KR20120028904A

KR20120028904A - 전사용 몰드 및 전사용 몰드의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120028904A
Application number: KR1020117028970A
Authority: KR
Inventors: 가즈유키 후루야; 마사루 스즈키
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2012-03-23
Also published as: WO2010140648A1; JPWO2010140648A1; TW201318870A; CN102448704B; US20120148704A1; TWI395669B; EP2439050A1; TWI549832B; TW201103752A; CN102448704A; KR101371996B1; JP5632372B2; EP2439050B1; EP2439050A4; US8408895B2

Abstract

본 발명은, 미세한 패턴을 전사할 수 있고, 대면적의 전사에도 대응할 수 있는 전사용 몰드 및 전사용 몰드의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 전사용 몰드는, 대략 원기둥 형상으로 형성된 롤체와, 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층(3)과, 표면층(3) 상에 형성되는 미세 구조층을 구비하고, 표면층(3)은, 405 ㎚의 파장에 있어 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전사용 몰드 및 전사용 몰드의 제조 방법{TRANSFER MOLD AND METHOD FOR PRODUCING TRANSFER MOLD}

본 발명은 미세 구조를 전사(轉寫)하는 롤 형상의 몰드에 적합한 전사용 몰드에 관 것이다.

종래, 나노임프린트 혹은 광학 소자 등에 미세 형상을 부형(賦形)하는 방법으로서, 미리 미세 형상을 형성해 놓은 몰드를 사용하여 유리 기판이나 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 등에 형상을 전사하는 방법이 취해져 왔다(특허문헌 1, 특허문헌 2).

이들 기술로서는, 미세한 홈이나 구멍 등의 패턴을 형성한, 원판이 되는 몰드(혹은 금형, 템플릿이라고도 함)를 피전사재에 밀어붙임으로써 기계적으로 패턴을 전사하는 방법, 열가소성 수지를 이용하여 전사하는 방법, 혹은 광경화성 수지를 사용하여 광전사하는 방법 등을 들 수 있다(특허문헌 3). 이들 방법에 있어서의 패턴의 해상도는 몰드의 제작 정밀도에 의해 결정된다. 즉, 일단 몰드만 가능하면, 저렴한 장치로 미세 구조를 형성할 수 있다. 상기 원판이 되는 몰드에는, 그 형상으로부터 평행평판형의 몰드(웨이퍼 혹은 플레이트라고도 함)와, 원통(롤러)형의 몰드가 일반적으로 알려져 있다(특허문헌 4, 비특허문헌 1).

평행평판형 몰드의 제조 방법으로서는, 반도체 리소그래피 기술을 이용하여, 자외광 레지스트, 전자선 레지스트 혹은 X선 레지스트 등을 기판 상에 도포하고, 그 후 자외광, 전자선, X선 등을 조사?노광함으로써, 소기의 패턴의 원판을 제작하는 제조 방법이나, 미리 패턴을 묘화(描畵)해 놓은 마스크(레티클) 등을 통해서 원판을 제작하는 제조 방법이 있다(특허문헌 5).

이들 방법은, 100 ㎚ 정도의 매우 미세한 패턴을 평면 상에 형성하는 데에는 매우 유효한 방법이지만, 광반응을 이용한 포토레지스트를 이용하기 때문에, 미세한 패턴을 형성하기 위해서는, 원칙적으로 필요하게 되는 패턴보다 작은 스폿으로 노광할 필요가 있다. 따라서, 노광 광원으로서 파장이 짧은 KrF나 ArF 레이저 등을 사용하기 때문에, 노광 장치가 대형이고 또 복잡한 기구가 요구된다. 또한 전자선, X선 등의 노광 광원을 이용하는 경우는, 노광 분위기를 진공 상태로 할 필요가 있기 때문에, 진공 챔버 속에 원판을 넣을 필요가 있다. 이 때문에, 원판 사이즈를 크게 하기가 매우 어렵다. 한편, 이들 방법을 이용하여 대면적의 몰드를 제작하기 위해서는, 작은 노광 면적을 서로 이어 맞추는 스텝&리피트 기능을 사용하여 제작하는 방법을 고려할 수 있지만, 패턴과 패턴의 이음 정밀도의 문제가 있다(특허문헌 6).

한편, 원통(롤러)형 몰드의 제조 방법에는, 종래 2가지의 제조 방법이 채용되어 왔다. 우선, 일단 평행 평판의 원판을 제작하고, 니켈 등의 박막으로 이루어지는 전기주조법에 의해서 형상을 전사하여, 박막을 롤러에 권취하는 제조 방법이 있다(특허문헌 7). 또 하나는, 롤러에 레이저 가공이나 기계 가공에 의해서 몰드 패턴을 직접 묘사(描寫)하는 제조 방법(심리스 롤러 몰드)이 있다(비특허문헌 2). 전자(前者)의 제조 방법에서는, 제조하는 면적보다 큰 니켈 박막 몰드를 권취할 필요가 있는데다가, 권취된 부위에 이음매가 발생한다고 하는 문제점이 있었다. 한편, 후자(後者)의 방법은, 일단 몰드를 제작할 수 있으면, 생산성도 높고 양산성이 우수한 몰드가 되지만, 레이저 가공이나 기계 가공법을 사용하여 서브미크론(1 ㎛ 이하) 사이즈의 패턴을 형성하는 것은 매우 곤란했다.

특허문헌 1 : 미국 특허 제5,259,926호 명세서 특허문헌 2 : 미국 특허 제5,772,905호 명세서 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2005-238719호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 제2006-5022호 공보 특허문헌 5 : 일본 특허 공개 제2007-144995호 공보 특허문헌 6 : 일본 특허 공개 제2007-258419호 공보 특허문헌 7 : 일본 특허 공표 제2007-507725호 공보

비특허문헌 1 : Hua Tan, Andrew Gibertson, Stephen Y. Chou, 「Roller nanoimprint lithography」 J. Vac. Sci.Technol. B 16(6), 3926(1998) 비특허문헌 2 : (주)죠호키코 발간 「나노임프린트응용실례집」 P. 611-P.612

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 미세한 패턴을 전사할 수 있고, 대면적의 전사에도 대응할 수 있는 전사용 몰드 및 전사용 몰드의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전사용 몰드는, 대략 원기둥 형상으로 형성된 롤체와, 상기 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층과, 상기 표면층 상에 형성되는 미세 구조층을 구비하고, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 무기 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 무기 재료는, 주기율표의 I족?Ⅵ족, XⅡ족?XⅥ족 원소의 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 붕화물 및 이들 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 무기 재료는 유리 재료인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 유리 재료는 석영 유리, 고규산 유리, 붕규산 유리, 아미노규산 유리, 무알칼리 유리, 납유리, 바륨 유리, 인규산 유리, 붕화물 유리, 란탄 유리, 투명 결정화 유리 및 열선 흡수 유리로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 유기 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 유기 재료는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸렌메타크릴레이트, 아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 아라미드, 불소 수지, 폴리올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아미드이미드 수지, 말레이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 액정 폴리머 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 표면층의 두께는 5 ㎛ 이상 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 표면층의 표면 거칠기로서의 산술 평균 거칠기 Ra는 10 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 재료가 적어도 2층 적층되어 구성되며, 상기 롤체와 상기 롤체와 접하는 상기 표면층과의 사이에 광흡수층이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 롤체는 도전성을 갖는 롤체인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 롤체는, SUS, 탄소강, Al, Al 합금, Ti, Ti 합금, 카본 파이버 콤포지트, 도전성 플라스틱 재료 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것으로 구성된 도전성을 갖는 롤체인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 롤체를 구성하는 재료의 전기 저항율은 10¹⁰Ω?cm 이하인 도전성을 갖는 롤체인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 롤체와 상기 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층 사이의 각각의 실온에 있어서의 열선팽창 계수의 차는 20×10^-6/℃ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 롤체의 열선팽창 계수는 15×10^-6/℃ 이하인 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 미세 구조층은, 포토레지스트 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 미세 구조층은, 열반응형 레지스트 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 열반응형 레지스트 재료는, 유기 레지스트 재료 또는 무기 레지스트 재료인 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 열반응형 레지스트 재료는, 불완전 산화물, 열분해 산화물 및 금속 합금으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 미세 구조층은, 적어도 2층의 열반응형 레지스트 재료가 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 미세 구조층은, Si, Si의 산화물, Si의 질화물, Si의 탄화물, Ta, Ta의 산화물, Ta의 질화물 및 Ta의 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 전사용 몰드에 있어서, 상기 미세 구조층의 상층측 또는 하층측에 열흡수층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전사용 몰드의 제조 방법은, 상기 전사용 몰드에 이용되는 롤체와 그 외주면 상에 형성된 표면층의, 그 표면층 위에 레지스트 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 재료를 포함하는 층에 레이저를 조사하여 미세 구조를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전사용 몰드의 제조 방법에 있어서는, 전사용 몰드에 이용되는 롤체와 그 외주면 상에 형성된 표면층의, 그 표면층 위에, Si, Si의 산화물, Si의 질화물, Si의 탄화물, Ta, Ta의 산화물, Ta의 질화물 및 Ta의 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택된 에칭 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 에칭 재료를 포함하는 층 위에 레지스트 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 재료를 포함하는 층에 레이저를 조사하여 미세 구조를 형성하는 공정과, 상기 에칭 재료를 포함하는 층을 에칭하는 공정과, 상기 미세 구조가 형성된 레지스트 재료를 포함하는 층을 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 미세한 패턴을 전사할 수 있고, 대면적의 전사에도 대응할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 요철 형상의 자유도가 높고, 미세 구조의 종횡비가 자유롭게 제어될 수 있다.

