KR101843678B1 - 기능 전사체 및 기능 전사 필름 롤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결함이 적은 요철 구조를 피처리체에 전사 부여하는 기능 전사체를 제공한다. 기능 전사체(14)는, 표면에 요철 구조(11)를 구비하는 캐리어(10)와, 요철 구조(11) 상에 형성된 적어도 1 이상의 기능층(12)과, 기능층(12)의 캐리어(10)와는 반대의 면 위에 형성된 보호층(13)을 구비한다. 기능층(12)은 수지를 포함함과 더불어, 보호층(13)의 기능층(12)에 접하는 면에 대한 제곱 평균 평방근 높이(Rq)와, 요철 구조(11)의 볼록부(11b) 꼭대기부 위치부터 기능층(12)의 보호층(13)과의 계면까지의 거리(t)의 비율(Rq/t)이 1.41 이하이다.

Description

기능 전사체 및 기능 전사 필름 롤{FUNCTION-TRANSFERRING BODY AND FUNCTION-TRANSFERRING FILM ROLL}

본 발명은 피처리체에 기능을 부여하기 위해서 사용하는 기능 전사체 및 기능 전사 필름 롤에 관한 것이다.

광학 부품, 에너지 디바이스, 바이오 디바이스, 기록 미디어 등의 분야에서 요철 구조에 의해 기능을 향상시키는 기술이 주목을 모으고 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(LED나 OLED)에서는, 소자에 사용하는 기재에 요철 구조를 형성함으로써 발광 특성을 향상시키는 것이 보고되어 있다. 그 때문에, 피처리체 상에 원하는 요철 구조를 형성하는 수법에 주목을 모으고 있다.

특허문헌 1에는 요철 구조의 가공 수법이 개시되어 있다. 피가공막(피처리체) 상에 임프린트 재료를 도포하고, 이어서 템플릿(template)의 제1 요철 구조를 접합한다. 그 후, 임프린트 재료를 경화시키고, 템플릿을 제거함으로써, 피가공막 상에 제2 요철 구조를 전사한다. 이어서, 전사 형성된 제2 요철 구조의 오목부 내에 마스크재를 충전하여 임프린트 재료를 가공한다. 최후에, 남은 임프린트 재료를 마스크라고 보고서 피가공막을 가공하고 있다. 즉, 임프린트 재료를 액체의 기능 원료로서 사용하여, 피처리체(피가공막) 상에 피처리체를 가공하기 위한 기능층을 부여하고 있다. 특허문헌 1에서는, 피처리체 상에 소정의 임프린트 재료를 도포하여, 요철 구조를 표면에 구비한 템플릿의 상기 요철 구조를 접합하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2011-165855호 공보

특허문헌 1에는, 요철 구조를 효율적으로 형성하는 수단으로서, 공정 환경 중에 존재하는 파티클의 크기에 따라서 임프린트 재료의 두께를 제한함으로써 파티클의 영향을 억제한다고 기재되어 있다. 그러나, 공정 중에 발생하는 파티클의 크기를 파악하여 그 때마다 설계를 바꾸는 것은 실현성 및 범용성이 부족하다. 또한, 제2 요철 구조를 만들기 위해서, 피처리체 상에 임프린트 재료를 도포하고, 그 후 템플릿을 접합시키는 조작을 거친다. 이 때문에 막 두께 균등성이 높게 임프린트 재료를 성막했다고 해도, 템플릿의 접합 조작에 의해 임프린트 재료의 막 두께 정밀도가 저하하고, 그 결과, 제2 요철 구조의 막 두께 정밀도가 저하한다고 하는 문제도 있다. 이들 파티클 관리 및 막 두께 균등성의 담보에 관해서는, 피처리체의 크기가 커질수록 보다 곤란한 문제가 된다. 특허문헌 1에 기재된 기술 이외에도 요철 구조를 형성하는 수법에 관해서 많이 보고되어 있지만, 어느 수법도 공업성이 부족하며, 요철 구조의 결함을 저감하는 발본적인 해결 수법에 관한 보고는 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 결함이 적은 요철 구조를 피처리체에 전사 부여하는 것이 가능한, 기능 전사체 및 기능 전사 필름 롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기능 전사체는, 표면에 요철 구조를 구비하는 캐리어와, 상기 요철 구조 상에 형성된 적어도 1 이상의 기능층과, 상기 기능층의 상기 캐리어와는 반대의 면 상에 형성된 보호층을 구비하고, 상기 기능층은 수지를 포함함과 더불어, 상기 보호층의 상기 기능층에 접하는 면에 대한 제곱 평균 평방근 높이(Rq)와, 상기 요철 구조의 볼록부 꼭대기부 위치와 상기 기능층의 상기 보호층과의 계면까지의 거리(t)의 비율(Rq/t)이 1.41 이하인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 피처리체에 결함이 적은 요철 구조를 전사 부여할 수 있기 때문에, 피처리체 상에 높은 정밀도로 기능을 부여할 수 있다.

본 발명의 기능 전사체는, 상기 기능층으로부터 상기 보호층을 박리했을 때의, 상기 기능층의 상기 보호층에 접하고 있었던 면의 표면 거칠기(Ra)와 상기 거리(t)의 비율(Ra/t)이 1.20 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 기능 전사체는, 상기 캐리어의 상기 요철 구조의 평균 피치는 1.5 ㎛ 초과 10 ㎛ 이하의 범위이면서 또한 상기 요철 구조의 평균 개구율은 40% 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 상기 보호층의 인장 탄성률은 50 MPa 이상 2500 MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 기능 전사체는, 상기 요철 구조의 평균 개구율이 40% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 평균 개구율이 91% 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 상기 요철 구조의 오목부 개구경은 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 상기 요철 구조는 평면에서 봤을 때 원 형상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 기능 전사체는, 상기 보호층의 상기 기능층에 접하는 면에 대한, 물방울의 접촉각이 75도 이상 105도 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 기능 전사 필름 롤은, 상기 기능 전사체가 필름형이고, 상기 기능 전사체의 일단부가 코어에 접속되며 또한 상기 기능 전사체가 상기 코어에 권취된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기능 전사체를 이용하여 피처리체에 결함이 적은 요철 구조를 부여함으로써, 피처리체 상에 높은 정밀도로 기능을 부여할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 기능 전사체를 이용한 피처리체에의 기능 부여 방법의 각 공정을 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 기능 전사체를 이용한 피처리체에의 기능 부여 방법의 각 공정을 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 기능 전사 필름 롤에 이용되는 기능 전사체를 도시하는 설명도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 기능 전사 필름 롤에 있어서의 기능 전사체를 코어에 고정하는 방법을 도시하는 설명도이다.
도 5는 비율(Rq/t)과 비율(Ra/t)의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 6은 요철 구조(Ca)의 피치와 비(比) 박리 에너지의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 7은 요철 구조(Ca)의 개구율과 비 박리 에너지의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8은 요철 구조(Ca)의 개구율과 비율(Ra/t)의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 9는 요철 구조(Ca)의 개구율과 기능층의 표면 거칠기(Ra) 및 막 두께(t)의 표준편차의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 10은 요철 구조(Ca)의 개구율과 요철 구조(Fu)의 전사율의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 11은 비율(Rq/t)과 구멍 결함 밀도의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 12는 요철 구조(Ca)의 개구율과 보호층의 인장 탄성률의 관계에 있어서 요철 구조(Fu)의 전사율에 미치는 영향을 도시하는 그래프이다.
도 13은 요철 구조(Ca)의 개구율과 보호층의 인장 탄성률의 관계에 있어서 요철 구조(Fu)의 전사율에 미치는 영향을 도시하는 3차원도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 우선 본 명세서에서 사용하는 약칭에 관해서 설명한다.

(약칭 일람)

·기능층의 표면 거칠기(Ra) … 기능 전사체로부터 보호층을 박리했을 때의, 기능 전사체의 보호층에 접하고 있었던 면에 대한 표면 거칠기.

·보호층의 표면 거칠기(Rq) … 기능 전사체의 기능층으로부터 박리한 보호층의, 기능 전사체에 접하고 있었던 면에 대한 제곱 평균 평방근 높이.

·요철 구조(Ca) … 캐리어가 구비하는 요철 구조.

·요철 구조(Fu) … 캐리어의 요철 구조(Ca)에 대하여 성막된 기능층으로 구성되는 요철 구조와, 기능 전사체를 사용하여 피처리체에 전사 형성된 요철 구조 중 어느 것.

·기능 원료 … 기능 전사체를 제조할 때에 사용하는 기능층의 원료.

이어서, 실시형태의 기능 전사체의 컨셉에 관해서 설명한다. 피처리체에 기능을 부여하는 경우, 피처리체에 대하여 기능성 재료를 도포하고, 이어서, 요철 구조를 구비하는 템플릿을 상기 기능성 재료에 접합시키고, 그 후, 상기 템플릿을 박리하는 방법이 많이 채용된다. 이러한 수법은 일반적으로 임프린트법이라고 불린다. 여기서 포인트가 되는 것은, 기능성 재료의 도포와, 이어지는 템플릿의 접합이다. 기능성 재료를 피처리체에 도포하는 기술에 관해서는, 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀코트법을 필두로 많이 연구되어 사업으로서 도입되고 있다. 이 때문에, 예컨대, 피처리체의 크기가 미터각과 같은 대형인 경우라도, 나노 오더의 막 두께 제어가 이미 실현되고 있다. 단, 이것은 피처리체의 표면 정밀도가 높은 경우가 전제이다. 바꿔 말하면, 피처리체가 휘어 있는 경우나, 피처리체의 피처리면이 거칠어진 경우에는, 막 두께 정밀도 높게 기능성 재료를 도포하기는 어렵다. 그리고, 더욱 문제가 되는 것은, 파티클(이물)이다. 예컨대, 파티클이 피처리체 상에 부착되어 있었던 경우, 아무리 정밀하게 제어했다고 해도, 그 파티클에 의해 기능성 재료의 유동성이 흐트러지고, 이에 따라, 기능성 재료막에 결함이 생긴다. 특히, 기능성 재료의 막 두께가 얇아지면 얇아질수록 관리해야야 할 파티클의 사이즈도 작아지므로, 파티클 내성이 우수한 수법이 요구된다. 이어서, 도포된 기능성 재료막에 대하여 템플릿의 요철 구조를 접합시킨다고 하는 조작을 거친다. 즉, 기능성 재료막의 막 두께 정밀도는, 기능성 재료의 도포 정밀도가 아니라, 템플릿을 접합시킬 때의 압박력의 정밀도(기능성 재료막의 유동성 정밀도)에 의해 결정된다. 이 때문에, 피처리체가 6 인치 이상으로 커진 경우나, 피처리체가 휘어 있는 경우 등은 특히 기능성 재료막의 막 두께 정밀도가 극도로 저하하게 된다. 즉, 피처리체의 크기에 상관없이 피처리체의 휘어짐 등에 대한 내성이 우수한 수법이 요구된다.

실시형태의 기능 전사체를 사용하는 효과는, 파티클 내성이 높아지는 것, 그리고 피처리체의 선택지를 크게 할 수 있다는 것이다. 특히, 파티클 내성이 높아짐으로써, 피처리체에 전사 부여되는 요철 구조(Fu)의 결함을 저감할 수 있다. 나아가서는 기능층에 대한 구멍 결함을 억제하고, 요철 구조(Fu)의 전사율을 높일 수 있다.

본 발명자들은 이러한 점에 주목하여 검토를 시작했다. 파티클 내성을 높이기 위해서는, 파티클에 대한 추종성이 높은 기능성 재료의 상태를 만들어 내는 것이 중요하다고 생각했다. 또한, 피처리체의 선택지를 크게 하기 위해서는, 기능성 재료의 막 두께 정밀도를 미리 담보하는 식의 형태가 중요하다고 생각했다. 이와 같은 관점에서, 표면에 요철 구조(Ca)를 구비하는 캐리어에 대하여 기능성 재료를 미리 도포하여, 기능층/캐리어로 구성되는 기능 전사체를 사용하는 것이 중요하다고 판단했다. 나아가서는, 기능 전사체를 공업적으로 사용하는 것을 고려하면, 기능층 표면을 보호할 필요가 있다는 데에 주목했다. 즉, 보호층/기능층/캐리어로 구성되는 기능 전사체를 사용함으로써 상기 과제를 공업적으로 해결할 수 있다고 생각했다. 그리고, 이러한 전제에 서서 검토를 진행시킨 결과, 적어도 기능층은 수지를 포함할 필요가 있다는 것, 그리고 보호층의 제곱 평균 평방근 높이(Rq)와 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)의 비율(Rq/t)이 소정의 범위를 만족하는 것으로, 상기 설명한 파티클 내성과 피처리체의 선택지 문제를 동시에 해결함과 더불어, 피처리체에 대하여 전사 부여되는 기능층으로 이루어지는 요철 구조(Fu)의 전사 정밀도가 향상되는 것을 알아냈다. 이하, 상세히 설명한다.

실시형태의 기능 전사체는, 표면에 요철 구조(Ca)를 구비하는 캐리어와, 상기 요철 구조(Ca) 상에 형성된 적어도 1 이상의 기능층과, 상기 기능층의 상기 캐리어와는 반대의 면 위에 형성된 보호층을 구비하고, 상기 기능층은 수지를 포함함과 더불어, 상기 보호층의 상기 기능층에 접하는 면에 대한 제곱 평균 평방근 높이(Rq)와, 상기 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 위치와 상기 기능층의 상기 보호층과의 계면까지의 거리(t)의 비율(Rq/t)이 1.41 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 보호층의 기능층에 접하는 면에 대한 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를, 이하에서는 단순히 보호층의 표면 거칠기(Rq)라고 부른다.

보호층의 표면 거칠기(Rq)와 거리(t)는, 비율(Rq/t)이 1.41 이하를 만족하는 경우, 파티클에 대한 추종성이 향상된다. 즉, 피처리체에 파티클이 존재했다고 해도, 그 파티클을 감싸도록 기능층이 유동하여, 결함으로서의 생성을 억제할 수 있다. 동시에, 피처리체의 표면 결함에 대한 추종성도 향상된다. 이 때문에, 파티클 내성의 향상과 피처리체 선택지의 향상을 실현할 수 있다. 나아가서는, 요철 구조(Ca)의 오목부 개구부 상에 위치하는 기능층의 물리적 안정성이 향상되고, 이에 따라, 기능층에 대한 구멍 결함이 급격히 감소한다. 이 때문에, 피처리체에 대하여 기능층을 전사할 때에 기능층과 피처리체 계면에 생성되는 보이드를 억제할 수 있다. 따라서, 요철 구조(Fu)의 전사율이 높아져, 피처리체 상에 고정밀도의 기능을 부여할 수 있다. 한층 더한 구멍 결함의 저감에 의한 피처리체에의 전사성 향상이라는 관점에서, 비율(Rq/t)은, 0.92 이하가 보다 바람직하고, 0.40 이하가 가장 바람직하다. 이 구성에 의해 구멍 결함이 적은 고정밀도의 기능층을 구비하는 기능 전사체를 실현할 수 있기 때문에, 피처리체에 부여하는 요철 구조(Fu)의 전사 정밀도가 향상된다. 또한, 하한치는 0을 초과한다. 0 초과를 만족함으로써, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때의, 기능층의 유동에 의한 변형 정도를 작게 할 수 있다. 즉, 피처리체의 크기가 6 인치 이상으로 커진 경우라도, 기능층의 막 두께 분포를 양호하게 유지할 수 있게 된다. 바꿔 말하면, 피처리체 상에 부여되는 기능의 면내 균등성이 향상된다. 나아가서는, 기능 전사체가 필름형이고, 코어의 일단부에 접속되어 권취되도록 한 구성인 경우, 권취에 대한 양산성이 향상된다.

상술한 비율(Rq/t)의 적합한 범위와 그 효과에 관해서 보다 상세히 설명한다. 단적으로 기재하면, 비율(Rq/t)이 소정의 범위를 만족함으로써 이하에 설명하는 비율(Ra/t)을 적합하게 실현할 수 있기 때문에, 상술한 것과 같은 효과를 발현한다.

우선, 기능층으로부터 보호층을 박리했을 때의, 기능층의 보호층에 접하고 있었던 면의 표면 거칠기를, 표면 거칠기(Ra)로 한다. 이어서, 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 위치와 기능층의 보호층과의 계면까지의 거리를 거리(t)로 한다. 이 때, 비율(Ra/t)이 1.20 이하인 것이 중요하다. 이것은, 상기 비율(Ra/t)이, 기능층의 유동성을 제어하는 변수에 상당하기 때문이다. 보다 구체적으로는, 기능 전사체를 피처리체에 접촉했을 때에 기능층은 유동한다. 여기서, 이 유동성이 낮으면, 기능층과 피처리체의 계면에 보이드를 형성하거나, 또한 파티클에 대한 추종성이 저하되어 결함이 생성된다. 반대로, 기능층의 유동성이 너무 높은 경우, 기능층의 막 두께 정밀도는 접합 정밀도에 의존하는 것으로 된다. 즉, 기능층의 표층 부분의 유동성을 우선적으로 향상시키는 것이 중요하다고 말할 수 있다. 비율(Ra/t)이 기능층의 유동성을 제어하는 변수가 될 수 있는 근거에 관해서는 이하에 상세히 설명한다. 어떻든 간에, 비율(Ra/t)이 1.20 이하를 만족함으로써, 기능층의 피처리체에 대한 전사율 및 전사 정밀도가 향상된다. 보다 구체적으로는, 비율(Ra/t)이 1.20 이하임으로써, 우선, 기능층 표층의 유동성이 커져, 기능층의 막 두께 정밀도를 담보한 상태에서, 피처리체와 기능층의 접착 면적을 크게 하여 접착 강도를 증가시킬 수 있다. 이어서, 캐리어를 기능층으로부터 박리 제거할 때의, 요철 구조(Fu)에 가해지는 박리 응력의 균등성을 향상시킬 수 있다. 즉, 집중 응력을 억제할 수 있기 때문에, 기능층의 응집 파괴로 대표되는 파괴를 억제할 수 있다.

비율(Ra/t)의 효과를 보다 상세히 설명한다. 기능 전사체에 있어서, 기능층을 피처리체에 전사할 때의 골자는, 기능층의 막 두께 정밀도를 담보한 상태에 있어서, (α) 기능층과 피처리체와의 계면 접착 강도를 강하게 하는 것, 및 (β) 캐리어를 제거할 때의 기능층의 파손을 억제하는 것이다. (α) 기능층과 피처리체의 계면 접착 강도를 향상시키기 위해서는, 기능층의 표면과 피처리체의 접착 면적을 크게 할 필요가 있다. 즉, 기능층과 피처리체 사이에 공기 등의 접합시의 분위기가 가둬지는 것을 억제할 필요가 있다. 한편, (β) 캐리어를 박리 제거할 때의 기능층의 파손을 억제하기 위해서는, 기능층에 대하여 가해지는 박리 응력을 균등화할 필요가 있다. 여기서, 접착 면적이 작고, 부분적으로 피처리체와 기능층이 접착되어 있는 경우, 캐리어를 박리할 때의 응력은 접착부와 비접착부에서는 다르다. 바꿔 말하면, 박리 응력에 집중점이 발생하여, 기능층의 피처리체로부터의 이탈이나 기능층의 파괴가 발생한다. 이상으로부터, 기능 전사체의 기능층의 배치예에 상관없이, 기능층과 피처리체의 접착 면적을 양호하게 크게 하는 것이 본질이라고 판단할 수 있다.

여기서 현실적으로, 피처리체의 표면 거칠기와, 기능 전사체의 기능층으로부터 보호층을 박리했을 때의 기능층의 보호층에 접하고 있었던 면의 거칠기(이하, 단순히 기능층의 표면 거칠기(Ra)라고도 한다)를 함께 무한정 0으로 하여 접착 면적을 크게 하기는 곤란하다. 즉, 상기 접착 면적을 크게 하기 위해서는, 기능층과 피처리체의 표면 거칠기로부터 계산되는 진실 접촉 면적(Ar)을 크게 할 필요가 있다. 여기서, 진실 접촉 면적(Ar)은, 피처리체의 표면 거칠기와 기능층의 표면 거칠기(Ra)에 의해 결정된다. 즉, 조면(粗面)끼리의 접촉을 고려할 필요가 있다. 여기서, 등가 반경 r을 (1/r)=(1/rf)+(1/rt)으로서 정의하고, 등가 영율 E을 (1/E)=(1/2)·{[(1-νf²)/Ef]+[(1-νt²)/Et]}로서 정의함으로써, 조면끼리의 접촉 문제를, 평면과 조면 사이의 접촉 문제로 간소화할 수 있다. 또한 rf는, 기능층의 표면 거칠기(Ra)의 기초가 되는 미소 돌기를 가정한 경우의, 그 미소 돌기의 반경이다. rt는, 피처리체의 표면 거칠기의 기초가 되는 미소 돌기를 가정한 경우의, 그 미소 돌기의 반경이다. Ef, νf 및 Et, νt은 각각 기능층 및 피처리체의 영율과 프와송비이다. 또한, 표면 거칠기는 일반적으로 정규 분포에 따르므로, 표면 거칠기의 확률 밀도 함수 f(ξ)가 (1/σ)·exp(-ξ²/σ²)에 비례한다고 가정할 수 있다. 이상의 가정으로부터, 진실 접촉 면적(Ar)은 Ar∝(1/E)·(r/σ)^1/2·Nc으로서 산출된다. 또한, σ는 두 면 사이의 합성 제곱 평균 평방근 거칠기이고, Nc는 수직 하중의 기대치이다. 또한, 기능층의 표면 거칠기(Ra)의 변동, 즉 표준편차의 영향을 무한정 작게 하기 위해서, 표면 거칠기로서 산술 평균 거칠기인 Ra를 채용했다. 여기서, 영율이 1 MPa인 PDMS(폴리디메틸실록산)을 기능층에 사용하여, 요철 구조(Ca)가 평탄화되도록 배치했다. 이 상태에서, 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 위치와 기능층의 표면과의 거리인 거리(t)를 변화시켰다. 또한, 기능층의 표면 거칠기(Ra)의 샘플 사이의 변동은, Ra로서 28 nm~33 nm였다. 피처리체로서는, 표면 거칠기(Ra)가 1 nm 이하인 4 인치φ의 C면 사파이어를 사용했다. 상기 진실 접촉 면적(Ar)은, 기능 전사체의 구성이 동일하고, 피처리체가 같은 경우, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때의 압력과 같은 조건을 일정하게 하면, 거리(t)에 상관없이 일정하게 되는 것이다. 진실 접촉 면적(Ar)은 실측할 수 없기 때문에, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킨 후에, 기능 전사체를 피처리체의 주면 내측 방향으로 끌어, 그 때의 힘(F)을 평가했다. 즉, 이미 설명한 것과 같이, 일반적으로는 거리(t)에 상관없이, 진실 접촉 면적(Ar)은 일정한 값이 되므로, 상기 측정되는 힘(F)도 일정하게 되는 것이다. 그런데, 거리(t)를 작게 해 나가, 비율(Ra/t)이 1.2 초과한 부근부터 급격히 힘(F)이 작아지는 것이 확인되었다. 이것은, 비율(Ra/t)이 커짐으로써 진실 접촉 면적(Ar)이 감소하고 있기 때문으로 추정된다. 메카니즘은 분명하지 않지만, 이러한 현상이 생기는 이유는, 비율(Ra/t)이 커지는 경우, 기능층(12) 표층의 유동성이 나노 오더 특유의 효과에 의해 속박되어, 기능층과 피처리체의 계면의 불균형을 유동 흡수할 수 없기 때문이라고 생각된다.

이어서, 기능 전사체의 PDMS로 이루어지는 기능층의 표면에 점착 테이프를 접합시켜, 캐리어와 PDMS를 분리했다. 분리된 PDMS를 광학현미경과 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 비율(Ra/t)이 역시 1.20을 초과한 부근부터 요철 구조(Fu)의 파괴가 특히 많이 관찰되게 되었다. 이것은, 비율(Ra/t)이 큰 경우, 캐리어를 박리 제거할 때의, 요철 구조(Ca)로부터 가해지는 기능층에 대한 응력을 고려했을 때에, 그 응력이 국소적으로 집중하는 점이 많이 발생하므로, 기능층이 응집 파괴되기 때문으로 추정된다.

이상으로부터, 비율(Ra/t)이 1.20 이하임으로써, 기능층 표층의 유동성을 양호하게 유지하므로, 기능층의 막 두께 정밀도를 담보할 수 있다. 이 상태에 있어서, (α) 기능층과 피처리체의 계면 접착 강도를 강하게 할 수 있음과 더불어, (β) 캐리어를 제거할 때의 기능층의 파손을 억제할 수 있다. 이 때문에, 기능 전사체로서 기능층의 정밀도를 미리 결정하고, 이 정밀도를 반영한 기능층을 피처리체에 전사 부여할 수 있다.

특히, 캐리어의 박리 속도를 향상시킴으로써 증가하는 박리 응력(박리시의 역적(力積))에 대한 기능층의 내성을 향상시켜, 전사 정밀도를 보다 향상시킨다는 관점에서, 비율(Ra/t)은 0.75 이하인 것이 바람직하다. 또한, 기능층 표층의 유동성 속박을 양호하게 개방하여, 속도가 큰 접촉인 경우라도 기능층과 피처리체의 접착성을 향상시킨다는 점에서, 비율(Ra/t)은 0.55 이하인 것이 바람직하다. 더욱이, 기능층을 전사 부여할 때의 결함율을 보다 저하시킴과 더불어, 피처리체의 크기나 외형에 대한 영향을 무한정 작게 한다는 관점에서, 비율(Ra/t)은 0.30 이하인 것이 보다 바람직하다. 특히, 피처리체와 기능층의 접착 면적, 그리고 접착력이 안정화되어 기능층의 전사성이 크게 안정화된다는 관점에서, 비율(Ra/t)은 0.25 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.10 이하인 것이 가장 바람직하다.

상술한 것과 같이, 기능 전사체를 효과적으로 사용하기 위해서는, 비율(Ra/t)을 소정의 범위로 얻을 필요가 있다는 것이 판명되었다. 여기서, 비율(Ra/t)을 제어하는 방법은, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 임의로 제어하는 방법과, 기능층의 소정의 막 두께(t)를 임의로 제어하는 방법이 있다. 또한, 기능 전사체는 그 특성상 많은 용도로 전개 가능하다는 것을 알 수 있다. 이러한 관점에서, 연속적으로 생산하는 것이 공업성 및 환경 부하의 관점에서 바람직하다고 판단할 수 있다. 연속적으로 기능 전사체를 제조함과 더불어 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 제어하기 위해서는, 기능층의 표면에 접합시키는 보호층에 의해 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 제어하는 것이 적합하다고 판단할 수 있다. 그러나, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 제어함에 있어서, 기능층이 파손되는 경우와, 양호하게 표면 거칠기(Ra)를 제어할 수 있는 경우가 있다는 것이 판명되었다. 즉, 보호층을 기능층에 접합시킴으로써, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 제어하면서 또한 기능층의 파손을 억제하도록 한 조건이 요구된다. 이로써, 상기 설명한 비율(Ra/t)을 만족할 수 있다.

이미 설명한, 보호층의 표면 거칠기(Rq)와 거리(t)의 비율(Rq/t)이 소정의 범위를 만족함으로써, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 보호층에 의해 적합하게 제어할 수 있다. 즉, 기능층의 파손을 억제하고, 상기 표면 거칠기(Ra)를 임의로 제어하여, 비율(Ra/t)을 1.20 이하의 범위에서 제어할 수 있다. 특히, 비율(Rq/t)이 1.41 이하를 만족함으로써, 기능층에 대한 구멍 결함의 밀도를 급격히 감소시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 작게 할 수 있다. 그리고, 구멍 결함의 감소는, 거리(t)의 막 두께를 갖는 기능층의 물리적 강도를 향상시키기 때문에 기능층의 파손을 억제할 수 있다. 따라서, 비율(Rq/t)을 만족함으로써 비율(Ra/t)을 적합한 범위로 제어할 수 있게 되어, 기능 전사체를 사용했을 때의 전사 정밀도를 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 구멍 결함에 관해서 자세한 것은 후술한다.

또한, 보호층의 JIS K 7127에 정해진 인장 탄성률은 50 MPa 이상 5000 MPa 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 기능층으로부터 보호층을 박리할 때, 기능층에 가해지는 박리 응력을 분산화할 수 있기 때문에, 구멍 결함의 생성과 확대를 효과적으로 억제할 수 있다. 더욱이, 보호층의 형상을 유지할 수 있고, 취급성이 좋다는 관점에서, 200 MPa 이상 5000 MPa 이하가 보다 바람직하다. 특히, 보호층을 박리할 때의 박리 조건의 폭을 크게 할 수 있다는 관점에서, 250 MPa 이상 2500 MPa 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 보호층의 인장 탄성률이 2500 MPa 이하라면, 전사성을 개선할 수 있기 때문에 바람직하다. 이것은, 보호층의 인장 탄성률이 2500 MPa 이하임으로써, 보호층을 기능층으로부터 박리할 때의, 기능층에 가해지는 박리 응력의 절대치가 작아지는 것으로 추정되며, 이에 따라 기능층의 구멍 결함이 저감된다. 따라서, 요철 구조(Fu)의 전사율이 개선된다. 또한, 보호층의 인장 탄성률의 하한치는, 특별히 한정되지 않지만, 기능 전사체를 제조할 때의, 보호층의 취급성의 관점에서 50 MPa 이상인 것이 바람직하고, 450 MPa 이상인 것이 가장 바람직하다. 더욱이, 이 경우, 캐리어의 요철 구조(Ca)의 개구율은 40% 이상이면 가장 바람직하다. 이에 따라, 기능층의 배치 정밀도가 향상됨과 더불어, 요철 구조(Fu)의 전사성이 보다 개선되기 때문이다. 또한, 상한치는, 요철 구조(Ca)의 강도의 관점에서 91% 이하이면 바람직하다. 즉, 실시형태의 기능 전사체는, 상기 설명한 비율(Rq/t)의 범위를 만족하는 동시에, 보호층의 인장 탄성률이 2500 MPa 이하이며, 더욱이 요철 구조(Ca)의 개구율이 40% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 인장 탄성률의 적합한 범위를 만족하는 보호층은, 적어도, 보호층의 기능층에 접합되는 측의 최외층에 존재하면 된다. 예컨대, 인장 탄성률이 50 MPa 이상 2500 MPa 이하라면, 기능층의 구멍 결함을 효과적으로 억제할 수 있고 요철 구조(Fu)의 전사율이 향상됨과 더불어, 보호층의 취급성이 비약적으로 향상됨으로써 제조 안정성이 개선된다. 예컨대, 인장 탄성률이 3200~4200 MPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 표면에, 인장 탄성률이 550 MPa~700 MPa인 폴리에틸렌/에틸렌아세트산비닐 공중합체 필름을 접합시킨 것을 보호층으로 하고, 이 폴리에틸렌/에틸렌아세트산비닐 공중합체 필름면 측을 기능층에 접합시켜 사용할 수 있다. 이에 따라, 상기 설명한 전사율의 향상과 제조 안정성의 개선이라는 효과를 향수할 수 있다. 마찬가지로, 예컨대 인장 탄성률이 3200~4200 MPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 표면에, 인장 탄성률이 100 MPa~1200 MPa인 폴리에틸렌 필름을 접합시킨 것을 보호층으로 하고, 이 폴리에틸렌 필름면 측을 기능층에 접합시켜 사용할 수 있다. 마찬가지로, 예컨대 인장 탄성률이 3200~4200 MPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 표면에, 인장 탄성률이 2500 MPa 이하인 재료를 코팅한 것을 보호층으로 하고, 이 코팅면 측을 기능층에 접합시켜 사용할 수 있다. 이 경우, 보호층의 취급성은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 담보되기 때문에, 보호층의 기능층에 접합되는 측의 최외층의 인장 탄성률은, 2500 MPa 이하이면 된다고 말할 수 있다. 또한, 코팅재로서는, 실리콘계 이형재, 비실리콘계 이형재, 우레탄계 수지 혹은 아크릴 수지 등을 예로 들 수 있다.

보호층의 두께로서는, 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 기능층으로부터 보호층을 박리할 때의 박리 응력이 균등화되어, 구멍 결함이 저감된다. 또한, 기능층과 보호층을 접합할 때의 취급성이 좋고, 접합 조건의 폭이 넓어져, 공업성이 높아진다.

