JP2016207717A - インプリント用マスターモールド及びその製造方法、インプリント用フィルムモールド及びその製造方法、並びにワイヤーグリッド偏光子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インプリント用フィルムモールド71は、主パターン領域を72有する主部82と、周辺領域73を有する周辺部83と、を備え、主パターン領域72には、凹凸形状92が形成されている。周辺部83の一部又は全部の裏面から表面までの高さHa’は、主部82の裏面からその主パターン領域72の凹凸形状92の凸部92Bの表面までの主パターン凸部高さHb’よりも小さく、主部82の裏面からその主パターン領域72の凹凸形状92の凹部92Aの表面までの主パターン凹部高さHc’よりも大きい。
【選択図】図5
Description
図1は、本発明の一実施の形態にかかるインプリント用マスターモールド11(以下、マスターモールド11と呼ぶ。)の平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。マスターモールド11は、シート状に形成され、表面及び裏面を有する。このうちの表面に、主パターン領域12と周辺領域13とが隣り合う状態で形成されている。マスターモールド11は、所謂、母型であり、可撓性を有するインプリント用フィルムモールドを製造するために用いられる。主パターン領域12と周辺領域13は、インプリント用フィルムモールドを製造する際に、これを形成するための被成形材料に接触する領域である。
次に、上述のマスターモールド11の製造方法について図3A及び図3Bを用いて説明する。図3A及び図3Bは、図1のマスターモールド11の製造方法を説明する工程図である。図3A及び図3Bには、マスターモールド11を形成するための加工前の基材層11Aや金属層11B等が概略的な断面で部分的に示されている。
上述のマスターモールド11を製造する際には、まず、図3A(A)に示すように、加工前の基材層11A上に材料層に対応する加工前の金属層11Bが積層された積層体が準備される。積層体においては、金属層11Bに、上述した主部22(主パターン領域12)を形成するための主部形成用領域12’と、周辺部23(周辺領域13)を形成するための周辺部形成用領域13’とが隣り合う状態で規定されている。このような積層体を準備した後、第1積層工程が行われる。当該工程においては、図示のように、積層体の金属層11Bの主部形成用領域12’及び周辺部形成用領域13’上に、例えばクロムでなるハードマスク層41とエッチングレジスト層42とからなるマスク材料層40が積層される。
次に、図3A(B)〜(D)に示す第1マスク形成工程が行われる。当該工程では、最終的に、図3A(D)に示すように、金属層11Bの主部形成用領域12’上に位置するマスク材料層40に、複数の第1溝部51と複数の第1ランド部52とを有する前段第1マスク50が形成される。また、金属層11Bの周辺部形成用領域13’上に位置するマスク材料層40に、当該周辺部形成用領域13’の一部を覆う第2ランド部62を有する前段第2マスク60が形成される。
次に、図3A(E)に示すように、上述の前段第1マスク50及び前段第2マスク60をマスクとして用いて、金属層11Bがエッチングされる。そして、図3A(F)に示すように、前段第1マスク50及び前段第2マスク60が剥離される。これにより、金属層11Bの主部形成用領域12’が、マスターモールド11の凹凸形状32を有する主パターン領域12として形成される。また、周辺部形成用領域13’には、複数の第2ランド部62に応じて形成される複数の平坦な領域33A’と、複数の第2溝部61に応じて形成される複数の溝領域33B’と、が形成される。ここで、平坦な領域33A’は、マスターモールド11の周辺領域13における第1領域33Aに対応する領域であり、溝領域33B’は、マスターモールド11の周辺領域13における第2領域33Bに対応する領域である。本実施の形態では、前段第2マスク60の第2溝部61に、サブランド部64が形成されていることで、上述の溝領域33B’内に、所定の間隔を空けて凸部が並んで形成される。これにより、結果的に、マスターモールド11の第2領域33Bに、サブ凹凸形状331が形成される。