도 1은 일반적인 롤체의 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 롤체의 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 롤체를 회전시켰을 때의 복귀 광량의 변동을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 로트가 다른 롤체를 회전시켰을 때의 복귀 광량의 변화를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 롤 표면층의 두께가 두꺼운 경우의 노광 레이저광의 반사 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 롤 표면층의 두께가 얇은 경우의 노광 레이저광의 반사 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 광흡수층을 형성한 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 롤체의 반사율 측정 및 노광 장치를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 레지스트층 아래에 에칭층을 형성한 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 레지스트층을 2층으로 나눈 구성에 있어서의 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 따른 열흡수층을 레지스트층 위에 형성한 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 열흡수층을 레지스트층 아래에 형성한 롤체의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 롤체에 있어서, 샤프트를 한쪽에 설치한 형태를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 롤체에 있어서, 샤프트를 양측에 설치한 형태를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시형태에 따른 롤체에 있어서, 샤프트가 없고, 밖에서 감합하는 형태를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시형태에 따른 롤체에 있어서, 샤프트가 없고, 밖에서 마그넷 등으로 유지하는 구조를 지닌 형태를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 롤체를 드라이 에칭하는 장치의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 롤체를 드라이 에칭할 때에, 롤체에 이온이 입사되는 방향을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 롤체에 있어서, 유리 슬리브에 직접 샤프트를 부착한 구조를 지닌 형태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

통상 롤 형상의 몰드를 제작하는 방법으로서 여러 가지를 들 수 있지만, 본 발명에 따른 롤체는, 롤체 표면에 레이저광을 집광함으로써 노광하는 형태로 제작하는 방법에 대하여 적합하다. 구체적인 예로서 다음과 같은 형태를 들 수 있다.

통상 롤은, 도 1에 도시된 바와 같이 회전시키기 위해서 롤을 유지하는 샤프트(1)를 지닌 슬리브(2)와 조합한 형태를 취한다. 롤 표면에 레지스트층(4)을 형성한다. 롤 단면으로부터 본 구성을 도 2에 도시한다. 표면의 레지스트를 외부로부터 빛 등으로 노광함으로써 롤 표면에 패턴을 형성한다.

패턴을 형성하는 방법으로서, 미리 패턴을 형성해 놓은 마스크를 이용하여 노광하는 방법과, 집광된 레이저광 등으로 직접 롤 표면에 패턴을 묘화하는 방법이 있다. 전자의 방법은, 반도체 산업 등에서 널리 이용되고 있는 방법이지만, 롤과 같은 곡면 상에 패턴을 형성하는 경우, 조사(照射) 전면에 균일하게 초점을 맞추기가 어려워 미세한 패턴을 형성하기가 어렵다. 한편 후자의 방법에서는, 롤 표면에 패턴을 직접 묘화하기 때문에, 묘화 시간은 길어지지만, 마스크를 이용한 방법보다 미세한 패턴을 형성할 수 있다.

롤 표면에 형성된 레지스트에 레이저광 등으로 직접 묘화하는 방법에서는, 레이저광을 레지스트 표면에 초점을 맞출 필요가 있기 때문에, 롤체의 가공 정밀도가 매우 중요해진다. 이 때문에 롤체, 즉 슬리브와 샤프트는, 통상 가공하기 쉽고 또 정밀도를 얻기 쉬운 금속 재료, 예컨대 Al이나 스테인리스강 등이 이용되고 있었다. 또한 롤체를 경량화하기 위해서, 샤프트는 스테인리스강을 이용하고, 슬리브에는 카본 파이버의 성형체를 이용하여, 그 위에 Cr 도금하는 방법 등도 채용되어 왔다.

그런데, 금속 재료는 빛을 반사하기 쉽다고 하는 성질을 갖기 때문에, 레지스트를 노광할 때에, 레지스트를 투과한 빛이 롤체에서 반사되므로, 입사광과 반사광이 간섭함으로써 노광 특성이 대폭 변동된다고 하는 문제가 발생한다. 이 때문에, 이러한 방법에서는 미세한 패턴을 정확하게 형성할 수 없다.

그래서, 본 발명자들은, 롤체를 구성하는 재료에 주목하여, 예의 검토한 결과, 롤체를 구성하는 재료의 광학 특성을 특정함으로써 레지스트의 노광 특성의 변동을 개선하여, 미세한 패턴을 정확하게 형성할 수 있음을 알아냈다. 한편, 이 전사용 몰드는, 미세 패턴을 형성할 수 있으므로, 요철 형상의 자유도가 높고, 미세 구조의 종횡비를 자유롭게 제어할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 전사용 몰드는, 대략 원기둥 형상으로 형성된 롤체와, 상기 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층과, 상기 표면층 상에 형성되는 미세 구조층을 구비하고, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이며, 감쇠 계수 k가 0 이상 0.3 이하인 재료로 구성된다. 여기서, 미세 구조층이란, 미세 구조가 형성되는 층을 말하며, 후술하는 층 구성에 있어서, 레지스트층이나 에칭층 단독으로 미세 구조층을 구성하더라도 좋고, 레지스트층 및 에칭층으로 미세 구조층을 구성하더라도 좋다.

본 발명에 따른 롤체 구조의 일례를 도 3에 도시한다. 본 실시형태에 따른 롤체는, 원기둥형으로 형성된 샤프트(1)와, 이 샤프트(1)의 외주면 상에 형성되는 슬리브(2)를 구비한다. 이 롤체의 슬리브(2)의 외주면 상에 표면층(3)을 적층한다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 그 롤체의 표면층(3) 위에 레지스트층(4)을 형성하여 구성된다. 본 발명에 따른 롤체에 있어서, 롤체의 표면층(3)은 상기 광학 상수를 갖는 재료이므로, 노광된 빛이 롤체 최외측 표면에서 반사되는 것을 방지할 수 있어, 안정된 노광 특성을 얻을 수 있다.

한편, 본 실시형태에 따른 롤체에 있어서는, 롤체의 표면에 빛을 입사했을 때에, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0 이상 0.3 이하가 되면 표면층은 불균일하게 형성되어 있더라도 좋다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 롤체 위에 표면층(3)을 적층하는 구성으로 했지만, 슬리브(2)의 외주 표면 근방의 재료를, 상기 광학 상수를 갖는 재료로 구성하는 등, 슬리브(2)와 일체 형성하더라도 좋다. 또한, 표면층의 두께는, 노광하는 빛의 파장에 비하여 충분히 길다는 것과, 에칭 가능한 막 두께를 고려하면, 5 ㎛ 이상 10 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이상 10 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 500 ㎛ 이상 7 ㎜ 이하인 것이 좋다.

본 발명자들은, 상기 효과를 검증하기 위해서 다음과 같은 조건으로 검증했다. 롤체 위에 레지스트를 형성한 후, 노광되는 최저한의 광량(임계치)보다 낮은 광량을 롤에 조사하여, 레지스트 표면에서 반사하여 되돌아오는 빛(복귀 광량)을 검출함으로써, 노광 특성에의 영향을 판정했다. 즉, 레지스트 표면에서 반사하여 되돌아오는 빛을 복귀 광량 R로 하고, 레지스트를 투과하는 광량을 레지스트의 투과 광량 T라 하면, 레지스트에 흡수되는 광량 A는 하기 식(1)으로 나타내어진다. 또한, 통상 레지스트의 투과 광량 T는 매우 작기 때문에, 레지스트의 흡수 광량 A는 복귀 광량 R에 의존한다. 즉, 레지스트 표면에서 반사하여 되돌아오는 복귀 광량 R을 검출함으로써 노광 특성에의 영향을 어림할 수 있다.