요철 구조(Ca)가 기능층의 구멍 결함에 영향을 줄 가능성도 시사된다. 이것은 기능 전사체에 있어서는, 기능층을 피처리체에 접합시켜 전사하므로, 기능층에는 탄성률이 존재하기 때문이다. 기능층에 대한 요철 구조(Ca)로부터 가해지는 응력을 약하게 하여, 기능층 표면의 평탄성을 양호하게 유지한다는 관점에서, 요철 구조(Ca)의 피치는 10 nm 이상 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 25 ㎛ 이하라면, 기능층을 캐리어에 성막할 때의, 기능층의 요철 구조(Ca)에 대한 충전 불량을 억제하는 효과가 높아진다. 이 효과는 10 ㎛ 이하, 7 ㎛ 이하가 됨에 따라서 보다 현저하게 된다. 더욱이, 1500 nm 이하인 경우, 캐리어를 박리할 때의 박리 응력이 보다 저하하기 때문에 바람직하다.

이상의 관점에서, 본 실시형태에 따른 기능 전사체에 있어서는, 비율(Rq/t)이 1.41 이하라고 하는 요건 외에, 하기 2개의 요건을 동시에 만족하는 것이 보다 바람직하다. 즉 요건으로서는, 보호층의 JIS K 7127에 정해진 인장 탄성률이 50 MPa 이상 5000 MPa 이하인 것과, 보호층의 두께가 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이다.

구멍 결함에 관해서 상세히 설명한다. 구멍 결함이란, 보호층을 박리한 후, 보호층과 접하고 있었던 기능층의 면 위에 관찰되는 기능층의 함몰을 말한다. 우선, 구멍 결함의 총 체적이 커짐으로써, 막 두께(t)를 갖는 기능층의 막 강도는 저하하여, 요철 구조(Ca) 위에 성막된 기능층의 막이 파손된다. 즉, 보호층에 의해 비율(Ra/t)을 제어하려고 했다고 해도, 기능층이 파손되어 버려, 제어가 되지 않는다. 이어서, 구멍 결함이 존재함으로써, 피처리체에 기능층을 접합 했을 때에, 하기하는 어느 한 문제를 일으킨다. 우선, 구멍 결함의 주위를 포함하여 기능층은 피처리체에 전사되지만, 구멍 결함에 상당하는 부분에 관해서는, 피처리체와 기능층 사이에 간극이 생긴다. 다른 케이스로서는, 구멍 결함에 상당하는 부분의 기능층이 피처리체에 전사되지 않아, 피처리체 상에 기능층이 존재하지 않는 부분이 생긴다. 바꿔 말하면, 피처리체와 기능층의 계면에 공동을 형성하거나 또는 피처리체 상에 기능층이 전사되지 않는 부분이 생기게 된다. 어느 경우라도, 기능층이 발현하여야 할 기능의 정도가 저하한다. 또한, 피처리체 상에 전사 형성된 기능층을 가공 마스크로서 사용하는 경우, 구멍 결함에 의해, 피처리체와 밀착하지 않는 요철 구조(Fu)가 형성되거나 또는 요철 구조(Fu)가 존재하지 않는 부분이 형성되기 때문에, 피처리체에 가공 형성되는 요철 구조의 정밀도가 저하하거나 요철 구조를 형성할 수 없는 경우가 있다. 더욱이, 메카니즘은 분명하지 않지만, 구멍 결함에 의해 기능층이 전사되지 않는 케이스에서는, 기능층의 구멍 결함부의 크기(φf)에 비해서, 피처리체 상의 전사 불량 면적(φt)은 확대되어 관찰된다. 즉, φf=αφt(α은 1 이상의 정수)으로 기재할 수 있다. 따라서, 구멍 결함이 존재하면, 구멍 결함부의 면적보다 큰 면적이 피처리체에의 전사 불량이 되기 때문에, 전사 수율이 내려가, 공업성이 부족하게 된다.

또한, 본 실시형태에 따른 기능 전사체가 필름형인 경우, 구멍 결함의 정도에 따라서는, 보호층과 기능층 사이에 공기가 들어가 권취 어긋남이 생기는 것도 시사된다. 더구나, 기능층으로부터 보호층을 박리할 때, 박리력을 일정하게 유지할 수 없어, 박리 속도에 변동이 생기고, 박리 조건의 폭이 좁아져, 공정 효율이 내려간다. 이상의 관점에서, 효율 높고, 정밀도 높은 기능층을 피처리체에 전사 형성하기 위해서는, 보호층에 의해, 기능층의 표면에 형성되는 구멍 결함을 제어하고, 비율(Ra/t)을 제어하는 것이 중요하다.

여기서, 상기 구멍 결함을 억제하는 인자는 보호층의 기능층에 접하는 면의 표면 거칠기와, 평탄막에 상당하는 기능층의 막 두께이다. 보호층 중의 이물, 피시 아이, 첨가제 및 보호층의 제조 방법 등에 의해 생기는 보호층의 기능층에 접하는 면의 표면 거칠기에 의해서 기능층에 파손이 생긴다고 생각된다. 표면 거칠기가 일정했던 경우, 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)가 클수록 기능층의 파손은 저감된다. 즉, 보호층 표면의 거칠기와, 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)의 비율을 제어함으로써, 기능층에 대한 구멍 결함의 억제가 가능하게 되어, 상기 설명한 여러 가지 문제점을 동시에 해결할 수 있다고 생각할 수 있다. 또한, 거리(t)란, 기능층의 요철 구조(Ca)보다 외측에 위치하는 부분의 막 두께, 바꿔 말하면, 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 위치와, 보호층을 박리한 후의 기능층의 노출되는 표면과의 거리이다.

본 실시형태에 따른 보호층의 표면 거칠기(Rq)는 제곱 평균 평방근 높이(Rq)이다. 보호층의 기능층에 접하는 면 측의 표면 거칠기를 평균화하고 또한 구멍 결함의 형성에 크게 영향을 주는 표면상의 산의 높이를 강조하여 나타내고 있는 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를 채용함으로써, 구멍 결함 저감 효과와의 관계성을 알아낼 수 있었다.

즉, 비율(Rq/t)을 1.41 이하로 함으로써, 기능층에 대한 구멍 결함의 억제가 가능하게 되어, 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 적합하게 제어할 수 있고, 요철 구조(Fu)의 전사율이 높아진다. 비율(Rq/t)을 1.41 이하로 제어하는 방법은, 기능 전사체의 용도 및 제조 방법으로부터 보호층의 표면 거칠기(Rq) 혹은 거리(t)의 절대치를 우선 결정하면 된다. 구체적으로는, 예컨대, 거리(t)로서 200 nm가 최적인 경우, 보호층의 표면 거칠기(Rq)는 282 nm 이하일 필요가 있다. 그래서, 보호층으로서는, 보호층의 표면 거칠기(Rq)가 282 nm 이하인 것을 선정하여 채용하면 된다. 다른 예에서는, 기능층의 재료와 이 기능층에 적합한 보호층이 한정되는 경우에는, 거리(t)를 설계 사항에 더할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예컨대, 기능층에 대한 밀착성과 이물 품위가 우수한 보호층의 표면 거칠기(Rq)가 45 nm였던 경우, 거리(t)는 32 nm 이상일 필요가 있다. 즉, 거리(t)는 32 nm 이상이면서 또한 그 기능 전사체의 용도에 적합한 범위로 설계할 필요가 있다.

보호층의 표면 거칠기(Rq)는, 하기 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope/AFM) 및 하기 조건으로 측정하여 JIS B 0601, 2001에 따라서 산출한다. 또한, 보호층을, 기능 전사체로부터 5 mm/초~25 mm/초의 속도 및 일정한 힘으로 박리하여, 보호층의 기능 전사체와 접한 면을 측정면으로 한다. 임의로 다섯 곳을 측정하여, 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를 도출하여 평균치를 채용한다. 측정 샘플은, 샘플 받침대와의 사이에 간극이 생기지 않도록 고정하여, 측정할 때에 샘플이 움직이지 않게 한다.

·가부시키기아샤 키엔스사 제조 Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000

·측정 범위: 200 ㎛(비율 1:1)

·샘플링 주파수: 0.51 Hz

·측정 온도: 23℃

·측정 습도: 40 RH%~50 RH%

기능층의 표면 거칠기(Ra)는, 기능 전사체의 기능층 측의 산술 평균 거칠기이며, 본 명세서에서는 그 치수는 나노미터이다. 즉, 기능층이 요철 구조(Ca)를 완전히 충전하지 않은 경우라도 정의되는 값이다. 상술한 것과 같이, 보호층의 표면 거칠기(Rq)를 측정하기 위해서 기능 전사체로부터 보호층을 박리한다. 기능 전사체의 기능층면 측의 표면 거칠기(Ra)는, 보호층의 박리된 기능층의 노출되는 면, 바꿔 말하면, 보호층이 형성된 기능층의 표면에 대하여 측정된다. 특히, 상술한 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope/AFM)을 사용하여 측정된다.

또한, 보호층의 표면 거칠기(Rq) 혹은 기능층의 표면 거칠기(Ra)를 측정할 때, 측정면에 이물이 부착되어 있었던 경우로, 그 이물마다 AFM에 의해 주사한 경우, 보호층의 표면 거칠기(Rq) 혹은 기능층의 표면 거칠기(Ra)는 커진다. 이 때문에, 측정하는 환경은 클래스 1000 이하의 클린룸이다. 또한, 상기 장치 VN-8000는 광학현미경이 딸려 있다. 이 때문에, 광학현미경 관찰에 의해 이물이나 상처가 관찰된 경우, 그 이물이나 상처를 피하도록 프로브의 하강 위치를 설정한다. 또한, 측정 이전에는 이오나이저 등에 의한 제전 환경 하에 있어서의 에어 블로우 세정을 한다. 또한, 정전기에 의한 주사 프로브의 튀어오름을 억제하기 위해서, 측정 환경의 습도는 40%~50%의 범위이다.

요철 구조의 볼록부 꼭대기부 위치와 기능층의 노출되는 표면과의 거리(t)는 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope/SEM)에 의해 측정된다. SEM에 의한 관찰은, 이온 밀링 장치에 의해 작성한 기능 전사체의 단면에 대하여 행한다. SEM을 사용한 측정에 있어서는, 복수의 볼록부 또는 복수의 오목부가, 관찰상 내에 선명하게 10 이상 20 이하 관찰되는 배율로 측정하여, 동일 관찰상으로부터 거리(t)를 구한다. 또한 SEM으로서는, 히타치 초고분해능 전계 방출형 주사 전자현미경 SU8010(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀로지즈사 제조)을 사용한다. 또한, 측정에 있어서의 가속 전압은, 샘플에의 차지업이나 샘플의 파괴를 고려하여 적절하게 일반적으로 설정할 수 있지만 1.0 kV가 장려된다.

또한, 20 ㎛ 간격마다 촬상을 행하여 5개의 관찰상을 얻는다. 각 관찰상에 대하여 우선 볼록부 꼭대기부 위치를 결정하고, 이어서 거리(t)를 임의로 5개 측정한다. 즉, 합계 25점의 거리(t)를 데이터로서 얻는다. 이 합계 25점의 거리(t)의 상가 평균치를 거리(t)로 정의한다. 볼록부 꼭대기부 위치는, 촬상 내에 관찰되는 모든 볼록부의 꼭대기부의 정점의 평균 위치로서 결정된다. 또한, 거리(t)는, 볼록부 꼭대기부 위치와 기능층의 노출되는 표면과의 최단 거리의 상가 평균치이며, 이미 설명한 것과 같이 최종적으로 25점의 상가 평균치로서 계산된다. 또한, SEM에 의해 관찰되는 상에 관해서, 기능층과 볼록부 꼭대기부 위치의 명암의 차가 낮아, 거리(t)를 정확히 판독할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 상기 관찰 수법에 있어서, 사용하는 장치를 투과형 전자현미경(TEM)으로 하면 된다.

요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과로 커지는 경우, 캐리어를 박리할 때의 기능층에 가해지는 박리 응력이 커져, 전사 정밀도가 저하하는 경우가 있다. 나아가서는, 요철 구조(Ca)에 대한 기능층의 배치 정밀도가 저하하는 경우가 있다. 그러나, 피치가 1.5 ㎛ 이상인 영역에서는, 광학적인 광 산란이나 광선 추적 등의 관점에서, 용도 전개성이 높아 중요하다. 그래서, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에서는, 특히 하기 요건을 추가로 만족하는 것이 바람직하다. 우선, 요철 구조(Ca)의 오목부의 개구경이 1 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하이며 또한 피치가 1.5 ㎛ 초과인 것이 바람직하다(개구경이 1 ㎛이며 피치가 1.5 ㎛인 경우, 후술하는 모델의 개구율은 40.3%이다). 이에 따라, 기능층의 요철 구조(Ca)의 오목부 바닥부에 대한 배치 안정성이 향상됨과 더불어, 피치의 증가에 따라 증가하는 박리 응력을 저감시킬 수 있다. 즉, 정밀도 높게 기능층을 전사 부여할 수 있다. 같은 효과 때문에, 개구경이 1.4 ㎛ 이상이며 또한 피치가 2.0 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다(개구경이 1.4 ㎛이며 피치가 2.0 ㎛인 경우, 후술하는 모델의 개구율은 44.4%이다). 또한, 개구경이 1.7 ㎛ 이상이며 또한 피치가 2.5 ㎛ 이상이라면, 전사 부여된 기능층의 물리적 강도가 비약적으로 향상됨으로써, 높은 전사 정밀도로 얻어진 기능층을, 파손으로부터 지킬 수 있다(개구경이 1.7 ㎛이며 피치가 2.5 ㎛인 경우, 후술하는 모델의 개구율은 41.9%이다). 한편, 개구경이 7 ㎛ 이상이며 또한 피치가 10 ㎛ 이하임으로써, 요철 구조(Ca)의 오목부 개구부 상에 위치하는 기능층과, 볼록부 꼭대기부 위에 위치하는 기능층의 물성차를 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다(개구경이 7 ㎛이며 피치가 10 ㎛인 경우, 후술하는 모델의 개구율은 44.4%이다). 이에 따라, 피처리체에 전사 부여된 기능층의 막 두께 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다. 본 효과를 보다 발휘한다는 관점에서, 개구경이 3.5 ㎛ 이상이며 또한 피치가 5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다(개구경이 3.5 ㎛이며 피치가 5.0 ㎛인 경우, 후술하는 모델의 개구율은 44.4%이다). 또한, 상기한 범위에 있어서의 개구경의 상한치는 피치이다.

위에서 설명한, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 경우에 관해서 보다 상세히 설명한다. 기능 전사체에 있어서 중요한 것은, 기능층의 정밀도를 미리 높이는 것과, 기능 전사체의 기능층의 정밀도를 피처리체에 전사하는 것이다. 이하, 전사라는 관점에서 생각한 경우를 설명하고, 그 다음 기능층의 정밀도를 미리 높인다고 하는 관점에서 설명한다.

실시형태의 기능 전사체를 사용함으로써, 피처리체와 기능층의 진실 접촉 면적(Ar)이 효과적으로 높아지기 때문에, 요철 구조(Fu)의 전사성이 양호하게 된다. 이것은, 캐리어를 박리할 때에, 기능층에 대한 응력의 집중점이 형성되는 것을 억제할 수 있기 때문이다. 이 효과를 보다 한층 발휘하여, 원하는 피처리체에 대하여 생산성 높게 기능층을 전사한다는 것을 고려하면, 캐리어를 박리할 때의 박리력의 절대치를 감소시키는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다. 요철 구조(Ca)의 피치를 변수로 설정한 경우의 박리력의 변화를 계산한 결과를 도 6에 도시했다. 도 6의 횡축은 요철 구조(Ca)의 피치를, 종축은 캐리어를 박리할 때의 박리 에너지를, 피치가 100 nm인 경우를 1로서 규격화한 값(비 박리 에너지)이다. 도 6으로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 커질수록 비 박리 에너지가 증가하는 것을 알 수 있다. 실제로, 요철 구조(Ca)의 피치를 변수로 하여 캐리어를 제작하고, 전사성을 평가한 바, 피치가 1.5 ㎛까지라면, 용이하게 전사가 가능하다는 것을 확인했다. 즉, 도 6의 비 박리 에너지가 3.2 정도까지인 범위가 기능 전사체에 적합한 범위라고 말할 수 있다. 또한, 도 6의 계산 방법은 후술한다.

그러나, 요철 구조(Ca)의 피치가 마이크로미터의 영역인 경우, 마이크로니들 어레이, 고휘도 LED용의 요철(예컨대, PSS(Patterned Sapphire Substrate), 투명 도전막에 대한 요철, p형 반도체층에 대한 요철, n형 반도체층에 대한 요철 등), 마이크로유로 또는 액정 배향로와 같은 많은 유익한 용도가 존재한다. 특히, 이들 용도에 관해서는, 대상으로 하는 사이즈의 가공이 곤란하므로, 대면적으로의 전개에 과제를 안고 있다. 실시형태의 기능 전사체는, 피처리체의 크기나 형상에 대한 요철 구조(Fu)의 형성에 대한 마진이 매우 크다. 즉, 실시형태의 기능 전사체를 사용하여, 마이크로미터 오더의 요철 구조(Fu)를 피처리체에 전사할 수 있는 것이라면, 매우 유용하다고 말할 수 있다.

이들 마이크로미터 영역의 유용한 용도를 고려하면, 피치의 상한은 10 ㎛이다. 상기 설명한 것과 같이, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역이 되면, 비 박리 에너지가 증가하여 전사성이 악화되는 것을 알 수 있었다. 그러나, 한층 더 검토하여, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역이라도, 요철 구조의 개구율을 제어함으로써 비 박리 에너지를 저감하여, 전사성을 향상시키는 것이 가능하다는 것을 밝혀냈다. 도 6의 결과로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 2.5 ㎛ 이상인 영역에서는 박리 에너지는 거의 포화된다고 생각할 수 있었다. 그래서, 요철 구조(Ca)의 피치가 2.5 ㎛인 경우에 있어서, 요철 구조(Ca)의 개구율을 변수로 잡아, 박리 에너지를 계산했다. 그 결과를 도 7에 도시한다. 도 7의 횡축은 요철 구조(Ca)의 개구율을, 종축은 캐리어를 박리하여 요철 구조(Fu)를 피처리체에 전사할 때의 박리 에너지를, 개구율이 21%인 경우를 1로 하여 규격화한 값(비 박리 에너지)이다. 도 7로부터 개구율이 클수록 박리 에너지가 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 실제의 검토에서, 도 6의 표기에서, 비 박리 에너지가 3.2를 하회함으로써 전사성이 개선되는 것을 알 수 있었다. 도 7의 종축의 배율을 도 6에 상승(相乘)시켜 적용하면, 요철 구조(Ca)의 피치가 2.5 ㎛인 경우, 개구율이 40% 이상이라면, 전사성이 양호하게 되는 것을 알 수 있다. 더구나 도 6으로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 2.5 ㎛ 이상인 영역에서는 비 박리 에너지는 포화된다고 생각되었다. 이상으로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에 있어서, 요철 구조(Ca)의 개구율이 40% 이상임으로써, 전사성이 개선된다고 말할 수 있다.

여기서, 도 6 및 도 7의 계산 방법에 관해서 설명한다. 박리 에너지는, 요철 구조(Ca)와 요철 구조(Fu)의 계면의 접착 에너지로부터 계산했다. 우선, 요철 구조(Ca)는 복수의 오목부를 가지고, 이들 오목부가 육방정 배열을 하고 있는 것으로 하였다. 오목부의 형상은 조종(釣鐘) 형상으로 했다. 변수로서는, 도 6을 구할 때는 요철 구조(Ca)의 피치를, 도 7을 구할 때는 요철 구조(Ca)의 개구율을 설정했다. 기능 전사체의 전사 영역의 폭은 250 mm로 하고, 0.01 N의 힘으로 박리각 91°로 박리하는 모델을 세웠다. 박리 에너지는, 캐리어를 박리 제거할 때에 해방되는 깁스의 자유 에너지로서 디멘션 erg/㎠로 산출하고, 요철 구조(Ca)의 오목부의 형상과 밀도를 곱함으로써 디멘션 J로 변환했다. 또한, 요철 구조(Ca)의 피치는, 오목부 개구의 중심 사이의 최단 거리로서 설정했다. 또한, 개구율은, 요철 구조(Ca)를 평면에서 봤을 때의 개구의 비율로서 설정했다. 상기 요철 구조로부터 계산하면, 일반식으로서, 개구율(%)=(π/4)·(1/sin(60°))·(Duty)²로서 주어진다. 또한 Duty는 비(개구부의 직경/피치)이다.

이상의 논거로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에서도, 요철 구조(Ca)의 개구율이 40% 이상임으로써 전사성이 담보되는 것을 알 수 있었다. 이어서, 요철 구조(Fu)의 정밀도의 근본에 맞는, 기능층의 정밀도를 미리 높인다고 하는 관점으로 이행한다. 기능 전사체를 제조하기 위해서는, 요철 구조(Ca)에 대하여 기능층을 배치한다고 하는 조작을 반드시 거친다. 여기서 다용도로의 전개성이나 공업성의 관점에서, 기능층을 도포에 의해 배치하는 것이 바람직하다. 도포라는 공정을 고려하면, 적어도 습윤과 건조를 고려할 필요가 있다. 여기서는, 기능 원료를 용제에 희석하여, 용제나 첨가제에 의해서 습윤성을 담보하는 경우를 예로 든다. 이 경우, 용제의 휘발에 따라 기능 원료의 농도가 향상되어, 도포막의 점도가 커진다. 여기서, 요철 구조(Ca)의 볼록부의 상측에 위치하는 도포막이 요철 구조(Ca)로부터 받는 영향과, 요철 구조(Ca)의 오목부 개구부의 상측에 위치하는 도포막이 요철 구조(Ca)로부터 받는 영향은 다르다. 바꿔 말하면, 용제의 휘발에 따라 점도가 커지는 과정에서, 레벨링성이 불충분하게 된 경우, 기능층은 요철 구조(Ca)의 영향을 받은 상태로 고정화되기 때문에, 기능층의 표면 정밀도가 저하한다. 이것은, 막 두께(t)의 분포가 커지는 것을 의미한다. 즉, 기능층의 표면 거칠기(Ra)가 커지고, 비율(Ra/t)이 커져, 전사성이 저하한다. 이러한 원리에 기초한 막 두께(t) 분포의 악화는, 요철 구조(Ca)의 피치가 커질수록 현저하게 된다. 상술한 것과 같이, 마이크로 오더의 요철 구조(Ca)를 구비하는 기능 전사체를 실현하는 것은 유용하므로, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에서도 막 두께(t)의 분포를 개선하는 방법을 검토했다.

모델로서는, 막 두께(t) 분포가 가장 나빠지는 상태로서, 요철 구조(Ca)의 영향은 받지만 기능 원료의 레벨링성이 발현되지 않는 상태를 채용했다. 즉, 요철 구조(Ca)의 볼록부에 주목하면, 그 볼록부의 상면에 있어서, TPCL을 기점으로 기능 원료의 가상 액적이 형성되는 것으로 했다. 또한, 오목부에 관해서는, 오목부 측면에 있어서의 TPCL을 기점으로 기능 원료의 가상 액적이 형성되는 것으로 했다. 한편, TPCL란, Three Phase Contact Line의 약자이며, 기체, 액체 및 고체의 3상 계면을 가리킨다. 그리고, 이들 가상 액적은, 막 두께(t)를 갖는 기능층의 노출면에까지 영향을 주는 것으로 했다. 이 상태를 계산하여, 요철 구조(Ca)의 볼록부의 상측에 위치하는 막 두께(t)와, 요철 구조(Ca)의 오목부 개구부의 상측에 위치하는 막 두께(t)를 계산했다. 이 결과로부터, 이미 설명한 비율(Ra/t)을 계산했다. 또한, 요철 구조(Ca)로서는, 복수의 절구 형상의 오목부가 육방 배열된 모델을 채용했다.

그 결과를 도 8에 도시했다. 도 8의 횡축은 요철 구조(Ca)의 개구율을, 종축은 비율(Ra/t)을 나타낸다. 또한, 요철 구조(Ca)의 피치가 2.5 ㎛인 경우가 동그라미 표시 및 사각 표시이고, 피치가 5 ㎛인 경우가 삼각 표시 및 X 표시이다. 또한, 막 두께(t)가 100 nm인 경우를 동그라미 표시 및 삼각 표시로서 표기하고, 막 두께(t)가 10000 nm인 경우를 사각 표시 및 X 표시로서 표기했다. 우선, 피치에 관해서, 전사성의 검토 결과에 맞추고, 피치의 영향을 판단하기 위해서 2.5 ㎛과 5 ㎛를 사용했다. 이로부터 피치가 클수록 비율(Ra/t)이 악화되는 것을 알 수 있다. 즉, 보다 큰 피치에 대하여, 비율(Ra/t)을 조정할 수 있을 필요가 있다는 것을 알 수 있었다. 이어서, 막 두께(t)에 관해서는, 1.5 ㎛ 초과인 요철 구조(Fu)의 용도로부터 고려하여, 100 nm~10000 nm의 마진을 가지면, 충분히 실용성이 족하다는 점에서 결정했다. 또한, 막 두께(t)가 얇을수록 비율(Ra/t)이 악화됨으로써, 보다 얇은 막 두께(t)에 대하여 비율(Ra/t)을 조정할 수 있을 필요가 있다는 것을 알 수 있었다. 이상으로부터, 요철 구조(Ca)의 피치가 5 ㎛, 그리고 막 두께(t)가 100 nm인 경우에, 비율(Ra/t)을 조정할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 비율(Ra/t)은, 이미 상술한 이유에서, 1.2 이하일 것이 요구된다. 이 때문에 개구율이 40% 이상임으로써, 요철 구조(Ca)의 피치가 5 ㎛ 및 막 두께(t)가 100 nm인 경우라도, 비율(Ra/t)을 1.2 이하로 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다. 계산의 전제는 비율(Ra/t)이 가장 나빠지는 경우이므로, 현실적으로는 보다 마진은 넓을 것이다. 다른 면에서 보면, 개구율 40% 이상이라는 제약을 가함으로써, 기능층의 요철 구조(Ca)에 대한 배치 정밀도가 향상된다. 그리고, 상술한 논거와 비율(Ra/t)의 효과로부터 요철 구조(Fu)의 전사성도 보다 개선된다.

이상으로부터 실시형태의 기능 전사체에 있어서는, 요철 구조(Ca)의 피치가 1.5 ㎛ 초과이고, 개구율이 40% 이상임으로써, 마이크로 오더의 기능을 발현할 수 있는 요철 구조(Fu)를, 정밀도 높게 피처리체에 전사 형성할 수 있다. 또한, 피치의 상한은 용도에 따라 변하지만, 마이크로미터 오더의 기능을 발현시킨다는 관점에서 10 ㎛이다. 또한, 상기 논거를 연장시키면, 개구율은, 45% 이상이면, 전사성이 보다 개선된다. 개구율이, 50% 이상이면, 막 두께(t)의 정밀도가 보다 개선된다. 그리고, 개구율이 55% 이상이면, 막 두께(t)의 정밀도와 전사성이 함께 보다 향상되기 때문에 바람직하다.

기능 전사체에는 보호층이 필수 구성 요건으로서 포함된다. 즉, 기능 전사체의 제조에 있어서, 보호층을 접합하여 권취할 때의 안정성이 중요하다고 말할 수 있으며, 이하에서는 라미네이트성이라고 표현한다. 한편, 기능 전사체를 사용할 때는, 상기 보호층을 박리하고 나서 사용하기 때문에, 보호층을 박리할 때의 안정성이 중요하다고 말할 수 있으며, 이하에서는 박리성이라고 표현한다. 보호층을 접합시킬 때의, 보호층과 기능층의 밀착성이 낮은 경우, 보호층은 기능층 상에서 슬립되어 권취할 때에 주름이 발생한다. 즉, 라미네이트성이 저하한다. 한편, 보호층과 기능층의 밀착성이 너무 높는 경우, 보호층을 기능층으로부터 박리할 때에, 구멍 결함의 비대화가 진행됨과 동시에 기능층이 파괴된다. 즉, 박리성이 저하된다. 이상으로부터, 라미네이트성과 박리성을 겸비하기 위해서는, 적합한 보호층과 기능층의 밀착력 범위를 실현하면 된다고 말할 수 있다.

기능 전사체에 있어서 기능층은, 용도에 따라 적합한 재료를 선택할 수 있는 것이 특징이다. 또한, 2체 사이의 밀착력은, 2체 사이의 자유 에너지의 차로서 계산 가능하며, 자유 에너지는 접촉각으로부터 개산(槪算)할 수 있으므로, 기능층에 대한 물방울의 접촉각과, 보호층의 기능층에 접합되는 면에 대한 물방울의 접촉각에는 적합한 범위가 있다고 생각된다. 보호층의 기능층에 접합시키는 면에 대한 물방울의 접촉각이 75도 이상 105도 이하라면, 라미네이트성과 박리성이 보다 향상되기 때문에 바람직하다. 이 이유는 분명하지 않지만, 2체 사이의 접착력은, 2체 사이의 자유 에너지의 차로서 정의되고, 자유 에너지는 접촉각에 의해 개산할 수 있으므로, 보호층의 접촉각이 소정 범위에서 제어됨으로써, 2체 사이의 자유 에너지가, 라미네이트성에 있어서 커지고, 박리성에 있어서 작아지기 때문으로 추정된다.

또한, 물방울을 사용한 접촉각은, 일본 공업 규격 JISR 3257:1999 「기판 유리 표면의 습윤성 시험 방법」에 준거하여 측정된다.

<기능 전사체의 개요>

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 실시형태에 따른 기능 전사체를 이용한 피처리체에의 기능 부여 방법의 각 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

우선, 도 1a에 도시하는 것과 같이, 캐리어(10)는, 그 주면 상에 요철 구조(11)가 형성되어 있다. 요철 구조(11)는, 복수의 오목부(11a)와 볼록부(11b)로 구성된 요철 구조(Ca)이다. 캐리어(10)는 예컨대 필름형 또는 시트형이다. 필름형이란, 길이나 폭에 대하여 매우 막 두께가 얇고, 가요성이며 롤 형상으로 할 수 있는 성질을 갖는 것이다. 한편, 시트형이란, 얇은 평평한 판형물을 가리키며, 그 가요성에 관해서는 한정되지 않는다. 또한, 필름형의 기능 전사체를 길이 방향으로 재단하여 매엽으로 한 것은 시트형이다. 단, 각 실시형태에 있어서 양자를 명확히 구별해야 하는 것은 아니다.

이어서, 도 1b에 도시하는 것과 같이, 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 표면 위에 기능층(12)을 설치한다. 기능층(12)의 배치나 기능층(12)의 층수는 이것에 한정되지 않는다. 추가로, 도 1c에 도시하는 것과 같이, 기능층(12)의 상측에는 보호층(13)을 설치한다. 보호층(13)은 기능층(12)을 보호하는 것이다. 이하, 캐리어(10), 기능층(12) 및 보호층(13)으로 이루어지는 적층체를 기능 전사체(14)라고 부른다.

이어서, 도 2a에 도시하는 것과 같은 피처리체(20)를 준비한다. 이어서, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 피처리체(20)의 주면 상에, 보호층(13)을 제거한 후의 기능 전사체(14)의, 기능층(12)의 노출면을 직접 접촉시킨다. 이어서, 도 2c에 도시하는 것과 같이, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 제거한다. 이 결과, 기능층(12) 및 피처리체(20)로 이루어지는 적층체(21)를 얻을 수 있다. 적층체(21)가 갖는 요철 구조는 요철 구조(Fu)이다. 적층체(21)는 그 용도에 따라, 적층체(21)의 상태로 사용할 수도 있고, 피처리체(20)의 가공 마스크로서 기능하게 하여, 피처리체(20)를 가공한 후에 사용할 수도 있다.

또한, 상술한 접촉과 제거 사이에 있어서, 예컨대, 적층체(21)에 대하여 에너지선을 조사하여 기능층(12)을 안정화시킨다. 또한, 예컨대, 접촉시에 가하는 열에 의해 기능층(12)을 안정화시킨다. 또한, 예컨대, 적층체(21)에 대하여 에너지선을 조사한 후에, 적층체(21)를 가열하여, 기능층(12)을 안정화시킨다. 또한, 에너지선을 조사할 때에, 에너지선에 대한 차광 마스크를 설치함으로써, 패터닝된 기능층(12)을 구비하는 적층체(21)를 얻을 수 있다. 패터닝에 있어서는, 포지티브형 현상성의 기능층을 구비하게 했다면, 캐리어(10)를 박리한 후에 에너지선을 조사할 수 있다. 네거티브형 현상성의 기능층을 구비하게 했다면, 에너지선을 조사시킨 후에, 캐리어(10)를 박리할 수 있다.