次に、図3B(G)に示すように、金属層11Bの主部形成用領域12’及び周辺部形成用領域13’上に、再び、ハードマスク層41とエッチングレジスト層42とからなるマスク材料層40が積層される。なお、この例では、図3B(G)に示すマスク材料層40を2層としているが、マスク材料層40は1層でもよい。マスク材料層40が1層の場合は、金属層11B上に電子線レジストを直接形成すればよい。
次に、図3B(H)〜(J)に示す第2マスク形成工程が行われる。当該工程では、最終的に、図3B(J)に示すように、主部形成用領域12’上に積層されたマスク材料層40に、主部形成用領域12’の全体を覆う後段第1マスク55が形成される。また、周辺部形成用領域13’上に積層されたマスク材料層40には、上述の第1エッチング工程にて形成された平坦な領域33A’上の各々に形成される第3溝部66を有する後段第2マスク65が形成される。詳しくは、この後段第2マスク65は、複数の溝領域33B’の各々及びその内部のサブ凹凸形状331を覆う。
次に、図3B(K)に示すように、上述の後段第1マスク55及び後段第2マスク65をマスクとして用いて、金属層11Bがエッチングされる。これにより、金属層11Bの裏面から周辺部形成用領域13’の平坦な領域33A’の表面までの高さが、金属層11Bの裏面から主部形成用領域12’(主パターン領域12)の凹凸形状32の凸部32Bの表面までの高さよりも小さくされ、金属層11Bの裏面から主部形成用領域12’(主パターン領域12)の凹凸形状32の凹部32Aの表面までの高さよりも大きくされる。これにより、周辺部形成用領域13’の平坦な領域33A’が、マスターモールド11の第1領域33Aとして形成される。
そして、図3B(L)に示すように、第2エッチング工程後には、上述の後段第1マスク55及び後段第2マスク65が剥離される。これにより、マスターモールド11が製造される。なお、この例では、周辺部形成用領域13’の平坦な領域33A’がエッチングされる際に、その端部に、後段第1マスク55及び後段第2マスク65の端縁が載ることにより、平坦な領域33A’の端縁には、凸部が残り、結果的に第1領域33Aの端部に凸部(図2も参照)が形成されるが、このような凸部は削除されてもよい。また、このような凸部は、微小な大きさのため、削除しない場合でも、インプリント時に与える影響は小さい。
まず、インプリントフィルム用モールドの構成について説明する。図4は、本発明の一実施の形態にかかるインプリント用フィルムモールド71(以下、フィルムモールド71と呼ぶ。)の平面図である。図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。フィルムモールド71は、シート状に形成され、表面及び裏面を有する。このうちの表面に、主パターン領域72と周辺領域73とが隣り合う状態で形成されている。フィルムモールド71は全体として可撓性を有し、ローラー転写方式のインプリント、すなわちローラーインプリントに使用される。主パターン領域72と周辺領域73は、ローラーインプリントの際に、被成形材料に接触する領域である。
次に、上述のフィルムモールド71の製造方法について図6を用いて説明する。図6は、図4のフィルムモールド71の製造方法を説明する工程図である。図6には、マスターモールド11及びフィルムモールド71を形成するための被成形材料100等が概略的な断面で部分的に示されている。
上述のフィルムモールド71を製造する際には、まず、図6(A)に示すように、図1及び図2で示したマスターモールド11と、被成形材料100と、が準備される。被成形材料100は、図示省略する基板に積層され、マスターモールド11の主パターン領域12及び周辺領域13と対向する状態に配置される。被成形材料100としては、例えば、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等が用いられ得る。また、被成形材料100としては、後述の硬化工程後に、可撓性が生じる材料が用いられる。
次に、接触工程では、図6(B)に示すように、マスターモールド11の主パターン領域12及び周辺領域13が、被成形材料100に接触される。