A=100-R-T (1)

예컨대 롤을 회전시키면서 임계치보다 낮은 광량을 롤에 조사하여, 롤 회전 1주(周) 내에서의 복귀 광량 R을 모니터한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 회전 1주 내에서 복귀 광량 R이 오르내리고 있으면, 이 복귀 광량의 변동량의 대소로 노광 특성에의 영향을 판별할 수 있다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 복귀 광량 R의 절대치를 보면, 최적 노광 광량에의 영향을 판정할 수 있다.

광학 상수를 굴절율 n과 감쇠 계수 k로 나타낸 경우, 롤체의 최외측 표면의 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 광학 상수를 갖는 재료이므로, 전사용 몰드를 제작하는 데에 있어서, 적어도 다음 3가지 인자, 1) 레지스트의 롤 둘레 내의 막 두께 변동량, 2) 레지스트막 두께의 로트 사이의 변동량, 3) 레지스트층 아래에 형성한 에칭층의 막 두께 변동량에 의한 노광 특성에의 영향을 대폭 저감할 수 있다. 이들 3가지 인자는 에칭층 또는 레지스트층으로부터의 반사광과 롤 본체로부터의 반사광이 간섭하지 않게 됨으로써 저감된다.

상기 복귀 광량 R의 변동량은, 적용하는 레지스트의 종류나 목표로 하는 미세 구조의 정밀도에 따라 어느 정도까지 허용되거나 변하는데, 막 두께 변동에 의한 복귀 광량 R의 최대치와 최소치의 차가 12% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이하, 7% 이하라면 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른, 405 ㎚ 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고 감쇠 계수 k가 0 이상 0.3 이하인 재료는 무기 재료인 것이 바람직하다. 무기 재료는, 일반적으로 가공은 용이하지 않지만, 1) 경도가 높고 마모에 강하다는 점, 2) 강성이 높다는 점, 3) 평활한 표면 거칠기를 얻기 쉽다는 점, 4) 산이나 알칼리 혹은 유기 용매 등에 대하여 변질되기 어렵다는 점 등의 이점이 있다.

본 발명에 적합한 무기 재료로서는, 주기율표의 I족?Ⅵ족 혹은 XⅡ족?XⅥ족 원소의 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 불화물 혹은 이들의 혼합물을 들 수 있다. 특히 광학 특성이나 경도, 표면 평활성을 고려하면, 구체적으로는 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Zn, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, Hf, Ta, W 혹은 란타노이드계의 La, Ce의 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 불화물 혹은 이들의 혼합물이 바람직하다.

또한 가공성이나 내구성 및 입수의 용이성을 고려하면, 무기 재료가 유리 재료인 것이 보다 바람직하다. 유리 재료 중에서도 석영 유리, 고규산 유리[파일렉스(등록상표), 바이콜 등], 붕규산 유리(크라운계, 플린트계 유리등), 아미노규산 유리, 무알칼리 유리, 납유리, 바륨 유리, 인규산 유리, 불화물 유리, 란탄 유리, 투명 결정화 유리, 열선 흡수 유리가 적합하다. 이들 유리 재료는 각각 경도나 강성 혹은 가공 특성이 다르기 때문에, 중시하는 목적에 따라서 선택하면 된다. 특히, 석영 유리나 고규산 유리, 붕규산 유리가 광학 특성 및 강도의 관점에서 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른, 405 ㎚ 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0 이상 0.3 이하인 재료는 유기 재료라도 좋다. 유기 재료는, 일반적으로 평활한 표면 거칠기를 얻기가 어렵고, 특정한 유기 용매에 용해?팽윤된다고 한 특성이 있지만, 1) 무기 재료에 비해서 경량이라는 점, 2) 가공이 용이하다는 점, 3) 저렴하다는 점과 같은 이점이 있다.

본 발명에 적합한 유기 재료는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸렌메타크릴레이트, 폴리아크릴레트, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 아라미드, 불소 수지, 폴리올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아미드이미드 수지, 말레이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 액정 폴리머 중에서, 그 특성?목적에 따라서 적절하게 선택하면 된다. 예컨대, 투명성을 중시하는 것이라면 폴리메틸렌메타크릴레이트 등이 바람직하고, 내열성이나 흡습 특성을 중시하는 것이라면, 폴리카보네이트나 PEN 등이 적합하다.

한편 본 발명에 따른 롤체의 표면 재료는, 무기 재료, 유기 재료에 상관없이, 노광에 사용되는 파장 영역에서 완전히 무색 투명할 필요는 없으며, 굴절율 n이 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 조건을 만족하는 한 착색되어 있더라도 좋다.

롤체의 표면 재료가 무기 재료인 경우, 착색시키기 위해서 여러 가지 금속 이온이나 산화물이나 질화물, 황화물을 첨가하는 경우가 있다. 예컨대, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu와 같은 전이 금속 산화물이나 Ag, Sn 혹은 희토류의 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb, Lu, Th, U의 금속 이온, 산화물, 질화물, 황화물 혹은 이들의 혼합물을 가함으로써, 특정한 파장 영역에서 흡수를 맡게 할 수 있다.

한편, 롤체의 표면 재료가 유기 재료인 경우, 상기 무기 재료에서 사용되는 재료를 사용할 수도 있지만, 그 밖에 여러 가지 유기 안료를 가함으로써 착색시킬 수도 있다. 구체적으로는, 퀴나크리돈계, 안트라퀴논계, 폴리아조계, 벤즈이미다졸론계, 구리 프탈로시아닌 블루, 구리 프탈로시아닌 그린, 용성(溶性) 아조 안료, 디스아조계나 모노아조계의 불용성(不溶性) 아조 안료 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 롤체의 최외측 표면의 표면 거칠기는, JIS 0601-2001에 규정되는, 산술 평균 거칠기 Ra로 계측했다. 롤체의 최외측 표면의 표면 거칠기는, 산술 평균 거칠기 Ra가 0보다 크고, 10 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Ra의 상한이 5 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 Ra가 2 ㎚ 이하인 것이 좋다. 적절한 산술 평균 거칠기는, 롤체의 표면에 형성되는 미세 구조의 사이즈에 대략 의존한다. 목적으로 하는 용도에 의하기도 하지만, 일반적으로 Ra가 미세 구조에 주는 영향을 고려하면, 미세 구조 사이즈의 1/100 정도가 바람직하다. 예컨대, 미세 구조 사이즈가 1 ㎛ 이하라면, 롤체의 Ra는 10 ㎚ 이하, 미세 구조 사이즈가 500 ㎚라면, Ra는 5 ㎚ 이하가 바람직하다.

본 발명에 따른 전사용 몰드의 구성으로서, 표면층은, 405 ㎚ 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0 이상 0.3 이하인 재료가 적어도 2층 적층되어 구성되며, 롤체와 롤체와 접하는 표면층과의 사이에 광흡수층이 형성된다. 표면층(3)의 두께가 두꺼우면, 도 7에 도시된 바와 같이 표면층(3)과 슬리브(2)의 계면에서의 반사광은 산란되어, 레지스트층(4)에의 노광에 영향을 미치게 하지 않게 된다. 한편, 도 8에 도시된 바와 같이 표면층(3)의 두께가 얇은 경우 표면층(3)과 슬리브(2)의 계면에서의 반사광의 영향을 저감하기 위해서 도 9에 도시된 바와 같이 광흡수층(5)을 표면층(3)과 슬리브(2)의 사이에 마련하는 구성이 바람직하다.

광흡수층(5)의 재료는, 노광 파장에서 흡수를 맡는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, C나 전이 금속 혹은 이들의 산화물, 질화물, 황화물 재료나 이들 재료의 혼합물, 혹은 이들 재료를 필러로서 사용한 유기 접착제 재료와 같은 것이라도 좋다. 특히 도전성이 있는 재료가 보다 바람직하다. 예를 들면, 흡수성이 있는 금속, 탄소의 파이버, 필러의 혼합물을 포함하는 물질이 바람직하다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 표면층(3)의 내측에 금속 슬리브가 있는 구성이라면, 롤의 굴곡 강도를 보조하기 위해서, 금속 슬리브 표면에 요철을 붙임으로써 광 흡수시키더라도 좋다. 예컨대 Al의 슬리브를 사용한 경우, Al 슬리브 표면을 알루마이트 처리하여 흑화(黑化)시킴으로써 광 흡수시키는 구성을 들 수 있다.