이어서, 기능 전사체(14)의 기능층(12)의 조성에 관해서 설명한다. 기능 전사체(14)에 있어서는, 기능층(12)이 수지를 포함하면, 기능층(12)의 조성에 상관없이 기능층(12)의 배치 정밀도를 향상시키고, 기능층(12)과 피처리체(20)의 접착 강도를 높여, 결함이 적은 요철 구조(Fu)를 피처리체(20)에 부여할 수 있다. 이 때문에, 기능층(12)의 조성은 특별히 한정되지 않으며, 유기물, 무기물 또는 유기 무기 복합체라도 좋다. 또한, 모노머, 올리고머 또는 폴리머만으로 구성되어도, 이들을 복수 포함하여도 좋다. 이 때문에, 예컨대, 유기 입자, 유기 필러, 무기 입자, 무기 필러, 유기 무기 하이브리드 입자, 유기 무기 하이브리드 필러, 졸겔 반응을 유발하는 분자, 유기 폴리머, 유기 올리고머, 무기 폴리머, 무기 올리고머, 유기 무기 하이브리드 폴리머, 유기 무기 하이브리도 올리고머, 중합성 수지, 중합성 모노머, 금속 알콕시드, 금속 알코올레이트, 금속 킬레이트 화합물, 할로겐화실란, 스핀온 글라스, 금속 또는 금속 산화물을 사용할 수 있다.

기능층(12)이 수지를 포함함으로써 기능층(12)의 경도를 감소시킬 수 있음과 더불어, 기능층(12)의 배치 안정성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 보호층(13)에 의한 기능층의 표면 거칠기(Ra) 제어성이 향상된다. 즉, 기능층에 대한 구멍 결함을 억제할 수 있다. 이에 따라, 기능층(12)의 요철 구조(11)의 정밀도 및 막 두께 정밀도가 향상됨과 더불어, 기능 전사체(14)를 예컨대 롤업하여 릴 형상으로 한 경우라도, 기능층(12)에 대한 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 기능층(12)에 수지를 포함함으로써, 기능 전사체(14)의 기능층(12)의 물리적 안정성이 향상되어, 기능 전사체(14)의 반송이나 핸들링에 의해, 기능층(12)의 배치 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 나아가서는, 수지를 포함함으로써 기능층(12)의 경도가 감소하기 때문에, 기능층(12) 표층의 유동성 속박이 해방되기 쉽게 되어, 기능층(12)과 피처리체(20)의 진실 접촉 면적(Ar)을 크게 하여, 접착 강도를 크게 하는 효과가 커진다. 본 명세서에서의 수지는, 분자량이 1000 이상인 올리고머 또는 폴리머로서 정의한다. 수지의 구성으로서는, 유기 수지, 무기 수지 또는 유기 무기 하이브리드 수지 등을 예로 들 수 있다. 이들은 1종만 포함하여도, 복수 포함하여도 좋다. 이들 수지는 공지된 일반적인 올리고머 또는 폴리머를 채용할 수 있다. 예컨대 일반적으로, 포토레지스트용 수지, 나노임프린트용 수지, 접착제용 수지, 점착제용 수지, 드라이 필름 레지스트용 수지, 엔지니어링 플라스틱, 밀봉재용 수지, 고무, 플라스틱, 섬유, 의료용 플라스틱 또는 의약용 수지를 사용할 수 있다. 또한, 천연 고분자도 사용할 수 있다.

수지의 중량 평균 분자량은, 기능층(12)의 배치 정밀도에서 보았을 때 1000~1000000인 것이 바람직하다. 하한치인 1000은, 기능층(12)의 경도의 감소와, 기능층(12)의 물리적 안정성으로부터 결정되었다. 한편, 상한치인 1000000은, 요철 구조(11)의 평균 피치의 범위를 가미하여, 요철 구조(11)에 대한 기능층(12)의 배치 정밀도로부터 결정되었다. 또한, 평균 피치의 범위는, 기능층(12)에 대한 캐리어(10)의 요철 구조(11)로부터 가해지는 응력을 약하게 하여, 기능층(12) 표면의 평탄성을 양호하게 유지하여, 기능층(12)의 구멍 결함을 저감시킨다는 관점에서 결정되었다. 특히, 기능층(12)의 배치 정밀도를 보다 높인다는 관점에서, 중량 평균 분자량은 500000 이하인 것이 바람직하고, 100000인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60000이다.

수지의 분산도는 대략 1~6인 것이 이용되며, 1~4인 것이 바람직하다. 분산도는 중량 평균 분자량과 수평균 분자량의 비(중량 평균 분자량)/(수평균 분자량)이다. 또한 분자량은, 닛폰 분코사 제조 겔 침투 크로마토그래피(GPC), (펌프: Gulliver, PU-1580형, 컬럼: 쇼와 덴코사 제조 Shodex(등록상표)(KF-807, KF-806M, KF-806M, KF-802.5) 4본 직렬, 이동층 용제: 테트라히드로푸란, 폴리스티렌 표준 샘플에 의한 검량선 사용)에 의해 중량 평균 분자량(폴리스티렌 환산)으로서 구할 수 있다.

본 실시형태에 따른 기능층(12)이 2층 이상의 다층 구조인 경우, 수지는 적어도 보호층(13) 측에 접하는 기능층(12)에 마련되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 요철 구조(11) 측의 기능층(12)에 수지를 포함하지 않더라도, 보호층(13) 측의 기능층(12)에 포함되는 수지에 의해 상기 효과를 발휘할 수 있기 때문이다. 즉, 적어도 보호층(13) 측의 기능층(12)에 수지를 포함하는 경우, 보호층(13) 측의 기능층(12) 이외의 층은 수지 이외의 성분만으로 구성되어도 좋다. 예컨대, 캐리어(10)의 요철 구조(11)에 대하여, Si, Ti, Zr 혹은 In의 산화물을 포함하는 무기물을 제막하고, 이 무기물 위에 수지를 포함하는 층을 성막하고, 보호층(13)을 접합시켜, 기능 전사체(14)로 할 수도 있다.

특히, 기능층(12)에 포함되는 수지는 극성기를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 기능층(12) 내에 있어서의 분자 사이 상호작용을 강하게 할 수 있으므로, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 밀착력을 작게 할 수 있다. 더욱이, 기능층(12)과 피처리체(20)의 계면에 대한 정전 상호작용이나 수소 결합 작용 등이 강하게 되는 경향이 있기 때문에, 기능층(12)과 피처리체(20)의 접착 강도가 향상된다. 이상으로부터, 극성기를 포함함으로써 전사성을 향상시킬 수 있다. 극성기의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 에폭시기, 수산기, 페놀성 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 카르복실기, 카르보닐기, 아미노기, 알릴기, 디옥세탄기, 시아노기, 이소시아네이트기, 인산기 및 티올로 이루어지는 군의 적어도 1 이상의 극성기를 포함함으로써, 기능층(12)과 피처리체(20)의 계면에 대한 정전 상호작용이나 수소 결합 작용 등이 강하게 되는 경향이 있기 때문에 전사성이 향상된다. 특히, 캐리어(10)의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 물리적 접착력 및 화학적 접착력을 함께 저감한다는 관점에서, 에폭시기, 수산기, 페놀성 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 카르복실기, 카르보닐기, 아미노기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군의 적어도 1 이상의 극성기를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이, 에폭시기, 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 카르복실기 및 카르보닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 이상의 극성기를 포함하면, 광중합에 의한 체적 수축, 열중합에 의한 체적 수축 또는 수소 결합에 의한 고밀도화의 하나 이상의 현상을 발현할 수 있기 때문에, 캐리어(10)의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 계면 접착력이 보다 저하하여, 전사성이 한층 더 향상되기 때문에 바람직하다. 그 중에서도, 에폭시기, 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기 및 카르복실기로 이루어지는 군의 적어도 1 이상을 포함함으로써 상기 효과가 보다 커진다.

수지가 경화성 수지인 경우, 기능 전사체(14)의 기능층(12)의 체적은, 캐리어(10)를 제거할 때의 기능층(12)의 체적보다도 작아지는 경향이 있다. 즉, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 제거하는 단계에 있어서, 캐리어(10)의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 계면에 분자 스케일 이상의 간극을 만들 수 있다. 이것은, 요철 구조(11)와 기능층(12)의 밀착력을 크게 저감하는 것을 의미하기 때문에, 캐리어(10)의 박리 속도를 충분히 크게 할 수 있다. 경화성 수지는, 열, 광 또는 열과 광에 의해 경화되는 수지이다. 예컨대, 열경화성 수지라면, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 예컨대, 광경화성 수지라면, 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 또는 비닐기 등을 갖는 수지를 들 수 있다. 또한, 경화성 수지를 포함하는 경우, 그 경화 원리에 적합한 경화개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 광경화성 수지에 대해서는 광중합 개시제를 적용할 수 있다. 광중합 개시제로서는, 공지된 일반적인 라디칼 중합 개시제, 양이온 중합 개시제 또는 음이온 중합 개시제를 사용할 수 있다. 이들은 조합하여 사용할 수도 있다. 열중합 수지에 대해서는 열중합 개시제를 적용할 수 있다. 열중합 개시제로서는, 공지된 일반적인, 예컨대 아조 화합물을 사용할 수 있다. 또, 광경화성 수지에 대하여 열중합 개시제를 사용할 수도 있다. 또한, 중합 개시제 외에, 광증감제를 첨가할 수도 있다.

특히, 기능층(12)의 체적 수축을 효과적으로 발현시켜, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 접착 강도를 약하게 한다는 관점에서, 광경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 수지는 적어도 1 이상의 반복 단위를 포함하는 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이, 이 반복 단위는, 반복 단위를 구성하는 전체 원자수를 Na, 반복 단위 중 탄소 원자수를 Nc, 그리고 반복 단위 중 산소 원자수를 No로 했을 때의 비율(Na/(Nc-No))인 비율(K)이 5.5 이하의 반복 단위인 것이 바람직하다. 즉, 반복 단위가 3개 있는 상태를 대표로 하게 한 경우, -(A)x-(B)y-(C)z-로 표현되는 일반식에 있어서, A, B 또는 C의 적어도 1 이상의 반복 단위는 비율(K)≤5.5를 만족한다. 이러한 범위를 만족하는 경우, 수지의 분자 사이의 상호작용이 강해지는 경향이 있기 때문에, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 계면의 분자 스케일의 간극이 커진다고 생각된다. 즉, 전사성이 향상된다. 특히, 수지의 분자 사이 상호작용과 분자내 상호작용을 함께 강화하여, 상기 간극을 요철 구조(11)의 표면에 걸쳐 형성시켜, 전사성을 향상시킨다는 관점에서, 비율(K)은 4.0 이하를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 3.5 이하를 만족하는 것이 가장 바람직하다. 특히, 비율(K)이 3.0 이하인 경우, 수지 내의 탄소 밀도가 커지기 때문에, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 화학적 작용을 저감할 수 있어, 밀착력을 보다 저하시킬 수 있다. 또한, 이들 범위를 만족함으로써, 적층체(21)의 기능층(12)을 가공용 마스크로 하여 피처리체(20)를 요철 가공하는 경우의 가공 정밀도도 크게 향상된다.

상기 설명에서는, -(A)x-(B)y-(C)z-으로 표기할 수 있는 반복 단위가 3개 있는 상태를 대표로 했지만, 반복 단위의 구성수는 3에 한하지 않고, 호모폴리머 또는 호모올리고머인 1의 상태에서 2 또는 4 이상인 상태라도 좋다.

또한, 반복 단위수가 2 이상인 경우, 적어도 1 이상의 반복 단위는 상기 비율(K)을 만족한다. 이 경우, 비율(K)을 만족하는 반복 단위 G와 비율(K)을 만족하지 않는 반복 단위 B의 반복수는 이하의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 반복 단위 G의 반복수의 합계치를 α, 반복 단위 B의 반복 단위수의 합계치를 β로 한다. 예컨대 -(A)x-(B)y-에 있어서, 반복 단위 A가 상기 비율(K)을 만족하고, 반복 단위 B가 상기 비율(K)을 만족하지 않는 경우, x=α, y=β이다. 또한, 예컨대 -(A)x-(B)y-(C)z-에 있어서, 반복 단위 A가 상기 설명한 비율(K)을 만족하고, 반복 단위 B 및 C가 상기 설명한 비율(K)을 만족하지 않는 경우, x=α, (y+z)=β이다. 또한, 반복 단위의 수가 4 이상인 경우도 마찬가지이다.

이때, α/β≥1을 만족함으로써 분자내 상호작용의 효과가 커져, 전사성이 향상되기 때문에 바람직하다. 특히, α/β≥1.5를 만족함으로써, 분자 사이 상호작용도 이용할 수 있어, 전사성이 보다 향상되기 때문에 바람직하고, α/β가 2.3 이상임으로써, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 계면의 화학적 상호작용을 억제하는 효과가 커지기 때문에 바람직하다. 상기 효과를 한층 더 발휘한다는 관점에서, α/β가 4 이상인 것이 보다 바람직하고, α/β가 9 이상인 것이 가장 바람직하다.

또한, α/β가 80 이상, 보다 바람직하게는 90 이상인 경우, 수지 분자 내의 에너지 균등성이 향상되므로, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 제거할 때의, 응집 파괴에 대한 내성이 커진다. 또한, 호모폴리머 또는 호모올리고머의 경우, α/β는 β이 0이므로 무한하게 점근(漸近)한다. 또한, 반복 단위를 2 이상 포함하는 경우이며, 모든 반복 단위가 상기 비율(K)의 범위를 만족하는 경우도, α/β는 β이 0이므로 무한하게 점근한다. 이러한 α/β이 무한하게 점근하는 경우, 수지 분자 내의 에너지 균등성이 비약적으로 향상되므로, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 제거할 때의, 응집 파괴에 대한 내성이 비약적으로 향상되기 때문에 가장 바람직하다. 또한, 이들 범위를 만족함으로써, 적층체(21)의 기능층(12)을 가공용 마스크로 하여 피처리체(20)를 요철 가공하는 경우의 가공 정밀도도 크게 향상된다.

더구나, 반복 단위 사이의 상기 비율(K)의 차의 최대치, 즉 ΔKmax는 3.5 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 효과적으로 분자 사이 상호작용을 발현할 수 있다. 특히, 3.0 이하임으로써, 분자내 상호작용이 커진다. 2.5 이하라면, 수지의 안정성이 향상되고, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 계면의 화학적 작용을 억제하는 효과가 높아진다. 또한, 수지 분자 내의 에너지의 균등화 향상에 따른 기능층(12)의 응집 파괴 내성 향상 효과를 보다 현저하게 한다는 관점에서, 2.0 이하인 것이 바람직하고, 1.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 이들 범위를 만족함으로써, 적층체(21)의 기능층(12)을 가공용 마스크로 하여 피처리체(20)를 요철 가공하는 경우의 가공 정밀도도 크게 향상된다.

기능층(12)은 환형 부위를 갖는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 환형 부위를 갖는 재료를 포함함으로써, 환형 부위끼리의 패킹이나 배열에 의해, 기능층(12)의 경도의 상승이나 기능층(12)의 체적 수축을 유발하는 경향이 있기 때문이다. 즉, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 제거할 때의 기능층(12)의 응집 파괴의 억제나, 캐리어(10)의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 밀착력의 저감 효과가 있다. 특히, 환형 부위가 탄소수 30 이하의 환형 부위임으로써 이 효과는 커진다. 또한, 환형 부위가 4원 환, 5원 환 및 6원 환으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 이상의 요소에 의해 구성됨으로써, 패킹성이 양호하게 되므로 기능층(12)이 갖는 자유 에너지가 저하하는 경향이 있다. 즉, 캐리어(10)의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 화학적 작용을 저감할 수 있기 때문에 전사성이 향상된다. 여기서, 환형 부위는, 상기 설명한 수지에 포함되어도, 그 이외의 성분, 예컨대 모노머에 포함되어도 좋다. 특히, 기능층(12)이 수지 및 모노머를 포함하는 경우, 적어도 수지에 상기 환형 부위를 포함하는 것이 바람직하다. 환형 부위로서는, 예컨대, 하기 화학식군 A에서 선택되는 적어도 1 이상의 환형 부위를 들 수 있다. 이들은 1 종류만을 포함하여도, 2 종류 이상 포함되어도 좋다.

화학식 중에 표기되는 「*」는 「*」을 통해 다른 원소에 결합함과 더불어 「*」는 산소 원소(O), 질소 원소(N), 유황 원소(S) 또는 탄소 원소(C) 중 어느 것이다. 또한, 결합수가 부족한 부분은 수소 원소(H), 메틸기(CH₃) 또는 수산기(OH)에 결합한다.

예컨대, 상기 환형 부위를 갖는 수지로서, 폴리스티렌, 폴리p-히드록시스티렌, 폴리9비닐카르바졸, 카르바졸 골격을 갖는 수지, 측쇄에 카르바졸 골격을 갖는 수지, 크레졸 노볼락 골격을 갖는 수지, 페놀노볼락 골격을 갖는 수지, 비스페놀 A 골격을 갖는 수지, 플루오렌 골격을 갖는 수지, 측쇄에 아다만탄 골격을 갖는 수지, 측쇄에 아다만틸 골격을 갖는 수지, 또는 측쇄에 노르보르난 골격을 갖는 수지를 들 수 있다.

또한, 수지는 알칼리 가용성 수지라도 좋다. 알칼리 가용성 수지임으로써, 적층체(21)의 기능층(12)을 용이하게 현상하여, 요철 구조를 형성시킬 수 있다. 수지가 알칼리 가용성 수지인 경우, 수지에 카르복실기가 포함되는 것이 바람직하다. 카르복실기의 양은, 산 당량으로 100~600가 바람직하고, 보다 바람직하게는 300~450이다. 산 당량이란, 그 안에 1 당량의 카르복실기를 갖는 선형 중합체의 질량을 나타낸다. 또, 산 당량은, 히라누마산교사 제조 히라누마 자동 적정 장치(COM-555)를 사용하고, 0.1 mol/L의 수산화나트륨 수용액을 이용하여 전위차 적정법에 의해 측정된다.

또한, 하기 2 종류의 단량체 중에서, 각각 1종 또는 그 이상의 단량체를 공중합시킴으로써 얻어지는 수지를 사용할 수도 있다. 제1 단량체는, 분자 중에 중합성 불포화기(예컨대, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트)를 1개 갖는 카르복실산 또는 산 무수물이다. 제2 단량체는 비산성이며, 분자 중에 중합성 불포화기를 1개 갖는 화합물이고, 경화막의 가요성, 드라이 에칭 내성 등의 여러 가지 특성을 유지하도록 선택된다. 제1 단량체 및 제2 단량체의 선정에 의해, 이미 설명한 극성기를 임의로 수지에 포함할 수 있다.

특히, 기능층(12)은, 상기 설명한 수지 외에, 모노머를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 수지 및 모노머를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 모노머는 본 명세서에 의해 정의되는 수지 이외의 물질이며 또한 고체 미립자나 고체 필러 이외의 물질로서 정의한다. 즉, 유기물, 무기물 또는 유기 무기 복합체의 어느 것이나 채용할 수 있다. 이 경우, 수지에 의해 운동성이 저해된 모노머가 기능 전사체(14)를 피처리체(20)에 접촉할 때에, 그 운동성이 개방되어, 기능층(12) 표층의 유동성을 보다 향상시킬 수 있다. 특히, 수지 및 모노머가 기능층(12)의 최외층에 포함됨으로써 상기 효과는 보다 현저하게 된다. 수지와 모노머의 조합은, (수지/모노머)로 기재하면, (유기물/유기물), (유기물/무기물), (무기물/무기물) 또는 (무기물/유기물)의 어느 것이라도 좋다. 예컨대 (유기물/무기물)이라면, 상기 설명한 수지 요건을 만족하는 유기 수지에 대하여 금속 알콕시드를 가할 수 있다. (무기물/무기물)이라면, 상기 요건을 만족하는 수지 요건을 만족하는 무기 수지, 예컨대, 금속 폴리머나 금속 산화물 폴리머에 대하여 금속 알콕시드를 가할 수 있다. 또한, 예컨대 (무기물/유기물)이라면, 상기 요건을 만족하는 수지 요건을 만족하는 무기 수지, 예컨대, 금속 폴리머나 금속 산화물 폴리머에 대하여 유기 모노머를 가할 수 있다. 또, 금속 알콕시드는 단량체로서 사용하여도, 축합한 수량체, 또는 올리고머체를 사용하여도 좋다.

특히, 이 경우, 수지 또는 모노머의 적어도 한쪽은 경화성 물질인 것이 바람직하고, 적어도 모노머가 경화성 물질인 것이 바람직하다. 경화성 물질은, 상술한 수지가 경화성 수지인 경우의 설명에 있어서, 경화성 수지의 수지를 물질로 치환하면 된다. 이 경우, 기능층(12)의 수축 작용이 커지기 때문에, 요철 구조(11)와 기능층(12)의 계면 접착 강도가 저하하여, 전사성이 향상된다. 특히, 수지 및 모노머가 함께 경화성 물질이라면, 상기 효과는 보다 커진다. 또한, 경화성 물질을 포함하는 경우, 수지가 경화성 수지인 경우에 관해서 위에서 설명한 것과 같이, 경화개시제를 포함하는 것이 바람직하다.

수지 및 모노머를 포함하는 경우, 모노머의 점도는 25℃에 있어서 대략 5 cP 이상 5000 cP 이하이면 바람직하고, 8 cP 이상 2500 cP 이하이면 보다 바람직하고, 10 cP 이상 1500 cP 이하이면 가장 바람직하다. 또한 여기서의 점도는, 사용하는 모노머 모두를 혼합했을 때의 혼합물에 대한 점도를 의미한다. 또한, 기능층(12)과 피처리체(20)의 계면의 접착 강도의 고정화 및 기능층(12)의 물리 안정성 향상의 관점에서, 모노머의 평균 작용기의 수는 대략 1 이상 6 이하가 바람직하고, 1 이상 4 이하가 보다 바람직하고, 1.5 이상 3 이하가 가장 바람직하다. 예컨대, 6작용성 (메트)아크릴레이트와 2작용성 (메트)아크릴레이트를 혼합하여, 평균 작용기의 수를 조정할 수 있다. 예컨대, 3작용성 (메트)아크릴레이트와 2작용성 (메트)아크릴레이트를 혼합하여, 평균 작용기의 수를 조정할 수 있다.

또한 모노머는, 상기 화학식군 A에서 선택되는 환형 부위를 포함하는 모노머이면, 환형 부위에 의한 물리적 안정성 효과와, 요철 구조(11)의 표면과의 화학적 상호작용 저감 효과가 커지는 경향이 있기 때문에, 전사성이 향상된다. 또한, 이 경우, 피처리체(20)를 요철 가공하는 경우의 가공 정밀도도 향상된다.

더구나, 기능층(12)에 염료, 안료 등의 착색 물질을 함유시킬 수도 있다. 착색물을 함유함으로써, 기능층(12)을 피처리체(20)에 전사 형성했을 때에, 요철 구조(11)의 크기가 가시광의 파장보다 충분히 작은 경우에도, 전사가 양호하게 이루어지고 있는지를 눈으로 확인하고 또한 광학식 검지 수단에 의해 판단할 수 있다. 또한, 캐리어(10)의 요철 구조(11) 상에 성막된 기능층(12)의 품질 관리에 착색 물질의 흡수를 이용할 수 있다. 착색 물질은, 기능층(12)의 요철 구조(11)에 유래하는 기능에 지장을 초래하지 않도록 적절하게 선정할 수 있다. 또한, 류코 염료나 풀루오란 염료와, 할로겐 화합물의 조합으로 대표되는 발색계 염료도 사용할 수 있다. 그 중에서도, 트리브로모메틸페닐술폰과 류코 염료의 조합이나, 트리아진 화합물과 류코 염료의 조합이 유용하다.

또한, 기능층(12)의 안정성을 향상시키기 위해서 산화방지제를 포함할 수 있다. 여기서, 산화방지제는 광안정제인 것이 바람직하다. 광안정제는, 라디칼 연쇄 개시저지제, 라디칼 포착제, 과산화물 분해제로 분류할 수 있으며, 어느 것이나 채용할 수 있다. 라디칼 연쇄 개시저지제는 또한 중금속 불활성화제와 자외선 흡수제로 분류할 수 있고, 중금속 불활성화제에는 주로 히드라지드계와 아미드계가 있으며, 자외선 흡수제에는 주로 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 그리고 트리아진계가 있다. 이들 중에서는 자외선 흡수제가 보다 바람직하다. 자외선 흡수제를 포함하게 함으로써, 기능층(12)을 광학적으로 안정화할 수 있기 때문에, 사용에 적합한 곳에서 사용할 수 있다. 또한, 라디칼 포착제는 HALS 및 페놀계 산화방지제로 분류할 수 있다. 이들 산화방지제는 공지된 일반적인 것을 사용할 수 있다.

또한, 기능층(12) 중에, 필요에 따라서 가소제 등의 첨가제를 함유시키는 것도 가능하다. 그와 같은 첨가제로서는, 예컨대, 디에틸프탈레이트 등의 프탈산에스테르류, p-톨루엔술폰아미드, 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르 등을 들 수 있다.

기능 전사체(14)의 기능층(12)에 적용할 수 있는 금속 원소는, 적층체의 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 특히, 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 루비듐(Rb), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 세슘(Cs), 오스뮴(Os), 백금(Pt), 금(Au), 칼륨(K), 리튬(Li), 나트륨(Na), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 납(Pb), 스트론튬(Sr), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 붕소(B), 비스무트(Bi), 철(Fe), 갈륨(Ga), 인듐(In), 란탄(La), 안티몬(Sb), 바나듐(V), 이트륨(Y), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 규소(Si), 주석(Sn), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 탄탈(Ta) 및 텅스텐(W)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 기능층(12)의 배치 정밀도, 기능층(12)의 물리적 및 화학적 안정성의 관점에서 선정하고 있다. 특히, 기능층(12)이 2 이상인 다층 기능층(12)이고, 1 이상의 기능층(12)에 의해 다른 기능층(12)을 가공하는 경우의 가공 정밀도의 관점에서, 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 아연(Zn), 주석(Sn), 붕소(B), 인듐(In), 알루미늄(Al), 규소(Si), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 게르마늄(Ge)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 특히, 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 규소(Si) 또는 아연(Zn)인 것이 바람직하고, 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 규소(Si) 또는 아연(Zn)인 것이 가장 바람직하다.

또한, 무기물을 포함하는 경우, 기능층(12)의, 특히 화학적 안정성을 향상시킨다 관점에서, 기능층(12)은, 메탈록산(Metalloxane) 결합(-O-Me1-O-Me2-O-)을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, Me1 및 Me2는 모두 금속 원소이며, 동일한 금속 원소라도 다르더라도 좋다. Me1 또는 Me2로서는, 상기 설명한 금속 원소를 채용할 수 있다. 예컨대, 단일 금속 원소의 경우, -O-Ti-O-Ti-O-나 -O-Zr-O-Zr-O-, 그리고-O-Si-O-Si-O-를 들 수 있다. 이종 금속 원소의 경우, -O-Ti-O-Si-O-, -O-Zr-O-Si-O-, -O-Zn-O-Si-O-, -O-Ti-O-Zr-O-, -O-Ti-O-Zn-O-, -O-Ti-O-Si-O-Zn-O- 등을 들 수 있다. 또한, 메탈록산 결합 중의 금속 원소종은 3 종류 이상 포함되어도 좋다. 특히, 2 종류 이상 포함되는 경우, 전사 정밀도의 관점에서, 적어도 Si를 포함하는 것이 바람직하다.

기능층(12)에 포함되는 금속 원소는, Si 원소 농도(C_pSi)와, Si 이외의 금속 원소의 합계 농도(C_pM1)의 비율(C_pM1/_CpSi)이 0.02 이상 24 미만이면, 전사 정밀도가 향상되기 때문에 바람직하다. 또한, 이 범위를 만족함으로써, 기능층(12)이 2 이상인 다층 기능층(12)이고, 1 이상의 기능층(12)에 의해 다른 기능층(12)을 요철 가공하는 경우의 가공 정밀도도 향상된다. 이들 효과를 보다 발휘한다는 관점에서, 0.05 이상 20 이하이면 보다 바람직하고, 0.1 이상 15 이하이면 가장 바람직하다. 또한, 비율(C_pM1/C_pSi)을 작게 설정함으로써 기능층(12)의 굴절율을 작게, 비율(C_pM1/C_pSi)을 크게 함으로써 기능층(12)의 굴절율을 크게 할 수 있다.

또한, 무기물을 기능층(12)에 포함시키는 경우, 기능층(12)의 배치 정밀도와 응집을 억제한다는 관점에서, 3 중량%의 기능 도공액에 대한 관성 반경이 5 nm 이하인 것이 바람직하다. 관성 반경은 3 nm 이하가 바람직하고, 1.5 nm 이하가 보다 바람직하고, 1 nm 이하가 가장 바람직하다. 여기서 관성 반경이란, 파장 0.154 nm의 X선을 사용한 X선 소각 산란(SAXS)에 의한 측정으로부터 얻어지는 측정 결과에 대하여, Gunier(기니에) 플롯을 적용하여 계산되는 반경으로 한다. 또한, 용제로서는 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 사용한다.

특히, 기능층(12)이 2 이상의 다층 구조이고, 적층체(21)인 상태에 있어서, 1 이상의 기능층(12)(이하, 기능층 1이라고 하는 경우가 있다)을 다른 기능층에 대한 가공용의 마스크로서 기능하게 하여, 다른 기능층(12)(이하, 기능층 2라고 하는 경우가 있다)를 드라이 에칭 가공하는 경우, 가공용 마스크로서 기능하는 기능층 1은, 상기 예시한 무기물 또는 유기 무기 복합체를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 이 경우, 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 오목부(11a) 내부에만 기능층 1을 충전 배치시키고, 이 기능층 1 및 캐리어(10)의 요철 구조(11)를 함께 평탄화하도록 기능층 2를 설치하는 것이 가장 바람직하다.

기능층 1과 기능층 2의 선택비, 즉, 드라이 에칭에 의한, 기능층 1의 에칭 레이트(Vm1)와, 기능층 2의 에칭 레이트(Vo1)의 비율(Vo1/Vm1)은, 기능층 1을 마스크로 하여 기능층 2를 에칭할 때의 가공 정밀도에 영향을 준다. Vo1/Vm1>1은 기능층 1이 기능층 2보다도 에칭되기 어려움을 의미하기 때문에, (Vo1/Vm1)은 클수록 바람직하다.

(Vo1/Vm1)은, 기능층 1의 도공성의 관점에서, Vo1/Vm1≤150을 만족하는 것이 바람직하고, Vo1/Vm1≤100을 만족하는 것이 보다 바람직하다. 또한, (Vo1/Vm1)은, 내에칭성의 관점에서, 3≤(Vo1/Vm1)을 만족하는 것이 바람직하고, 10≤Vo1/Vm1을 만족하는 것이 보다 바람직하고, 15≤Vo1/Vm1을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 범위를 만족함으로써, 두께가 있는 기능층 2를, 기능층 1을 마스크로 하여 드라이 에칭함으로써, 용이하게 요철 가공할 수 있다. 이에 따라, 드라이 에칭에 의해서 요철 가공된 기능층 1 및 기능층 2를 피처리체(20) 상에 형성할 수 있다.

가공용의 마스크로서 기능하는 기능층 1의 재료에 관해서는, 상술한 선택비를 만족하면 특별히 한정되지 않으며, 용제에 희석 가능한 다양한 공지된 수지(유기물), 무기 전구체, 무기 축합체, 도금액(크롬 도금액 등), 금속 산화물 필러, 금속 산화물 미립자, HSQ로 대표되는 실세스키옥산, 스핀온글라스, 금속 미립자 등까지 사용할 수 있다. 기능층 1은, 기능 전사체(14)를 사용하여, 적층체(21)를 전사 형성할 때의 전사 정밀도의 관점에서, 기능층 1과 기능층 2가 화학적으로 결합하거나 또는 수소 결합을 형성하는 것이 바람직하다. 전사 속도 및 정밀도를 향상시키기 위해서는, 광중합 또는 열중합, 그리고 이들의 복합 중합이 유용하다. 그 때문에, 기능층 1은, 광중합 가능한 광중합성기와 열중합 가능한 중합성기 양쪽 또는 어느 한쪽을 포함하면 특히 바람직하다. 또한, 기능층 1은, 드라이 에칭 내성의 관점에서, 금속 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이, 기능층 1은, 금속 산화물 미립자를 포함함으로써, 피처리체(20)를 드라이 에칭할 때의 가공이 보다 용이하게 되기 때문에 바람직하다.

