圆柱形状的基材10的外周面沿基材10的轴向(图3中箭头R的方向)扫描并照射激光30，由此，在基材10的外周面上形成曝光图案12A。由此，曝光装置3能够对基材10的外周面呈螺旋形照射激光，因此，能够在基材10的外周面的期望区域形成曝光图案12A。
基材10的外周一周的长度由于基材10的加工误差而按周变化，因此，曝光信号与旋转控制信号不同步时，随着曝光的进行，曝光图案的排列混乱。此外，使基材10旋转的转台的主轴电机存在旋转速度的波动，由于旋转速度的波动，曝光图案的排列混乱。
因此，以前，通过使曝光信号和旋转控制信号同步，进行抑制每一周的曝光图案的排列的混乱。但是，这种情况，曝光信号的频率受到控制信号的分频或倍增的限制。因此，设置成形成六边形格子排列等每一周周期偏离排列的曝光图案时，难以使曝光信号与旋转信号同步。
因此，例如，研究使用根据使基材10旋转的转台的主轴电机，在每一周固定的时刻产生的启动脉冲(也称为Z信号)，在每一周使曝光信号的相位反转，在每一周调整曝光启动的时刻，由此，形成六边形格子排列的曝光图案。而且，在这样的情况下，产生每一周未形成曝光图案的空白区域或者曝光图案偏离期望图案的误差区域，因此，失去曝光图案的连续性。
在本实施方式的母盘1的制造方法中，使曝光信号和旋转控制信号共用作为信号生成基础的基准时钟，由此，使曝光信号与旋转控制信号同步。据此，曝光信号的频率不受旋转控制信号的分频或倍增限制，能够设定为任意的值。而且，根据本实施方式的母盘1的制造方法，能够维持曝光信号的连续性并以任意的排列在基材10的外周面上形成连续的曝光图案。而且，根据本实施方式的母盘1的制造方法，能够在母盘1的外周面上形成凹部或凸部以高精度排列，并且没有中断或图案混乱等连续的凹凸结构12。
在这里，参照图4具体说明控制机构47生成的曝光信号和在基材10的外周面上形成的曝光图案12A的对应关系。图4是表示曝光信号和曝光图案的对应关系的说明图。
如图4所示，在基材10的外周面上形成六边形格子状排列了圆点的曝光图案时，曝光装置3例如可以将以固定周期反复交替高频及低频的脉冲波作为曝光信号而使用。此时，曝光装置3也可以是，以曝光信号为高频时在基材10的外周面上形成曝光图案的方式控制激光30的出射。
此外，在曝光图案中，为了将圆形的点排列为六边形格子状，精密地控制在基材10的外周面上形成的曝光图案的排列是很重要的。例如，在基材10的轴向上相邻的周之间，控制激光30照射的曝光信号每次偏离1/2脉冲，设定曝光信号及旋转控制信号的频率，由此，能够使圆形的点排列为六边形格子状。
此外，参照图5具体说明形成图4中所示的六边形格子状的曝光图案时的曝光信号与旋转控制信号的对应关系。图5是表示曝光信号与旋转控制信号的对应关系的说明图。
在各曝光信号及旋转控制信号中，为了维持信号的连续性并按周使曝光信号的相位每次反转180°，旋转控制信号产生一周的整数脉冲期间，曝光信号产生非整数而是包含0.5的小数的脉冲数是很重要的。由于控制转台的主轴电机在通过旋转控制信号在输入了规定的脉冲数时旋转一次，因此能够通过曝光信号的脉冲数包含0.5的小数，使第n周及第n+2周的相位相对于第n+1周分别偏离180°。
这样，对一次旋转所对应的整数脉冲的旋转控制信号，控制使曝光信号的脉冲数包含0.5的小数，由此，能够按周使曝光信号的相位反转180°。由此，能够按照每个基材10的轴向上相邻的周形成圆形的点彼此错开的六边形格子状的曝光图案。
(2.3.信号生成方法)
接下来，参照图6,说明上述的曝光信号及旋转控制信号的生成方法。图6是表示生成曝光信号及旋转控制信号的机构的模块图。
如图6所示，在生成旋转控制信号的波形生成装置450中内置有基准时钟生成部400，通过基准时钟生成部400生成的基准时钟供给至生成曝光信号的格式器48。通过格式器48生成的曝光信号输入至驱动器49，用于来自激光光源31的激光30的出射控制。此外，通过波形生成装置450生成的旋转控制信号输入至主轴电机45，用于使基材10旋转的转台的主轴电机45的旋转控制。