본 발명에 따른 전사용 몰드에 있어서, 롤체의 표면 상에 형성된 미세 구조층을 형성하기 위해서는 포토레지스트 재료를 사용할 수 있다. 포토레지스트와 롤체의 위치 관계를 도 10에 도시한다. 롤체(23)의 외주 표면에 포토레지스트(22)가 형성되어 있다.

일반적으로 포토레지스트(22)를 롤체(23)에 형성하는 방법으로서, 롤코터 등으로 도포함으로써 형성되는 경우가 많다. 단 롤코터로 레지스트를 도포한 경우, 레지스트의 점성에 의해 롤 둘레 내에 두께 변동이 발생하기 쉽다(참고문헌)(Japanese Journal of Applied Physics Vol.43 No. 6B, 2004, pp.4031-4035 Yuuki Joshima et. al). 상기한 바와 같이, 레지스트막 두께가 롤 둘레 내에서 변동되는 케이스에 있어서, 본 실시형태에 따른 전사용 몰드는 매우 유효하다.

포토레지스트(22)는 도 10에 도시된 바와 같이, 그 표면에서부터 레이저광(21)에 의해 노광된다. 노광 방법으로서는, 포토레지스트(22)에 직접 레이저광을 조사하는, 소위 직묘(直描) 방식이라도 좋고, 미세 구조를 미리 묘화해 놓은 마스크를 이용하여 형성하더라도 좋으며, 본 실시형태에 따른 전사용 몰드는 어느 방법이나 이용할 수 있다.

본 발명에 적합한 유기 레지스트로서는, (주)죠호키코 발간 「최신 레지스트 재료 핸드북」이나 (주)코교쵸샤카이 「포토폴리머 핸드북」에 있는 것과 같이, 노볼락 수지나 노볼락 수지와 디아조나프토킨과의 혼합물, 메타크릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 페놀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 비닐계 수지 등을 들 수 있다.

한편 본 발명에 따른 전사용 몰드에 있어서, 롤체의 표면 상에 형성된 미세 구조층은, 열반응형 레지스트 재료를 사용하는 것도 가능하다.

열반응형 레지스트는 레이저광의 열에 의해서 반응하는 재료를 이용한 레지스트이다. 열반응형 레지스트는, 소정의 온도 이상에서 반응하는 특성을 갖기 때문에, 재료를 목적에 따라서 선택하면, 레이저 직묘 방식에 있어서 레이저의 스폿 직경 이하, 즉 광학 한계 이하의 사이즈로 노광하는 것이 가능하여, 미세 구조를 형성하기에 적합하다. 본 발명에 적합한 열반응형 레지스트 재료는, 유기 레지스트 재료 또는 무기 레지스트 재료인 것이 바람직하다.

유기 레지스트는, 슬리브 상에 형성할 때에 롤코터 등으로 도포할 수 있으므로 공정은 간편하다고 하는 이점을 갖는다. 또한, 포토레지스트 쪽이 열반응형 레지스트보다 미세 구조의 피치를 좁히기 쉬운 특성이 있다. 포토레지스트는 빛으로 반응시키기 때문이다.

한편, 열반응형 레지스트 재료가 무기 레지스트 재료인 경우, 불완전 산화물, 열분해 산화물, 금속 합금 중 어느 것인 것이 더 바람직하다. 금속이나 산화물 등의 무기 재료를 이용한 열반응형 레지스트는, 실온 상태에서는 화학적?물리적 성질이 매우 안정적이고, 또한 유기 재료에 비해서 열전도율이 높으므로, 피치를 좁힌 미세 구조를 형성하기에 보다 적합하다.

본 발명에 적합한 무기 열반응형 레지스트 재료로서는, 반응시키는 온도에 따라 여러 가지를 선택할 수 있다. 예컨대 Al, Si, P, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, Ag, Au 및 이들의 합금을 들 수 있다. 또한, Mg, Al, Si, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Te, Ba, Hf, Ta, W, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce, Sm, Gd, Tb, Dy의 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물, 황화물, 황산화물, 불화물, 염화물이나 이들의 혼합물이라도 좋다.

본 발명에 있어서 열반응형 레지스트 재료로서 불완전 산화물을 이용하는 경우, CrO_x, NbO_x, TaO_x, TiO_x, SnO_x, PbO_x가 바람직하다.

본 발명에 있어서 열반응형 레지스트 재료로서 열분해 산화물을 이용하는 경우, 열γ 특성이 좋은 재료에서 선택되며, 구체적으로는, CuO, Co₃O₄, MnO₂, Mn₂O₃, CrO₃, Cr₅O₁₂, PbO₂, Pb₃O₄, TaO₂, MgO₂, CaO₂, BaO₂, ZnO₂를 들 수 있고, 바람직하게는 CuO, Co₃O₄, MnO₂, Mn₂O₃, CrO₃, Cr₅O₁₂, PbO₂, Pb₃O₄, MgO₂, CaO₂, BaO₂, ZnO₂이며, 보다 바람직하게는 CuO, Co₃O₄, MnO₂, Mn₂O₃, CrO₃, Pb₃O₄, BaO₂이다. 이들 재료는, 매우 우수한 열γ 특성을 갖는다. 이 재료의 산화도에 대해서는, 전술한 것과 같은 식의 레이저 노광에 의해 분해하는 상태라면, 본 발명에 따른 열반응형 레지스트 재료의 범주에 포함된다.

본 발명에 있어서 열반응형 레지스트 재료로서 금속 합금을 이용하는 경우, Bi-Te, Sb-Te, In-Sn, Ni-Sn, Al-Sn, Ag-Zn, Bi-Sn, Al-Ni, Pb-Te, Ni-Bi, Bi-Te, Sn-Pb, Sn-Sb, Ga-Sb, Ge-Sb, In-Sb, Zn-Te, Zn-Sb가 바람직하다.

열반응형 레지스트 재료로서는 온도 변화에 대한 상태의 변화가 큰 열분해성 산화물이 특히 바람직하다.

일반적으로, 무기 열반응형 레지스트의 형성 방법으로서는, 저항 가열 증착법이나 마그네트론 고주파 스퍼터법, 전자빔 스퍼터법, CVD법 등의 물리적 박막 형성법에 의해서 형성하는 것이 적합하다. 이들 방법은, 기본적으로 진공 프로세스가 되기 때문에, 슬리브 상에 형성하려면 도공(塗工) 방법에 비해 공정수에 구애받지만, 막 두께를 정밀도 좋게 제어할 수 있는 데다, 나아가서는 레지스트층이나 에칭층을 다층으로 적층하는 것도 용이하다. 단, 롤코터와 같은 도포법에 비해서 막 두께 변동의 절대치는 매우 작게 할 수 있지만, 많은 재료가, 높은 굴절율 n 및 감쇠 계수 k를 갖기 때문에, 막 두께 변동에 대한 반사율의 변화도 커지는 경우가 있다. 이와 같은 케이스에는 본 실시형태에 따른 전사용 몰드가 매우 유효하다.

본 발명에 따른 전사용 몰드에 있어서, 미세 구조층이 적어도 2층의 열반응형 레지스트 재료를 포함하는 구성을 취하더라도 좋다. 이것은, 미세 구조를 폭 방향뿐만 아니라, 깊이도 깊게 한 패턴을 형성하고 싶은 경우에는, 열반응형 레지스트 재료를 단독으로 사용하는 것보다도, 도 11에 도시된 바와 같이, 열반응형 레지스트층(4) 하층에 에칭층(6)을 형성한 적층 구조로 하는 편이 미세 구조를 형성하기 쉽다. 이 경우, 하층의 에칭층(6)을 드라이 에칭 처리에 의해서 홈 깊이를 깊게 하는 것이 가능해진다. 이 구성을 이용하면, 드라이 에칭되고 있는 사이, 열반응형 레지스트층(4)은 마스크로서 기능하고 있기 때문에, 에칭층(6)에 비하여 높은 드라이 에칭 내성이 요구되게 된다. 이와 같이 열반응형 레지스트층(4)을 마스크로서 기능시키는 경우, 드라이 에칭 내성을 보다 높이기 위해서, 드라이 에칭 내성이 있는 레지스트층(7)과 미세 구조의 폭을 규정하는 레지스트층(8)의 2층 구조로 하는 방법도 가능하다. 도 12에 레지스트층을 2층으로 한 구성예를 도시한다. 도 12에 있어서는 슬리브(2)의 외주면 상에 표면층(3)이 형성되어 있다. 그리고, 표면층(3) 위에, 에칭층(6), 레지스트층(8), 레지스트층(7)의 순으로 적층되어 구성되어 있다.