기능층 1에 포함되는 금속 원소로서는, 상기 설명한 금속 원소를 채용할 수 있다. 또한, 기능층 1에 포함되는 금속 원소가 안정적으로 존재하며 또한 후술하는 드라이 에칭 내성을 만족하고, 기능층 1/기능층 2/피처리체(20)로 구성되는 적층체(21)에 대하여, 기능층 1을 마스크로 하여, 기능층 2를 에칭할 때의 가공 정밀도를 향상시킨다는 관점에서, 기능층 1은, 메탈록산 결합(-O-Me1-O-Me2-O-)을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 메탈록산 결합에 관해서는 이미 설명한 것과 같다. 또한, 메탈록산 결합 중의 금속 원소종은 3 종류 이상 포함되어도 좋다. 특히, 2 종류 이상 포함되는 경우, 마스크층의 전사 정밀도의 관점에서, 적어도 Si를 포함하는 것이 바람직하다.

기능층 1이 메탈록산 결합을 포함하는 경우, 기능층 1 전체에 있어서의 Si 원소 농도(C_pSi)와, Si 이외의 금속 원소의 합계 농도(C_pM1)의 비율(C_pM1/_CpSi)은, 0.02 이상 24 미만이면, 기능층 1을 마스크로 하여 기능층 2를 에칭 가공할 때의, 가공 정밀도가 향상되기 때문에 바람직하다. 특히, 0.05 이상 20 이하이면 보다 바람직하고, 0.1 이상 15 이하이면 가장 바람직하다.

이러한 메탈록산 결합을 기능층 1에 포함시키는 방법으로서는, 금속 원소를 사용하거나, 또는 무기 전구체를 축합시키는 방법을 들 수 있다. 무기 전구체를 축합하는 방법으로서는, 예컨대, 상술한 금속 알콕시드의 가수분해 및 중축합에 의한 반응을 이용할 수 있다.

기능층 1에 금속 원소를 사용하는 방법으로서, 예컨대, 금속 산화물 미립자(필러), 금속 미립자 또는 금속 알콕시드로 대표되는 졸겔 재료를 기능층 1의 재료에 포함하게 하는 방법을 들 수 있다. 기능층 1에 사용되는 졸겔 재료는, 예컨대 금속 알콕시드를 사용할 수 있다.

또한, 기능층 1로서의 드라이 에칭 내성의 관점에서, Ti, Ta, Zr, Zn 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 금속 원소를 금속종에 갖는 금속 알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 전사 정밀도 및 전사 속도를 향상시킨다는 관점에서, 졸겔 재료는, 금속종이 다른, 적어도 2 종류의 금속 알콕시드를 포함하는 것이 바람직하다. 금속종이 다른 2 종류의 금속 알콕시드의, 금속종의 조합으로서는, 예컨대, Si와 Ti, Si와 Zr, Si와 Ta, Si와 Zn 등을 들 수 있다. 드라이 에칭 내성의 관점에서, Si를 금속종에 갖는 금속 알콕시드의 몰 농도(C_Si)와, Si 이외의 금속종 M1을 갖는 금속 알콕시드(C_M1)의 비율 C_M1/C_Si은 0.2~15인 것이 바람직하다. 기능층 1 재료를 캐리어(10)의 요철 구조(11) 상에 도공하여 기능층 1을 배치할 때의 도공 건조시의 안정성의 관점에서, C_M1/C_Si는 0.5~15인 것이 바람직하다. 물리적 강도의 관점에서, C_M1/C_Si는 5~8인 것이 보다 바람직하다.

또한, C_M1/C_Si가 상기 가장 넓은 범위(0.2~15)에 있어서, 0.2~10의 범위라면, 기능층 1을 마스크로 하여 기능층 2를 에칭 가공할 때의 기능층 1의 형상 안정성이 향상되기 때문에 바람직하다. 특히, 0.2~5의 범위라면 기능층 1의 에칭시의 물리적 안정성이 향상되기 때문에 바람직하고, 0.2~3.5이면 보다 바람직하다. 또한, 0.23~3.5인 기능층 1을 마스크로 하여 기능층 2를 에칭 가공할 때의 기능층 1의 윤곽 형상 안정성이 향상되기 때문에 바람직하다. 같은 관점에서, 0.25~2.5인 것이 보다 바람직하다.

기능층 1은, 기능층 1의 전사 정밀도 및 드라이 에칭 내성의 관점에서, 무기의 세그멘트와 유기의 세그멘트를 포함하는 하이브리드인 것이 바람직하다. 하이브리드로서는, 예컨대, 무기 미립자와 광중합(또는 열중합) 가능한 수지의 조합, 무기 전구체와 광중합(또는 열중합) 가능한 수지, 유기 폴리머와 무기 세그멘트가 공유 결합으로 결합된 분자, 또는 무기 전구체와 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체 등을 들 수 있다. 무기 전구체로서 졸겔 재료를 사용하는 경우는, 실란 커플링제를 포함하는 졸겔 재료 외에, 광중합 가능한 수지를 포함하는 것을 의미한다. 하이브리드의 경우, 예컨대, 금속 알콕시드, 광중합성기를 구비한 실란 커플링제, 또는 라디칼 중합계 수지 등을 혼합할 수 있다. 보다 전사 정밀도를 높이기 위해서, 이들에 실리콘을 첨가하여도 좋다. 또한, 드라이 에칭 내성을 향상시키기 위해서, 졸겔 재료 부분은 미리 예비 축합을 실시하여도 좋다. 실란 커플링제를 포함하는 금속 알콕시드와 광중합성 수지의 혼합 비율은, 드라이 에칭 내성과 전사 정밀도의 관점에서, 3:7~7:3의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는 3.5:6.5~6.5:3.5의 범위이다. 하이브리드에 사용하는 수지는, 광중합 가능하다면, 라디칼 중합계라도, 양이온 중합계라도 특별히 한정되지 않는다.

또한, 하이브리드로서 무기 전구체와 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체를 채용하는 경우, 무기 전구체로서 Si 이외의 금속 원소를 금속종에 갖는 금속 알콕시드를 채용하고, 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체로서 광중합성기를 구비하는 실란 커플링제를 채용할 수 있다. 또한, 이들의 실리콘을 포함할 수도 있다.

더욱이, 기능 전사체(14)를 사용하여 얻어진 기능층 1/기능층 2/피처리체(20)로 구성되는 적층체(21)에 대하여, 기능층 1을 마스크로 하여 기능층 2를 에칭할 때의, 기능층 2 측면의 거칠기를 저감시킨다는 관점에서, 유기 폴리머와 무기 세그멘트가 공유 결합으로 결합된 분자, 또는 무기 전구체와 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체를 채용하는 것이 바람직하다. 무기 전구체와 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체로서는, 예컨대, 무기 전구체로서 금속 알콕시드를 선정하고, 광중합성기를 분자 내에 구비하는 무기 전구체로서 광중합성기를 구비하는 실란 커플링제를 선정하는 것을 들 수 있다. 특히, 무기 전구체로서 사용하는 금속 알콕시드의 금속종은 Ti, Ta, Zr 또는 Zn이면 바람직하고, Ti, Zr 또는 Zn이면 가장 바람직하다.

기능층 1에 포함되는 광중합성기로서는, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴옥시기, 메타크릴옥시기, 아크릴기, 메타크릴기, 비닐기, 에폭시기, 알릴기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다.

기능층 1에 포함되는 공지된 수지로서는, 광중합성과 열중합성 양쪽 또는 어느 한쪽의 수지를 예로 들 수 있다. 예컨대, 상기 설명한 캐리어(10)를 구성하는 수지 외에, 포토리소그래피 용도로 사용되는 감광성 수지, 나노임프린트 리소그래피 용도로 사용되는 광중합성 수지 또는 열중합성 수지 등을 들 수 있다. 특히, 드라이 에칭에 의한, 기능층 1에 포함되는 수지의 에칭 레이트(Vm1)와, 기능층 2의 에칭 레이트(Vo1)의 비율(Vo1/Vm1)이 1≤Vo1/Vm1≤50를 만족하는 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

기능층 1을 형성하는 재료는 졸겔 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 졸겔 재료를 포함함으로써, 드라이 에칭 내성이 양호한 기능층 1의, 캐리어(10)의 요철 구조(11) 내부에의 충전이 용이하게 될 뿐만 아니라, 기능층 2를 드라이 에칭할 때의, 세로 방향의 드라이 에칭 레이트(Vr_⊥)와 가로 방향의 드라이 에칭 레이트(Vr_//)의 비율(Vr_⊥/Vr_//)을 크게 할 수 있다. 졸겔 재료로서는, 단일의 금속종을 갖는 금속 알콕시드만을 이용하여도, 다른 금속종을 갖는 금속 알콕시드를 병용하여도 좋지만, 금속종 M1(단, M1은 Ti, Zr, Zn, Sn, B, In 및 Al로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소)를 갖는 금속 알콕시드와, 금속종 Si를 갖는 금속 알콕시드의, 적어도 2 종류의 금속 알콕시드를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 기능층 1 재료로서, 이들 졸겔 재료와 공지된 광중합성 수지와의 하이브리드도 사용할 수 있다.

기능층 1의 재료는, 드라이 에칭시의 물리적 파괴를 억제한다는 관점에서, 축합과 광중합 양쪽 또는 어느 한쪽에 의한 경화 후의 상 분리가 작은 것이 바람직하다. 여기서, 상 분리란, 투과형 전자현미경(TEM)의 콘트라스트로 확인하는 것이 가능하다. 기능층 1의 전사성의 관점에서, TEM의 콘트라스트에서, 상분리 사이즈가 20 nm 이하인 것이 바람직하다. 물리적 내구성 및 드라이 에칭 내성의 관점에서, 상 분리 사이즈는 15 nm 이하인 것이 바람직하고, 10 nm 이하이면 보다 바람직하다. 또한, 상 분리를 억제한다는 관점에서, 졸겔 재료 중에, 광중합성기를 구비하는 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다.

기능층 1을 구성하는 광중합 가능한 라디칼 중합계의 수지로서는, 공지된 일반적인 라디칼 중합계 수지, 특히, 라디칼 중합계의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 채용할 수 있다. 또한, 피처리체(20)와의 조합에 따라 다르기도 하지만, 상기 라디칼 중합계 수지는 비불소 함유 라디칼 중합계 수지인 것이 바람직하다. 또한, 라디칼 중합계 수지를 포함하는 경우, 수지에 적당한 중합 개시제, 예컨대, 광중합 개시제나 열중합 개시제를 포함할 수 있다.

기능층 1을 구성하는 광중합 가능한 양이온 중합계의 수지는 공지된 일반적인 양이온 중합계 수지를 선택할 수 있다. 예컨대, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물 또는 비닐에테르 화합물 등을 들 수 있고, 에폭시 화합물로서는, 지환식 에폭시 화합물 또는 글리시딜에테르를 들 수 있다. 또한, 양이온 중합계 수지를 사용하는 경우, 상기 수지에 적합한 중합 개시제, 예컨대, 열중합 개시제나 광산발생제를 사용할 수 있다.

가공용 마스크로서의 기능층 2는, 상술한 에칭 레이트비(선택비)를 만족하면 특별히 한정되지 않는다. 기능층 2를 구성하는 재료로서, 상기 설명한 수지를 적어도 포함하면 된다. 또한, 수지보다도 분자량이 낮은 모노머를 동시에 포함함으로써 전사성이 향상된다.

기능층 1과 기능층 2는 화학적으로 결합하는 것이 전사 정밀도의 관점에서 바람직하다. 그 때문에, 기능층 1이 광중합성기를 포함하는 경우는, 기능층 2도 광중합성기를 포함하고, 기능층 1이 열중합성기를 포함하는 경우는, 기능층 2도 열중합성기를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 기능층 1 중의 졸겔 재료와의 축합에 의해 화학 결합을 생성하기 위해서, 기능층 2에 졸겔 재료를 포함하여도 좋다. 광중합 방식으로서는, 라디칼계와 양이온계가 존재하는데, 경화 속도와 드라이 에칭 내성의 관점에서, 라디칼계만 또는 라디칼계와 양이온계의 하이브리드계가 바람직하다. 하이브리드의 경우, 라디칼 중합계 수지와 양이온 중합계 수지를, 중량 비율로 3:7~7:3로 혼합하는 것이 바람직하고, 3.5:6.5~6.5:3.5이면 보다 바람직하다.

드라이 에칭시의, 기능층 2의 물리적 안정성과 핸들링의 관점에서, 경화 후의 기능층 2의 Tg(유리 전이 온도)는 30℃~300℃인 것이 바람직하고, 60℃~250℃이면 보다 바람직하다.

기능층 2와 피처리체(20)와의 밀착성 및 기능층 2와 기능층 1과의 밀착성의 관점에서, 기능층 2의 비중법에 의한 수축률은 5% 이하인 것이 바람직하다.

이어서, 본 실시형태에 따른 기능 전사체(14)의 캐리어(10)에 관해서 설명한다. 캐리어(10)는 요철 구조(11)가 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않지만, 구성 재료로서 이미 설명한 기능층(12)을 구성하는 재료를 사용할 수 있다. 그 밖에도, 예컨대, 실리콘, 석영, 니켈, 크롬, 사파이어, 탄화규소, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본 또는 불소 함유 다이아몬드 라이크 카본 등의 무기재를 사용할 수 있다.

캐리어(10)의 요철 구조(11) 표면의 자유 에너지를 감소시키는 것이 바람직하다. 즉, 요철 구조(11)와 기능층(12)의 물리적 및 화학적 접착력을 저감함으로써, 일정한 응력으로 기능층(12)을 파괴하지 않고 박리할 수 있다. 자유 에너지를 저감시키는 수법으로서는, 요철 구조(11)에 대하여 이형 처리를 실시하거나, 자유 에너지가 낮은 재질을 선정하거나, 또는 표면의 자유 에너지를 저하시키는 성분을 주입하는 수법 등을 채용할 수 있다. 요철 구조(11)에 대한 이형 처리는, 공지된 일반적으로 알려진 이형 처리를 채용할 수 있으며, 일반적인 방오제, 레벨링제, 발수제 또는 지문 부착 방지제 등을 사용할 수 있다. 또한, 이형 처리를 행하기 전에, 요철 구조(11)의 표면을 금속이나 금속 산화물로 피복하여도 좋다. 이 경우, 이형 처리의 균등성과 요철 구조(11)의 강도를 향상시킬 수 있다. 자유 에너지가 낮은 재질로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)로 대표되는 불소 함유 수지나 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 대표되는 실리콘 수지 등을 사용할 수 있다. 표면의 자유 에너지를 저하시키는 성분을 주입하는 수법으로서는, 편석이나 블리드아웃 등을 이용할 수 있다. 예컨대, 불소 성분, 메틸기 성분의 편석, 또는 실리콘 성분의 블리드아웃 등을 이용할 수 있다. 또한, 표면의 자유 에너지를 저감시키는 성분을 주입하는 수법은 기능층(12)에 대하여 행할 수도 있다. 예컨대, 불소 성분이나 실리콘 성분을 기능층(12)에 주입함으로써, 불소 성분의 편석이나 실리콘 성분의 블리드아웃을 이용할 수 있으므로, 기능층(12)과 요철 구조(11)의 접착 강도를 크게 저감할 수 있다.

특히, 기능층(12)의 종류에 상관없이, 기능층(12)과 캐리어(10)의 밀착력을 저감한다는 관점에서, 캐리어(10)의 요철 구조(11) 표면의 자유 에너지는 3 erg/㎠ 이상 18 erg/㎠ 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 기능층(12)의 자유 에너지, 즉 기능층(12)의 재료를 임의로 변화시킨 경우라도, 기능층(12)과 캐리어(10)가 접함으로써 변화되는 깁스의 자유 에너지의 변화로부터 계산되는 밀착성이, 상기 범위 내에서 피크 바닥을 맞이하기 때문이다. 특히, 캐리어(10)를 박리 제거할 때의 마찰력을 저감한다는 관점에서, 3 erg/㎠ 이상 15 erg/㎠ 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 편석에 의해 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 표면 자유 에너지를 저감시키는 경우, 캐리어(10)를 전사법으로 제조할 때에 사용하는 마스터 몰드(주형)의 표면 자유 에너지는 3 erg/㎠ 이상 18 erg/㎠ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위를 만족함으로써 캐리어(10)의 전사 정밀도가 향상됨과 더불어, 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 표면 자유 에너지를 편석에 의해 양호하게 저감할 수 있다.

캐리어(10)가 플렉시블(flexible)인 경우, 요철 구조(11)를 구성하는 재질은, 광경화성 수지의 경화물, 열경화성 수지의 경화물 또는 열가소성 수지 등을 채용할 수 있다. 한편, 캐리어(10)가 비플렉시블(non-flexible)인 경우, 요철 구조(11)를 구성하는 재질로서는 금속이나 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. 예컨대, 실리콘, 석영, 니켈, 크롬, 사파이어, 탄화규소, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본 또는 불소 함유 다이아몬드 라이크 카본 등의 무기재를 사용할 수 있다. 또한, 비플렉시블인 경우, 플렉시블하지 않은 지지 기재 위에, 수지로 구성되는 요철 구조(11)를 형성할 수도 있다. 플렉시블 또는 비플렉시블 어느 경우에서나, 이미 설명한 것과 같이, 요철 구조(11)의 표면의 자유 에너지를 저하시키면 바람직하다.

또한, 캐리어(10)가 플렉시블인 경우, 연속적으로 대면적으로 기능층(12)을 피처리체(20)에 전사 부여할 수 있다. 이러한 관점에서, 요철 구조(11)를 구성하는 원료는 광경화성 수지 조성물이면 바람직하고, 특히, 원통형의 마스터 롤 표면의 요철 구조(11)를 연속적으로 광나노임프린트법에 의해 전사 형성하여 제조되면 바람직하다.

요철 구조(11)의 평균 피치는, 상기 거리(t)의 측정에 사용한 SEM을 사용하여 측정된다. SEM에 의한 관찰은, 기능 전사체(14)의 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 표면에 대하여 행한다. 이 때문에, 요철 구조(11)의 평균 피치의 측정은, 기능층(12)을 제거하여 요철 구조(11)를 노출시킨 캐리어(10), 또는 기능 전사체(14)를 제조하기 전의 캐리어(10)에 대하여 행한다. 기능층(12)의 제거는, 기능층(12)을 피처리체(20)에 전사함으로써, 또는 기능층(12)만을 용해에 의해 제거함으로써 행한다. SEM을 사용한 측정에 있어서는, 요철 구조(11)의 복수의 볼록부(11b) 또는 복수의 오목부(11a)가, SEM의 관찰상 내에 선명하게 100 이상 200 이하 관찰되는 배율로 측정하고, 동일 관찰상으로부터 평균 피치 사이즈를 구한다. 측정 대상이 되는 샘플은, 상기 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를 구하기 위해서, AFM 측정에서 사용한 샘플과 대략 동일한 위치를 측정한다. 또한, SEM으로서는, 히타치 초고분해능 전계 방출형 주사 전자현미경 SU8010(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀로지즈사 제조)을 사용할 수 있다. 또한, 측정에 있어서의 가속 전압은, 샘플에의 차지업이나 샘플의 파괴를 고려하여 적절하게 일반적으로 설정할 수 있지만 1.0 kV가 장려된다.

또한, 20 ㎛ 간격마다 촬상을 하여 5개의 관찰상을 얻는다. 각 관찰상에 대하여 피치를 임의로 10씩 측정한다. 즉, 합계 50점의 피치를 데이터로서 얻는다. 이 합계 50점의 피치의 상가 평균치를 평균 피치로 정의한다. 피치란, 촬상 내에 복수의 독립된 볼록부(11b)가 관찰되는 경우는, 볼록부(11b)의 꼭대기부의 중앙부끼리의 최단 거리로서 정의한다. 한편, 촬상 내에 복수의 독립된 오목부(11a)가 관찰되는 경우는, 오목부(11a)의 개구부의 중앙부끼리의 최단 거리로서 정의한다. 바꿔 말하면, 캐리어(10)의 요철 구조(11)가 도트형이라면, 가장 근접하는 도트 사이의 볼록부 꼭대기부의 중앙부끼리의 거리가 피치이며, 홀 형상이라면, 가장 근접하는 홀 사이의 오목부 개구부의 중앙부끼리의 거리가 피치이고, 라인앤드스페이스 형상이라면, 가장 근접하는 라인의 볼록부 꼭대기부의 중앙부끼리의 거리가 피치이다. 또한, 라인앤드스페이스 형상인 경우, 라인의 폭 방향의 중앙부가 꼭대기부 중앙부이다. 또한, 격자형과 같이 라인 또는 스페이스와 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부가 혼재되어 있는 경우, 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부에 대하여 피치를 측정한다.

이어서, 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 입체 방향의 바람직한 범위에 관해서, 평균 종횡비에 주목하여 설명한다. 평균 종횡비란, 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 볼록부(11b) 바닥부의 평균 직경을 평균 높이로 나눈 값, 또는 오목부(11a) 개구부의 평균 직경을 평균 깊이로 나눈 값이다. 볼록부(11b) 바닥부의 평균 직경 또는 오목부(11a) 개구부의 평균 직경은, 평균 피치를 구할 때의 관찰로부터 동시에 계측한다. 한편, 평균 높이 또는 평균 깊이는 거리(t)를 구할 때의 관찰로부터 동시에 계측한다.

볼록부(11b) 바닥부의 직경은, 평균 피치를 구할 때의 관찰상에 관찰되는, 복수의 독립된 볼록부(11b)의 윤곽에 대한 외접원의 직경으로서 정의한다. 여기서, 평균 피치와 마찬가지로 50점의 계측 데이터를 채취하여, 이들의 상가 평균치를 볼록부(11b) 바닥부의 평균 직경으로 한다. 한편, 오목부(11a) 개구부의 직경은, 평균 피치를 구할 때의 관찰상에 관찰되는, 복수의 독립된 오목부(11a)의 개구부의 내접원의 직경으로서 정의한다. 여기서, 평균 피치와 마찬가지로 50점의 계측 데이터를 채취하여, 이들의 상가 평균치를 오목부(11a) 개구부의 평균 직경으로 한다. 또한, 라인앤드스페이스의 경우는, 라인의 폭이 상기 볼록부 바닥부의 직경에 상당하고, 스페이스가 상기 오목부 개구부의 직경에 상당한다. 또한, 격자형과 같이, 라인 또는 스페이스와 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부가 혼재되어 있는 경우, 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부에 대하여 볼록부 바닥부의 또는 오목부 개구부의 직경을 측정한다.

높이는, 거리(t)를 구할 때의 관찰상에 관찰되는, 복수의 독립된 볼록부(11b)의 높이로서 정의한다. 여기서, 거리(t)와 마찬가지로 25점의 계측 데이터를 채취하여, 이들의 상가 평균치를 평균 높이로 한다. 한편, 깊이는, 거리(t)를 구할 때의 관찰상에 관찰되는, 복수의 독립된 오목부(11a)의 깊이로서 정의한다. 여기서, 거리(t)와 마찬가지로 25점의 계측 데이터를 채취하여, 이들의 상가 평균치를 평균 깊이로 한다. 또한, 라인앤드스페이스의 경우는, 라인이 상기 볼록부에 상당하고, 스페이스가 상기 오목부에 상당한다. 또한, 격자형과 같이, 라인 또는 스페이스와 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부가 혼재되어 있는 경우, 도트형 볼록부 또는 홀형 오목부에 대하여 높이 또는 깊이를 측정한다.

평균 종횡비는, 볼록부(11b) 바닥부의 평균 직경/평균 높이, 또는 오목부(11a) 개구부의 평균 직경/평균 깊이이다. 평균 종횡비는, 캐리어(10)를 기능층(12)으로부터 박리 제거할 때의, 기능층(12)에 가해지는 박리 에너지, 보다 구체적으로는 박리 에너지를 구성하는 한 요소인 모멘트 에너지에 영향을 준다. 특히, 박리 속도를 크게 한 경우, 적층체의 기능층(12)의 볼록부에 가해지는 역적(力積)이 커지므로, 이 모멘트 에너지는 커진다. 박리 에너지의 상한치는, 평균 피치의 상한치를 결정할 때에, 이론과 실험의 대응을 측정하여 구하고 있다. 여기서, 현실적으로 유효한 박리 속도의 상한치를 5 m/분으로 하여, 박리 에너지의 상한치에 달할 때의 평균 종횡비를 산출했다. 이 점에서, 피처리체(20)에 전사 부여되는 기능층(12)의 볼록부의 파손을 억제하기 위해서, 평균 종횡비는 5 이하가 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 캐리어(10)를 박리 제거할 때의 가속도에 의한 힘을 가미한 경우, 평균 종횡비는 3.5 이하인 것이 바람직하다. 특히, 피처리체(20)의 형상이 평판상뿐만 아니라, 렌즈형이나 원주, 원추형과 같은 경우라도, 박리 속도를 크게 한 경우에 전사 정밀도를 향상시키기 위해서, 종횡비는 2.5 이하인 것이 바람직하다. 또한, 기능층(12)의 캐리어(10)의 요철 구조(11)에의 배치 정밀도가 향상된다는 점 및 박리시의 힘이 크게 감소한다는 점에서, 평균 종횡비는 1.5 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 하한치는, 기능층(12)의 배치 정밀도의 향상과, 요철 구조(11) 특유의 기능을 발휘하는 정도의 관점에서 0.1 이상이다. 특히, 0.3 이상이라면, 공업적인 생산성이 보다 향상되기 때문에 바람직하다. 같은 관점에서, 0.5 이상인 것이 가장 바람직하다.

본 실시형태에 따른 기능 전사체(14)에 있어서, 보호층(13)은 상기 설명한 비율(Rq/t)을 만족할 수 있다면 특별히 한정되지 않는다. 특히, 보호층(13)으로서, 필름형인 것을 이용할 수 있고, 기재 필름에 점착제를 도포한 도포 타입이나 필름 자체에 점착성을 갖게 한 자기 점착 타입 중 어느 것을 채용할 수 있다. 도포 타입의 경우, 기재 필름의 재질로서는 특별히 제한은 없지만, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리올레핀 공중합체, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리이미드 등을 들 수 있고, 상기 재질 중 어느 1 종류 이상으로 구성되어도 좋다. 기재 필름에 도포하는 점착제로서는 특별히 제한은 없으며, 기능층(12)과 적절한 접착성을 갖는 것이면 된다. 보호층(13)이 자기 점착 타입의 필름인 경우, 1층 이상으로 형성되어도 좋으며, 그 재질로서는 특별히 제한은 없지만, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리올레핀 공중합체, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리이미드 등을 들 수 있고, 상기 재질 중 어느 1 종류 이상으로 구성되어도 좋다. 기능층(12)으로부터 보호층(13)을 박리할 때, 보호층(13)의 점착 성분이 기능층(12)에 잔존하는 비율을 낮게 하기 위해서, 보호층(13)으로서는 자기 점착 타입이 바람직하다. 또한, 자기 점착 타입의 재질 중에서, 폴리올레핀 공중합체, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트를 이용하는 것이 보다 바람직하고, 또한, 폴리올레핀 공중합체, 에틸렌아세산비닐 공중합체가 가장 바람직하다. 이에 따라, 기능층(12)과 적절한 접착력을 가지고, 기능층(12)과 보호층(13) 사이에 에어 엔트레인먼트가 없는 기능 전사체(14)를 만들 수 있다. 또한, 보호층(13)의 성분이 기능층(12)에 부착되어 잔존하는 일없이 깨끗하게 보호층(13)을 제거할 수 있다.

보호층(13)은, 기능층(12)과의 접착성의 관점에서, 보호층(13)의 기능층(12)면 측에, 필요에 따라서 이접착층 또는 이형층을 형성하여도 좋다. 또한, 표면 처리할 수도 있으며, 예컨대, 코로나 방전 처리, 화염 처리, 자외선 조사 처리, 고주파 조사 처리, 글로우 방전 조사 처리, 활성 플라즈마 조사 처리, 레이저빔 조사 처리 등을 예로 들 수 있다.

기능층(12)과 보호층(13)을 접합시키는 방법으로서, 라미네이트 공정을 이용할 수 있다. 라미네이터로서는, 1쌍의 핫 롤을 이용하는 1단식 라미네이터, 2쌍 이상의 핫 롤을 이용하는 다단식 라미네이터, 라미네이트하는 부분을 용기로 덮은 뒤에, 진공 펌프로 감압 또는 진공으로 하는 진공 라미네이터 등이 사용된다.

라미네이트할 때, 기능 전사체(14)에 걸리는 선압이 1 kg/cm 이상인 경우, 기능층(12)과 보호층(13)의 접합성이 좋고, 기능층(12)과 보호층(13) 사이에 공기의 말려들어감이 적기 때문에, 깨끗하게 권취할 수 있다. 또한, 선압이 150 kg/cm 이하인 경우, 압력에 의해 캐리어(10)의 요철 형상의 파손이 억제되기 때문에, 선압은 1 kg/cm 이상 150 kg/cm 이하가 바람직하다. 또한, 4 kg/cm 이상, 100 kg/cm 미만이 보다 바람직하다. 본 명세서에서 선압은, 기능 전사체(14)와 라미네이트 롤이 접촉하는 부분의 단위 길이당 가압력이라고 정의한다.

라미네이터 롤은, 가온하지 않아도 되지만, 기능층(12)과 보호층(13)의 접착력을 올려, 권취 정밀도를 올릴 필요가 있는 경우는 가온하여도 좋다. 가온 온도는, 보호층(13)의 점도가 내려가고, 기능층(12)으로부터 박리할 수 없거나 또는 보호층(13)의 일부가 기능층(12)에 부착되어 잔존하는 일이 발생하지 않을 정도면 된다.

라미네이트 공정에 있어서, 기능 전사체(14)의 반송 속도는, 특별히 한정되지 않지만, 20.0 m/분 미만인 경우, 기능층(12)과 보호층(13)의 접합성이 높고, 권취 정밀도가 높다. 또한 0.3 m/분 이상이면, 생산성이 높고, 제조비가 낮아지기 때문에, 기능 전사체(14)의 반송 속도는 0.3 m/분 이상, 20.0 m/분 미만인 것이 바람직하다. 또한, 1.0 m/분 이상, 10.0 m/분 미만인 것이 보다 바람직하다.

기능 전사체(14)를 칼 피셔(수분계)로 측정했을 때의 수분량은 5 중량% 이하이면 바람직하다. 이 범위를 만족함으로써 기능 전사체(14)의 보존 안정성이 향상된다. 특히, 보존이나 수송 환경의 환경 제어 폭을 보다 넓힌다는 관점에서, 상기 수분량은 1.5 중량% 이하가 보다 바람직하고, 0.1 중량% 이하가 가장 바람직하다. 또한 하한치는 특별히 한정되지 않으며, 기능 전사체에 크랙 등을 일으키지 않는 범위에서 적절하게 설정할 수 있다.

기능 전사체(14)를 가열 GC/MS로 측정했을 때의 용제량은 100 μg/g 이하이면 바람직하다. 이 범위를 만족함으로써 기능층이 발현하는 기능의 열화를 억제할 수 있다. 특히, 10 μg/g 이하라면 피처리체(20)의 면내에 있어서의 기능층의 얼룩짐을 억제하는 효과가 높아지고, 2 μg/g 이하라면, 요철 구조(11)의 오더에서의 기능의 얼룩짐을 억제하는 효과가 높아지기 때문에 바람직하다. 또한 0.5 μg/g 이하라면, 상기 효과를 보다 발현하기 때문에 바람직하고, 0.1 μg/g 이하가 가장 바람직하다. 또한, 하한치는 특별히 한정되지 않으며, 기능 전사체에 크랙 등이 발생하지 않는 범위에서 적절하게 설정할 수 있다. 10 mm×20 mm로 잘라낸 기능 전사체(14)로부터 보호층(13)을 박리하여 제거하고 나서 가열 GC/MS 측정을 행한다. 구체적으로는, 보호층(13)을 박리한 10 mm×20 mm을 2 mm×5 mm의 긴 사각형으로 절단하여 시료 컵에 배치했다. 그 후, 시료를 가열하여, GC/MS 측정을 했다. 측정하는 용제로서는, 기능 전사체(14)를 제조할 때에 사용하는 용제이지만, 적어도 2-프로판올과 프로필렌글리콜모노메틸에테르는 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 따른 기능 전사체(14)는 필름형이고, 기능 전사체(14)의 일단부가 코어에 접속되며 또한 기능 전사체(14)가 코어에 권취된 것을 특징으로 한다.