次に、硬化工程が行われ、当該工程では、被成形材料100を硬化させることにより、被成形材料100が、主パターン領域12及び周辺領域13に対応するパターン、すなわち、主パターン領域72及び周辺領域73が転写された転写層となる。被成形材料100が、光硬化性樹脂である場合には、紫外線等が照射されることで被成形材料100が硬化され、熱硬化性樹脂である場合には、熱が付与されて被成形材料100が硬化される。
次に、離型工程が行われ、当該工程においては、図6(C)に示すように、上述の転写層とマスターモールド11とが引き離される。これにより、フィルムモールド71が製造される。
次に、フィルムモールド71を具体的に使用した一例として、ワイヤーグリッド偏光子を製造する製造方法について図7、図8A及び図8Bを用いて説明する。図7、図8A及び図8Bは、ワイヤーグリッド偏光子の製造方法の工程図であり、このうち、図8A及び図8Bには、フィルムモールド71及び、ワイヤーグリッド偏光子を形成するための各種部材が概略的な断面で部分的に示されている。
この製造方法では、まず、図4及び図5のフィルムモールド71が準備される。また、図7(A)及び図8A(A)に示す透明基板202を準備する。この透明基板202では、その一方の面202aにワイヤーグリッド材料層203が設けられ、このワイヤーグリッド材料層203上に、例えばクロムでなるハードマスク層204Aが積層され、ハードマスク層204A上にエッチングレジスト層204Bが積層されている。
次に、接触工程にて、フィルムモールド71の主パターン領域72及び周辺領域73が形成されていない他の面からローラー271でフィルムモールド71を加圧することにより、フィルムモールド71の主パターン領域72及び周辺領域73をエッチングレジスト層204Bに接触させる(図7(B)及び図8A(B))。
次に、フィルムモールド71と接触されたエッチングレジスト層204Bを硬化させることにより、フィルムモールド71の主パターン領域72及び周辺領域73の各凹凸形状に対応するパターンが転写されたレジストパターン層205とする。図7(B)に示される例では、フィルムモールド71と接触された直後に、フィルムモールド71を介して光照射装置281から光を照射することにより、エッチングレジスト層204Bを硬化させているが、フィルムモールド71とエッチングレジスト層204Bとの接触が完了した後に、エッチングレジスト層204Bを硬化させてもよい。
次に、レジストパターン層205とフィルムモールド71とを引き離すことにより、レジストパターン層205をワイヤーグリッド材料層203上に位置させた状態とする(図8A(C))。このレジストパターン層205は、フィルムモールド71の主パターン領域72の凹凸形状92が反転した第1パターン部206と、周辺領域73の第1領域93A及び第2領域93Bが反転した第2パターン部207と、を有する。第1パターン部206は、ライン状に延びる凸パターン206Lを複数配列した形状となっている。また、第2パターン部207は、周辺領域73の第2領域93Bのサブ凹凸形状931が接触した位置に、ライン状に延びる凸パターン207Lを複数配列した形状となっている。
次に、本実施の形態では、図8B(D)に示すように、上述のように形成されたレジストパターン層205をマスクとしてハードマスク層204Aがエッチングされる。そして、レジストパターン層205が剥離される。これにより、図8B(E)に示すようにエッチングマスク208が形成される。
次に、図8B(F)に示すように、上述のように形成されたエッチングマスク208をマスクとしてワイヤーグリッド材料層203がエッチングされる。そして、図8B(G)に示すように、エッチングマスク208が剥離される。これにより、フィルムモールド71の主パターン領域72の凹凸形状92に対応するメイン開口部215Lで構成されたワイヤーグリッド215と、周辺領域73の第2領域93Bのサブ凹凸形状931に対応するダミー用開口部216Lで構成されたダミーワイヤーグリッド216と、が形成されたワイヤーグリッド偏光子201が製造される。
11A 基材層
11B 金属層
12 主パターン領域
12’ 主部形成用領域
13 周辺領域
13’ 周辺部形成用領域
22 主部
23 周辺部
32 凹凸形状
32A 凹部
32B 凸部
33A 第1領域
33A’ 平坦な領域
33B 第2領域
33B’ 溝領域
331 サブ凹凸形状
331A 凹部
331B 凸部
40 マスク材料層
41 ハードマスク層