본 발명에 따른 미세 구조를 형성하는 에칭층은, Si와 Ta 및 이들의 산화물, 질화물 및 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 재료를 포함하는 것이 적합하다.

본 발명에 있어서, 에칭층(6)에 이용하는 재료로서는, 에칭 이방성을 얻기 위해서, Si나 폴리실리콘, GaAs나 InP 등의 반도체 재료, Al, Cu, W, Ti, Ta 등의 금속이나 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 그 합금, SiO₂, Si₃N₄, 유리 등의 절연 재료, WSi₂, TiS₂, CoSi₂ 등의 실리사이드 재료, 폴리플루오르에틸렌이나 PMMA(폴리메타크릴산메틸), PC(폴리카보네이트) 등의 유기 재료가 적합하다. 그 중에서도, Si, Ta 및 이들의 산화물, 질화물, 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 재료가 바람직하고, 특히 SiO₂, Si, Si₃N₄ 및 Ta₂O₅와 같은 반도체나 절연 재료가 보다 적합하다.

본 발명에 따른 열반응형 레지스트 재료를 포함하는 층의 상측 또는 하측에 열흡수층(9)을 마련하더라도 좋다. 이 열흡수층(9)을 열반응형 레지스트 재료의 상측에 형성한 구성을 도 13에, 열반응형 레지스트 재료의 하측에 형성한 구성을 도 14에 도시한다. 도 13에 있어서는, 표면층(3) 상에, 에칭층(6), 레지스트층(4), 열흡수층(9)의 순으로 적층되고, 도 14에 있어서는, 표면층(3) 상에, 에칭층(6), 열흡수층(9), 레지스트층(4)의 순으로 적층되어 있다.

열흡수층(9)의 역할은, 열반응형 레지스트에 있어서의 빛의 흡수 특성의 선택 범위를 넓이는 데에 있다. 통상, 열반응형 레지스트는 넓은 파장 영역에서 흡수를 맡는 재료가 많지만, 재료에 따라서는 레이저의 파장, 예컨대 405 ㎚ 근방에 광학적으로 흡수를 맡지 않는 재료도 있다. 이 경우, 열흡수층(9)에서 레이저의 에너지를 흡수하여 열로 변환함으로써, 그 열에 의해서 열반응형 레지스트를 반응시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서 열흡수층(9)에 이용하는 재료로서는, 레이저의 파장 영역에서 광흡수성을 갖는 재료가 적합하며, 예컨대 C, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Se, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W, Pt, Au, Pb, Bi 및 그 합금 등을 들 수 있고, 이들 원소로 이루어지는 산화물, 질화물, 황화물, 탄화물 혹은 그 혼합물이라도 좋다. 이들 재료는, 높은 굴절율 n 및 감쇠 계수 k를 갖는 것이 많기 때문에, 열흡수층(9)의 막 두께 변동에 대한 반사율의 변화도 커지는 경우가 있다. 그와 같은 케이스에는 본 실시형태에 따른 전사용 몰드가 매우 유효하다.

본 발명에 따른 롤체는, 에칭층(6)을 드라이 에칭 처리에 의해서 홈 깊이를 깊게 할 수 있는 구성으로 되어 있다. 드라이 에칭을 실시하는 방법으로서, 롤체(23)에 직접 고주파(41)를 인가하는 방법이, 에칭 방향 및 장치 구성하는 기구의 관점에서 바람직하다. 통상 롤 표면에 형성된 홈 깊이를 깊게 하기 위해서는, 롤체의 중심축으로 향하는, 즉 롤 표면에 대하여 수직 방향으로 에칭할 것이 요구된다. 이를 위해서는, 롤체(23)의 둘레에 원통형의 전극(42)을 마련하여, 롤체에 직접 고주파(41) 등으로 통전함으로써, 도 20에 도시된 바와 같이 롤 표면에 대하여 수직 방향으로 전기장이 형성된다. 따라서 에칭층(6)은, 롤체의 표면에 대하여 수직 방향으로 에칭되게 된다. 또한 상기 방법이라면, 드라이 에칭 중에, 진공을 유지한 채로 롤체를 회전시키고, 또한 고주파를 인가한다고 하는 복잡한 기구가 불필요하게 되어, 드라이 에칭 장치 구성이 매우 간편하게 된다.

롤체(23)에 직접 고주파(41)를 인가하기 위해서는, 롤체, 즉 양단의 샤프트 사이에서 도전성을 갖는 것이 필수적이게 된다. 즉 롤체에 도전성이 없으면 전기적으로 절연된 상태가 되기 때문에, 통전하기가 불가능하게 되므로, 위에 기재한 드라이 에칭 장치로는 에칭할 수 없다.

여기서 롤체에 도전성이 있다/없다의 명확한 정의는, 인가하는 전압이나 케이블의 배선 저항 등을 고려할 필요기 있기 때문에 어렵지만, 일반적으로 도전성의 유무에 대해서는 통상 전기 저항치로 표현된다. 본 발명에 따른 도전성을 지닌 롤체, 즉 샤프트와 슬리브를 구성하는 재료로서, 전기 저항율로 10¹⁰ Ω?cm 이하 1.5×10^-6 Ω?cm 이상이고, 보다 바람직하게는 10⁷ Ω?cm 이하 2.0×10^-6 Ω?cm 이상인 것이 좋다. 하기 표 1에 재료의 선팽창 계수와 전기 저항율을 기재한다.

본 발명에 따른 도전성을 지닌 드라이 에칭 가능한 롤체를 구성하는 재료로서, 기본적으로 상기 도전성의 정의를 만족하는 재료라면 무엇이나 좋으며, Ag, Au, Al, Mg, Fe, Ti 혹은 이들의 합금, SUS, 탄소강 등을 포함하는 금속 재료나, 실리콘 카바이드 섬유나 카본 섬유 혹은 금속 섬유 등을 에폭시 수지 등에 함침시킨 콤포지트 재료(복합 재료) 혹은 도전성을 갖는 고분자 재료, 예컨대 도전성 플라스틱 등도 적용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 롤체는, 표면층에 무기 재료나 유리 재료와 같이 취약한 재료 혹은 플라스틱과 같이 부드러운 재료를 이용하기 때문에, 전사 몰드로서 사용하기 위해서는, 어느 정도 강도가 있는 재료로 구성되어 있을 필요가 있다. 또한 정밀도가 좋은 롤체를 제작하는 데에 있어서는, 가공성이 좋은 재료인 것이 바람직하다. 또한 앞서 기재한 바와 같이 드라이 에칭하기 위해서는, 롤체는 도전성을 지닐 필요가 있다. 또한 입수의 용이성이나 가격 등도 고려하면, 이들 요건을 만족하는 롤체를 구성하는 재료로서, SUS, 탄소강, Al 혹은 Al 합금, Ti 혹은 Ti 합금, 카본 파이버 콤포지트, 도전성 플라스틱 재료 혹은 이들 조합 중 어느 것으로 구성되어 있는 것이 적합하다. 또한 롤체의 경량화와 굽힘 강도의 관점에서는 Al 혹은 Al 합금, Ti 혹은 Ti 합금, 카본 파이버 콤포지트가, 롤체의 가공성의 관점에서는 SUS, 탄소강, Al, Ti가 보다 바람직하다. 또한, 표면 거칠기를 저감하기 위해서, 상기 롤체 재료의 표면에 도금 등을 실시하더라도 좋다. 상기 도금은, 반사율이 작은 재료를 도금하는 것이 보다 바람직하다. 또한 본 발명에 따른 표면층을 형성함으로써, 노광시의 롤체 표면의 반사에 의한 광량 변동은 상당히 저감되지만, 보다 저감시킨다는 관점에서는, 빛을 흡수하는 성질을 갖는 카본 파이버 콤포지트가 바람직하다. 또한 롤체는, 원통형의 슬리브(롤면)와 샤프트로 구성되므로, 슬리브는 카본 파이버 콤포지트, 샤프트는 SUS와 같이, 상기한 재료를 조합시킨 롤체라도 좋다.

본 발명에 따른 전사용 몰드를 제조할 때에, 제조 프로세스 중에서 몰드를 실온 이상으로 승온시킬 필요가 있는 케이스가 있다. 이 경우, 롤체의 슬리브 재료와 표면층 재료의 각각의 열선팽창 계수에 차가 있으면, 몰드를 고온 상태에서 저온 상태로 냉각했을 때에, 슬리브와 표면층 사이에서 열팽창 계수차에 기인하는 응력이 발생한다. 이 응력은, 원칙적으로 슬리브 재료와 표면층 재료의 열팽창 계수차가 클수록 커져, 재료의 선택을 잘못하면 표면층의 슬리브로부터의 박리, 나아가서는 슬리브 혹은 표면층을 응력으로 파괴할 가능성이 있다.