상기 코어의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 종이 부스러기, 분진의 발생이 적고, 표면 평활성이 높은 재질인 것이 좋다. 예컨대, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, ABS(아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌의 공중합체) 수지 등을 채용할 수 있다.

기능 전사체(14)는, 피처리체(20)에 대하여 기능 전사체(14)의 요철 구조(11)를 전사하기 위해서 사용한다. 특히, 기능 전사체(14)를, 피처리체(20)의 1 주면 상에 직접 접촉하는 공정과, 캐리어(10)를 제거하는 공정을 적어도 이 순으로 포함함으로써, 기능 전사체(14)의 요철 구조(11)의 정밀도를, 피처리체(20)에 대하여 전사할 수 있다.

피처리체(20)의 재질이나 형상은 특별히 한정되지 않는다. 재질은 유기물이라도 무기물이라도 좋다. 예컨대, 합성 석영이나 용융 석영으로 대표되는 석영, 무알칼리 유리, 저알칼리 유리, 소다 석회 유리로 대표되는 유리, 실리콘, 니켈, 사파이어, 다이아몬드, 금속 알루미늄, 비정질 산화알루미늄, 다결정 산화알루미늄, 단결정 산화알루미늄, 산화티탄, SUS, 기능층(12)에서 예시한 금속 원소로 구성되는 금속, 기능층(12)에서 예시한 금속 원소를 포함하는 금속 산화물, 산화철, 산화구리, 크롬, 탄화규소, 운모, 산화아연, 반도체 기재(질화물 반도체 기재 등), 스피넬 기재, ITO로 대표되는 투명 도전 무기물, 종이, 합성 합피, 가죽, 또는 기능층(12)에서 예시한 유기물 등을 들 수 있다. 형상으로서는, 원반형, 평판형, n각주형, n각추형, 렌즈형, 구 형상, 필름형 또는 시트형 등을 들 수 있다. 또한, 상기 n각주형 또는 n각추형은, 곡율 반경이 0 초과인 각부(角部)를 포함하는 n각주형 또는 n각추형을 포함한다. 또한, 피처리체(20)로서 웨이퍼 형상으로 된 것을 사용하는 경우, 그 크기는 2 인치φ 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 2 인치φ 이상임으로써, 피처리체(20)의 가장자리의 영향이 작아져, 요철이 전사된 유효 면적이 증가하기 때문이다.

이어서, 기능 전사체(14)를 가공용 마스크의 전사체로서 사용하는 경우에 관해서, 기능층(12)의 보다 바람직한 배치에 대해서 설명한다. 기능 전사체(14)를 가공용 마스크의 전사체로서 사용함으로써, 피처리체(20)를 요철 가공할 수 있다. 즉, 요철 구조(11)가 가공된 피처리체(20)를 사용하여, 상술한 다양한 용도를 실현할 수 있다. 또한, 이하 특별히 양해를 구하지 않는 한, 이미 설명한 기능 전사체(14)의 층 구조나 사용 방법, 각종 물성 등을 만족하는 것으로 한다.

본 실시형태에 따른 기능 전사체(14)를, 피처리체(20)를 요철 가공하기 위한 마스크 기능을 피처리체(20) 상에 전사 형성할 목적으로 사용함으로써, 피처리체(20)의 면내에 있어서의 요철 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이것은, 마스크로서 기능하는 기능층(12)의 두께나 요철 구조(11)의 크기 및 배열과 같은 요소를, 기능 전사체(14)의 캐리어(10)의 요철 구조(11)의 정밀도로 미리 결정하여 담보할 수 있기 때문이다. 기능층(12)이 2 이상 포함되는 경우, 적어도 1 이상의 기능층(12)은 피처리체(20)의 가공용 마스크로서 기능하고, 적어도 1 이상의 기능층(12)은 다른 기능층(12)을 가공하기 위한 마스크로서 기능한다. 즉, 기능 전사체(14)를 사용함으로써, 피처리체(20)의 표면에 기능층(12)을 전사 부여할 수 있다. 이 기능층(12)이 2 이상의 층으로 구성되는 경우, 1 이상의 기능층(12)을 다른 기능층(12)의 가공용 마스크로서 기능시키고, 다른 기능층(12)을 예컨대 드라이 에칭에 의해 요철 가공한다. 그 후, 다른 기능층(12)을 가공용 마스크로 하여 피처리체(20)를 예컨대 드라이 에칭 또는 웨트 에칭에 의해 요철 가공할 수 있다. 한편, 기능층(12)이 단층의 기능층(12)인 경우, 기능층(12)을 가공용 마스크로 하여, 예컨대 드라이 에칭 또는 웨트 에칭에 의해 피처리체(20)를 요철 가공할 수 있다.

이하, 피처리체(20)에 대하여 마스크 기능을 부여하기 위한 기능 전사체(14)를 마스크 전사체(14)라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 마스크 전사체(14)의 설명에 있어서 드라이 에칭 레이트라는 용어를 사용하는데, 이것은, 요철 구조(11)가 없는 편평한 면에 대한 드라이 에칭 레이트로서 정의한다.

또한, 마스크 전사체(14)의 사용에 있어서는, 피처리체(20) 표면에 미리 하드 마스크층을 형성함으로써, 하드 마스크층 상에 기능층(12)을 전사 부여할 수 있다. 이 경우, 마스크 전사체(14)에 의해 하드 마스크를 요철 가공할 수 있다. 얻어진 요철 가공을 끝낸 하드 마스크를 사용함으로써, 피처리체(20)를 요철 가공할 수 있다. 특히, 하드 마스크를 사용하는 경우, 피처리체(20)의 요철 가공에 대하여 웨트 에칭을 적합하게 사용할 수 있게 된다.

예컨대, 상기 설명한 마스크 전사체(14)를 사용하고, 피처리체(20)로서, 사파이어 웨이퍼, 탄화규소 웨이퍼, LED용 에피택셜 웨이퍼 또는 실리콘 웨이퍼를 선정함으로써, 피처리체(20)의 표면을 요철 가공할 수 있다. 즉, 피처리체(20)의 표면에, 피처리체(20)와 동일한 재질로 구성되는 요철 구조(11)를 형성할 수 있다. 여기서, 요철 구조(11)의 정밀도는 마스크 전사체(14)에 의해 담보되기 때문에, 피처리체(20)의 면내에 걸쳐 균등한 요철 구조(11)를 얻을 수 있다. 이러한 요철 구조를 갖는 피처리체를 사용함으로써, 고효율의 LED를 제조할 수 있다. 즉, LED를 조립할 때에 적합한 장소에서, 요철 가공을 할 수 있기 때문에, LED 소자의 결함율이 저감한다. 보다 구체적으로 설명한다. 요철 구조를 갖는 피처리체를 사용하여 LED 소자를 조립함으로써 그 효율이 향상되는 이유는 두 가지 있다. 우선, LED에 사용하는 반도체 결정층을 요철 구조를 갖는 피처리체에 성막하는 CVD 공정에 있어서, 반도체 결정층의 성장 모드가 흐트러져 전위가 저감하고, 이에 따라 내부 양자 효율이 향상되기 때문이다. 그리고, LED 소자를 사용할 때에 주목하면, 반도체 결정층으로부터 발광한 광이, 요철 구조를 갖는 피처리체의 요철 구조에 입사했을 때에 그 진행 방향이 변화되어, 도파 모드는 무너지고, 이에 따라 광 추출 효율이 향상되기 때문이다. 이와 같은 내부 양자 효율과 광 추출 효율 양쪽을 동시에 향상시키기 위해서는 미세한 요철 구조가 필요하다. 이와 같은 배경에서, 예컨대, 수 마이크로미터의 이물이 요철 구조를 갖는 피처리체의 요철 구조면에 부착된 경우, 미세 구조를 수십에서 수백 개는 파괴하게 된다. 이물의 생성 부위는 환경에 따라 크게 변화되는데, 요철 구조를 갖는 피처리체의 이동이 많을수록 이물 부착 확률은 높이지는 것은 용이하게 상상할 수 있다. 이러한 관점에서, LED 소자를 제조할 수 있는 장소에서, 요철 구조를 갖는 피처리체를 제조함으로써, 이물의 부착수를 적게, 그리고 이물 관리를 용이하게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, LED 소자의 결손율을 저감할 수 있다.

요철 가공된 사파이어의 요철 구조면 상에, 적어도 n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층을 성막하고, n형 전극 및 p형 전극을 제작함으로써 LED 소자를 제조할 수 있다. LED의 효율은, 전자 주입 효율, 내부 양자 효율 및 광 추출 효율의 적(積)에 의해 결정된다. 여기서, 내부 양자 효율은 LED 소자의 반도체층의 결정성이나 전위수 등의 영향을 받기 때문에, LED 소자를 제조한 후에 개선하기는 매우 곤란하다.

특히, 요철 구조에, 요철 구조가 수십 개 이상 모인 크기의 결함이 존재하는 경우, 반도체 결정층의 특이 성장에 의해, LED의 발광 특성이 저하함과 동시에 수율이 저하한다. 피처리체(20)를 요철 가공하여 만들어지는 요철 구조(11)에 의해, 반도체 결정층의 전위의 분산화와 전위 밀도의 저감이 촉진되고, 이 때문에, 내부 양자 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 즉, 마스크 전사체(14)를 사용함으로써, 발광 특성의 균등성이 향상되는 동시에 수율을 향상시킬 수 있다.

이어서, 기능 전사 필름 롤에 관해서 설명한다. 기능 전사 필름 롤은, 코어와, 코어에 기능 전사체를 접속하는 접착부를 적어도 포함함으로써, 반송 중의 물성이나 물리적 변화를 억제할 수 있음과 더불어 사용시의 범용성이 증대된다. 코어에 대하여 기능 전사체(14)를 접속하는 접착부는 특별히 한정되지 않지만, 접착제에 의한 고정이나 접착 테이프에 의한 고정이 바람직하고, 코어의 재이용의 관점에서 접착 테이프이면 바람직하다.

특히, 기능 전사체가 하기 요건을 만족함으로써, 기능 전사 필름 롤을 제조할 때의 공업성 및 보관이나 반송할 때의 기능층의 물리적 열화를 효과적으로 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 도 3은 본 실시형태에 따른 기능 전사 필름 롤에 이용되는 기능 전사체를 도시하는 설명도이다. 도 3에 도시하는 것과 같이, 우선, 기능 전사체(14)의 지지 기재(15)의 길이를 A[m]로 한다. 여기서, 지지 기재(15)의 한 면에는 요철 구조(11)가 형성된다. 이 요철 구조(11)가 형성된 부분의 길이를 B[m]로 한다. 지지 기재(15)를 길이 방향으로 보았을 때의 각 단부를 각각 x, y로 기재한다. 요철 구조(11)는, 지지 기재(15)의 단부 x에서부터 C[m]만큼 내측의 지점을 기점으로서 하여 B[m] 형성된다. 즉, 지지 기재(15)의 단부 y에서부터 A-(B+C)[m]의 간격을 두고서 요철 구조(11)가 형성되게 된다. 바꿔 말하면, 지지 기재(15)는, 단부 x에서부터 C[m]의 부분과 단부 y에서부터 A-(B+C)[m]의 부분에는 요철 구조(11)를 구비하지 않는다. 요철 구조(11) 위에는 기능층(12)이 배치된다. 여기서, 요철 구조(11)의 배치되는 영역을 길이 방향으로 봤을 때의, 지지 기재(15)의 단부 x 측의 단부를 l, 지지 기재(15)의 단부 y 측의 단부를 m이라고 기재한다. 기능층(12)은, 단부 l에서부터 요철 구조(11)의 내측에 D[m]의 간격을 두고서 E[m] 형성된다. 바꿔 말하면, 길이 B[m]의 요철 구조(11)에 있어서는, 단부 l에서부터 D[m] 및 단부 m에서부터 B-(D+E)[m]의 부분에 기능층(12)을 구비하지 않는다.

이러한 기능 전사체(14)에 있어서, 지지 기재(15)의 단부 x 측을 코어에 고정하여 권취함으로써 제조되는 기능 전사 필름 롤의 경우, 기능 전사 필름 롤의 단면에 대한 원통도가 향상된다. 즉, 기능층(12)에 대한 물리적인 외력을 작게 할 수 있으므로, 보관이나 반송 중에 기능층(12)이 물리적으로 열화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기 거리를 나타내는 기호 A~E는, 예컨대 (A,B,C,D,E)로 기재하면, (200,150,25,0.5,149) 또는 (500,440,30,0.5,339)와 같은 구성을 취할 수 있다.

더욱이, 코어의 축 방향 양 단면에는 각각 원형의 측판이 설치되면, 반송 중의 기능 전사 필름 롤의 어긋남을 억제하여, 특히, 몰드의 요철 구조(11)와 기능층(12)의 보호 능력이 향상되기 때문에 바람직하다. 또, 측판에는 복수의 홈을 형성할 수 있다. 더구나, 상기 홈을 가이드로 필름형의 기능 전사체(14)를 권취할 수 있다.

코어는, 기능 전사체(14)의 제조 및 사용의 관점에서, 축 구멍을 가지면 바람직하다. 코어의 외경은 특별히 한정되지 않지만, 제조 및 사용시의 조작의 관점에서, 4 cm 이상 15 cm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 반송시의 기능 전사 필름 롤의 직경은 코어의 길이보다도 크더라도 작더라도 좋다.

코어에 대한 기능 전사체(14)의 고정은 엔드 테이프를 이용하면 바람직하다. 엔드 테이프의 종단부는 코어의 외면에 고정된다. 한편, 엔드 테이프의 시단부는 기능 전사체(14)의 기능층(12)과는 반대쪽의 면에 고정된다. 이들 요건을 만족함으로써, 요철 구조(11)의 파괴를 억제하고, 또한 기능층(12)의 막 두께 변동을 억제하면서, 코어에 대하여 기능 전사체(14)를 권취하여, 기능 전사 필름 롤을 제조할 수 있게 된다. 특히, 엔드 테이프의 일부 또는 전면의 색상이 기능 전사체(14)의 색상과 다르면, 기능 전사체(14)의 사용 종료를 알리는 기능이 발현되기 때문에, 안전성의 관점에서 바람직하다.

엔드 테이프의 길이는, 기능 전사 필름 롤을 사용하는 장치 사양에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 0.3 m 이상 10 m 이하이면 기능 전사 필름 롤의 권취 성능의 관점에서 바람직하다. 동일한 효과에서, 0.5 m 이상 3 m 이하이면 보다 바람직하고, 1 m 이상 3 m 이하이면 가장 바람직하다. 엔드 테이프의 두께는, 기능 전사 필름 롤을 사용하는 장치에 요구되는 강도에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이면 바람직하다. 특히, 안전성을 보다 향상시킨다는 관점에서, 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 엔드 테이프의 폭은 기능 전사체의 몰드의 폭에 맞추면 된다.

엔드 테이프를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 수지이면 바람직하다. 특히, 코어의 재이용 및 기능 전사체(14)의 권취 성능의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아미드, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 합성 고무, 액정 폴리머 등으로 구성되는 테이프 등을 사용할 수 있다.

또한, 엔드 테이프는 적어도 한쪽의 면에 미끄럼 방지 가공이 실시해 두면, 기능 전사 필름 롤에 있어서, 엔드 테이프 사이에서의 미끄러짐을 방지할 수 있으므로, 기능 전사 필름 롤의 권취 성능 및 반송시의 물리적 안정성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 미끄럼 방지 가공으로서는, 엠보스 가공, 블라스트 가공 또는 고무의 도포 등을 들 수 있다. 특히, 엔드 테이프의 길이가 25 cm 이상인 경우에 유효하며, 순차 50 cm 이상, 1 m 이상인 경우에 상기 효과가 보다 현저하게 된다.

이하, 도 4를 참조하여 본 실시형태에 따른 기능 전사 필름 롤의 구체예에 관해서 설명한다. 도 4는 본 실시형태에 따른 기능 전사 필름 롤에 있어서의 기능 전사체를 코어에 고정하는 방법을 도시하는 설명도이다.

도 4에 도시하는 것과 같이, 기능 전사체(401)의 종단부(401a)는, 엔드 테이프(402), 커버 테이프(403) 및 점착 테이프(404)에 의해 구성된다. 이러한 구성에 의해, 코어(405)와 기능 전사체(401)의 고정 강도가 향상되기 때문에, 기능 전사체(401)의 권취 정밀도가 향상되어, 양호한 기능 전사 필름 롤을 제조할 수 있다. 나아가서는, 기능 전사 필름 롤을 반송할 때의 어긋남을 억제할 수 있기 때문에, 몰드의 요철 구조의 파괴나 기능층의 막 두께 변동을 억제할 수 있다.

기능 전사체(401)를 코어(405)에 고정하는 방법을 보다 상세히 설명한다. 엔드 테이프(402)는 기능 전사체(401)와 코어(405)를 연결한다. 엔드 테이프(402)의 종단부(402a)는 코어(405)의 외면(405a)에 고정된다. 이 고정은 양면 테이프 등을 이용하여 행할 수 있다. 양면 테이프로서는, 예컨대 데라오카 세이사쿠쇼사 제조의 양면 테이프를 들 수 있다. 다른 한편, 엔드 테이프(402)의 선단부(402b)는, 커버 테이프(403) 및 점착 테이프(404)에 의해, 기능 전사체(401)를 구성하는 캐리어(406)의 종단부(406a)와 접합된다.

커버 테이프(403)는, 기능 전사체(401)에 있어서 캐리어(406) 상에 기능층(407)이 설치된 측이며 적어도 기능층(407)이 형성되어 있지 않은 영역(401b)을 덮는다. 여기서, 커버 테이프(403)는, 코어(405)에 권취된 기능 전사체(401)의 잔량이 적은 것을 알리기 위해서 사용할 수도 있다. 이 경우, 눈으로 보아 검출하거나 자동 검출한다는 관점에서, 커버 테이프의 색상은 몰드 및 기능층(407)의 색상과 다르면 바람직하다.

커버 테이프(403)의 일단부(403a)는, 엔드 테이프(402)의 선단부(402b) 측까지 연장되어 있고, 기능 전사체(401)의 캐리어(406)의 종단부(406a)와 엔드 테이프(402)의 선단부(402b)를 접합하면 바람직하다. 또한, 기능층(407)의 종단부(407a)와 커버 테이프(403)의 타단부(403b) 사이에 스페이스를 둘 수도 있지만, 기능 전사체(401)의 기능층(407)이 캐리어(406)의 요철 구조로부터 부분적으로 박리되는 것을 억제하기 위해서, 기능층(407)의 종단부(407a)를 덮도록 커버 테이프(403)의 타단부(403b)가 연장되어 있으면 바람직하다.

커버 테이프(403)의 두께는, 안전성 및 기능 전사체(401)의 권취 정밀도의 관점에서, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 커버 테이프(403)의 폭은 기능층(407)의 폭 혹은 캐리어(406)의 폭에 맞출 수 있다.

점착 테이프(404)는, 기능 전사체(401)와 엔드 테이프(402)의 접합 강도를 높여, 기능 전사체(401)의 권취 정밀도와 사용시의 안전성을 높이는 효과를 발휘한다. 점착 테이프(404)는 한쪽의 면이 점착면이고, 캐리어(406)와 엔드 테이프(402)의 접합부이며, 캐리어(406)의 배면(406c) 측에 점착면이 형성된다. 또한, 커버 테이프(403)만의 접착 강도가 높고, 안전성 및 권취 정밀도가 충분히 발휘되는 경우, 점착 테이프(404)는 설치하지 않아도 된다. 또한, 점착 테이프(404)의 접착 강도가 강해, 안전성 및 권취 정밀도가 충분히 발휘되는 경우, 커버 테이프(403)를 엔드 테이프(402)의 선단부(402b) 측까지 연장시키지 않아도 좋다.

점착 테이프(404)의 길이는, 기능 전사체(401)와 엔드 테이프(402)의 접합 강도를 충분히 높임과 더불어 권취 정밀도를 향상시킨다는 관점에서, 5 mm 이상 100 mm 이하이면 바람직하다. 특히, 점착 테이프(404)를 사용할 때의 핸들링성의 관점에서, 50 mm 이하인 것이 바람직하고, 25 mm 이하이면 보다 바람직하다. 점착 테이프(404)의 두께는, 권취 정밀도 및 기능 전사 필름 롤의 기능층(407)의 막 두께 분포를 작게 한다는 관점에서, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 점착 테이프(404)의 폭은, 기능층(407) 혹은 몰드의 폭에 맞출 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 기능 전사체(401)의 종단 측에, 적어도 기능층(407)이 존재하지 않는 영역(401b)이 형성된다. 이 영역(401b)은, 기능 전사체(401)의 종단에서부터 시단으로 향해서, 적어도 코어(405)의 1 롤 분량 이상의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

기능 전사체(401)에, 적어도 기능층(407)이 존재하지 않는 영역(401b)을 둠으로써 이하의 효과가 있다. 기능 전사체(401)가 코어(405)에 감긴 기능 전사 필름 롤에 있어서는, 영역(401b)이 기능 전사체(401)와 엔드 테이프(402)의 접합부(점착 테이프(404))의 바로 위쪽에 위치한다. 여기서, 상기 접합부가 영역(401b)에 의해 덮임으로써 접합부에 다소의 불균일이 존재했다고 해도, 이것을 기인으로 한 몰드의 요철 구조의 파괴나 기능층(407)의 막 두께 변동을 억제할 수 있다. 여기서, 영역(401b)의 길이는, 상기 이유에서, 적어도 코어(405)의 1 롤 분량의 길이보다도 길면 특별히 한정되는 것은 아니다. 그러나, 환경 대응의 관점에서, 코어(405)의 직경에 따라 다르기도 하지만, 대략 50 cm 이하이면 바람직하다.

실시예

이하에 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실시예에 관해서 설명한다. 본 발명은 이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

(a) 원통형 마스터 몰드의 제작

원통형 마스터 몰드의 기재에는 원통형의 석영 유리를 이용하고, 반도체 레이저를 이용한 직접 묘화 리소그래피법에 의해 요철 구조를 석영 유리 표면에 형성했다. 우선 석영 유리 표면을 충분히 세정하여 파티클을 제거했다. 이어서, 석영 유리 표면 상에 스퍼터링법에 의해 레지스트층을 성막했다. 스퍼터링법은, 타겟(레지스트층)으로서, φ3 인치의 CuO(8 atm% Si 함유)를 이용하고, RF 100W의 전력으로 실시하여, 20 nm의 레지스트층을 성막했다. 이어서, 석영 유리를 회전시키면서, 파장 405 nmn의 반도체 레이저를 이용하여 한 번 노광을 실시했다. 이어서, 한 번 노광된 레지스트층에 대하여, 파장 405 nmn 반도체 레이저를 이용하여 노광을 실시했다. 이 때의 노광 패턴에 의해 요철 구조의 배열을 제어했다. 이어서, 노광 후의 레지스트층을 현상했다. 현상은, 0.03 wt%의 글리신 수용액을 이용하여, 240초간 처리하는 것으로 했다. 이어서, 현상한 레지스트층을 마스크로 하여, 드라이 에칭에 의한 에칭층(석영 유리)의 에칭을 실시했다. 드라이 에칭은, 에칭 가스로서 SF₆를 이용하고, 처리 가스압 1 Pa, 처리 전력 300 W의 조건으로 실시했다. 처리 시간을 변화시킴으로써 요철 구조의 개구부의 크기 및 요철 구조의 깊이를 조정했다. 이어서, 표면에 요철 구조가 부여된 석영 유리로부터, 레지스트층 잔사만을 pH 1의 염산을 이용하여 제거하여, 원통형 마스터 몰드를 얻었다. 제거 시간은 6분간으로 했다.

얻어진 원통형 마스터 몰드의 요철 구조에 대하여, 질소 분위기 하에서 불소계 표면처리제(듀라서프(등록상표) HD-1101Z, 다이킨카가쿠고교사 제조)를 도포하여, 60℃에서 1시간 가열 후, 실온에서 24시간 정치, 고정화했다. 그 후, 세정제(듀라서프 HD-ZV, 다이킨카가쿠고교사 제조)로 3회 세정하여, 이형 처리를 실시했다.

(b) 캐리어의 제작

제작한 원통형 마스터 몰드를 주형으로 하고, 광나노임프린트법을 적용하여, 연속적으로 캐리어를 제작했다. 캐리어를 구성하는 원료로서는 이하의 재료 1을 사용했다.

재료 1 … 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL(등록상표) DAC HP(다이킨고교사 제조)):트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M350(도아고세이사 제조)):1-히드록시시클로헥실페닐케톤(Irgacure(등록상표) 184(BASF사 제조)):2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369(BASF사 제조))=17.5 g:100 g:5.5 g:2.0 g로 혼합한 재료

PET 필름 A-4100(도요보세키사 제조: 폭 300 mm, 두께 100 ㎛)의 이접착면에 마이크로그라비아 코팅(야스이세이키사 제조)에 의해, 도포막 두께 6 ㎛가 되도록 재료 1을 도포했다. 이어서, 원통형 마스터 몰드에 대하여, 재료 1이 도포된 PET 필름을 닙롤(0.1 MPa)로 압박하고, 대기 하에, 온도 25℃, 습도 60%로, 램프 중심 아래에서의 적산 노광량이 1500 mJ/㎠가 되도록, 퓨젼 UV 시스템즈 재팬 가부시키가이샤 제조 UV 노광 장치(H 벌브)를 이용하여 자외선을 조사하여, 연속적으로 광경화를 실시하여, 표면에 요철 구조가 전사된 캐리어 G1(길이 200 m, 폭 300 mm)을 얻었다.

이어서, 캐리어 G1을 템플릿으로 보고서, 광나노임프린트법을 적용하여 연속적으로 캐리어 G2를 제작했다. 즉, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)는 원통형 마스터 몰드의 요철 구조와 마찬가지다.

PET 필름 A-4100(도요보세키사 제조: 폭 300 mm, 두께 100 ㎛)의 이접착면에 마이크로그라비아 코팅(야스이세이키사 제조)에 의해, 재료 1을 도포 막 두께 6 ㎛가 되도록 도포했다. 이어서, 캐리어 G1의 요철 구조면에 대하여, 재료 1이 도포된 PET 필름을 닙롤(0.1 MPa)로 압박하여, 대기 하에, 온도 25℃, 습도 60%로, 램프 중심 아래에서의 적산 노광량이 1200 mJ/㎠가 되도록, 퓨젼 UV 시스템즈 재팬 가부시키가이샤 제조 UV 노광 장치(H 벌브)를 이용하여 자외선을 조사하여, 연속적으로 광경화를 실시함으로써, 표면에 요철 구조가 전사된 캐리어 G2(길이 200 m, 폭 300 mm)를 복수 얻었다. 또한, SEM에 의해 관찰한 캐리어 G2의 요철 피치는 460 nm이며, 깊이는 480 nm였다. 또한, SEM 관찰은, 히타치 초고분해능 전계 방출형 주사 전자현미경 SU8010(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀로지즈사 제조)을 사용하여, 1.0 kV의 가속 전압으로 행했다.

(c) 기능 전사체의 제작

캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면에 대하여 기능 도공액 1을 도공하여 기능 전사체를 제작했다.

기능 도공액 1 … 벤질계 바인더 수지:비스페놀 A EO 변성 디아크릴레이트(아로닉스(등록상표) M211B, 도아고세이사 제조):페녹시에틸아크릴레이트(라이트 아크릴레이트 PO-A, 교에이샤카가쿠사 제조):트리메틸올프로판(EO 변성) 트리아크릴레이트(아로닉스 M350, 도아고세이사 제조):1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조):2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)=150 g:40 g:40 g:20 g:11 g:4 g으로 혼합한 조성물을, 메틸에틸케톤과 프로필렌글리콜모노메틸에테르의 혼합 용제로 10 질량%로 희석한 재료. 벤질계 바인더 수지는, 벤질메타크릴레이트 80 질량%, 메타크릴산 20 질량%의 2원 공중합체의 메틸에틸케톤 용액(고형분 50%, 중량 평균 분자량 56000, 산당량 430, 분산도 2.7)을 사용했다. 또 상기 질량은 고형분 질량으로 기재했다.

기능 도공액을, 다이 코터를 사용하여, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에 도공했다. 도공 후, 80℃의 건조로 안에 5분간 이동시켜, 잉여의 용제를 제거했다. 그 후, 필름 A(폴리에틸렌/에틸렌아세트산비닐 공중합체의 공압출 필름, 토레이테크(등록상표) 7332, 두께 30 ㎛, 도레이필름가코사 제조)의 에틸렌아세트산비닐 공중합체 측을 기능층에 접하는 면으로 하여, 라미네이트 롤을 통해서 권취했다. 이 때의 라미네이트 롤의 온도는 23℃, 선압은 30 kg/cm, 캐리어의 반송 속도는 3.0 m/분이었다.

보호층의 기능층에 접하는 면 측의 제곱 평균 평방근 높이(이하, Rq라고 함)는, AFM으로 측정하고, JIS B 0601:2001에 따라서 산출했다. 필름 A의 기능층에 접하는 면 측의 Rq는 48 nm였다. 거리(t)는, SEM에 의해 요철 구조의 볼록부 꼭대기부 위치와 기능층의 표면과의 거리를 측정했다.

SEM은, 히타치 초고분해능 전계 방출형 주사 전자현미경 SU8010(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀로지즈사 제조)을 사용하여, 1.0 kV의 가속 전압으로 행했다. 측정 샘플은 이온 밀링 장치에 의해 작성했다. 거리(t)는, 20 ㎛ 간격마다 촬상을 하여, 5개의 관찰상을 얻었다. 각 관찰상으로부터, 거리(t)를 임의로 5개 측정하여, 합계 25점의 거리(t)의 상가 평균치를 거리(t)로 했다. 또한 관찰 배율은, 선명하게 관찰되는 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 복수의 오목부가 10~20개 관찰상 내에 들어가는 배율로 했다.

AFM은, 가부시키가이샤 키엔스사 제조의 Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000을 사용하고, 측정 범위를 200 ㎛(비율 1:1)로 설정하고, 샘플링 주파수 0.51 Hz로 주사하여 측정했다. AFM의 관찰은 습도가 40%~50%인 클래스 1000의 클린룸에서 행하고, 상기 SEM으로 관찰한 부분과 대략 동일한 위치의 보호층에 대하여, 장치 VN-8000으로 임의의 5곳을 측정하여, 그 평균치를 Rq로 했다.

(d) 구멍 결함의 평가

기능 전사체의 보호층을 박리하여, 캐리어 G2 상의 기능층 표면을 광학현미경에 의해 250배의 배율로 가부시키가이샤 키엔스사 제조의 레이저 현미경 VK-9510을 사용하여 관찰했다. 임의의 1 mm×1 mm 범위 중의 직경 1 ㎛ 이상의 구멍 결함을 세어, 임의의 10 곳의 평균수로부터 1 cm×1 cm 범위 내의 구멍수를 산출했다. 메카니즘은 불분명하지만, 구멍 결함이 1000개 미만인 경우, 피처리체에의 기능층 전사성이 비약적으로 향상되기 때문에, 1000개 미만을 양호로 하여, 하기의 기준으로 평가했다.

◎: 구멍 결함 10개 미만

○: 구멍 결함 10개 이상 100개 미만

△: 구멍 결함 100개 이상 1000개 미만

×: 구멍 결함 1000개 이상

(e) 기능 전사체의 사용

기능 전사체를 사용함으로써, 피처리체 상에 기능층을 전사 부여하고, 이어서, 전사 부여된 기능층을 가공 마스크로서 기능하게 하여, 피처리체를 가공했다.

피처리체에는 2 인치φ의 C면 사파이어 기재를 사용했다.

사파이어 기재에 대하여 UV-O₃ 처리를 10분간 행하고, 클리닝을 행함과 더불어 표면을 친수 처리했다.

처리를 마친 사파이어 기재를 105℃로 가온한 상태에서, 라미네이트 롤을 사용하여 0.03 Mpa의 압력으로 보호층을 벗겨낸 기능 전사체의 기능층면을 접합했다. 이어서, 적산 광량이 1200 mJ/㎠가 되도록 고압 수은등을 사용하여 UV 광을 조사하고, 캐리어를 박리 제거했다.