42 エッチングレジスト層
50 前段第1マスク
51 第1溝部
52 第1ランド部
55 後段第1マスク
60 前段第2マスク
61 第2溝部
62 第2ランド部
64 サブランド部
65 後段第2マスク
71 インプリント用フィルムモールド
72 主パターン領域
73 周辺領域
82 主部
83 周辺部
92 凹凸形状
92A 凹部
92B 凸部
93A 第1領域
93B 第2領域
931 サブ凹凸形状
201 ワイヤーグリッド偏光子
203 ワイヤーグリッド材料層
204B エッチングレジスト層
205 レジストパターン層
208 エッチングマスク
215 ワイヤーグリッド
216 ダミーワイヤーグリッド
271 ローラー
281 光照射装置
Claims (19)
- 表面及び裏面のうちの前記表面に、主パターン領域と周辺領域とが隣り合う状態で形成されるインプリント用マスターモールドであって、
前記主パターン領域を有する主部と、前記周辺領域を有する周辺部と、を備え、
前記主パターン領域には、凹凸形状が形成されており、
前記周辺部の一部又は全部の裏面から表面までの高さは、前記主部の裏面からその主パターン領域の凹凸形状の凸部の表面までの主パターン凸部高さよりも小さく、前記主部の裏面からその主パターン領域の凹凸形状の凹部の表面までの主パターン凹部高さよりも大きい、
ことを特徴とするインプリント用マスターモールド。 - 前記周辺領域には、第1領域と第2領域とが形成され、前記第1領域が前記主パターン領域に隣接しており、
前記周辺部のうちの前記周辺領域の前記第1領域が形成される部分の裏面から表面までの高さが、前記主パターン凸部高さよりも小さく、前記主パターン凹部高さよりも大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント用マスターモールド。 - 前記主パターン領域の凹凸形状はラインアンドスペースパターンにて形成され、
前記周辺領域の前記第1領域と前記第2領域とは、それぞれライン状に延び、交互に複数並んで形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のインプリント用マスターモールド。 - 前記主パターン領域の凹凸形状の凹部と凸部とが並ぶ方向と、前記周辺領域の前記第1領域と前記第2領域とが並ぶ方向とが、互いに同一であり、
前記周辺領域の前記第1領域及び前記第2領域のピッチは、前記主パターン領域の凹凸形状のピッチよりも大きくなっている、
ことを特徴とする請求項3に記載のインプリント用マスターモールド。 - 前記周辺領域の前記第2領域には、ラインアンドスペースパターンにて形成されたサブ凹凸形状が形成され、当該サブ凹凸形状の凹部と凸部とは、前記第2領域に平行に延びており、
前記サブ凹凸形状のピッチは、前記主パターン領域の凹凸形状のピッチと同一であり、且つ前記サブ凹凸形状の凸部の表面の高さ位置と、前記主パターン領域の凹凸形状の凸部の表面の高さ位置とは、互いに同一であり、前記サブ凹凸形状の凹部の表面の高さ位置と、前記主パターン領域の凹凸形状の凹部の表面の高さ位置とは、互いに同一である、
ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント用マスターモールド。 - 前記周辺部のうちの、前記主パターン凸部高さよりも小さく前記主パターン凹部高さよりも大きい高さを有する部分の裏面から表面までの高さをHaとし、
前記主パターン凸部高さをHbとし、
前記主パターン凹部高さをHcとしたとき、
Haは、0.5×(Hb+Hc)±0.25×(Hb−Hc)の範囲内に設定される、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインプリント用マスターモールド。 - 基材層と、金属層とを含み、前記金属層に前記主パターン領域と前記周辺領域とが形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のインプリント用マスターモールド。 - インプリント用マスターモールドの製造方法であって、
主部形成用領域と周辺部形成用領域とが隣り合う状態で規定される材料層にマスク材料層を積層する第1積層工程と、