基准时钟生成部400生成作为基准时钟的规定频率的脉冲波。生成完毕的基准时钟供给至格式器48的第一信号生成部410及波形生成装置450的第二信号生成部420。
第一信号生成部410包括于格式器48，通过对供给的基准时钟进行信号处理生成曝光信号。具体地，第一信号生成部410对基准时钟改变频率以使得期望的曝光图案形成，考虑激光光源31的输出及抗蚀层的特性，控制脉冲波的占空比，由此生成曝光信号。
第二信号生成部420包含于波形生成装置450，通过对供给的基准时钟进行信号处理生成旋转控制信号。具体地，第二信号生成部420对基准时钟改变频率以使得转台的主轴电机45变为期望的旋转数，由此，生成旋转控制信号。
在这里，曝光六边形格子排列的图案时，第一信号生成部410生成的曝光信号与第二信号生成部420生成的旋转控制信号频率互相不为整数倍。这是因为，旋转控制信号产生整数的脉冲数期间，曝光信号以产生0.5的小数的脉冲数的方式设定频率。因此，不能通过同一个信号生成电路生成，如图6中所示的那样，分别通过不同的信号生成电路生成。此外，曝光信号与旋转控制信号频率互相不为整数倍，但通过共用了基准时钟的信号生成电路生成，因此成为取得了同步的信号。
另外，在图6中，例举了在波形生成装置450的内部设置基准时钟生成部400的结构，但本发明不限于提及的示例。例如，转台的主轴电机45也内置信号生成电路，因此，通过主轴电机45也能够取出与旋转控制信号取得了同步的输出信号，因此，也可以使用提及的输出信号生成曝光信号。在这样的情况下，能够得到与旋转控制信号取得了同步的曝光信号。
(2.4.曝光装置的结构)
接下来，参照图7，说明使用通过图6所示的结构生成的曝光信号及旋转控制信号进行对圆筒或圆柱形状的基材10的曝光的曝光装置3的具体结构。图7是说明基材10的曝光中使用的曝光装置3的具体结构的模块图。
如图7所示，曝光装置3包括激光光源31、第一镜面33、光电二极管(PhotoDiode:PD)34、聚光透镜36、电光偏转元件(Electro Optic Deflector：EOD)39、准直透镜38、第二镜面41、光束扩展器(Beam Expander：BEX)43和物镜44。
激光光源31通过控制机构47生成的曝光信号控制，从激光光源31出射的激光30照射至转台46上放置的基材10上。此外，放置了基材10的转台46通过波形生成装置450生成了的旋转控制信号所控制的主轴电机45旋转。在这里，共用的基准时钟被供给至格式器48及波形生成装置450，因此，曝光信号及旋转控制信号同步。
激光光源31，如上述那样，是出射对基材10的外周面上成膜了的抗蚀层进行曝光的激光30的光源。激光光源31例如可以是产生400nm～500nm的蓝色波长带波长激光的半导体激光光源。从激光光源31出射的激光30保持平行光线前进，通过第一镜面33反射。
此外，通过第一镜面33反射的激光30，通过聚光透镜36聚光至电光偏转元件39之后，通过准直透镜38再次变为平行光线。变为平行光线的激光30通过第二镜面41反射，水平引导至光束扩展器43。
第一镜面33由偏振分束器构成，具有使偏振分量之一反射，使其它偏振分量透过的功能。透过了第一镜面33的偏振分量，通过光电二极管34进行光电转换，光电转换完成的光接收信号被输入至激光光源31。由此，激光光源31能够基于输入完毕的光接收信号的反馈调整机关30的输出。
光电偏转元件39是能够以纳米级别的距离控制激光30的照射位置的元件。曝光装置3能够通过光电偏转元件39微调照射于基材10的激光30的照射位置。
光束扩展器43将通过第二镜面41引导完毕的激光30调整成期望的光束形状，经物镜44将激光30照射至基材10的外周面上成膜的抗蚀层。
转台46支撑基材10，通过主轴电机45旋转从而使基材10旋转。转台46能够使基材10旋转并在基材10的轴向(即，箭头R方向)上使激光30的照射位置移动，因此，能够在基材10的外周面上螺旋形状地进行曝光。另外，激光30照射位置的移动可以通过使包含激光光源31的激光头或者支撑基材10的转台46的任意一者沿滑块移动而进行。