이어서, 사파이어 기재의 기능층면 측으로부터 O₂ 가스를 사용하고, 압력 1 Pa, 전력 300 W로 애싱 처리를 실시하여, 잔막, 즉 표 1에 기재한 거리(t)에 상당하는 기능층을 제거했다. 그 후, 남은 기능층의 볼록부를 가공 마스크로 하고, BCl₃ 가스를 사용하고, 압력 0.2 Pa, 150 W/50 W의 조건으로 에칭을 행하여, 사파이어 기재를 가공했다. 마지막으로, 황산과 과산화수소의 혼합 용액으로 사파이어 기재를 세정했다. 기능 전사체의 기능층 표면의 구멍 결함과 대략 동일한 위치의 사파이어 기재의 기능면을 SEM으로 관찰하여, 요철 구조가 거의 형성되지 않은 부분이 존재하는 것을 확인했다.

(실시예 2~9 및 비교예 1~3)

실시예 1의 기능 도공액의 다이 코터로 도공할 때의 도공압을 원하는 막 두께가 되도록 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 같은 수법으로 평가를 했다.

(실시예 10~18 및 비교예 4)

실시예 1의 보호층을 필름 B(폴리에틸렌/폴리올레핀 공중합체의 공압출 필름, PAC-3J-30H, 두께 30 ㎛, 선에이가켄사 제조)로 바꾸고, 폴리올레핀 공중합체 측을 기능층과 접하는 면으로 하여, 라미네이트 롤을 통해서 권취했다. 또한, 수지 도공액을 다이 코터로 도공할 때의 도공압을 원하는 막 두께가 되도록 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 같은 수법으로 평가를 했다. 필름 B의 폴리올레핀 공중합체면의 Rq는 45 nm였다.

(실시예 19~22 및 비교예 5)

실시예 1의 보호층을 필름 C(폴리에틸렌 필름, GF-858, 33 ㎛, 타마폴리사 제조)로 바꾸고, 또한, 수지 도공액을 다이 코터로 도공할 때의 도공압을 원하는 막 두께가 되도록 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 같은 수법으로 평가를 했다. 필름 C의 Rq는 94 nm이었다.

(실시예 23~28 및 비교예 6)

실시예 1의 보호층을 필름 D(폴리프로필렌 이축 연신 필름, E-200A, 두께 20 ㎛, 오지에프텍스사 제조)로 바꾸고, 또한, 수지 도공액을 다이 코터로 도공할 때의 도공압을 원하는 막 두께가 되도록 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 같은 수법으로 평가를 했다. 필름 D의 Rq는 60 nm였다.

(실시예 29~35 및 비교예 7)

실시예 1의 보호층을 필름 E(폴리카보네이트 필름, 100FE2000, 두께 100 ㎛, 미쓰비시 엔지니어링 플라스틱사 제조)로 바꾸고, 또한, 수지 도공액을 다이 코터로 도공할 때의 도공압을 원하는 막 두께가 되도록 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 같은 수법으로 평가를 했다. 필름 E의 Rq는 33 nm였다. 필름 E의 경우는, 기능층과 보호층 사이에 에어 엔트레인먼트 부분이 있어, 깨끗하게 권취하기는 어려웠다. 또한, 기능층으로부터 박리할 때, 기능층에 보호층 성분이 잔존하는 부분이 보였다. 에어 엔트레인먼트 및 보호층 잔존 성분이 없는 부분을 이용하여, 구멍 결함을 평가했다.

표 1에 실시예 및 비교예의 결과를 나타낸다. 표 1로부터, 비율(Rq/t)이 1.41 이하, 0.92 이하, 그리고 0.40 이하인 경우에 순차 구멍 결함의 억제 효과가 커지는 것을 알 수 있었다. 도 11은 표 1에 관해서 횡축을 비율(Rq/t)로 하고, 종축을 구멍 결함 밀도로 한 도면이다. 표 1로부터, 비율(Rq/t)이 1.41을 근방으로, 구멍 결함 밀도가 급격히 저하하는 것을 알 수 있었다. 이에 따라, 이하에 설명하는 것과 같이, 비율(Ra/t)이 작아지고, 전사성이 개선된다고 말할 수 있다. 또한, 필름 A 및 필름 B를 이용함으로써, 필름 C 및 필름 D보다 두께(t)의 폭을 넓게 선택할 수 있어, 기능 전사체의 설계 자유도가 높다는 것을 알 수 있었다. 또한, 필름 A 및 필름 B는 필름 E보다 기능층에의 접합성이 양호하여, 깨끗한 릴로서 권취할 수 있고, 박리성도 양호했다. 이에 따라, 필름 A 및 필름 B가 필름 E보다 양산에 적합하다고 판단할 수 있었다. 이 메카니즘은 분명하지 않지만, 필름 A 및 필름 B의 경우, 인장 탄성률이 기능층에 대하여 적당하여, 기능층에 접합시켰을 때, 기능층과 보호층 사이의 에어가 깨끗하게 빠졌기 때문으로 추정된다. 또한, 기능층으로부터 박리할 때에 기능층에 대하여 가해지는 응력을 저감할 수 있기 때문이라고, 또한, 보호층의 표면 에너지와 기능층의 표면 에너지의 차가 작기 때문이라고 생각할 수 있다.

[표 1]

보호층의 표면 거칠기(Rq)의 측정과 마찬가지로, 보호층을 박리한 후의 기능층에 대한 산술 평균 표면 거칠기(Ra)를 AFM으로 측정하여, JIS B 0601, 2001에 따라서 산출했다. 표 2에 비율(Rq/t)과 비율(Ra/t)의 관계를 기재했다. 또한, 표 2의 결과를 도 5에 도시했다. 표 2 및 도 5로부터, 비율(Rq/t)과 비율(Ra/t)의 상관 계수는 0.999이며, 비율(Rq/t)에 의해 비율(Ra/t)을 양호하게 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것은, 이미 상술한 것과 같이, 비율(Rq/t)에 의해 기능층의 파손과 구멍 결함의 생성을 양호하게 억제할 수 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 그리고, 비율(Ra/t)을 양호하게 제어할 수 있으므로, 기능층 표층의 유동성만을 향상시킨다, 바꿔 말하면, 기능층의 막 두께 변동은 억제하고, 피처리체와 기능층의 진실 접촉 면적(Ar)을 크게 할 수 있기 때문에, 전사성이 향상된다고 추정되었다.

[표 2]

원통형 마스터 몰드의 요철 구조의 피치 사이즈를 바꿔, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 피치 사이즈가 200 nm, 650 nm, 900 nm인 것을 준비하여, 상기와 같은 식으로 평가한 결과, 같은 결과가 되었다.

(실시예 36)

실시예 1~실시예 35의 결과로부터, 비율(Rq/t)을 만족하는 기능 전사체의 구성을 달성함으로써, 비율(Ra/t)을 제어할 수 있고, 이에 따라, 양호한 기능층의 전사가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 실시예 36에서는, 기능층의 배치가 변화된 경우라도, 비율(Rq/t)의 효과가 발현되는지 여부를 조사했다.

(a) 원통형 마스터 몰드의 제작

실시예 1과 같은 식으로 제작했다. 단, 요철 구조의 평균 피치 및 배열을 반도체 레이저의 노광 펄스에 의해, 요철 구조의 형상을 드라이 에칭의 시간에 의해 제어했다. 또한, 원통형 마스터 몰드에 대한 이형 처리는 다음과 같이 실시했다. 우선, 원통형 마스터 몰드를 회전시킨 상태에서, 불소계 표면 처리제(듀라서프 HD-2100Z, 다이킨카가쿠고교사 제조)를 도포하여 실온에서 2시간 건조했다. 이어서, 원통형 마스터 몰드를 회전시킨 상태에서, 세정제(듀라서프 HD-ZV, 다이킨카가쿠고교사 제조)로 세정했다.

(b) 캐리어의 제작

실시예 1과 같은 식으로 캐리어 G2를 제작했다. 단, 재료 1을, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL DAC HP(다이킨고교사 제조)):트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M350(도아고세이사 제조)):1-히드록시시클로헥실페닐케톤(Irgacure 184(BASF사 제조)):2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369(BASF사 제조))=1.5 g~20 g:100 g:5.5 g:2.0 g으로 혼합한 재료로 변경했다. 캐리어 G1과 캐리어 G2는 동일한 조성물을 사용하여 제작했다. 여기서, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트의 분량을 조정함으로써 캐리어 G2의 표면 자유 에너지를 조정했다. 보다 구체적으로는, 캐리어 G2의 물에 대한 접촉각 및 기능층을 도공할 때에 사용하는 용제의 하나인 프로필렌글리콜모노메틸에테르에 대한 접촉각을 조정했다. 또한, 캐리어 G1 및 캐리어 G2를 제작할 때의 상기 재료의 막 두께는 3 ㎛로 했다.

·기능 전사체 A1~A5의 제작

제작한 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에 적어도 1 이상의 기능층을 성막함으로써 기능 전사체 A1~A5를 제작했다. 제작한 기능 전사체 A1~A5에 있어서의, 캐리어 G2와 기능층의 관계 및 캐리어 G2의 물성을 표 3에 기재했다. 또한, 캐리어 G2에 관해서, X선 전자 분광법에 의해 측정되는 표층 불소 원소 농도(Es)와 재료 1의 경화물의 평균 불소 원소 농도(Eb)의 비율(Es/Eb)은, 기능 전사체 A1~기능 전사체 A5의 순으로 75.5, 44, 41, 149 및 721이었다. 또한, 표 3에 기재한 용어의 의미는 다음과 같다.

·기능 전사체 … 기능 전사체 A1~A5 중 어느 것.

·평균 피치 … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 평균 피치이며, 디멘션은 나노미터임.

·평균 개구경 … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 평균 개구경이며, 디멘션은 나노미터임.

·Mcv … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부의 폭이며, 디멘션은 나노미터임.

·Mcc … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 개구의 폭이며, 디멘션은 나노미터임.

·Sh/Scm … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 개구율이며, 무차원 값.

·Mcv/Mcc … 상기 Mcv와 Mcc의 비율이며, 무차원 값.

·ΘH2O … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 측에 대한 물방울의 접촉각이며, 디멘션은 도임.

·Θpgme … 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 측에 대한 프로필렌글리콜모노메틸에테르의 접촉각이며, 디멘션은 도임. 또한, 프로필렌글리콜모노메틸에테르는, 기능층을 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면에 도공할 때에 사용한 용제의 하나이다.

[표 3]

(기능 전사체 A1)

기능 전사체 A1은, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 평탄화하도록 1층의 기능층을 형성한 경우이며, 실시예 1~실시예 35에서 검토한 기능 전사체이다. 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에 하기 조성물 A-1을 도공했다. 또한, 도공 방법은 바코트법을 채용했다. 바코트법으로 도공할 때에, 조성물 A-1을 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 아세톤 및 2-프로판올의 혼합 용제로 희석했다. 희석 농도는 5.2 중량%~20 중량% 사이에서 변화시키고, 속도 50 mm/sec.로 도공했다. 즉, 희석 농도에 의해 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)를 제어했다. 도공 후, 105℃의 건조로 내에서 15분간 정치했다. 건조로에서 취출한 후의 기능층은 비액체 상태이며, 점착성을 보이지 않았다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임이 확인되었다. 또한, 온도를 서서히 올린 바, 60℃ 부근에서 점착성이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 이어서, 기능층의 표면에 보호층을 라미네이터로 접합시켰다. 보호층으로서는 제곱 평균 평방근 높이(Rq)가 다른 것을 채용했다. 구체적으로는, 원통형 마스터 몰드의 패턴 피치, 패턴 깊이, 그리고 패턴의 개구경을 변화시킴으로써 캐리어 G1의 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를 제어했다. 이 제어된 제곱 평균 평방근 높이(Rq)를 갖는 캐리어 G1을 보호층으로서 사용했다.

·조성물 A-1

하기 환형 부위(A)를 포함하는 바인더 수지와 하기 환형 부위(B)를 포함하는 모노머를 혼합한 조성물.

·바인더 수지: 크레졸노볼락계 에폭시아크릴레이트이며, 아크릴레이트 변성율은 대략 100%. 하기 환형 부위(A)를 반복 단위로 하고 있고, 반복 단위수 n이 0~6까지 포함되는 호모올리고머. 평균 분자량은 약 1200이다. 또한 반복은, CH₂의 탄소 원소에 결합하는 「*」 및 6원 환에 결합하는 「*」로 반복된다.

·모노머: 플루오렌 골격을 포함하는 하기 환형 부위(B)를 갖는 모노머. 분자량은 546이며, 2작용성 광중합성 모노머이다. 광중합성기는 아크릴로일기이다.

·바인더 수지와 모노머의 혼합 비율은 중량부로 4.8:5.2로 했다. 또한, 광중합 개시제로서, α-아미노알킬페논계의 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379EG, BASF사 제조)을 선정하고, 바인더 수지와 모노머의 총량에 대하여 3.49 중량%가 되도록 첨가했다.

(기능 전사체 A2)

기능 전사체 A2는, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 내부에 제1 기능층이 형성되고, 제1 기능층 및 요철 구조(Ca)를 평탄화하도록 제2 기능층을 형성한 경우이다. 우선, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에, 하기 조성물 A-2를 도공했다. 또한, 도공 방법은 바코트법을 채용했다. 바코트법으로 도공할 때에, 조성물 A-2를 프로필렌글리콜모노메틸에테르와 아세톤의 혼합 용제로 희석했다. 희석 농도는 13 중량%로 하고, 속도 25 mm/sec.로 도공했다. 도공 후, 105℃의 건조로 내에서 10분간 정치했다. 그 후, 같은 도공을 세 번 반복해서 행했다. 제1 기능층의 캐리어 G2에 대한 배치를 SEM 및 TEM으로 확인했다. 제1 기능층은 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 내부에 충전 배치되어 있었다. 충전량은 제1 기능층의 두께로서 1.8 ㎛였다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 깊이는 2.5 ㎛였다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 상에는 제1 기능층은 배치되어 있지 않았다.

이어서, 제2 기능층을, 제1 기능층 및 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 평탄화하도록 성막했다. 제2 기능층으로서 상기 조성물 A-1을 채용하여, 기능 전사체 A1과 같은 방법으로 도공했다. 또한, 바코트법의 도공 속도는 25 mm/sec.로 했다. 제2 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)는, 기능 전사체 A1과 마찬가지로 희석 농도에 의해 제어했다. 또한, 기능 전사체 A1과 마찬가지로, 건조로에서 취출한 후의 제2 기능층은 비액체 상태이며, 그 표면은 점착성을 보이지 않았다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임이 확인되었다. 또한, 온도를 서서히 올린 바, 60℃ 부근에서 점착성이 발현하는 것을 확인할 수 있었다. 기능 전사체 A1과 같은 식으로 하여, 제2 기능층의 표면에 보호층을 라미네이터로 접합시켜, 제2 기능층 표면의 표면 거칠기(Ra)를 제어했다.

·조성물 A-2

티탄테트라부톡시드, 테트라머(와코쥰야쿠고교사 제조):티탄테트라부톡시드, 모노머(와코쥰야쿠고교사 제조):3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란(신에츠 실리콘사 제조):페닐 변성 실리콘(도오레다우코닝사 제조):광중합 개시제=35.86 g:29.34 g:34.8 g:5.0 g:2.6 g으로 혼합한 재료. 또한 광중합 개시제로서, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)를 선정하여, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합했다.

(기능 전사체 A3)

기능 전사체 A3은, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 상에 제1 기능층이 형성되고, 제1 기능층 및 요철 구조(Ca)를 평탄화하도록 제2 기능층을 형성한 경우이다. 우선, 제1 기능층으로서는 상기 조성물 A-2를 선정했다. 상기 조성물 A-2를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 25 중량%로 희석하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 바코트법에 의해 도공했다. 도공 후, 24℃의 환경 하에서 2분간 정치했다.

이어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상의 조성물 A-2막에 대하여, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면을 접합시키고, 그 후, 캐리어 G2를 박리했다. 여기서, 접합시킬 때의 온도를 60℃로 했다. 제1 기능층의 캐리어 G2에 대한 배치를 SEM 및 TEM으로 확인했다. 제1 기능층은 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 상에 배치되어 있었다. 제1 기능층의 두께로서 250 nm였다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 깊이는 1 ㎛였다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 바닥부에는 제1 기능층은 배치되어 있지 않았다. 이어서, 제2 기능층을, 제1 기능층 및 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 평탄화하도록 성막했다. 제2 기능층으로서 상기 조성물 A-1을 채용하여, 기능 전사체 A1과 같은 방법으로 도공했다. 또한, 바코트법의 도공 속도는 10 mm/sec.로 했다. 제2 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)는, 기능 전사체 A1과 마찬가지로 희석 농도에 의해 제어했다. 또한, 기능 전사체 A1과 마찬가지로, 건조로에서 취출한 후의 제2 기능층의 표면은 점착성을 보이지 않았다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임이 확인되었다. 또한, 온도를 서서히 올린 바, 60℃ 부근에서 점착성이 발현하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기능 전사체 A1과 같은 식으로 하여, 제2 기능층의 표면에 보호층을 라미네이터로 접합시켜, 제2 기능층 표면의 표면 거칠기(Ra)를 제어했다.

(기능 전사체 A4)

기능 전사체 A4는, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 내부 및 볼록부 꼭대기부 상에 상호 격리된 제1 기능층이 형성되고, 제1 기능층 및 요철 구조(Ca)를 평탄화하도록 제2 기능층을 형성한 경우이다. 우선, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에, 상기 조성물 A-2를 기능 전사체 A2와 같은 식으로 도공했다. 도공 후, 105℃의 건조로 내에서 10분간 정치했다. 제1 기능층의 캐리어 G2에 대한 배치를 SEM 및 TEM으로 확인했다. 제1 기능층은 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 내부에 충전 배치되고, 또한, 볼록부 꼭대기부 상에 배치되어 있었다. 또한, 오목부 내부의 제1 기능층과, 볼록부 꼭대기부 상의 제1 기능층은 상호 이격되어 있었다. 오목부 내부에 대한 충전량은, 제1 기능층의 두께로서 1.5 ㎛였다. 볼록부 꼭대기부 상에 배치된 제1 기능층의 두께는 120 nm 정도였다. 또한, 볼록부 꼭대기부 상에 배치된 제1 기능층은, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부 상에 균등한 막을 형성하는 것은 아니고, 볼록부 꼭대기부 상에 복수의 나노 입자를 형성하여 배치되어 있었다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 깊이는 2.2 ㎛였다.

이어서, 제2 기능층을, 제1 기능층 및 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 평탄화하도록 성막했다. 제2 기능층으로서 상기 조성물 A-1을 채용하고, 기능 전사체 A1과 같은 방법으로 도공했다. 또한, 바코트법의 도공 속도는 25 mm/sec.로 했다. 제2 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)는, 기능 전사체 A1과 마찬가지로 희석 농도에 의해 제어했다. 또한, 기능 전사체 A1과 마찬가지로, 건조로에서 취출한 후의 제2 기능층의 표면은 점착성을 보이지 않았다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임이 확인되었다. 또한, 온도를 서서히 올린 바, 60℃ 부근에서 점착성이 발현하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기능 전사체 A1과 같은 식으로 하여, 제2 기능층의 표면에 보호층을 라미네이터로 접합시켜, 제2 기능층 표면의 표면 거칠기(Ra)를 제어했다.

(기능 전사체 A5)

기능 전사체 A5는, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 표면을 피복하도록 제1 기능층이 형성되고, 제1 기능층을 평탄화하도록 제2 기능층을 형성한 경우이다. 우선, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)면 상에, 상기 조성물 A-2를, 기능 전사체 A2와 같은 식으로 도공했다. 도공 후, 105℃의 건조로 내에서 10분간 정치했다. 제1 기능층의 캐리어 G2에 대한 배치를 SEM 및 TEM으로 확인했다. 제1 기능층은 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)를 피복하도록 배치되어 있었다. 또한, 캐리어 G2의 오목부 부근의 제1 기능층의 막 두께는, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 근방의 제1 기능층의 막 두께보다도 두껍게 성막되어 있었다. 보다 구체적으로는, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 오목부 바닥부를 기준으로 했을 때의 제1 기능층의 막 두께는 1.4 ㎛이고, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 볼록부 꼭대기부를 기준으로 한 제1 기능층의 막 두께는 100 nm였다. 또한, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)의 깊이는 2.3 ㎛였다.

이어서, 제2 기능층을, 제1 기능층 및 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 평탄화하도록 성막했다. 제2 기능층으로서, 상기 조성물 A-1을 채용하고, 기능 전사체 A1과 같은 방법으로 도공했다. 또한, 바코트법의 도공 속도는 25 mm/sec.로 했다. 제2 기능층의 막 두께에 상당하는 거리(t)는, 기능 전사체 A1과 마찬가지로 희석 농도에 의해 제어했다. 또한, 기능 전사체 A1과 마찬가지로, 건조로에서 취출한 후의 제2 기능층의 표면은 점착성을 보이지 않았다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임이 확인되었다. 또한, 온도를 서서히 올린 바, 60℃ 부근에서 점착성이 발현하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기능 전사체 A1과 같은 식으로 하여, 제2 기능층의 표면에 보호층을 라미네이터로 접합시켜, 제2 기능층 표면의 표면 거칠기(Ra)를 제어했다.

·기능 전사체의 평가

기능 전사체 A1~A5의 기능층의 전사 정밀도를 평가했다. 피처리체로서 6 인치의 C면 사파이어(오프각 0.2°)를 사용했다. 우선, 피처리체를, 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 표면 처리액 중에 15분간 침지시켰다. 이어서, 피처리체를 취출하고, 초순수를 사용하여 상기 표면 처리액을 씻어냈다. 마지막으로 스핀 건조를 행했다. 표면 처리를 실시한 피처리체를 120℃의 핫플레이트 상에 배치하고, 이 상태에서 기능 전사체 A1~A5를 라미네이션했다. 기능 전사체가 접합된 피처리체에 대하여, 기능 전사체 측으로부터 고압 수은등 광원을 이용하여 UV 광을 조사했다. UV광의 적산 광량은 990 mJ/㎠가 되도록 조정했다. 이어서, 기능 전사체가 접합된 피처리체를 120℃의 핫플레이트 상에 90초 두고, 그 후 10초간 에어 블로우를 행하여 냉각했다. 냉각 후, 캐리어 G2를 박리 제거했다.

우선, 박리성에 관한 예비 시험을 실시했다. 예비 시험으로서는, 기능 전사체 A1~A5에 대하여 질소 치환 환경 하에서 자외선을 조사하여, 기능층을 경화시켰다. 자외선은, 조도가 87 mW/㎠이고, 파장 365 nm의 UV-LED 광원을 사용하여, 적산 광량이 1800 mJ/㎠가 되도록 했다. 이어서, 기능층의 표면에 점착 테이프를 접합시켰다. 마지막으로, 점착 테이프를 박리 제거하여, 기능층과 캐리어 G2가 분리되는지를 확인했다. 결과는 어느 기능 전사체 A1~A5에서나 기능층은 캐리어 G2로부터 분리 가능하다는 것이 확인되었다.

우선, 기능층과 피처리체의 밀착력을 평가했다. 기능층을 피처리체에 대하여 양호하게 전사 부여하기 위해서는, 기능층과 피처리체의 진실 접촉 면적을 크게 하고, 이에 따라 접착 강도를 증대시키는 것이 중요하기 때문이다. 냉각 후의 기능 전사체/피처리체로부터, 캐리어 G2를 10 mm/sec.의 속도로 박리할 때의 박리 강도를 측정했다. 여기서, 예비 검토로부터, 기능층과 캐리어 G2는 용이하게 분리 가능하다는 것이 확인되었다. 즉, 측정되는 박리 강도의 지배 인자는 기능층과 피처리체의 계면 접착력이다. 또한, 기능 전사체 A1~기능 전사체 A5의 기능층의 최외층은 전부 동일한 조성물이다. 즉, 박리 강도에 차가 생긴 것이라면, 그것은 진실 접촉 면적이 변화했기 때문이라고 생각할 수 있다.

기능 전사체 A1~기능 전사체 A5의 각각에 대하여 박리 강도를 측정한 바, 비율(Rq/t)이 클수록 박리 강도가 작은 것이 확인되었다. 기능 전사체 A1~A5에 상관없이, 기능층과 피처리체의 접착력, 즉 박리 강도는 비율(Rq/t)이 작을수록 커진다. 즉, 비율(Rq/t)과 박리 강도의 관계는, 기능 전사체를 구성하는 기능층의 최외층에 의해 지배되는 것을 알 수 있었다. 이어서, 비율(Rq/t)이 1.41을 임계점으로 하여 박리 강도가 상승하고 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 비율(Rq/t)이 1.41을 경계로, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때의, 기능층의 최외층의 유동성이 향상되어, 기능층과 피처리체의 진실 접촉 면적이 커졌기 때문으로 추정된다. 또한, 비율(Rq/t)이 1.41 초과인 경우, 피처리체에 전사 부여된 기능층에 있어서, 기능층의 응집 파괴가 관찰되는 부분이 있었다. 이것은, 캐리어 G2를 제거할 때의 박리 응력에 대한 기능층의 내성이 저하하거나, 혹은 박리 응력의 균등성이 저하하여, 박리 응력의 집중점이 발생했기 때문이라고 생각된다. 이상으로부터, 비율(Rq/t)이 1.41 이하임으로써, 기능 전사체의 기능층과 피처리체의 접착 강도가 향상됨과 더불어, 캐리어 G2를 박리할 때의 기능층의 응집 파괴를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

이어서, 비율(Rq/t)과 비율(Ra/t)의 관계를 조사했다. 결과는, 기능 전사체의 종류에 의하지 않는 것이며, 실시예 1~실시예 35의 결과에 가깝고, 0.94 이상의 상관성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 기능 전사체의 구성에 상관없이, 비율(Rq/t)을 만족하는 기능 전사체의 기능층과 보호층을 설계함으로써 양호하게 비율(Ra/t)을 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이어서, 비율(Rq/t)에 의해 제어한 비율(Ra/t)의 효과를 조사했다. 우선, 기능 전사체/피처리체로부터 캐리어 G2를 박리할 때의 박리 속도를 변수로 했다. 여기서, 캐리어 G2를 박리한 후의 피처리체에 있어서, 기능층의 전사 비율이 10% 이하까지 감소할 때의 박리 속도(Vm)를 기록했다. 즉, 이 박리 속도(Vm)가 클수록, 기능 전사체를 사용하여, 피처리체에 기능층을 전사 부여할 때의 속도를 향상시킬 수 있으므로, 기능 전사체의 편리성이 향상된다. 또한, 기능층이 부여된 부위에서 임의로 10점의 측정 부위를 선택하여 취하고, 선택하여 취한 부분에 대하여 AFM 관찰을 하여, 캐리어 G2의 요철 구조(Ca)가 전사 부여되어 있는지 여부를 판단했다. 보다 구체적으로는, 어떤 1점의 측정 부위에 대하여 100점의 볼록부를 관찰했다. 즉, 합계로 1000점의 볼록부를 관찰하고, 이들 1000점의 볼록부 중에 포함되는 결함을 측정했다. 이들 측정으로부터 평가 지표를 만들었다. 또한, 박리 속도(Vm)는 상기 검토로부터 비율(Rq/t)=1.41인 경우를 1로 하여 규격화하여, 박리 속도(Vm)의 비로서 기재했다.

·평가 지표

◎+ … 박리 속도(Vm) 비가 4.5 이상이면서 결함율이 0.5% 이하.

◎ … 박리 속도(Vm) 비가 4.5 이상이면서 결함율이 0.5% 초과 1% 이하.

○+ … 박리 속도(Vm) 비가 4.3 이상 4.5 미만이면서 결함율이 1% 이하.

○ … 박리 속도(Vm) 비가 3.8 이상 4.3 미만이면서 결함율이 1.5% 이하.

△+ … 박리 속도(Vm) 비가 2.2 이상 4.3 미만이면서 결함율이 2.5% 이하.

△ … 박리 속도(Vm) 비가 1.0 이상 2.2 미만이면서 결함율이 5% 이하.

× … 비율(Ra/t)이 1.2 초과인 경우.

기능 전사체 A1~기능 전사체 A5에 대한 결과를 표 4에 합쳐 기재했다. 표 4로부터, 기능 전사체의 종류에 상관없이, 비율(Ra/t)에 의해 전사 성능을 가려낼 수 있다는 것을 알 수 있다. 그리고, 이미 비율(Ra/t)은 비율(Rq/t)에 의해 제어되는 것을 알고 있으므로, 기능 전사체의 구성에 상관없이 비율(Rq/t)을 소정 범위로 함으로써 전사성이 높고, 기능층을 피처리체에 부여할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

[표 4]

·기능 전사체 A1~A5의 사용

이어서, 기능 전사체 A1~A5의 기능층을 가공 마스크로서 기능하게 하여, 피처리체를 가공했다. 여기서는, 피처리체로서 6 인치φ의 C면 사파이어를 사용했다. 또한, 기능 전사체로서는, 비율(Rq/t)이 0.29 이하인 것을 사용했다.

(기능 전사체 A1의 사용)

기능층을 갖는 피처리체의 기능층면 측으로부터, 산소 가스를 사용한 반응성 이온 에칭을 행하여, 피처리체 표면을 부분적으로 노출시켰다. 에칭 조건은, 압력 1 Pa, 전력 300 W로 하고, 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때까지의 시간을 조정했다.

이어서, BCl₃ 가스와 염소 가스의 혼합 가스를 사용한 반응성 이온 에칭(이하, ICP-RIE라고 한다)을 행하여 피처리체를 가공했다. 에칭은, ICP: 150 W, BIAS: 50 W, 압력 0.2 Pa로 실시하고, ICP-RIE 장치(RIE-101iPH, 삼코 가부시키가이샤 제조)를 사용했다.

마지막으로 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 용액으로 세정했다.

얻어진 피처리체를 SEM으로 관찰한 바, 평균 피치가 3000 nm인 복수의 볼록부가 적성되고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, ICP-RIE의 시간을 조정함으로써, 볼록부 바닥부의 직경 및 볼록부 꼭대기부의 형상을 제어할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 볼록부 바닥부의 직경으로서는, 2.5 ㎛, 2.0 ㎛ 및 1.5 ㎛의 3점을 만들 수 있었다. 또한, 볼록부 꼭대기부의 형상으로서는 테이블 톱이 있는 형상, 볼록부 꼭대기부의 곡율 반경이 0 초과인 각부인 원추 형상, 그리고 렌즈 형상의 3 종류를 만들 수 있었다.

이상으로부터, 기능 전사체 A1을 사용함으로써, 기능층은 피처리체에의 접착 기능과, 피처리체에 대한 가공용 마스크 기능의 두 가지의 기능을 발현할 수 있다는 것이 확인되었다.

(기능 전사체 A2의 사용)

상기 「기능 전사체의 평가」와 같은 식으로 조작하여, 피처리체 상에 기능층을 전사 부여했다. 기능층을 갖는 피처리체의 기능층면 측으로부터, 상기 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 산소 가스를 사용한 에칭을 행하여, 피처리체 표면을 부분적으로 노출시켰다. 또한, 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때까지의 시간을 조정했다. 에칭 후의 기능층을 SEM으로 관찰한 바, 제1 기능층의 체적은 거의 감소하지 않고, 제2 기능층만이 가공되어 있음이 확인되었다. 즉, 제1 기능층은 제2 기능층의 가공용 마스크로서 기능하고 있었다.

이어서, 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 ICP-RIE를 행하여, 피처리체를 가공했다. ICP-RIE를 5분간 행한 후의 피처리체를 SEM 및 에너지 분산형 X선 분광법(EDX)으로 관찰했다. 그 결과, 제1 마스크층은 관찰되지 않고, 제2 기능층이 남아 있음이 확인되었다.

마지막으로 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 용액으로 세정했다.

얻어진 피처리체를 SEM으로 관찰한 바, 평균 피치가 3000 nm인 복수의 볼록부가 작성되고 있음을 알 수 있었다. 또한, ICP-RIE의 시간을 조정함으로써, 볼록부 바닥부의 직경 및 볼록부 꼭대기부의 형상을 제어할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 볼록부 바닥부의 직경으로서는, 2.7 ㎛, 2.4 ㎛ 및 1.4 ㎛의 3점을 만들 수 있었다. 또한, 볼록부 꼭대기부의 형상으로서는 테이블 톱이 있는 형상과, 볼록부 꼭대기부의 곡율 반경이 0 초과인 각부인 원추형, 그리고 렌즈형의 3 종류를 만들 수 있었다.