상기 문제에 관해서 본 발명자들이 검토한 결과, 슬리브 재료와 표면층 재료의 열팽창 계수차가 0 이상이고 20×10^-6/℃ 이하라면 박리 혹은 파괴를 막을 수 있음을 알아냈다. 보다 고온이나 취약한 표면층 재료를 이용하는 경우에는, 15×10^-6/℃ 이하, 보다 바람직하게는 10×10^-6/℃ 이하, 가장 바람직하게는 0/℃이다.

본 발명에 따른 무기 재료를 포함하는 표면층 재료를 이용한 경우, 일반적으로 투명한 무기 재료, 예컨대 붕규산 유리나 석영 유리 등은 선팽창 계수가 작은 것이 많다. 그와 같은 재료를 이용하는 경우는, 슬리브 재료 자신의 열선팽창 계수가 15×10^-6/℃ 이하인 재료, 예컨대 Ti나 Ti 합금 혹은 카본 파이버 콤포지트를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가서는 10×10^-6/℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 특히 카본 파이버 콤포지트는, 수지와의 배합비나 섬유의 방향성을 제어함으로써, 0/℃?20×10^-6/℃ 등의 넓은 범위에서 열팽창 계수를 컨트롤할 수 있으므로 슬리브로서 바람직한 재료이다.

본 발명에 따른 전사용 몰드의 제조 방법으로서, 롤체 위에 레지스트 재료를 포함하는 균일한 층을 형성하는 공정과, 이 레지스트 재료를 포함하는 층에 레이저를 조사하여 미세 구조를 형성하는 공정을 위에 기재한 순서로 실시하여 제조하는 방법이 있다.

상기 제조 방법에 따라서 제작되는 전사용 몰드는, 롤체 위에 직접 레지스트를 형성하는 방법으로 공정이 단순해진다고 하는 특징을 갖는다. 단, 레지스트 두께가 미세 구조의 깊이로 되기 때문에, 비교적 깊이가 작은 경우에 유효한 제조 방법이다.

또한 본 발명에 따른 전사용 몰드의 다른 제조 방법으로서, 롤체 위에 에칭 재료를 포함하는 균일한 층을 형성하는 공정과, 이 에칭 재료를 포함하는 층 위에 레지스트 재료를 포함하는 균일한 층을 형성하는 공정을 거쳐 얻어진 적층 롤체의 최외측 표면에, 레이저를 조사하여 상기 레지스트 재료를 포함하는 층에 패터닝한 후, 이어서 에칭을 행하고, 또한 패터닝된 상기 레지스트 재료로 이루어지는 층을 제거하여 제조되는 방법을 채용하더라도 좋다.

상기 제조 방법은, 레지스트층과 롤체 사이에 에칭층을 형성하기 때문에, 약간 공정은 길어지지만, 에칭층의 두께에 따라서 미세 구조의 깊이를 자유롭게 제어할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.

어느 쪽의 방법을 취하느냐는, 목적으로 하는 미세 구조의 깊이나 형상에 따라서 선택하면 된다. 한편, 어느 방법에 있어서도 레지스트 재료에는 열반응형 레지스트 재료, 포토레지스트 재료 중 어느 것이나 목적에 따라서 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 전사용 몰드의 형태는 여러 가지를 취할 수 있다. 예컨대 도 15에 도시된 바와 같이, 샤프트(1)가 슬리브(2) 양단 중 한쪽밖에 없는 형태나, 샤프트(1)의 반대측에 샤프트(1)를 감합하여 삽입하는 형태가 있다. 또한 도 16에 도시된 바와 같이, 슬리브(2)의 양측에 샤프트(1)를 갖는 형태나, 도 17에 도시된 바와 같이, 슬리브(2)의 양측에 샤프트(1)를 감합하여 삽입하는 형태도 있다. 또한 도 18에 도시된 바와 같이, 샤프트(1)를 이용하지 않고, 예컨대 마그넷(31)과 같은 것으로 슬리브를 유지하는 형태를 취하더라도 좋다.

이하, 본 발명의 효과를 명확하게 하기 위해서 행한 실시예에 관해서 설명한다.

(실시예 1)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤을, 스퍼터법을 이용하여 회전시키면서 CuO를 포함하는 열반응형 레지스트층을 20 ㎚로 성막했다. 이때, 롤을 회전시키는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 기울여 셋팅하고 의도적으로 막 두께를 고르지 않게 하였다. 그 결과 막 두께는 20 ㎚±10%의 분포였다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤 1주 내의 반사율 분포를 측정했다. 광원(25)에는 레이저광을 사용하고, 롤체를 스핀들 모터(26)로 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤 1주 내의 반사율 분포를 측정했다. 레이저는 파장 405 ㎚의 반도체 레이저를 이용하여 측정을 했다. 고정밀도 X 스테이지는 상기 롤과 평행하게 설치했다. 반도체 레이저 가공 헤드는 고정밀도 X 스테이지 상에 고정했다. 반도체 레이저 가공 헤드의 대물렌즈(24)는 N.A.=0.85이고 스폿 사이즈는 대략 430 ㎚였다. 상기 롤에 조사된 레이저광은 롤 표면에서 반사된 후 수광부에서 전압치로서 측정했다. 측정한 전압치는 환산표를 이용하여 반사율로 환산했다.

20 ㎚±10%의 레지스트막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 22.8%, 최대치가 25.7%로 그 차는 2.9%로 매우 작음이 확인되었다.

(실시예 2)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000)의 원통을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤에, 스퍼터법을 이용하여 에칭층으로서 SiO₂를 300 ㎚로 성막했다. 이때 롤을 회전시키는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 기울여 셋팅하고 의도적으로 막 두께를 고르지 않게 하였다. 그 결과 막 두께는 300 ㎚±30%의 분포였다. 또한 그 위에 CuO를 포함하는 열반응형 레지스트층을 20 ㎚ 성막했다. 이때는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 일치시키고 막 두께는 20 ㎚로 균일하게 성막했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤 1주 내의 반사율 분포를 측정했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일한 조건으로 이용했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 23.3%, 최대치가 25.0%로 그 차는 1.7%로 매우 작음이 확인되었다.

(실시예 3)

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤에, 스퍼터법을 이용하여 에칭층으로서 SiO₂를 300 ㎚로 성막했다. 이때 롤을 회전시키는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 기울여 셋팅하고 의도적으로 막 두께를 고르지 않게 하였다. 그 결과 막 두께는 300 ㎚±25%의 분포였다. 또한 그 위에 CuO를 포함하는 열반응형 레지스트층을 20 ㎚ 성막했다. 이때는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 일치시키고 막 두께는 20 ㎚로 균일하게 성막했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤에의 노광을 시도했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일한 조건으로 이용했다.

열반응형 레지스트에의 노광시에는 롤의 회전수를 1670 rpm(선속도 7 m/sec.)으로 했다. 또한 롤이 1주하는 동안에 X 스테이지는 500 ㎚ 이동하여 연속적으로 피치 500 ㎚의 선이 노광되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. 원자간력 현미경(AFM)으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±1%로 편차가 매우 작고 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(실시예 4)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 434950, 굴절율 n=1.442, 감쇠 계수 k=0.000)의 원통을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤 1주 내의 반사율 분포를 측정했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일하다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 23.5%, 최대치가 24.9%로 그 차는 1.4%로 매우 작음이 확인되었다.

열반응형 레지스트에의 노광시에는 롤의 회전수를 1670 rpm(선속도 7 m/sec.)으로 했다. 또한 롤이 1주하는 사이에 X 스테이지는 500 ㎚ 이동하여 연속적으로 피치 500 ㎚의 선이 노광된다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±0.9%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 행하여지고 있음이 확인되었다.

(실시예 5)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 592683, 굴절율 n=1.607, 감쇠 계수 k=0.000)의 원통을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 22.4%, 최대치가 26.1%로 그 차는 3.7%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±2.2%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(실시예 6)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 723292, 굴절율 n=1.768, 감쇠 계수 k=0.000)의 원통을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 20.6%, 최대치가 28.1%로 그 차는 7.6%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±4.5%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 1)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 알루미늄(굴절율 n=0.400, 감쇠 계수 k=4.450)의 원통을, 끼워 넣어 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤을 스퍼터법을 이용하여 회전시키면서 CuO를 포함하는 열반응형 레지스트층을 20 ㎚로 성막했다. 이때 롤을 회전시키는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 기울여 셋팅하고 의도적으로 막 두께를 고르지 않게 하였다. 그 결과 막 두께는 20 ㎚±10%의 분포였다.