控制机构47包括格式器48和驱动器49，通过控制来自激光光源31的机关30的出射，控制激光30的照射时间及照射位置。
驱动器49基于格式器48生成完毕的曝光信号控制来自激光光源31的激光30的出射。具体地，可以是，在曝光信号为高频时，驱动器49控制激光光源31以使得激光30照射。此外，主轴电机45基于波形生成装置450生成完毕的旋转控制信号使转台46旋转。具体地，可以是，主轴电机45控制旋转，以使得通过旋转控制信号输入了规定数目的脉冲时转台46旋转一次。
通过上述那样的曝光装置3，能够进行向基材10曝光图案的形成。根据曝光装置3，能够在基材10的外周面上精密地形成任意排列的曝光图案。
另外，通过曝光装置3被曝光的基材10如上述的那样，通过经过显影步骤及蚀刻步骤在基材10的外周面上形成凹凸结构12。由此，制造本实施方式的母盘1。
<3.母盘的使用例>
接下来，参照图8说明使用本实施方式1的母盘1高效制造转印物的方法。具体地，通过使用图8所示的转印装置5，能够连续地制造转印了在母盘1的外周面上形成了凹凸结构12的转印物。图8是表示使用本实施方式的母盘1制造转印物的转印装置5的结构的示意图。
如图8所示，转印装置5包括母盘1、基材供给滚筒51、卷绕滚筒52、引导滚筒53、54、夹持滚筒55、剥离滚筒56、涂布装置57和光源58。即，图8所示的转印装置5是卷对卷方式的压印转印装置。
基材供给滚筒51例如是将片状基材61卷成筒状的滚筒，卷绕滚筒52是卷绕转印物的滚筒，该转印物层叠转印了凹凸结构12的树脂层62。此外，引导滚筒53、54是在转印前后运送片状基材61的滚筒。夹持滚筒55是将层叠了树脂层62的片状基材61推压至母盘1的滚筒，剥离滚筒56是将凹凸结构12转印至树脂层62之后，将层叠了树脂层62的片状基材61从母盘1剥离的滚筒。
涂布装置57包括涂布器等涂布装置，将光固化树脂组合物涂布至片状基材61，形成树脂层62。涂布装置57例如可以是凹版涂布器、绕线棒涂布器或模具涂布器等。此外，光源58是产生能够固化光固化树脂组合物的波长的光的光源，例如可以是紫外线灯等。
另外，光固化树脂组合物是通过照射规定波长的光而固化的树脂。具体地，光固化树脂组合物可以是丙烯树脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯等紫外线固化树脂。此外，光固化树脂组合物根据需要，也可以包含引发剂、填料、功能性添加剂、溶剂、无机材料、颜料、带电抑制剂或敏化燃料等。
另外，树脂层62也可以通过热固化树脂组合物形成。此时，转印装置5不包括光源58，而是包括加热器，通过加热器加热树脂层62从而使树脂层62固化，转印凹凸结构12。热固化树脂组合物例如可以是酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂或者尿素树脂等。
在转移装置5中，首先，片状基材61从基材供给滚筒51经引导滚筒53连续送出。对已经被送出的片状基材61通过涂布装置57涂布光固化树脂组合物，由此，在片状基材61上叠加树脂层62。此外，叠加了树脂层62的片状基材61通过夹持滚筒55按压至母盘1。由此，母盘1的外周面上形成的凹凸结构12被转印至树脂层62。转印了凹凸结构12的树脂层62通过光源58的光照射而固化。由此，在树脂层62形成凹凸结构12的反转结构。转印了凹凸结构12的片状基材61通过剥离滚筒56从母盘1剥离，经引导滚筒54送出至卷绕滚筒52，被卷绕。
根据这样的转移装置5，能够高效地连续制造转印了在母盘1的外周面上形成了凹凸结构12的转印物。
实施例
接下来，参照实施例及比较例，进一步具体说明本实施方式的母盘。另外，以下所示的实施例是用于表示本实施方式的母盘及其制造方法的实施可行性及效果的一个条件例，本发明的母盘及其制造方法不限于以下实施例。
(实施例1)