이상으로부터, 기능 전사체 A2를 사용함으로써, 제1 기능층은, 제2 기능층에 대한 가공용 마스크로서 기능하고, 한편 제2 기능층은, 피처리체에의 접착 기능과, 제1 기능층에의 접착 기능과, 피처리체에 대한 가공용 마스크 기능의 세 가지의 기능을 발현할 수 있다는 것이 확인되었다.

(기능 전사체 A3의 사용)

상기 「기능 전사체의 평가」와 같은 식으로 조작하여, 피처리체 상에 기능층을 전사 부여했다. 기능층을 갖는 피처리체의 기능층면 측으로부터, 상기 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 산소 가스를 사용한 에칭을 행하여, 피처리체 표면을 부분적으로 노출시켰다. 또한, 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때까지의 시간을 조정했다. 에칭 후의 기능층을 SEM으로 관찰한 바, 제1 기능층의 체적은 거의 감소하지 않고, 제2 기능층이 가공되어 있음이 확인되었다. 즉, 제1 기능층은 제2 기능층의 가공용 마스크로서 기능하고 있었다.

이어서, 기능 전사체(14)의 사용과 마찬가지로 ICP-RIE를 행하여, 피처리체를 가공했다. ICP-RIE를 3분간 행한 후의 피처리체를 SEM 및 EDX로 관찰했다. 그 결과, 제1 마스크층은 관찰되지 않고, 제2 기능층이 남아 있음이 확인되었다.

마지막으로 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 용액으로 세정했다.

얻어진 피처리체를 SEM으로 관찰한 바, 평균 피치가 3000 nm인 복수의 오목부가 작성되었음을 알 수 있었다, ICP-RIE의 시간을 조정함으로써, 오목부 개구부의 직경 및 볼록부 꼭대기부의 형상을 제어할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 오목부 개구부의 직경 1.5 ㎛, 1.8 ㎛ 및 2.0 ㎛의 3점을 만들 수 있었다. 또한, 볼록부 꼭대기부의 형상으로서는 테이블 톱이 있는 형상과, 볼록부 꼭대기부의 곡율 반경이 0 초과인 각부인 형상의 2 종류를 만들 수 있었다.

이상으로부터, 기능 전사체 A3을 사용함으로써, 제1 기능층은, 제2 기능층에 대한 가공용 마스크로서 기능하고, 한편, 제2 기능층은, 피처리체에의 접착 기능과, 제1 기능층에의 접착 기능과, 피처리체에 대한 가공용 마스크 기능의 세 가지의 기능을 발현할 수 있다는 것이 확인되었다.

(기능 전사체 A4의 사용)

상기 「기능 전사체의 평가」와 같은 식으로 조작하여, 피처리체 상에 기능층을 전사 부여했다. 기능층을 갖는 피처리체의 기능층면 측으로부터, 상기 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 산소 가스를 사용한 에칭을 행하여, 피처리체 표면을 부분적으로 노출시켰다. 또한, 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때까지의 시간을 조정했다. 에칭 후의 기능층을 SEM으로 관찰한 바, 제1 기능층의 체적은 거의 감소하지 않고, 제2 기능층이 가공되어 있음이 확인되었다. 즉, 제1 기능층은, 제2 기능층의 가공용 마스크로서 기능하고 있었다. 또한, 피처리체 상에는 직경이 큰 제2 기능층의 패턴과, 직경이 작은 제2 기능층의 패턴이 형성되어 있었다. 이 직경이 작은 제2 기능층의 패턴은, 기능 전사체 A4의 요철 구조(Ca)의 볼록부의 꼭대기부 상에 배치된 제1 기능층에 유래한다. 보다 구체적으로는, 직경이 큰 제2 기능층의 패턴은 육방 배열로 배열되어 있고, 육방 배열되는 직경이 큰 제2 기능층의 상호 인접하는 볼록부 사이에, 직경이 작은 제2 기능층이 형성되어 있었다.

이어서, 상기 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 ICP-RIE를 행하여 피처리체를 가공했다. ICP-RIE를 5분간 행한 후의 피처리체를 SEM 및 EDX로 관찰했다. 그 결과, 제1 마스크층은 관찰되지 않고, 제2 기능층이 남아 있음이 확인되었다.

마지막으로 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 용액으로 세정했다.

얻어진 피처리체를 SEM으로 관찰한 바, 평균 피치가 3000 nm인 복수의 볼록부가 작성되었음을 알 수 있었다. 또한, 이 복수의 볼록부에 있어서, 인접하는 볼록부 사이에, 직경이 10 nm~90 nm 정도의 작은 볼록부가 부분적으로 형성되어 있었다. 또한, ICP-RIE의 시간을 조정함으로써, 볼록부 바닥부의 직경 및 볼록부 꼭대기부의 형상을 제어할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 볼록부 바닥부의 직경으로서는, 2.8 ㎛, 2.3 ㎛ 및 2.0 ㎛의 3점을 만들 수 있었다. 또한, 볼록부 꼭대기부의 형상으로서는 테이블 톱이 있는 형상과, 볼록부 꼭대기부의 곡율 반경이 0 초과인 각부인 원추형, 그리고 렌즈형의 3 종류를 만들 수 있었다.

이상으로부터, 기능 전사체 A4를 사용함으로써, 제1 기능층은, 제2 기능층에 대한 가공용 마스크로서 기능하고, 한편, 제2 기능층은, 피처리체에의 접착 기능과, 피처리체에 대한 가공용 마스크 기능의 두 가지의 기능을 발현할 수 있다는 것이 확인되었다.

(기능 전사체 A5의 사용)

상기 「기능 전사체의 평가」와 같은 식으로 조작하여, 피처리체 상에 기능층을 전사 부여했다. 기능층을 갖는 피처리체의 기능층면 측으로부터, 상기 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 산소 가스를 사용한 에칭을 행하여, 피처리체 표면을 부분적으로 노출시켰다. 또한, 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때까지의 시간을 조정했다. 에칭 후의 기능층을 SEM으로 관찰한 바, 기능 전사체의 요철 구조(Ca)의 볼록부 상에 위치하는 제1 기능층 피막에 상당하는 부분은 제거되고, 요철 구조(Ca)의 오목부 내벽에 피막을 형성한 제1 기능층이 남아 있었다. 또한, 요철 구조(Ca)의 오목부 내벽에 피막을 형성한 제1 기능층 아래에 배치되는 제2 기능층은 남아 있고, 요철 구조(Ca)의 볼록부 위에 위치하는 제1 기능층 피막 아래에 위치하는 제2 기능층은 제거되어 있었다. 즉, 제1 기능층은 제2 기능층의 가공용 마스크로서 기능하고 있었다.

이어서, 「기능 전사체 A1의 사용」과 마찬가지로 ICP-RIE를 행하여 피처리체를 가공했다. ICP-RIE를 5분간 행한 후의 피처리체를 SEM 및 EDX로 관찰했다. 그 결과, 제1 마스크층은 관찰되지 않고, 제2 기능층이 남아 있음이 확인되었다.

마지막으로 황산 및 과산화수소수를 2:1의 중량비로 혼합한 용액으로 세정했다.

얻어진 피처리체를 SEM으로 관찰한 바, 평균 피치가 3000 nm인 복수의 볼록부가 작성되었음을 알 수 있었다. 또한, ICP-RIE의 시간을 조정함으로써, 볼록부 바닥부의 직경 및 볼록부 꼭대기부의 형상을 제어할 수 있음을 알 수 있었다. 볼록부 바닥부의 직경으로서는 2.6 ㎛, 2.1 ㎛ 및 1.9 ㎛의 3점을 만들 수 있었다. 또한, 볼록부 꼭대기부의 형상으로서는 테이블 톱이 있는 형상과, 볼록부 꼭대기부의 곡율 반경이 0 초과인 각부인 원추형, 그리고 렌즈형의 3 종류를 만들 수 있었다.

이상으로부터, 기능 전사체 A5를 사용함으로써, 제1 기능층은, 제2 기능층에 대한 가공용 마스크로서 기능하고, 한편, 제2 기능층은, 피처리체에의 접착 기능과, 피처리체에 대한 가공용 마스크 기능의 두 가지의 기능을 발현할 수 있다는 것이 확인되었다.

(실시예 37)

실시예 37에서는, 기능 전사체의 기능층의 최외층의 물성과 피처리체의 종류가 전사성에 미치는 영향을 조사했다. 여기서는, 실시예 36으로부터, 기능 전사체에 있어서의 기능층의 배치는 전사성에 영향을 주지 않는다는 것을 알고 있었기 때문에, 실시예 36의 기능 전사체 A1을 대표하여 사용했다.

실시예 36의 기능 전사체 A1과 같은 수법으로 기능 전사체 B를 제작했다. 단, 기능 전사체 B의 기능층으로서 이하의 조성물 B-1~B-21을 각각 사용했다. 또한, 각 조성물 B-1~B-21은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 시클로헥사논, 아세톤, 2-프로판올, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란, 시클로헥산 또는 톨루엔 중 어느 것 혹은 혼합 용제에 대하여 용해시켰다. 특히, 친수성 용제에 용해시키는 것을 우선적으로 검토하고, 친수성 용제에 용해되지 않은 경우에 소수성 용제를 검토했다. 또한, 각 조성물이 갖는 극성기를 표 5 및 표 6에 기재했다. 또한, 표 5 및 표 6에서는 ○ 표시가 있는 극성기를 포함하는 것을 의미한다. 즉, 아무것도 기재가 없는 공란은 그 극성기를 포함하지 않음을 의미하고 있다. 또한, 표 5 및 표 6에 기재한 극성기에는 중합 개시제가 구비하는 극성기는 기재하지 않았다.

[표 5]

[표 6]

·조성물 B-1

하기의 반복 단위(a)와 반복 단위(b)로 구성되는 공중합 폴리머이다. 분자량은 2900이다. 반복 단위 b의 반복수 Nb와 반복 단위 a의 반복수 Na의 비율(Nb/Na)은 0.25이다.

·조성물 B-2

하기의 반복 단위(c)를 포함하는 크레졸노볼락계 에폭시아크릴레이트이며, 아크릴레이트 치환율은 대략 100%이다. 반복 단위수 n이 0~6까지 포함되는 호모올리고머이다. 평균 분자량은 약 1200이다. 또한 반복은, CH₂의 탄소 원소에 결합하는 「*」 및 6원 환에 결합하는 「*」으로 반복된다. 또한, 광중합 개시제로서, α-아미노알킬페논계의 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379EG, BASF사 제조)을 3.17 중량% 첨가했다.

·조성물 B-3

상기 반복 단위(a)와 하기 반복 단위(d)로 구성되는 공중합 폴리머이다. 평균 분자량은 5500이며, 반복 단위(a)의 반복수 Na와 반복 단위(d)의 반복수 Nd의 비율(Na/Nd)은 1.5이다. 또한, 광중합 개시제로서, 옥심에스테르계의 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(0-아세틸옥심)(Irgacure OXE02, BASF사 제조)을 4.2 중량% 첨가했다.

·조성물 B-4

크레졸노볼락계 에폭시메타아크릴레이트이며, 메타아크릴레이트 변성율은 약 50%인 호모폴리머이다. 분자량은 약 3000이다. 광중합 개시제로서, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하고, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합하여, 3.1 8 중량% 첨가했다.

·조성물 B-5

페놀노볼락계 에폭시메타아크릴레이트이며, 메타아크릴레이트 변성율은 약 50%인 호모폴리머이다. 분자량은 약 3000이다. 광중합 개시제로서, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하고, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합하여, 3.18 중량% 첨가했다.

·조성물 B-6

하기 반복 단위(e)를 갖는 폴리에틸렌글리콜이며, 분자량은 약 40000이다. 또한 말단은 수산기이다.

(반복 단위(e))

-(CH₂-CH₂-O)_n-

·조성물 B-7

상기 반복 단위(a)와 하기 반복 단위(f)로 구성되는 아미노에틸화 공중합 아크릴 폴리머이다. 평균 분자량은 약 20000이며, 반복 단위(a)의 반복수 Na와 반복 단위(f)의 반복수 Nf의 비율(Na/Nf)은 0.67이다.

·조성물 B-8

조성물 B-1에 기재한 공중합 폴리머에 대하여, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 5.5:4.5로 했다. 또한, 모노머 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제로서, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하고, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합했다.

·조성물 B-9

조성물 B-2에 기재한 크레졸노볼락계 에폭시아크릴레이트에, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 7.9:2.1로 했다. 또한, 올리고머 및 모노머 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-아미노알킬페논계의 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379EG, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-10

조성물 B-3에 기재한 공중합 폴리머에, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 4.2:5.8로 했다. 또한, 폴리머와 모노머의 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, 옥심에스테르계의, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(0-아세틸옥심)(Irgacure OXE02, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-11

조성물 B-4에 기재한 폴리메틸메타아크릴레이트에, 모노머인 2-에틸헥실 EO 변성 아크릴레이트 및 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 4.0:6.0로 했다. 또한, 모노머 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하여, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합했다.

·조성물 B-12

조성물 B-5에 기재한 페놀노볼락계 에폭시메타아크릴레이트에, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 8.2:1.8로 했다. 또한, 폴리머 및 모노머의 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는 α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과, α-아미노알킬페논계의 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하고, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합했다.

·조성물 B-13

조성물 B-6에 기재한 폴리에틸렌글리콜에, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 5.5:4.5로 했다. 또한, 모노머 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-히드록시알킬페논계의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(Irgacure 184, BASF사 제조)과 α-아미노알킬페논계의 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369, BASF사 제조)을 선정하고, Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1의 비율로 혼합했다.

·조성물 B-14

조성물 B-7에 기재한 아미노에틸화 공중합 아크릴 폴리머에, 모노머인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 EO 변성 트리아크릴레이트를 혼합한 재료이다. 또한, 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비는 6.7:2.3으로 했다. 또한, 모노머 총 중량에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, 옥심에스테르계의, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(0-아세틸옥심)(Irgacure OXE02, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-15

50℃에 있어서의 점도가 약 3000 mPa·s인 페닐글리시딜에테르아크릴레이트와, 25℃에 있어서의 점도가 약 25000 mPa·s인 펜타에리스리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 프리폴리머를 중량비로 75:25로 혼합한 재료에, 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-아미노알킬페논계의, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379EG, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-16

하기 반복 단위(g)를 갖는 티탄 폴리머, 측쇄 페닐 변성 실리콘(신에츠 실리콘사 제조 SH710), 티탄테트라부톡시드, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란을 혼합한 재료이며, 혼합 비율은 1:1.3:1.5:0.42:0.42로 했다. 또한, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-아미노알킬페논계의 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379 EG, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-17

분자량이 40000인 폴리디메틸실록산, 측쇄 페닐 변성 실리콘(신에츠 실리콘사 제조 SH710), 티탄테트라부톡시드, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란을 혼합한 재료이며, 혼합 비율은 1:1.3:1.5:0.42:0.42로 했다. 또한, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란에 대하여 5.5 중량%의 광중합 개시제를 첨가했다. 광중합 개시제는, α-아미노알킬페논계의, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(Irgacure 379 EG, BASF사 제조)을 선정했다.

·조성물 B-18

조성물 B-16에 기재한 티탄 폴리머이다.

·조성물 B-19

분자량이 약 40000인 폴리디메틸실록산이며, 조성물 B-17에서 사용한 것과 같은 것이다.

·조성물 B-20

분자량이 5800인 폴리이소프렌이다.

·조성물 B-21

분자량이 56000인 폴리스티렌이다.

상기 실시예 36의 기능 전사체 A-1과 같은 식으로 기능층을 성막했다. 실시예 36과 마찬가지로, 건조로에서 취출한 후의 기능층은 비액체 상태였다. 또한, 조성물 B-1부터 조성물 B-15에 관해서는, 온도를 서서히 올린 바, 60℃~80℃ 부근에서 점착성이 발현되거나 또는 점착성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 36의 기능 전사체 A1과 같은 식으로 조작하여, 피처리체에 대하여 기능층을 전사했다. 단, 피처리체에 접합시킬 때의 온도를 95℃~145℃의 범위로 변경했다. 여기서, 피처리체로서는 이하의 피처리체 T-1~T-15를 사용했다.

·피처리체 T-1 … 석영 유리.

·피처리체 T-2 … 사파이어(C면).

·피처리체 T-3 … 탄화규소(SiC).

·피처리체 T-4 … 질화갈륨.

·피처리체 T-5 … 금. 단, 석영 유리의 표면에 금을 증착하여 성막한 것.

·피처리체 T-6 … 은. 단, 석영 유리의 표면에 은을 증착하여 성막한 것.

·피처리체 T-7 … 산화인듐주석(ITO).

·피처리체 T-8 … 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET).

·피처리체 T-9 … 합성 피혁(표피 표층은 폴리우레탄 필름).

·피처리체 T-10 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 1:99로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 41도. 또한, 표면 처리는 다음과 같이 행했다. 우선, 무 수톨루엔 용제 중에 석영 유리를 침지하여, 105℃~110℃의 온도에서 30분간 가온했다. 이어서, 무수 톨루엔에 상기 비율의 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 10 중량%의 농도로 용해시켰다. 상기 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란이 용해된 무수 톨루엔 용제 중에, 침지 가온 처리를 실시한 석영 유리를 침지했다. 이 때, 24℃에서 8시간 유지했다. 그 후, 석영 유리를 취출하여, 무수 톨루엔으로 충분히 세정한 후에, 아세톤으로 세정하고, 마지막으로 에탄올로 세정했다. 세정 후, 120℃에서 15분간 건조시켜 처리를 완료했다.

·피처리체 T-11 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 10:90으로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 71도. 또한, 표면 처리는 피처리체 T-10과 같은 식으로 행했다.

·피처리체 T-12 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 25:75로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 88도. 또한, 표면 처리는 피처리체 T-10과 같은 식으로 행했다.

·피처리체 T-13 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 50:50으로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 94도. 또한, 표면 처리는 피처리체 T-10과 같은 식으로 행했다.

·피처리체 T-14 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 65:35로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 101도. 또한, 표면 처리는 피처리체 T-10과 같은 식으로 행했다.

·피처리체 T-15 … 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란을 몰비로 92:8로 혼합한 재료로 표면 처리를 실시한 석영 유리. 물방울에 대한 접촉각은 109도. 또한, 표면 처리는 피처리체 T-10과 같은 식으로 행했다.

전사성 시험을 실시한, 기능층의 조성물 B-1~B-21과 피처리체 T-1~T-15의 조합 및 평가 결과를 표 7에 기재했다. 평가 지표는 다음과 같다. 우선, 기능 전사체 B를 실시예 36과 같은 식으로 해석하여, 비율(Rq/t)을 산출했다. 여기서는, 기능 전사체 B에 대한 값이므로 비율 B라고 표현한다. 이어서, 산출한 비율 B를, 실시예 36의 기능 전사체 A1의 전사성 검토 결과와 대조했다. 즉, 비율 B와 같거나 또는 가장 가까운 기능 전사체 A1의 비율(Rq/t)에 대한 전사성 평가 결과를 확인했다. 기능 전사체 B에서도, 실시예 36의 기능 전사체 A1과 마찬가지로 전사성을 평가하고, 평가 결과가 실시예 36의 「△」, 즉, 박리 속도(Vm) 비가 1.0 이상 2.2 미만, 또한 결함율이 5% 이하가 된 경우를 기준으로 하여, 평가 결과가 내려갔지만 상기 「△」 평가까지는 내려가지 않은 경우를 「▲」, 평가 결과가 같거나 혹은 향상된 경우를 「●」로 했다. 또한, 표 7 중, 아무것도 기재하지 않는 란은 평가를 하지 않았음을 의미한다.

[표 7]

표 7로부터 다음을 알 수 있다. 우선 극성기를 기능층에 포함함으로써, 전사성이 양호하게 유지된다. 한편, 극성기를 포함하지 않는 경우라도, 박리 속도(Vm) 비가 1.0 이상 2.2 미만 또한 결함율이 5% 이하가 되는 케이스는 없다. 더욱이, 이들 결과는, 피처리체의 재질이나 표면 물성에 의하지 않는다. 즉, 비율(Rq/t)을 만족함으로써, 특히 기능층에 극성기를 포함하는 경우에, 전사성이 양호하게 되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 전사성에 있어서 특히 중요한 인자는, 기능층과 피처리체의 접착 강도를 크게 하는 것과, 기능층의 파괴를 억제하는 것이다. 여기서, 기능층과 피처리체의 접착 강도는, 비율(Ra/t)에 의한 진실 접촉 면적의 증가에 의해 담보하고 있지만, 기능층이 극성기를 포함함으로써 기능층과 피처리체의 단위 면적당 접착 강도가 향상되기 때문이다. 이것은, 극성기를 포함함으로써 생기는, 정전기적인 상호작용이나 수소 결합 작용이 작용하기 때문이라고 생각된다. 또한, 극성기로서, 에폭시기, 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 카르복실기, 이소시아네이트기 또는 카르보닐기의 적어도 1 이상을 포함하면, 캐리어 G2와 기능층의 밀착력이 작아지는 것도 알 수 있었다. 이것은, 전사 정밀도를 향상시키는 것으로 이어지기 때문에 유용하다. 이것은, 이들 극성기를 포함하는 경우, 광중합에 의한 수축, 열중합에 의한 수축, 수소 결합에 의한 고밀도화의 하나 이상의 현상을 발현할 수 있기 때문에, 캐리어 G2와 기능층과의 계면 접착력이 저하했기 때문으로 추정된다. 그 중에서도, 에폭시기, 수산기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기 또는 카르복실기의 적어도 하나 이상을 포함함으로써 상기 효과가 커지는 것이 확인되었다.

또한, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때의, 이물의 영향을 별도 조사한 바, 조성물 B-1~조성물 B-15을 사용한 경우, 이물의 영향을 받기 어려운 것을 알 수 있었다. 보다 구체적으로는, 피처리체의 표면에 자의적으로 이물로서 단백질을 부착시키고, 이 상태에서 기능 전사체를 접합시켰다. 이 결과, 조성물 B-1~조성물 B-15을 사용한 경우는, 이물의 직경을 φ로 한 경우에, 접합에 의해 상기 이물부에서 발생한 기포의 크기는 5φ 이하이지만, 다른 조성물을 사용한 경우는, 발생한 기포는 8φ 이상이었다. 조성물 B-1~조성물 B-15은, 온도를 서서히 올린 바, 60℃~80℃ 부근에서 점착성이 발현하거나 혹은 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 이러한 조건을 만족함으로써 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때에, 기능층 표층의 유동성이 커지므로, 이물 주변에서의 기능층의 유동도 향상되어, 이물이라는 불균일을 흡수하는 효과가 커졌기 때문이라고 생각된다. 이상으로부터, 기능 전사체의 기능층은, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임과 더불어 가온함으로써 점착성이 발현하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 또, 기능층 재료의 선택성이나 공업 제조의 관점에서, 점착성을 발현하는 최저의 온도는 300℃ 정도이다. 즉, 온도 20℃에서 또한 차광 하에 비액체 상태임과 더불어, 온도 20℃ 초과 내지 300℃ 이하의 범위에서 점착성을 발현하는 것이 바람직하다.

또한, 다른 검토에서, 제1 기능층이 요철 구조(Ca)를 평탄화하고, 또한 제1 기능층 상에 제2 기능층이 형성되는 기능 전사체를 제작했다. 여기서, 제1 기능층으로서 조성물 B-18부터 조성물 B-21 중 어느 것을 사용하고, 제2 기능층에 조성물 B-1부터 조성물 B-3을 사용했다. 이 경우, 상기 평가 지표를 사용하면 「●」이었다. 즉, 기능 전사체에 있어서는, 기능층의 최외층에 극성기가 포함되어 있으면, 전사성이 보다 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한, 최외층에 극성기를 포함하는 경우에 있어서, 기능층의 최외층의 막 두께를 조사한 바, 5 nm 정도부터 전사성이 향상되기 시작하여, 20 nm~30 nm에서 급격히 전사성이 양호하게 되고, 50 nm 이상에 있어서는 안정적으로 전사할 수 있다는 것이 확인되었다. 따라서, 기능 전사체의 최외층은, 극성기를 포함함과 더불어 막 두께가 5 nm 이상인 것이 바람직하고, 20 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 nm 이상인 것이 가장 바람직한 것을 알 수 있었다.

(실시예 38)

실시예 38에서는, 캐리어의 물성과 기능층의 물성의 관계가 전사 정밀도에 주는 영향을 조사했다. 실시예 36 및 실시예 37로부터, 비율(Rq/t)이 소정의 범위임으로써 전사성을 양호하게 유지할 수 있다는 것, 또한 기능층의 최외층에 극성기를 포함함으로써 전사성이 보다 양호하게 유지될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이 때문에, 실시예 38에서는, 실시예 36의 기능 전사체 A1의 형태를 대표하게 하고, 기능층으로서 실시예 36의 조성물 A-1을 사용한 기능 전사체 C를 제작하여 검토에 사용했다. 여기서, 캐리어의 물성을 변수로 했다. 또한, 전사 대상이 되는 피처리체에는, 표면 물성이 크게 다른 피처리체 T-2, T-8, T-9 및 T-13을 사용했다.

검토에 사용한 캐리어는 이하의 캐리어 C-1~C-8이다.

·캐리어 C-1 … 실시예 36에 기재한 캐리어 G2이며, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL DAC HP(다이킨고교사 제조))를 트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M350(도아고세이사 제조))에 대하여 2 중량부의 첨가량으로 한 것이다. 물방울의 접촉각은 119도이다. 비율(Es/Eb)은 119였다.

·캐리어 C-2 … 실시예 6에 기재한 캐리어 G2이며, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL DAC HP(다이킨고교사 제조))를 트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M3 50(도아고세이사 제조))에 대하여 5 중량부의 첨가량으로 한 것이다. 물방울의 접촉각은 128도이다. 비율(Es/Eb)은 68이었다.

·캐리어 C-3 … 실시예 6에 기재한 캐리어 G2이며, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL DAC HP(다이킨고교사 제조))를 트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M350(도아고세이사 제조))에 대하여 10 중량부의 첨가량으로 한 것이다. 물방울의 접촉각은 134도이다. 비율(Es/Eb)은 51이었다.

·캐리어 C-4 … 실시예 6에 기재한 캐리어 G2이며, 불소 함유 우레탄(메트)아크릴레이트(OPTOOL DAC HP(다이킨고교사 제조))를 트리메틸올프로판(EO 변성)트리아크릴레이트(M350(도아고세이사 제조))에 대하여 15 중량부의 첨가량으로 한 것이다. 물방울의 접촉각은 149도이다. 비율(Es/Eb)은 41이었다.

·캐리어 C-5 … 폴리디메틸실록산이다.

·캐리어 C-6 … 실시예 6에 기재한 캐리어 G2의 표면에 대하여, SiO₂를 10 nm, Cr를 10 nm 성막하여, 표면처리제(듀라서프 HD-1101Z, 다이킨카가쿠고교사 제조)로 처리한 것이다.

·캐리어 C-7 … 트리메틸올프로판트리아크릴레이트:트리메틸올프로판 EO 변성 트리아크릴레이트:실리콘디아크릴레이트(EBECRYL 350(다이셀사이테크사 제조)):1-히드록시시클로헥실페닐케톤(Irgacure 184(BASF사 제조)):2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(Irgacure 369(BASF사 제조))=20 g:80 g:1.5 g:5.5 g:2.0 g으로 혼합한 것의 경화물이다.

·캐리어 C-8 …실리콘으로 이루어지는 요철 구조 상에 다이아몬드 라이크 카본(DLC)을 성막한 것이다. 또한 DLC는 이온화 증착법에 의해 성막했다.

캐리어 C-1~C-8 중, 캐리어 C-1~C-4, C-6 및 C-7에 관해서는 실시예 36의 캐리어 G2와 같은 제법으로 제조했다. 또한, 캐리어 C-5는, 평판형의 석영을 실시예 36의 원통형 마스터 몰드의 제조 원리와 같은 원리를 적용하여 가공한 평판형 마스터 몰드에 대하여, 폴리디메틸실록산을 성막하고, 박리함으로써 제작했다. 캐리어 C-8에 관해서는, 평판형의 실리콘(Si) 웨이퍼를 실시예 6의 원통형 마스터 몰드의 제조 원리와 같은 원리를 적용하여 가공하고, 이어서, 요철 구조면 상에 다이아몬드 라이크 카본을 성막함으로써 제조했다.

전사성 시험을 실시한, 피처리체 T-2, T-8, T-9 및 T-13을 각각 사용하고, 캐리어를 상기 캐리어 C-1~C-8로 하여 시험했다. 즉, 32개의 조합에 관해서 평가했다. 평가 지표는 다음과 같다. 우선, 기능 전사체 C를 실시예 36과 같은 식으로 해석하여, 비율(Rq/t)을 산출했다. 여기서는, 기능 전사체 C에 대한 값이므로 비율 C라고 표현한다. 이어서, 산출한 비율 C를, 실시예 36의 기능 전사체 A1의 전사성 검토 결과와 대조했다. 즉, 비율 C와 같거나 혹은 가장 가까운 기능 전사체 A1의 비율(Rq/t)에 대한 전사성 평가 결과를 확인했다. 기능 전사체 C에서도, 실시예 36의 기능 전사체 A1과 마찬가지로 전사성을 평가하고, 평가 결과가 실시예 36의 「△」, 즉, 박리 속도(Vm) 비가 1.0 이상 2.2 미만이며 또한 결함율이 5% 이하가 된 경우를 「×」, 평가 결과가 내려갔지만 상기 「△」 평가까지는 내려가지 않은 경우를 「▲」, 평가 결과가 같거나 혹은 향상된 경우를 「●」로 했다. 결과를 표 8에 기재했다.

[표 8]

표 8로부터 다음을 알 수 있다. 피처리체 T-8는 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, 피처리체 T-2는 사파이어이다. 즉, 피처리체 T-8은 유기물로 구성됨과 더불어 소수성이 강한 표면을 갖는다. 한편, 피처리체 T-2는 무기물로 구성됨과 더불어 친수성이 강한 표면을 갖는다. 또한, 피처리체 T-9는 합성 합피이며, 유기물로 구성됨과 더불어 피처리체 T-8와 비교하면 친수성이 강한 표면을 갖는다. 또한, 피처리체 T-13은, 석영 상에 부분적으로 메틸기를 수식한 것으로, 무기물로 구성됨과 더불어 피처리체 T-2와 비교하면 소수성이 강한 표면을 갖는다. 즉, 피처리체로서는 무기물 혹은 유기물, 그리고 친수성이 강한 표면이나 소수성이 강한 표면 4개를 시험한 것이 된다.

캐리어 C-1~C-4는 모두 불소 함유 수지이지만, 요철 구조 표면에 편석되어 있는 불소의 농도가 다르기 때문에, 물방울에 대한 접촉각이 다르다. 즉, 소수성 강도가 다른 표면을 갖는다. 한편, 캐리어 C-5는 폴리디메틸실록산이다. 즉, 무기 폴리머로 구성되며, 표면에는 메틸기가 다수 존재한다. 또한, 캐리어 C-6은 유기물로 이루어지는 요철 구조(Ca) 상에 무기물의 코팅막이 존재한다. 이 때문에, 요철 구조의 경도가 크게 향상되고 있다. 캐리어 C-7은 아크릴 수지의 경화체이며, 불소를 함유하지 않는 조성물이다. 마지막으로 캐리어 C-8은 다이아몬드 라이크 카본에 의해 표면이 구성된다. 결과는 캐리어 C-1~C-8와 피처리체 T-2, T-8, T-9 그리고 T-13의 조합에 상관없이, 전사성이 양호하게 유지되고 있음을 알 수 있다. 즉, 이미 설명해 온 것과 같이, 비율(Rq/t)이 소정의 범위를 만족함으로써 비율(Ra/t)을 제어할 수 있게 되어, 기능 전사체를 피처리체에 접합시킬 때의 기능층의 최외층의 유동성이 향상되며, 기능층과 피처리체와의 진실 접촉 면적이 증가하고, 이에 따라, 기능층과 피처리체의 접착 강도가 향상된다. 또한, 캐리어를 박리할 때의 기능층의 응집 파괴로 대표되는 파괴를, 박리 응력을 균등함으로써 억제할 수 있으므로, 전사성을 높게 유지할 수 있다.

