JP6317247B2 - インプリント用モールド - Google Patents
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Description
凹凸パターンが表面に形成されてなる円盤状の電鋳金型本体と、
電鋳金型本体に一体化されてなる電鋳金型本体の周囲に延在してなる拡張部とから構成される。
図1は、本発明の第1の実施形態のインプリント用モールド10を模式的に示す平面図および断面図である。
本実施形態において拡張部3は、電鋳金型本体1の外周形状と一致する形状の中心孔を備えた板状部材4と、電鋳金型本体1の外形よりも大きな外形を有する薄板5とからなり、インプリント用モールド10は、板状部材4の中心孔に電鋳金型本体1が嵌め込まれ、板状部材4と電鋳金型本体1とが薄板5上に接着されて一体化されてなるものである。
本例においては、凹凸パターン2として、ライン・アンド・スペースのパターンを備えているが、パターン形状は特に限定されるものではなく、ホールパターンやピラーパターンなど、さまざまなパターンが可能である。凹凸パターンの凸部高さや凸部間隔などは数十nm〜数百μmのオーダーで用途に応じて適宜設定される。
電鋳金型本体1の厚みと同一であれば、電鋳金型本体1の平坦部2aと板状部材4の表面とが面一となるため接続部分においてインプリント時に残渣が生じることなく、転写不良を最も効果的に抑制することができる。
段差が出来る場合には、特にロール金型で作製した転写品をモールドとして用いるためには、拡張部の表面が本体の表面よりも高いほうが好ましい。これは転写形成されたパターン部が周辺部より高くなり、このモールドを用いた他の部材への転写が容易となるためである。
薄板5の材質としては、フィルムなどのシート素材や金属薄板などが好ましく、具体的には、フィルムシート素材としてはPET(ポリエチレンテレフタラート)やTAC(トリアセチルセルロース)など、金属薄板としてはニッケルやステンレス鋼材などが挙げられる。なお、電鋳金型本体1や板状部材4と同じ材料で形成することも好ましい。
厚みt5は、フィルムシート素材の場合は50〜250μm、金属薄板の場合には20〜150μmが好ましい。
なお、電鋳金型本体1を板状部材4の中心孔に嵌め込み中心孔と電鋳金型本体1外形とを半田で接続した上で、板状部材4上に接着剤で固定してもよい。
図2は、第1の実施形態のインプリント用モールド10の製造工程を模式的に示すものである。
剥離電鋳金型本体1bは、原盤から剥離したままのものであり、直径φ0の略円盤状であるが、周縁はガタガタしていびつになっている場合がある。そこで、この剥離電鋳金型本体1bの周縁を円形に整えるために直径φ1の円形にワイヤーカットしたものを電鋳金型本体1とする。
薄板4aとして、電鋳金型本体1の凹凸パターン2が形成されているパターン領域の直径φ2を一辺とする正方形の対角線の長さよりも大きい直径φ3を有するものを用意し、電鋳金型本体1の直径φ1以上の直径φ4の中心孔4bを設けて板状部材4を作製する。
さらに、薄板5として、電鋳金型本体1の直径φ1より大きな直径φ5を有するものを用意する。図1および2においては、薄板5と板状部材4の直径はほぼ同じものを用いているが、両者の直径は同一でなくてもよい。
図3は、ロール11にインプリント用モールド10が巻き付けられてなるロール金型12を示す斜視図である。図3に示すように、ロール金型12は、ロール11に1つもしくは2つのインプリント用モールド10が巻き付けられて固定されて構成されるものである。モールド10は、例えばその端部に接着テープを貼り付けロール10上に固定されていればよい。
ロール金型12の上方にレジスト液15aをモールド10に塗布するためのダイコータ16が配置されており、ロール金型12に対してダイコータ16と対向する位置にはレジスト液15aを硬化させるための紫外線照射光源17が配置されている。また、ロール金型12の両脇には、図示しない繰出し装置から繰り出されたフィルム14を搬送してロール金型12に圧接するための搬送ロール13aと、フィルム14をロール金型12から剥離して図示しない巻取装置へ向けて搬送する搬送ロール13bとが配置されている。
なお、ここでは紫外線の照射により硬化する光硬化型のレジストを用いるために紫外線照射光源17を備えるものとしているが、熱硬化型のレジストを用いる場合には、紫外線照射光源に代えてヒーターを備えるものとすればよい。
したがって、レジスト液15aがロール11上に広がることにより生じるロール11とモールド10との隙間にレジスト液15aが入り込んだり、インプリント後にロール11とモールド10との段差部にレジストが残留したりするなどの問題の発生を抑制することができ、結果としてロール・トゥ・ロール方式におけるインプリント時の転写不良を抑制することができる。
以上の操作が繰り返されて、モールド10の表面に形成されている凹凸パターンを有する樹脂層15がフィルム14上に複数形成されていく。その後、円形の凹凸パターンを有する樹脂層15が設けられた領域を切り出すことにより、フィルム14上に凹凸パターンを有する樹脂層15が積層されてなるフィルム状モールド19(図7参照)を得ることができる。
このSi原盤の凹凸パターン表面に電鋳を施す。特には、最初に無電解めっきより数μm程度の薄い膜厚の導電層(金属膜)を形成した後に、電解めっき(電鋳)により数10μm〜数100μm程度の厚みの電鋳層1aを成膜する方法が好ましい。電鋳層1aを形成する材料としてはニッケルが好ましいが、ニッケルに限るものではない。