通过以下步骤，制造了实施例1的母盘。首先，在由圆筒形状的石英玻璃构成的基材(轴向长480mm×外径直径140mm)的外周面上，通过含有氧化钨的材料以溅射法成膜约50nm～60nm的抗蚀层。接着，使用如图7所示的曝光装置，进行基于激光的热光刻，在抗蚀层上形成了潜影。另外，基准时钟使用10MHz以及占空比50％的脉冲信号，以该基准时钟为基准，分别生成了曝光信号及旋转控制信号。
例如，主轴电机的相当于一周的脉冲数(相当于控制主轴电机的旋转编码器的一周计数数量)为4096脉冲，使基材10以900rpm旋转时，旋转控制信号的频率为61.44kHz(4096×900÷60＝61440)。
此外，外径直径140mm的圆筒形基材的外周一周的长度约为440mm，因此，例如形成以大约270nm间距排列圆形点的六边形格子状的曝光图案时，一周的点数为1628973.5个。而且，使基材10以900rpm旋转时，曝光信号的频率为24.4346025MHz(1628973.5×900÷60＝24434602.5)。
进而，点间距为270nm时，为了将圆形点排列为六边形格子状，基材的轴向上相邻的周之间的间隔(点间距)为大约234nm。而且，为了以大约234nm的间隔呈螺旋状曝光，转台与激光的照射位置以3.51μm/sec(234×900÷60＝3510)的相对速度移动。
使用上述的频率为24.4346025MHz的曝光信号及频率为61.44kHz的旋转控制信号(占空比设为共50％)，使激光的照射位置在基材的轴向上以3.51μm/sec移动并在基材的外周面上照射激光，进行曝光。
接着，将曝光后的基材通过NMD3(四甲基氢氧化铵2.38质量％水溶液)(东京应化工业制)进行显影处理，由此，溶解潜影部分的抗蚀剂，在抗蚀层上形成了点阵状的凹凸结构。然后，将显影后的抗蚀层作为掩膜，使用CHF3气体(30sccm)，通过气压0.5Pa、接入电力200W进行反应离子蚀刻(Reactive Ion Etching：RIE)，蚀刻基材60～120分钟。之后，去除残留的抗蚀层。
通过上述步骤，制造了在外周面上形成了凹凸结构的母盘。进而使用制造完毕的母盘制造了转印物。具体地，使用图8所示的转印装置，将在母盘的外周面上形成了的凹凸结构转印至紫外线固化树脂，由此，制造了实施例1的转印物。此外，转印物的片状基材使用聚乙烯树脂薄膜，紫外线固化树脂通过金属卤化物灯照射1分钟1000mJ/cm2的紫外线而固化。
(比较例1)
曝光信号与旋转控制信号之间不共用基准时钟，旋转控制信号(61.44kHz)倍增400倍，由此，除了生成了取得24.576MHz同步的曝光信号以外，通过与实施例1相同的方法制造了母盘及转印物。在比较例1中，为了形成六边形格子状的曝光图案，一次旋转进行一次以在固定时刻产生的启动脉冲为基准使曝光信号的相位按周反转180°。
(比较例2)
曝光信号与旋转控制信号之间不共用基准时钟，旋转控制信号(61.44kHz)倍增400倍，由此，除了生成了取得24.576MHz同步的曝光信号以外，通过与实施例1相同的方法制造了母盘及转印物。在比较例2中，为了形成六边形格子状的曝光图案，一次旋转进行一次以在固定时刻产生的启动脉冲为基准，按周测量来自启动脉冲的脉冲数从而控制曝光信号的输出时刻。
(评价结果)
通过扫描电子显微镜(Scanning Electoron Microscope：SEM)观察使用实施例1、比较例1的母盘制造出的转印物，扩大1万倍和6万倍的拍摄图像表示在图9～图11中。图9是将实施例1的转印物扩大1万倍而拍摄的SEM图像，图10是将实施例1的转印物可扩大6万倍而拍摄的SEM图像。此外，图11是将比较例1的转印物扩大6万倍而拍摄的SEM图像。
另外，在图9～图11中，X方向相当于基材的周向，Y方向相当于基材的轴向，Z方向相当于垂直基材外周面的方向。此外，图10和图11是拍摄了启动脉冲产生时进行了曝光的区域的凹凸结构的图像。
若参照图9，即可知晓在实施例1的母盘及转印物中，没有形成凹凸结构未形成的空白区域或图案混乱的误差区域等，形成凸部按六边形格子状连续排列的凹凸结构。