또한, 기능층과 캐리어의 밀착력을 보다 상세히 검토한 바, 캐리어 C-1~C-7을 사용한 경우, 밀착력이 낮다는 것을 알 수 있었다. 이것은, 전사 정밀도의 향상을 유지한다는 면에서 중요하다. 즉, 캐리어는, 불소 원소, 메틸기 혹은 실록산 결합 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다는 것이 판명되었다.

(실시예 39)

실시예 39에서는, 요철 구조(Ca)의 피치가 마이크로 오더의 영역에 있는 경우에 관해서, 기능 전사체의 기능층의 정밀도와 요철 구조(Fu)의 전사성을 동시에 개선할 수 있는지를 조사했다.

4 인치의 실리콘 웨이퍼에 대하여, 감광성 노볼락 수지를 스핀코트 도포하고, 이어서 포토리소그래피를 실시했다. 그 후, 현상과 드라이 에칭을 행하여, 복수의 오목부를 갖는 실리콘 웨이퍼를 얻었다. 이어서, 퍼플루오로데실트리메톡시실란으로 기상 이형 처리를 실시하여, 마스터 스탬퍼를 얻었다.

두께 50 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 이접착면에, 전사 수지 X를, 막 두께 5 ㎛가 되도록 바코트법에 의해 도포했다. 전사 수지 X는, 함불소 첨가제, 비불소 함유 중합성 우레탄제, 트리메틸올프로판 (EO) 변성 트리아크릴레이트, 디아크릴레이트 및 광중합 개시제의 혼합물이다. 함불소 첨가제로서는, 이소시아눌 골격을 갖는 우레탄(메트)아크릴레이트이고, (CF₂CF₂CF₂O) 단위를 포함하는 퍼플루오로폴리에테르기를 구비하는 것을 사용했다. 비불소 함유 중합성 우레탄제로서는 우레탄아크릴레이트를 사용했다. 보다 구체적으로는, 6작용성 우레탄아크릴레이트인, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트 우레탄제를 사용했다. 디아크릴레이트로서는, 1,3-비스(메타크릴로일옥시)-2-프로판올을 선정했다. 중합 개시제는 광중합 개시제인, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)-,2-(O-벤조일옥심)]을 사용했다. 함불소 첨가제는, 전사 수지 전체를 100 중량부로 했을 때에, 3.8 중량부 첨가했다. 비불소 함유 중합성 우레탄제는 함불소 첨가제의 1.5배량을 첨가했다. 또한 광중합 개시제는, 전사 수지 전체를 100 중량부로 했을 때에, 5.5 중량부 첨가했다. 디아크릴레이트는 전사 수지의 점도가 22 cP가 되도록 첨가했다. 전사 수지 X가 도포된 PET 필름을 마스터 스탬퍼에 접합시켰다. 이어서, 자외선 투과 실리콘 고무를 PET 필름 상에 배치하고, 이 실리콘 고무 상에서 압박을 실시했다. 압박력은 0.1 MPa로 했다. 압박한 상태에서, 자외선을 조사하여, 전사 수지 X를 경화시켰다. 마지막으로, 마스터 스탬퍼와 PET 필름을 분리하여, 수지 몰드 F1을 얻었다.

기능층의 배치 정밀도를 확인하기 위해서, 얻어진 수지 몰드 F1로부터 수지 몰드 S2를 제조했다. 우선, 수지 몰드 F1의 요철 구조에 대하여, 전사 수지 Y를 적하했다. 전사 수지 Y는, 상기 전사 수지 X에 관해서, 함불소 첨가제 대신에 아크릴로일 변성 실리콘을 사용한 혼합물이다. 수지 몰드 F1 상의 전사 수지 Y를, PET 필름을 접합하여 잡아 늘리고, 그 상태에서 자외선을 조사했다. 이어서, PET 필름과 수지 몰드 F1을 분리함으로써, 수지 몰드 S2를 얻었다.

수지 몰드 S2는 기능 전사체의 캐리어에 상당한다. 수지 몰드 S2의 요철 구조(Ca)에 대하여, 조성물 B-9를 바코트법으로 도포했다. 조성물 B-9는, 이소프로판올, 아세톤 및 메틸에틸케톤으로 농도 55 중량%로 조정한 것을 사용했다. 도포량은, 기능층의 막 두께(t)가 200 nm~300 nm가 되도록 조정했다. 도포 후, 120℃의 건조 에어에 의해 건조했다. 또한, 요철 구조(Ca)가 기능층의 노출면에 주는 영향을 확인하기 위해서, 여기서는 보호층의 접합은 하지 않았다.

얻어진 보호층이 없는 기능 전사체에 관해서, 표면 거칠기(Ra), 막 두께(t), 요철 구조(Ca)의 피치와 개구율을 평가하여, 표 9에 정리했다. 또한, 표 9의 결과의 일부를 도 9에 기재했다. 표 9에는, 캐리어의 요철 구조(Ca)의 정보와, 요철 구조(Ca) 위에 성막한 기능층의 정보를 기재했다. 표 9의 개구율을 횡축에 변수로서 잡고, 종축에 기능층의 표면 거칠기(Ra) 및 막 두께(t)의 표준편차를 잡은 도면이 도 9이다. 도 9에서는, 다이아몬드 표시가 표면 거칠기(Ra)를, 사각 표시가 막 두께(t)의 표준편차를 나타낸다. 도 9로부터, 개구율 40% 근방에서, 기능층의 표면 거칠기(Ra)와 막 두께(t)의 표준편차가 함께 크게 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 표 9로부터, 요철 구조(Ca)의 피치로서, 1.6 ㎛, 2.5 ㎛ 및 3.6 ㎛의 3 종류를 채용하고 있고, 이들의 모든 검토를 하나의 도면에 표현한 것이 도 9이므로, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에 있어서, 개구율이 40% 이상을 만족함으로써 기능층의 배치 정밀도가 개선되는 것을 알 수 있었다. 기능층의 배치 정밀도의 개선은, 막 두께(t)의 분포가 작아지는 효과로서, 막 두께(t)의 표준편차의 변화로서 확인되었다. 그리고, 이 막 두께(t)의 표준편차의 개선에 따라 표면 거칠기(Ra)가 개선된다. 따라서, 표 9에는 기재하지 않았지만, 비율(Ra/t)이 효과적으로 작아져, 전사성이 개선된다.

[표 9]

이어서, 상기 수지 몰드 S2의 제법에 관해서, 전사 수지 Y 대신에 전사 수지 X를 사용하여 수지 몰드 F2를 제작했다. 이때, 수지 몰드 F1을 60 mm×60 mm의 정방형으로 잘라낸 것을 9장 준비하여, 180 mm×180 mm의 정방형이 되도록 이었다. 이 180 mm×180 mm의 수지 몰드 F1을 템플릿으로 하여 수지 몰드 F2를 제조했다. 기능층의 배치 정밀도의 항, 바꿔 말하면, 비율(Ra/t)의 영향을 배제하기 위해서, 전사성은 이하의 방법으로 평가했다. 우선, 6 인치의 실리콘 웨이퍼에 대하여, 전사 수지 Z를 스핀코트 도포했다. 전사 수지 Z는, 상기 조성물 B-9의 폴리머의 총 중량과 모노머의 총 중량의 비를, 7.9:2.1에서 4.5:5.5로 변경한 조성물이다. 또한, 스핀코트 도포함에 있어서, 이소프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤의 혼합 용매로 희석했다. 그리고, 1500 rpm의 속도로 스핀코트 도포하고, 120℃의 핫플레이트를 사용하여, 잉여 용제를 제거했다. 이어서, 수지 몰드 F2를 라미네이트 롤러로 접합시켰다. 접합시키는 압력은 0.48 Mpa, 접합 속도는 3 mm/초로 했다. 이어서, 365 nm의 중심 파장을 갖는 LED 램프로 자외선을 조사하고, 그 후, 120℃에서 10초간 가온했다. 마지막으로 25 mm/초의 속도로, 수지 몰드 F2, 즉, 캐리어를 박리했다. 피처리체인 6 인치φ의 실리콘 웨이퍼에 대하여 전사 부여된 요철 구조(Fu)의 면적을 Sf, 실리콘 웨이퍼의 면적을 Ss라 기재했을 때에, (Sf/Ss)×100을 전사율로 하여 평가를 실시했다.

결과를 표 10 및 도 10에 기재했다. 표 10에는, 캐리어의 요철 구조(Ca)의 정보와 요철 구조(Fu)의 전사율을 게재했다. 표 10의 개구율을 횡축에 변수로서 잡고, 종축에 요철 구조(Fu)의 전사율을 기재한 도면이 도 10이다. 도 10으로부터, 개구율이 40%인 근방을 경계로 전사율이 크게 변화되는 것을 알 수 있다. 특히, 개구율이 30% 이상 40% 미만인 영역에서는 전사율의 변동이 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 수지 몰드 F2의 접합 방법이나, 수지 몰드 F2의 박리 방법과 같은 근소한 차이에 대하여, 전사율이 민감하게 영향을 받고 있음을 의미한다. 이러한 영역에서는, 안정적으로 요철 구조(Fu)를 전사 부여하기는 어렵다. 한편, 개구율이 40%를 초과함으로써, 전사율의 절대치 및 변동이 크게 저감되고 있음을 알 수 있다. 또한, 표 10으로부터, 개구율로서, 1 종류의 피치에 대한 것으로부터 뿐만 아니라, 복수의 피치에 대한 것으로부터 데이터 채용하고 있음을 이해할 수 있다. 이상으로부터, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에 있어서, 개구율이 40% 이상임으로써 전사성이 개선되는 것을 알 수 있었다.

[표 10]

이상으로부터, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에 있어서, 개구율이 40% 이상임으로써, 기능층의 정밀도와 전사성이 모두 향상된다고 말할 수 있다. 이어서, 피치가 1.5 ㎛ 초과인 영역에 있어서, 기능 전사체를 피처리체의 가공 부재로서 사용하여, 그 성능을 확인했다.

캐리어로서는 상기 수지 몰드 F2를 사용했다. 요철 구조(Ca)는, 복수의 원주형 오목부가 육방 배열된 것이며, 오목부의 개구경은 1.35 ㎛, 깊이는 1.3 ㎛, 그리고 피치는 1.6 ㎛이다. 개구율은 65%이다. 캐리어 F2에 대하여 바코트법을 사용하여, 조성물 A-2를 도포했다. 조성물 A-2는, 이소프로판올, 메틸에틸케톤, 테트라히드로푸란, 아세톤 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르의 혼합 용제로 농도 5 중량%내지 25 중량%로 희석하여 사용했다. 희석한 조성물 A-2를 바코트법으로 도포하고, 그 후, 120℃의 열풍을 분무하여 건조시켰다. 조성물 A-2를 도포한 수지 몰드 F2를, 주사형 전자현미경을 사용하여 관찰했다. 그 결과, 조성물 A-2는, 수지 몰드 F2의 오목부에 우선적으로 충전되고, 볼록부의 상면에는 거의 성막되지 않았음이 확인되었다. 보다 구체적으로는, 농도를 5 중량%부터 25 중량%까지 단계적으로 인상함에 따라서, 수지 몰드 F2의 오목부 내부에 충전되는 조성물 A-2의 양은 증가했지만, 수지 몰드 F2의 볼록부의 상면에 성막되는 조성물 A-2의 양은 거의 증가하지 않았다. 농도를 변수에 잡음으로써, 수지 몰드 F2의 오목부에 충전되는 조성물 A-2의 높이는, 50 nm, 250 nm, 300 nm, 550 nm, 800 nm, 그리고 1200 nm로 변화시킬 수 있었다. 한편, 볼록부의 상면에 성막된 조성물 A-2는, 투과형 전자현미경도 병용하여 해석한 결과, 농도에 상관없이 0 nm 내지 30 nm인 것을 알 수 있었다.

조성물 A-2이 성막된 수지 몰드 F2에 대하여, 추가로 조성물 B-9를 성막했다. 조성물 B-9는, 메틸에틸케톤, 아세톤 및 2-프로판올로 농도 35 중량%로 조정하고, 막 두께(t)가 250 nm가 되도록 조정했다. 바코트법으로 성막한 후에, 105℃의 열풍을 분무하여 건조시켰다. 그 후, 0.1 Mpa 및 10 mm/초로, 에틸렌-아세트산비닐 공중합 수지를 포함하는 보호층(PE/EVA)을 접합시킨 기능 전사체를 제조했다.

피처리체로서, 한쪽 경면, 두께가 1.0 mm, 직경이 6 인치, 그리고 C면의 사파이어 웨이퍼를 준비했다. BOW로서는, 최대로 28 ㎛, 5점 측정의 TTV는, 최대로 20 ㎛였다. 사파이어 웨이퍼를 120℃에서 가온한 상태에서, 118℃의 라미네이트 롤을 사용하여, 보호층을 박리한 기능 전사체를 접합시켰다. 접합의 압력은 0.49 MPa, 접합 속도는 50 mm/초로 했다. 또한, 보호층의 박리 속도는 20 mm/초로 했다. 이어서, 365 nm의 중심 파장을 갖는 LED를 사용하여 자외선을 조사하고, 그 후, 120℃에서 가열 양생했다. 30℃ 이하까지 냉각한 후에, 캐리어인 수지 몰드 F2를 25 mm/초의 속도로 박리했다. 여기서, 요철 구조(Fu)가 전사된 사파이어에 관해서 이물이나 기포가 많이 물려 들어간 것에 대해서는, 황산과 과산화수소수를 4:1의 체적 비율로 혼합한 액으로 세정하고, 초순수로 씻어 버리고, 마지막으로 IPA 건조를 실시하여, 미처리의 사파이어 웨이퍼로 복원하여, 그것을 재차 사용했다. 10장 제조하여 평가한 바, 요철 구조(Fu)의 전사율은 모두 98% 이상이었다. 즉, 6 인치φ라는 대면적의 기판에 대하여, 용이하게 기능층을 전사할 수 있음을 확인했다. 나아가서는, BOW로서 28 ㎛라는 휘어짐을 갖는 피처리체였음에도 불구하고, 그 영향은 없고, 요철 구조(Fu)를 전사할 수 있다는 것도 동시에 확인했다.

요철 구조(Fu)가 전사된 피처리체에 대하여 드라이 에칭을 행했다. 우선 산소 에칭을 행하고, 이어서 염소 에칭을 행했다. 또한, 이들 조작은, 동일한 챔버, 즉 동일한 장치에서 행했다. 산소 에칭에 의해 조성물 B-9를 에칭했다. 여기서는 산소 가스를 사용했다. 여기서, 조성물 A-2가 조성물 B-9의 에칭 마스크로서 기능하여, 조성물 B-9를 사파이어의 주면이 부분적으로 노출될 때까지 에칭했다. 에칭 조건은, 처리 가스압 1 Pa, 처리 전력 300 W의 조건으로 했다. 이어서, 염소 에칭에 의해 사파이어를 에칭했다. 여기서는, BCl₃ 가스와 Cl₂ 가스의 혼합 가스를 사용한 반응성 이온 에칭을 행했다. 여기서, 조성물 B-9를 에칭 마스크로 하여 사파이어를 에칭했다. 처리 조건으로서는, ICP: 150 W, BIAS: 50 W, 압력 0.2 Pa로 했다.

상기 드라이 에칭 처리에 있어서, 산소 에칭까지 끝낸 단계에서 웨이퍼를 취출하여, 주사형 전자현미경을 이용하여 관찰했다. 그 결과, 조성물 A-2는 거의 에칭되어 있지 않고, 조성물 B-9만 에칭되어 있었다. 즉, 복수의 필라가 육방 배열되어 있었다. 필라의 높이는 1550 nm이고, 필라의 직경은 1350 nm였다. 또한, 필라와 필라 사이에, 수지 몰드 F2의 볼록부의 상면에 성막된 조성물 A-2에 유래하는 미소 필라가 있는 것도 확인되었다. 이 미소 필라에 관해서는, 산소 에칭의 시간과 처리압을 최적화함으로써 없어지는 것도 확인했다. 염소 에칭까지 종료한 사파이어 웨이퍼를, 황산과 과산화수소수의 혼합액으로 세정하고, 그 후, 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 6 인치의 사파이어 웨이퍼의 전면에, 복수의 볼록부가 가공 형성되어 있음을 확인했다. 볼록부의 배열은 육방 배열이고, 그 직경은, 염소 에칭의 처리 시간과 조건을 변경함으로써 제어할 수 있으며, 1000 nm, 1200 nm, 1300 nm, 1400 nm 및 1500 nm의 범위에서 제어할 수 있었다. 볼록부의 높이에 관해서는, 500 nm, 900 nm, 1250 nm, 1400 nm, 1800 nm의 범위에서 제어할 수 있었다. 또한, 볼록부의 형상은, 콘 형상과 돔 형상의 어느 것이나 제조 가능하며, 특히, 장치의 종류에 따른 개별 제조가 용이하다는 것을 확인했다.

제조한 복수의 볼록부를 갖는 사파이어 웨이퍼는 일반적으로 PSS라고 불리는 웨이퍼이며, LED의 효율을 높이기 위해서 사용된다. PSS에 있어서는, 2 인치φ 및 4 인치φ의 PSS는 시장에 유통되고 있고, 중시되고 있지만, 6 인치φ 이상인 것은 제조가 매우 곤란하여, 유통되고 있지 않다. 상기한 예로부터, 실시형태의 기능 전사체를 사용함으로써 용이하게 대면적의 PSS를 제조할 수 있다는 것을 확인했다.

(실시예 40)

상기 실시예로부터, 캐리어의 피치에 상관없이 정밀도가 높은 기능층을 구비하는 기능 전사체를 제조하여, 높은 정밀도로 기능층을 피처리체에 전사할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 본 실시예에서는, 보호층이 기능층의 구멍 결함에 주는 영향을 상세히 조사했다.

기능 전사체의 구성으로서는, 실시예 39와 같은 식으로 하여, 보호층의 종류와 요철 구조(Ca)를 변수로 잡았다. 5 종류의 보호층을 사용하여, 6 종류의 개구율을 검토했다.

(보호층)

·폴리에틸렌/폴리올레핀 공중합체의 공압출 필름(선에이가켄사 제조 PAC-3-30 30 ㎛t). 인장 탄성률은 450 MPa.

·폴리에틸렌 필름(타마폴리사 제조 GF-858 33 ㎛t). 인장 탄성률은 1080 MPa.

·폴리카보네이트 필름(미쓰비시 엔지니어링 플라스틱사 제조 100FE200). 인장 탄성률은 2400 MPa.

·COP 필름(닛폰제온사 제조 ZEONEX(등록상표) F52R). 인장 탄성률은 3000 MPa.

·PET 필름(도요보세키사 제조 도요보에스테르(등록상표) 필름 E5100 25 ㎛t). 인장 탄성률은 4000 MPa.

(요철 구조(Ca))

·배열: 육방 배열, 개구경: 1.0 ㎛, 1.8 ㎛, 2.1 ㎛, 2.5 ㎛, 3.0 ㎛, 10.0 ㎛.

평가는 기능층의 구멍 결함율로서 실시했다. 실시예 39와 마찬가지로, 보호층을 박리하고, 노출된 기능층을 광학현미경으로 관찰하여, 구멍 결함율을 도출했다. 결과를 표 11에 나타냈다. 표 11에는 크게 세 가지 정보가 기재되어 있다. 요철 구조(Ca)의 개구경, 보호층의 인장 탄성률 및 기능층의 구멍 결함율이다.

[표 11]

표 11로부터, 개구경이 1.0 ㎛ 내지 10.0 ㎛인 시험의 결과로서, 기능층의 구멍 결함율은, 보호층의 인장 탄성률이라는 물성에 의해 제어된다는 것을 알 수 있다. 즉, 인장 탄성률이 3000 MPa 및 4000 MPa인 경우에 비해서, 인장 탄성률이 2400 MPa, 1080 MPa 및 450 MPa인 보호층을 사용한 경우의 구멍 결함율은, 급격히 작아지는 것을 알 수 있다. 이것은, 보호층을 박리할 때에, 보호층 표면의 불균일로 인해 기능층에 가해지는 응력에 주목했을 때에, 인장 탄성률이 소정보다 작아짐으로써 그 응력의 절대치가 작아져, 기능층의 파괴를 억제하기 때문으로, 그리고 보호층의 표면 불균일의 변형을 촉진할 수 있게 되기 때문으로 추정된다. 이상으로부터, 개구경이 1.0 ㎛ 내지 10.0 ㎛에서 시험한 결과로부터 보면, 보호층의 인장 탄성률을 2500 MPa 이하로 설정함으로써, 기능층의 구멍 결함을 양호하게 억제할 수 있다고 말할 수 있다. 이에 따라, 요철 구조(Fu)의 전사율이 개선되는 것으로 추정된다.

(실시예 41)

상기 실시예로부터, 캐리어의 피치에 상관없이 정밀도가 높은 기능층을 구비하는 기능 전사체를 제조하여, 높은 정밀도로 기능층을 피처리체에 전사할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 특히, 요철 구조(Ca)의 개구경에 상관없이 보호층의 인장 탄성률이 기능층의 구멍 결함에 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 나아가서는, 피치가 마이크로미터 오더인 경우는, 특히 캐리어의 요철 구조의 개구율 제어가 중요하다는 것을 알 수 있었다. 이상으로부터, 보호층의 물성인 인장 탄성률과 요철 구조(Ca)의 개구율에 따라 보다 적합한 기능 전사체의 범위가 있다고 추측할 수 있다. 실시예 41에서는, 보호층의 인장 탄성률과 요철 구조(Ca)의 개구율의 관계를 조사했다.

기능 전사체의 구성으로서는 실시예 39와 같은 식으로 하고, 보호층으로서는 실시예 40에 기재한 것을 사용했다. 변수로서는, 보호층의 인장 탄성률과 요철 구조(Ca)에 개구율을 설정했다.

평가는 요철 구조(Fu)의 전사율로서 실시했다. 실시예 39와 마찬가지로 전사를 실시했다. 요철 구조(Fu)에 관해서, 광학 현미경과 원자간력 현미경을 병용하여 전사율을 산출했다. 결과를 표 12, 도 12 및 도 13에 도시했다. 표 12에는 크게 세 가지의 정보가 기재되어 있다. 요철 구조(Ca)의 개구율, 보호층의 인장 탄성률 및 요철 구조(Fu)의 전사율이다. 표 12에 기재한 요철 구조(Ca)의 개구율을 횡축에, 그리고 보호층의 인장 탄성률을 종축에 잡고, 평가 결과의 요철 구조(Fu)의 전사율을 종합 기호로서 표현한 것이 도 12이다. 한편, 도 13은 도 12의 종합 기호를, 전사율의 등고선으로서 도시한 3차원도이다. 표 11, 도 12 및 도 13으로부터 다음을 알 수 있다.

[표 12]

우선, 요철 구조(Ca)의 개구율에 주목하면, 최적 범위가 있다는 것을 알 수 있다. 하한치 측으로서는, 개구율이 32.6%과 44.4% 사이에, 상한치 측으로서는, 개구율이 90.7%과 98.7% 사이에, 명확한 전사율의 변화가 보인다. 개구율이 32.6%와 44.4% 사이에 하한치가 형성된 이유는, 개구율이 지나치게 작은 경우, 특히 실시예 39에서 말한 것과 같이, 기능층의 요철 구조(Ca)에 대한 배치 정밀도가 저하한다. 이에 따라, 요철 구조(Fu)를 전사하는 공정에 있어서, 캐리어를 박리할 때에, 요철 구조(Fu)에 응력의 집중점이 생기기 때문으로 추정된다. 한편, 상한치가 형성되는 이유는, 캐리어의 요철 구조(Ca)의 파손이 주원인이었다. 이것은, 개구율을 98.7%로 극도로 높인 결과, 요철 구조(Ca)의 볼록부의 취약화가 진행되어, 요철 구조(Fu)의 전사시에 요철 구조(Ca)가 파손되는 것이 원인이었다. 이상으로부터, 개구율로서는 32.6% 초과 90.7% 미만이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 보호층의 인장 탄성률에 주목하면, 실시예 40과 같은 최적 범위가 있다는 것을 알 수 있다. 특히, 본 실시예에서는, 인장 탄성률의 상한치가 명확하게 되어 있다. 상한치는 2400 MPa와 3000 MPa 사이이다. 이 상한치가 나타나는 것은, 보호층의 인장 탄성률이 너무 높는 경우, 보호층을 기능층으로부터 박리할 때에, 기능층에 가해지는 박리 응력의 절대치가 커져, 기능층의 구멍 결함이 증가하기 때문이라고 생각된다. 이것은 실시예 40에서 확인된 사항이다. 인장 탄성률의 불균일성은 표준편차로서 30 MPa 정도였다. 이로부터 3σ를 가미하여, 보호층의 인장 탄성률로서는, 3000 MPa 미만이 바람직하고, 2500 MPa 이하가 보다 바람직하다고 말할 수 있다. 하한치에 관해서는, 이번 검토 범위에서는 명확하게 되지 않았다. 이것은, 상기 메카니즘으로부터, 보호층의 인장 탄성률이 낮을수록 기능층에 대한 박리 응력의 절대치를 작게 할 수 있음에 의한 것이라고 생각되었다. 따라서, 하한치는 다른 측면에서 결정된다. 인장 탄성률이 작을수록 기능 전사체를 양산할 때의 핸들링이 어려워진다. 이 관점에서 50 MPa 이상이 바람직하고, 본 실시 결과인 450 Mpa 이상이 가장 바람직하다. 또, 인장 탄성률이 4000 MPa인 PET 필름에 대하여, 인장 탄성률이 450 MPa인 폴리에틸렌/폴리올레핀 공중합체의 공압출 필름을 접합시켜 보호층을 제작하고, 이 보호층의 인장 탄성률이 450 MPa인 필름면을 기능층에 접합시켜 사용했다. 이 경우, 인장 탄성률이 450 MPa인 보호층 단일체를 사용한 경우와 같은 결과가 되었다. 즉, 실시형태에 있어서의 보호층으로서는, 적어도 보호층의 기능층에 접하는 면의 층의 인장 탄성률이 상술한 범위라면, 상기 효과가 발현된다고 말할 수 있다.

이상으로부터, 요철 구조(Ca)의 개구율과 보호층의 인장 탄성률을 함께 소정의 범위로 함으로써 보다 높은 정밀도의 기능 전사체를 실현할 수 있다고 말할 수 있다. 또한, 이 경향은, 피치가 300 nm와 6000 nm인 경우에 관해서도 마찬가지로 관찰되었다. 이상으로부터, 요철 구조(Ca)의 피치에 상관없이, 비율(Rq/t), 요철 구조(Ca)의 개구율 및 보호층의 인장 탄성률을 소정의 범위로 함으로써, 높은 정밀도의 기능 전사체를 실현할 수 있다고 말할 수 있다.

(실시예 42)

본 실시예에서는, 기능 전사체를 양산 제조하는 경우의 제조 안정성과, 양산 사용할 때의 안정성을 개선하는 요소를 검토했다.

실시예 36과 마찬가지로, 기능층에 보호층을 접합시키고, 권취 회수하여, 기능 전사체를 제조했다. 이어서, 기능 전사체로부터 보호층을 박리했다. 보호층은, 160 mm의 길이(거리)를 속도 3 m/min.로 박리하는 조작을 반복하는 단속적인 박리로 했다.

기능 전사체의 기능층의 극성을 변화시켜, 기능층 표면의 물방울에 대한 접촉각을 파라미터로 했다. 구체적으로는, 알킬기를 측쇄에 구비하는 폴리머의, 상기 알킬기의 함유량과 탄소수를 변화시켰다. 기능층에 대한 물방울의 접촉각은 29도, 44도 및 89도의 5 종류로 했다.

보호층의 기능층에 접합시키는 면의 표면 물성을 바꿔, 그 면에 대한 물방울의 접촉각을 파라미터로 했다. 보호층은, 막 두께 35 ㎛의 PET 필름의 표면에 기능 재료를 도포하여 제조했다. 기능 재료로서는, 실리콘 수지를 주재료에 사용하고, 실리콘 수지의 변성기에 의한, 표면 물성을 조정했다. 막 두께는 1 ㎛로 했다. 검토한 보호층의 기능층에 접합시키는 면에 대한 물방울의 접촉각은 66도, 73도, 75도, 97도, 105도 및 109도였다.

또, 물방울을 사용한 접촉각은, 일본 공업 규격 JISR 3257:1999 「기판 유리 표면의 습윤성 시험 방법」에 준거하여 측정했다.

라미네이트성은, 제조한 기능 전사체의 외관으로부터 판단했다. 보호층이 기능층으로부터 들떠 벗겨져 버린 비율, 혹은 보호층의 주름 생성율이 10% 이상인 경우를 「×」, 3%~10%인 경우를 「△」, 3% 미만인 경우를 「○」로 했다.

박리성은, 기능 전사체를 피처리체에 0.49 MPa의 압력으로 접합시킨 경우에, 기능층의 구멍 결함에 유래하는 이상부(異常部) 비율이 5% 이상인 경우를 「×」, 2~5%인 경우를 「△」, 2% 미만인 경우를 「○」로 했다.

결과를 표 13에 정리했다. 표 13의 횡축은 보호층의 기능층에 접합시키는 면에 대한 물방울의 접촉각이고, 종축은 기능층의 표면에 대한 물방울의 접촉각이다. 또한, 기호에 의한 결과는, 라미네이트성과 박리성에 관해서, 평가 결과가 나쁜 쪽을 대표로 기재하고 있다. 표 13으로부터, 기능층의 물성에 상관없이, 보호층의 기능층에 접합시키는 면에 대한 물방울의 접촉각이 75도 이상 105도 이하라면, 라미네이트성과 박리성이 보다 향상된다는 것을 알 수 있었다. 이 이유는 분명하지 않지만, 2체 사이의 접착력은, 2체 사이의 자유 에너지의 차로서 정의되고, 자유 에너지는 접촉각에 의해 개산할 수 있으므로, 보호층의 접촉각이 소정 범위에서 제어됨으로써, 2체 사이의 자유 에너지가, 라미네이트성에 있어서 커지고, 박리성에 있어서 작아졌기 때문으로 추정된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 광학 부품, 에너지 디바이스, 바이오 디바이스, 기록 미디어 등의 미세 구조를 형성하는 분야에 이용된다.

본 출원은, 2014년 4월 25일 출원의 일본 특허출원 2014-091895 및 2015년 1월 16일 출원의 일본 특허출원 2015-007165에 기초한다. 이들 내용은 전부 본 명세서에 포함되어 있다.

Claims (10)

1. 표면에 요철 구조를 구비하는 캐리어와, 상기 요철 구조 상에 형성된 적어도 1 이상의 기능층과, 상기 기능층의 상기 캐리어와는 반대의 면 위에 형성된 보호층을 구비하고, 상기 기능층은 수지를 포함함과 더불어, 상기 보호층의 상기 기능층에 접하는 면 측의 제곱 평균 평방근 높이(Rq)와, 상기 요철 구조의 볼록부 꼭대기부 위치와 상기 기능층의 상기 보호층과의 계면까지의 거리(t)의 비율(Rq/t)이 1.41 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
2. 제1항에 있어서, 상기 기능층으로부터 상기 보호층을 박리했을 때의, 상기 기능층의 상기 보호층에 접하고 있었던 면의 표면 거칠기(Ra)와 상기 거리(t)의 비율(Ra/t)이 1.20 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어의 상기 요철 구조의 평균 피치는 1.5 ㎛ 초과 10 ㎛ 이하의 범위이며, 또한 상기 요철 구조의 평균 개구율은 40% 이상인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
4. 제1항에 있어서, 상기 보호층의 인장 탄성률은 50 MPa 이상 2500 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
5. 제4항에 있어서, 상기 요철 구조의 평균 개구율이 40% 이상인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
6. 제5항에 있어서, 상기 평균 개구율이 91% 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
7. 제4항에 있어서, 상기 요철 구조의 오목부 개구경은 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
8. 제7항에 있어서, 상기 요철 구조는 상기 요철 구조를 구비하는 캐리어의 윗면에서 보아 원 형상인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
9. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호층의 상기 기능층에 접하는 면에 대한, 물방울의 접촉각이 75도 이상 105도 이하인 것을 특징으로 하는 기능 전사체.
10. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재한 기능 전사체가 필름형이고, 상기 기능 전사체의 일단부가 코어에 접속되며, 또한 상기 기능 전사체가 상기 코어에 권취된 것을 특징으로 하는 기능 전사 필름 롤.

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