前記材料層の前記主部形成用領域上に位置するマスク材料層に、複数の第1溝部と複数の第1ランド部とを有する前段第1マスクを形成し、前記材料層の前記周辺部形成用領域上に位置するマスク材料層に、当該周辺部形成用領域の一部又は全部を覆う第2ランド部を有する前段第2マスクを形成する第1マスク形成工程と、
前記前段第1マスク及び前記前段第2マスクをマスクとして用いて、前記材料層をエッチングし、前記材料層の前記主部形成用領域に凹凸形状を形成し、前記周辺部形成用領域には、その一部又は全部に平坦な領域を形成する第1エッチング工程と、
前記材料層の前記主部形成用領域及び前記周辺部形成用領域上にマスク材料層を積層する第2積層工程と、
前記第2積層工程にて前記主部形成用領域上に積層されたマスク材料層に、前記主部形成用領域の全体を覆う後段第1マスクを形成し、前記周辺部形成用領域上に積層されたマスク材料層には、前記第1エッチング工程にて形成された前記平坦な領域上に形成される第3溝部を有する後段第2マスクを形成する第2マスク形成工程と、
前記後段第1マスク及び前記後段第2マスクをマスクとして用いて、前記材料層をエッチングし、前記材料層の裏面から前記周辺部形成用領域の前記平坦な領域の表面までの高さを、前記材料層の裏面から前記主部形成用領域の凹凸形状の凸部の表面までの高さよりも小さく、前記材料層の裏面から前記主部形成用領域の凹凸形状の凹部の表面までの高さよりも大きくする、第2エッチング工程と、を備える、
ことを特徴とするインプリント用マスターモールドの製造方法。 - 前記第1マスク形成工程において、前記前段第1マスクは、前記第1溝部と前記第1ランド部とが交互に複数並ぶラインアンドスペースパターンにて形成され、前記前段第2マスクは、複数の第2溝部と複数の第2ランド部とを有し、前記第2ランド部が前記前段第1マスクに隣接し、前記第2溝部と前記第2ランド部とが交互に複数並ぶラインアンドスペースパターンにて形成され、且つ前記第1溝部と前記第1ランド部とが並ぶ方向と、前記第2溝部と前記第2ランド部とが並ぶ方向とが、互いに同一であって、前記第2溝部及び前記第2ランド部のピッチは、前記第1溝部及び前記第1ランド部のピッチよりも大きく設定され、
前記第1エッチング工程において、前記材料層の前記主部形成用領域に凹凸形状が形成され、前記周辺部形成用領域には、複数の前記第2ランド部に応じて形成される複数の前記平坦な領域と、複数の前記第2溝部に応じて形成される複数の溝領域とが形成され、
前記第2マスク形成工程において、前記後段第2マスクの前記第3溝部は、前記周辺部形成用領域における前記平坦な領域上の各々に形成され、複数の前記溝領域の各々は、前記後段第2マスクによって覆われる、
ことを特徴とする、請求項8に記載のインプリント用マスターモールドの製造方法。 - 前記第1マスク形成工程において、前記前段第2マスクの前記第2溝部には、当該第2溝部に平行に延びるサブランド部が、所定の間隔を空けて複数並んで形成され、
前記所定の間隔と前記サブランド部の幅とを加算したピッチが、前記前段第1マスクの前記第1溝部及び前記第1ランド部のピッチと同一であり、且つ前記サブランド部の表面の高さ位置と、前記第1ランド部の表面の高さ位置とは、互いに同一であり、前記第2溝部の表面の高さ位置と、前記第1溝部の表面の高さ位置とは、互いに同一である、
ことを特徴とする請求項9に記載のインプリント用マスターモールドの製造方法。 - 前記材料層は、単一の基材からなるか、又は、基材に積層された金属層でなる、
ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載のインプリント用マスターモールドの製造方法。 - 表面及び裏面のうちの前記表面に、主パターン領域と周辺領域とが隣り合う状態で形成されており、全体として可撓性を有するインプリント用フィルムモールドであって、
前記主パターン領域を有する主部と、前記周辺領域を有する周辺部と、を備え、
前記主パターン領域には、凹凸形状が形成されており、
前記周辺部の一部又は全部の裏面から表面までの高さは、前記主部の裏面からその主パターン領域の凹凸形状の凸部の表面までの主パターン凸部高さよりも小さく、前記主部の裏面からその主パターン領域の凹凸形状の凹部の表面までの主パターン凹部高さよりも大きい、
ことを特徴とするインプリント用フィルムモールド。 - 前記周辺領域に、第1領域と第2領域とが形成され、前記第1領域が前記主パターン領域に隣接しており、