20 ㎚±10%의 레지스트막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 45.4%, 최대치가 61.2%로 그 차는 15.8%로 매우 큰 것이 확인되었다.

(비교예 2)

300 ㎚±25%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 6.1%, 최대치가 79.3%로 그 차는 73.2%로 매우 큰 결과였다.

(비교예 3)

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤에의 노광을 시도했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일하다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선이 되도록 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 10.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. 전사된 홈폭을 AFM으로 측정한 바 전혀 홈이 없는 곳에서부터 홈폭 250 ㎚인 곳까지 연속적으로 변화하고 있어 편차가 매우 큰 것이 확인되었다.

(비교예 4)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 144178, 굴절율 n=2.273, 감쇠 계수 k=0.000)의 원통을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±25%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 16.0%, 최대치가 33.9%로 그 차는 17.9%로 큰 것이 확인되었다.

열반응형 레지스트에의 노광시에는 롤의 회전수를 1670 rpm(선속도 7 m/sec.)으로 했다. 또한 롤이 1주하는 사이에 X 스테이지는 500 ㎚ 이동하여 연속적으로 피치 500 ㎚의 선이 노광되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 9.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±10.4%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

실시예 1에서부터 실시예 6 및 비교예 1에서부터 비교예 4의 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전사용 몰드에 있어서는, 특정한 광학 특성을 갖는 재료를 이용한 표면층을 갖기 때문에, 반사율 변동이 저감되고, 홈폭 편차가 저감된다(실시예 1에서부터 실시예 6). 이와 같이, 반사율 변동과 홈폭 편차가 모두 저감되기 때문에, 레지스트층을 균일하게 노광할 수 있음을 알 수 있다. 한편, 금속 재료를 이용한 경우(비교예 1에서부터 비교예 3)나, 굴절율이 다른 유리 재료를 이용한 경우(비교예 4), 반사율 변동이 커지는 것을 알 수 있다.

(실시예 7)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Cu를 체적분율로 5% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.602, 감쇠 계수 k=0.133이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 21.7%, 최대치가 26.8%로 그 차는 5.1%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±3%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(실시예 8)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Cu를 체적분율로 10% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.669, 감쇠 계수 k=0.271이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 20.0%, 최대치가 28.9%로 그 차는 8.9%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±5.2%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(실시예 9)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Cr을 체적분율로 15% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.993, 감쇠 계수 k=0.208이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 18.0%, 최대치가 31.3%로 그 차는 13.4%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±7.9%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 5)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Cu를 체적분율로 20% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.818, 감쇠 계수 k=0.702였다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 20.1%, 최대치가 39.5%로 그 차는 19.4%로 매우 큰 것이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±11.3%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 6)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Ag를 체적분율로 5% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=0.899, 감쇠 계수 k=0.237이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 14.6%, 최대치가 36.0%로 그 차는 21.6%로 매우 큰 것이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±12.6%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 7)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Ag를 체적분율로 10% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=0.419, 감쇠 계수 k=0.674였다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 4.9%, 최대치가 58.2%로 그 차는 53.8%로 매우 큰 것이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±29.9%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 8)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Ag를 체적분율로 15% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=0.290, 감쇠 계수 k=1.037이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 2.4%, 최대치가 70.1%로 그 차는 68.4%로 매우 큰 것이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±36.8%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(비교예 9)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(SCHOTT사 유리 코드 Type : 518635, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000에 Cr를 체적분율로 25% 첨가)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=2.334, 감쇠 계수 k=0.407이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 15.0%, 최대치가 35.5%로 그 차는 20.5%로 매우 큰 것이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±12.1%로 편차가 매우 커 불균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

실시예 7에서부터 실시예 9 및 비교예 5에서부터 비교예 9의 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전사용 몰드에 있어서는, 표면층의 광학 특성이 소정의 범위 내라면, 혼합물을 함유하고 있더라도 반사율 변동 및 홈폭 변동을 함께 저감할 수 있다(실시예 7에서부터 실시예 9). 한편, 마찬가지로 혼합물을 함유하고 있더라도, 복소 굴절율 n 및 감쇠 계수 k가 소정의 범위 밖인 경우(비교예 5에서부터 비교예 9)는, 반사율 변동 및 홈폭 편차가 증대되는 것을 알 수 있다.

(실시예 10)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 유리(석영 유리, 굴절율 n=1.469664, 감쇠 계수 k=0.000)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.993, 감쇠 계수 k=0.208이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 20.4%, 최대치가 20.7%로 그 차는 0.3%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±0.13%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

한편, 원통형의 유리에 석영 유리를 이용했지만, 고규산 유리(파이렉스 유리 : 코닝 7740)를 이용하더라도 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

(실시예 11)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 플라스틱(PMMA, 굴절율 n=1.490, 감쇠 계수 k=0.000)을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.993, 감쇠 계수 k=0.208이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 20.1%, 최대치가 21.0%로 그 차는 0.9%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±0.47%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

(실시예 12)

길이 50 ㎜, 70 ㎜φ의 SUS304의 슬리브에, 두께 5 ㎜의 원통형의 플라스틱(PC, 굴절율 n=1.530, 감쇠 계수 k=0.000)을, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.585, 감쇠 계수 k=0.000이었다. 슬리브의 한쪽 단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 샤프트를 부착했다.

300 ㎚±30%의 에칭층 막 두께 분포를 지닌 롤의 1주 내의 반사율을 측정한 바, 최소치가 18.8%, 최대치가 22.4%로 그 차는 3.6%로 매우 작음이 확인되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭을 측정한 바 150 ㎚±2.0%로 변동이 매우 작아 균일한 노광이 이루어지고 있음이 확인되었다.

실시예 10에서부터 실시예 12의 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 표면층의 재질로서는 석영 유리나 고규산 유리 등의 여러 가지 유리 재료를 이용할 수 있다(실시예 10). 또한, 유기 재료를 이용하더라도 반사율 변동 및 홈폭 편차가 저감될 수 있음을 알 수 있다(실시예 11, 실시예 12).

(실시예 13)

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤에, 스퍼터법을 이용하여 에칭층으로서 SiO₂를 300 ㎚로 성막했다. 또한 그 위에 GaSb로 이루어지는 열반응형 레지스트층을 40 ㎚ 성막했다. 스퍼터법의 조건에 의해 산술 평균 거칠기 Ra가 1.8 ㎚가 되도록 조정했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤 1주 내의 반사율 분포를 측정했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일하다. 열반응형 레지스트에의 노광시에는 1670 rpm(선속도 7 m/sec.)으로 행했다. 또 다시 롤이 1주하는 사이에 X 스테이지는 500 ㎚ 이동하여 연속적으로 피치 500 ㎚의 선이 노광되었다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 2.0 mW로 행했다. 그 후 pH 1의 염산에 40분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 홈 형상을 관찰한 바, 거의 열반응형 레지스트막 두께와 동일한 깊이 홈이 형성되어 있음을 확인했다.

(비교예 10)

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤에, 스퍼터법을 이용하여 에칭층으로서 SiO₂를 300 ㎚로 성막했다. 또한 그 위에 GaSb로 이루어지는 열반응형 레지스트층을 40 ㎚ 성막했다. 롤은 유리 표면 절삭 후, 연마를 하지 않는 수법으로 작성했기 때문에, 산술 평균 거칠기 Ra는 15 ㎚였다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 2.0 mW로 행했다. 그 후 pH 1의 염산에 40분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 형성된 홈은, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 홈 형상을 관찰한 바 명확한 홈 형상을 확인할 수는 없었다.

실시예 13에 도시된 바와 같이, 표면층의 산술 평균 거칠기 Ra가 낮은 경우는, 노광 성능에 영향은 없고, 높은 노광 성능이 발현된다. 한편, 비교예 11에 나타내는 바와 같이, 산술 평균 거칠기 Ra가 높은 경우는, 노광 성능이 저하되는 것을 알 수 있다.

(실시예 14)

길이 200 ㎜, 70 ㎜φ의 카본 콤포지트로 생성된 슬리브에, 두께 3 ㎜의 원통형의 유리(석영 유리, 굴절율 n=1.469664, 감쇠 계수 k=0.000)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.993, 감쇠 계수 k=0.208이었다. 슬리브의 양단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 SUS 샤프트를 부착했다. 슬리브에 사용한 카본 콤포지트의 체적 저항율은 2 Ω?cm로, 샤프트의 양단에 테스터를 대어 도전성을 측정한 바 양호한 도통이 있음을 확인했다.