此外，若比较图10及图11，即可知晓在比较例1的转印物中，虽然凸部按六边形格子状排列，但形成图案排列混乱的误差区域。在比较例1中，在产生了启动脉冲的时刻重置曝光信号，使相位反转，因此，在其间曝光的区域中，曝光图案自期望的图案混乱。另一方面，在实施例1的转印物中，在启动脉冲产生的时刻不进行曝光信号的重置等，因此，不形成图案混乱的误差区域，形成连续的图案。
另外，比较例2的转印物的SEM观察结果虽未图示，但与比较例1大致相同。具体地，在比较例2的转印物中，虽然凸部按六边形格子状排列，但形成了图案未形成的空白区域。这是因为，在比较例2中，在启动脉冲产生的时刻测量脉冲数而控制曝光信号的开始位置，因此，在此间的区域未形成曝光图案。
如上述说明的那样，根据本发明的一个实施方式，能够提供一种不包含在基材轴向上未形成凹部或凸部的空白区域以及凹部或凸部排列混乱而形成的误差区域、凹凸结构连续形成的母盘。而且，根据本发明的一个实施方式，能够提供具有更高量产性能的母盘及该母盘的制造方法。此外，本实施方式的母盘转印物的量产性能也能够提高。
以上，参照附图详细说明了本发明的合适的实施方式，但本发明不限于提及的示例。只要使具有本发明所属技术领域常识的技术人员，在权利要求范围所记载的技术思想的范围内，明显能够想到各种变形例或改正例，应当了解这些也明显属于本发明的技术范围。

Claims (13)

1.一种母盘，其特征在于，包括
圆筒或圆柱形状的基材；以及
在所述基材的外周面形成的凹凸结构；
其中，所述凹凸结构是在所述基材的周向上凹部或凸部以固定周期连续排列的结构；
在所述基材的轴向上相邻的周之间，所述凹部或凸部互相保持规定的相位差而排列。
2.根据权利要求1所述的母盘，其特征在于，
所述凹凸结构不包含沿所述基材的轴向未形成所述凹部或凸部的空白区域以及形成了与所述凹部或凸部不同排列的凹部或凸部的误差区域。
3.根据权利要求1或2所述的母盘，其特征在于，
所述凹凸结构为所述凹部或凸部呈六边形格子状排列的结构。
4.根据权利要求1～3任一项所述的母盘，其特征在于，
所述凹部或凸部的平均周期小于1μm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的母盘，其特征在于，
所述基材的至少外周面由玻璃材料构成。
6.一种母盘的制造方法，其特征在于，包括
通过多个信号生成电路共用基准时钟，通过各个所述多个信号生成电路生成旋转控制信号和曝光信号的步骤；以及
基于所述旋转控制信号使圆筒或圆柱形状的基材以所述基材的中心轴为轴旋转，并且，基于所述曝光信号在所述基材的轴向上扫描并向所述基材的外周面照射激光，在所述基材的外周面上形成图案的步骤。
7.根据权利要求6所述的母盘的制造方法，其特征在于，
所述旋转控制信号的频率与所述曝光信号的频率互相不为整数倍。
8.根据权利要求6或7所述的母盘的制造方法，其特征在于，
所述基材旋转一次时，通过所述旋转控制信号产生的脉冲数为整数，通过所述曝光信号产生的脉冲数不为整数。
9.根据权利要求6～8任一项所述的母盘的制造方法，其特征在于，
所述旋转控制信号与所述曝光信号互相同步。
10.根据权利要求6～9任一项所述的母盘的制造方法，其特征在于，
所述基材的外周面设有经所述激光的照射形成图案的抗蚀层；
该母盘的制造方法还包括如下步骤：
将通过所述激光的照射形成了图案的抗蚀层作为掩膜而蚀刻所述基材，由此在所述基材的外周面上形成凹凸结构。
11.根据权利要求10所述的母盘的制造方法，其特征在于，
基于所述激光的照射的图案形成通过热光刻进行。
12.一种母盘，其特征在于，通过权利要求6～11任一项所述的制造方法制造。
13.一种转印物，其特征在于，使用权利要求12所述的母盘，在片状基材上转印了在所述母盘的外周面上形成的凹凸结构。
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