前記周辺部のうちの前記周辺領域の前記第1領域が形成される部分の裏面から表面までの高さが、前記主パターン凸部高さよりも小さく、前記主パターン凹部高さよりも大きい、
ことを特徴とする請求項12に記載のインプリント用フィルムモールド。 - 前記主パターン領域の凹凸形状は、ラインアンドスペースパターンにて形成され、
前記周辺領域の前記第1領域と前記第2領域とは、それぞれライン状に延び、交互に複数並んで形成されている、
ことを特徴とする請求項13に記載のインプリント用フィルムモールド。 - 前記主パターン領域の凹凸形状の凹部と凸部とが並ぶ方向と、前記周辺領域の前記第1領域と前記第2領域とが並ぶ方向とが、互いに同一であり、
前記周辺領域の前記第1領域及び前記第2領域のピッチは、前記主パターン領域の凹凸形状のピッチよりも大きくなっている、
ことを特徴とする請求項14に記載のインプリント用フィルムモールド。 - 前記周辺領域の前記第2領域には、ラインアンドスペースパターンにて形成されたサブ凹凸形状が形成され、当該サブ凹凸形状の凹部と凸部とは、前記第2領域に平行に延びており、
前記サブ凹凸形状のピッチは、前記主パターン領域の凹凸形状のピッチと同一であり、且つ前記サブ凹凸形状の凸部の表面の高さ位置と、前記主パターン領域の凹凸形状の凸部の表面の高さ位置とは、互いに同一であり、前記サブ凹凸形状の凹部の表面の高さ位置と、前記主パターン領域の凹凸形状の凹部の表面の高さ位置とは、互いに同一である、
ことを特徴とする請求項15に記載のインプリント用フィルムモールド。 - 前記周辺部のうちの、前記主パターン凸部高さよりも小さく前記主パターン凹部高さよりも大きい高さを有する部分の裏面から表面までの高さをHa’とし、
前記主パターン凸部高さをHb’とし、
前記主パターン凹部高さをHc’としたとき、
Ha’は、0.5×(Hb’+Hc’)±0.25×(Hb’−Hc’)の範囲内に設定される、
ことを特徴とする請求項12乃至16のいずれかに記載のインプリント用フィルムモールド。 - インプリント用フィルムモールドの製造方法であって、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載のインプリント用マスターモールドを準備する準備工程と、
前記インプリント用マスターモールドの前記主パターン領域及び前記周辺領域を、インプリントフィルム用モールドを形成するための被成形材料に接触させる接触工程と、
前記インプリント用マスターモールドに接触させた前記被成形材料を硬化させることにより前記主パターン領域および前記周辺領域に対応するパターンが転写された転写層とする硬化工程と、
前記転写層と前記インプリント用マスターモールドとを引き離す離型工程と、を備える
ことを特徴とするインプリント用フィルムモールドの製造方法。 - ワイヤーグリッド偏光子の製造方法であって、
請求項12乃至17のいずれか一項に記載のインプリント用フィルムモールドを準備する準備工程と、
前記インプリント用フィルムモールドの前記主パターン領域及び前記周辺領域を、前記主パターン領域及び前記周辺領域が設けられた面とは反対側の面からローラーで加圧することにより、一の面にワイヤーグリッド材料層を備える透明基板の前記ワイヤーグリッド材料層上に位置するエッチングレジスト層に接触させる接触工程と、
前記インプリント用フィルムモールドに接触させた前記エッチングレジスト層を硬化させることにより前記主パターン領域及び前記周辺領域に対応するパターンが転写されたレジストパターン層とする硬化工程と、
前記レジストパターン層と前記インプリント用フィルムモールドとを引き離す離型工程と、
前記レジストパターン層をエッチングマスクとして前記ワイヤーグリッド材料層をエッチングするか、又は、前記レジストパターン層をエッチングマスクとして前記ワイヤーグリッド材料層と前記レジストパターン層との間に位置するマスク層をエッチングすることにより形成されるマスクをエッチングマスクとして前記ワイヤーグリッド材料層をエッチングすることにより、ワイヤーグリッドを形成するエッチング工程と、を備える
ことを特徴とするワイヤーグリッド偏光子の製造方法。
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