その後、電鋳層1aをSi原盤21から剥離して電鋳金型本体1を得る。電鋳金型本体1に拡張部3を設けてインプリント用モールド10を作製する工程は図2を参照して説明した通りである。その後、インプリント用モールド10をロール11に巻き付けてロール金型12とする。
まず、サファイア基板(サファイアウエハ)24Aを用意する。サファイア基板としては、2〜6インチ程度のものが一般的であり、モールドのパターン領域サイズと同等以下の大きさでなるべく大きいものがモールドのパターン領域を有効に活用できるため好適である。
図8は、本発明の第2の実施形態のインプリント用モールド30の製造工程を模式的に示す図である。
本実施形態のインプリント用モールド30は、凹凸パターン2が表面に形成されてなる円盤状の電鋳金型本体1と、電鋳金型本体1に一体化された電鋳金型本体1の周囲に延在してなる拡張部33とから構成されている。
本実施形態において拡張部33は、電鋳金型本体1の外周形状と一致する形状のザグリ部35を備えたザグリ部付薄板からなり、インプリント用モールド30は、ザグリ部付薄板のザグリ部35に電鋳金型本体1を嵌め込み接着することにより電鋳金型本体1と拡張部33とが一体化されてなるものである。
電鋳金型本体1として、第1の実施形態のインプリント用モールド10と同様のものを用いることができる。
段差が出来る場合、特にロール金型で作製された転写品をモールドとして用いるためには、拡張部の表面が本体の表面よりも高いほうが好ましい。これは転写形成されたパターン部が周辺部より高くなり、このモールドを用いた他の部材への転写が容易となるためである。
なお、電鋳金型本体1と拡張部33の表面との間に隙間が生じた場合には接着剤38等を埋め込み剤として用い、面一となるようにしておくことが好ましい。
剥離電鋳金型本体1bは、原盤から剥離したままのものであり、この剥離電鋳金型本体1bの周縁を円形に整えるために直径φ1の円形にワイヤーカットしたものを電鋳金型本体1とする。
薄板33aとして、電鋳金型本体1の凹凸パターン2が形成されているパターン領域の直径φ2を一辺とする正方形の対角線の長さよりも大きい直径φ6を有するものを用意し、電鋳金型本体1の直径φ1以上の直径φ7の円形のザグリ部35を設けてザグリ部付薄板からなる拡張部33を作製する。
図9は、本発明の第3の実施形態のインプリント用モールド40の製造工程を模式的に示す図である。
本実施形態のインプリント用モールド40は、凹凸パターン2が表面に形成されてなる円盤状の電鋳金型本体1と、電鋳金型本体1に一体化された電鋳金型本体1の周囲に延在してなる拡張部43とから構成されている。
本実施形態において拡張部43は、電鋳金型本体1の外周形状と一致する形状の中心孔45を備えた板状部材からなり、インプリント用モールド40は、板状部材4の中心孔45に電鋳金型本体1が嵌め込まれ、電鋳金型本体1の周縁で板状部材4に接続して一体化されてなるものである。
電鋳金型本体1として、第1の実施形態のインプリント用モールド10と同様のものを用いることができる。
段差が出来る場合、特にロール金型で作製した転写品をモールドとして用いるためには、拡張部の表面が本体の表面よりも高いほうが好ましい。これは転写形成されたパターン部が周辺部より高くなり、このモールドを用いた他の部材への転写が容易となるためである。
剥離電鋳金型本体1bは、原盤から剥離したままのものであり、この剥離電鋳金型本体1bの周縁を円形に整えるために直径φ1の円形にワイヤーカットしたものを電鋳金型本体1とする。
薄板43aとして、電鋳金型本体1の凹凸パターン2が形成されているパターン領域の直径φ2を一辺とする正方形の対角線の長さよりも大きい長さaの一辺を有する正方形状のものを用意し、電鋳金型本体1の直径φ1以上の直径φ8の円形の中心孔45を設けて拡張部43を作製する。
2 凹凸パターン
3、33、43 拡張部
4 板状部材
4b 中心孔
5 薄板
8 接着剤
10、30、40 インプリント用モールド
11 ロール
12 ロール金型
13a、13b 搬送ロール
14 フィルム
15 樹脂層
15a レジスト液
16 ダイコータ
17 紫外線照射光源
19 フィルム状モールド
21 原盤
24 パターンドサファイア基板
24A サファイア基板
25 樹脂層
25A レジスト液
35 ザグリ部
38 接着剤
45 中心孔
49 半田
Claims (2)
- ロールに巻き付けて使用される、凹凸パターンを表面に有するインプリント用モールドであって、
前記凹凸パターンが表面に形成されてなる円盤状の電鋳金型本体と、
該電鋳金型本体に一体化されてなる前記電鋳金型本体の周囲に延在してなる拡張部とから構成され、
前記拡張部が、前記電鋳金型本体の外周形状と一致する形状を有する中心孔を備えた板状部材と、前記電鋳金型本体の外形より大きな外形を有する薄板とからなり、
前記板状部材の前記中心孔に前記電鋳金型本体を嵌め込み、前記板状部材と前記電鋳金型本体とが前記薄板上に接着されて一体化されてなるインプリント用モールド。 - 前記拡張部の表面と、前記電鋳金型本体の表面との段差が10μm以下である請求項1に記載のインプリント用モールド。
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