상기한 슬리브와 샤프트로 이루어지는 롤에, 스퍼터법을 이용하여 에칭층으로서 SiO₂를 300 ㎚로 성막했다. 이때, 롤을 회전시키는 모터의 중심축과 롤의 중심축을 일치시키고 막 두께는 300 ㎚로 균일하게 성막했다. 또한 그 위에 CuO를 포함하는 열반응형 레지스트층을 20 ㎚ 성막했다. 이때, 모터의 중심축과 롤의 중심축을 일치시키고 막 두께는 20 ㎚로 균일하게 성막했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 상기 롤을 노광했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일한 조건을 이용했다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 레지스트 재료를 마스크로 하고, 홈이 형성된 영역을 도 19에 도시하는 드라이 에칭 장치에 의해서 에칭을 행했다. 드라이 에칭 조건은, CH₄ 가스(44)를 이용하고, 에칭 가스압 5 Pa, 13.56 MHz의 주파수로 에칭 파워를 300 W로 하여, 10분 동안 에칭했다. 에칭 후, UV 수지를 사용하여 PET 필름 상에 홈 형상을 전사했다. AFM으로 형성된 홈폭, 홈 깊이를 측정한 바, 홈폭 150 ㎚, 홈 깊이 300 ㎚의 직사각 형상으로 되고 있음이 확인되었다.

(비교예 11)

길이 200 ㎜, 80 ㎜φ(두께 10 ㎜)의 원통형의 유리(석영 유리, 굴절율 n=1.469664, 감쇠 계수 k=0.000)를 준비했다. 유리 슬리브(32)의 양단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 SUS 샤프트(1)를 유리 내경에 에폭시 접착제로 고정하여 부착했다(도 21). 샤프트의 양단에 테스터를 대어 도전성을 측정한 바 전혀 도통이 없음을 확인했다.

상기 롤을 도 10에 도시된 바와 같은 노광 장치를 이용하여 회전시키면서, 롤 표면에 포커스를 맞추고, 레이저광을 조사하여, 롤을 노광했다. 레이저광의 파장 등은 실시예 1과 동일한 조건을 이용했다.

상기 에칭층, 열반응형 레지스트층을 형성한 롤에 500 ㎚ 피치의 연속적인 선의 노광을 실시했다. 연속 발광으로 노광 파워는 8.0 mW로 행했다. 그 후 옥살산암모늄 0.3 중량% 용액에 5분 정도 침지하여 현상을 했다. 마지막으로 증류수로 충분히 세정하여 열반응형 레지스트층에 홈을 형성했다. 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 레지스트 재료를 마스크로 하고, 홈이 형성된 영역을 도 19에 도시하는 드라이 에칭 장치에 의해서 에칭을 행했다. 드라이 에칭 조건은, CH₄ 가스(44)를 이용하고, 에칭 가스압 5 Pa, 13.56 MHz의 주파수로 에칭 파워를 300 W로 했지만, 전혀 방전시킬 수 없었기 때문에 에칭할 수 없었다. 에칭 처리 후 드라이 에칭 장치로부터 롤체를 꺼내어, 홈 깊이를 측정했지만, 레지스트의 두께 20 ㎚로 전혀 에칭되지 않았음을 확인했다.

(실시예 15)

길이 200 ㎜, 70 ㎜φ의 카본 콤포지트(선팽창 계수 2×10^-6/℃)로 생성된 슬리브와 동일한 형상으로 Al 합금 : 5052(선팽창 계수 23.1×10^-6/℃)로 생성된 슬리브의 2종류를 준비했다. 상기 슬리브에 각각 두께 3 ㎜의 원통형의 유리(석영 유리, 굴절율 n=1.469664, 감쇠 계수 k=0.000, 열팽창 계수 0.5×10^-6/℃)를, 도전성 에폭시 수지를 통해 씌워 고정했다. 이 혼합물의 복소 굴절율은 굴절율 n=1.993, 감쇠 계수 k=0.208이었다. 슬리브의 양단부면에는 상기 슬리브의 중심선과 일치하도록 길이 50 ㎜, 30 ㎜φ의 SUS 샤프트를 부착했다. 슬리브에 사용한 카본 콤포지트의 체적 저항율은 2 Ω?cm로, 샤프트의 양단에 테스터를 대어 도전성을 측정한 바 양호한 도통이 있음을 확인했다.

상기와 같이 준비한 2종의 몰드를, 100℃의 온도에 1시간 방치한 후, 실온으로 빼내어 하루 방치했다. 슬리브가 열팽창 계수가 작은 카본 콤포지트로 생성된 몰드에는 아무 변화도 보이지 않았지만, 슬리브가 Al 합금으로 만들어진 슬리브는, 표면층의 석영 유리가 깨어져, 전사 몰드로서 사용할 수 없는 상태가 되었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전사용 몰드에 의하면, 특정한 광학 특성을 갖는 재료를 이용한 표면층을 갖는 롤체를 사용함으로써, 레지스트층의 노광을 양호하게 행할 수 있기 때문에, 표면에 1 ㎛ 이하의 미세한 패턴을 지닌 롤 형상의 전사용 몰드를 실현할 수 있다. 특히, 이 롤 형상의 전사용 몰드는, 대면적이고 생산성이 우수하여, 요철 형상의 자유도가 높고, 미세 구조의 종횡비를 자유롭게 제어할 수 있는, 나노임프린트 혹은 광학 필름용의 마스터 몰드로서 이용할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 열반응형 레지스트 및 포토레지스트 등을 이용한 몰드에 적용 가능하며, 나노임프린트 혹은 광학 소자의 형성 등에 이용할 수 있다.

본 출원은, 2009년 6월 5일 출원의 일본 특허 출원 제2009-136700에 기초한다. 이 출원 내용은 전부가 본원에 참조로 인용되어 있다.

Claims

대략 원기둥 형상으로 형성된 롤체와, 상기 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층과, 상기 표면층 상에 형성되는 미세 구조층을 구비하고, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 무기 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제2항에 있어서, 상기 무기 재료는, 주기율표의 I족?Ⅵ족, XⅡ족?XⅥ족 원소의 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 불화물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제3항에 있어서, 상기 무기 재료는 유리 재료인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제4항에 있어서, 상기 유리 재료는 석영 유리, 고규산 유리, 붕규산 유리, 아미노규산 유리, 무알칼리 유리, 납유리, 바륨 유리, 인규산 유리, 불화물 유리, 란탄 유리, 투명 결정화 유리 및 열선 흡수 유리로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 유기 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제6항에 있어서, 상기 유기 재료는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸렌메타크릴레이트, 아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 아라미드, 불소 수지, 폴리올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아미드이미드 수지, 말레이미드 수지, 셀룰로오스 수지 및 액정 폴리머로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면층의 두께는, 5 ㎛ 이상 10 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면층의 표면 거칠기로서의 산술 평균 거칠기 Ra가 10 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면층은, 405 ㎚의 파장에 있어서 굴절율 n이 1.3 이상 2.0 이하이고, 감쇠 계수 k가 0.3 이하인 재료가 적어도 2층 적층되어 구성되며, 상기 롤체와 상기 롤체와 접하는 상기 표면층과의 사이에 광흡수층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 롤체는 도전성을 갖는 롤체인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제11항에 있어서, 상기 롤체는, SUS, 탄소강, Al, Al 합금, Ti, Ti 합금, 카본 파이버 콤포지트, 도전성 플라스틱 재료 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것으로 구성된 도전성을 갖는 롤체인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제11항에 있어서, 상기 롤체를 구성하는 재료의 전기 저항율이 10¹⁰ Ω?cm 이하인 도전성을 갖는 롤체인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 롤체와, 상기 롤체의 외주면 상에 형성되는 표면층과의 사이의 각각의 실온에 있어서의 열선팽창 계수의 차가 20×10^-6/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제14항에 있어서, 상기 롤체의 열선팽창 계수는 15×10^-6/℃ 이하인 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 구조층은, 포토레지스트 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 구조층은, 열반응형 레지스트 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제17항에 있어서, 상기 열반응형 레지스트 재료는, 유기 레지스트 재료 또는 무기 레지스트 재료인 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제17항에 있어서, 상기 열반응형 레지스트 재료는, 불완전 산화물, 열분해 산화물 및 금속 합금으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 구조층은, 적어도 2층의 열반응형 레지스트 재료가 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 구조층은, Si, Si의 산화물, Si의 질화물, Si의 탄화물, Ta, Ta의 산화물, Ta의 질화물 및 Ta의 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제1항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 구조층의 상층측 또는 하층측에 열흡수층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드.
제16항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 기재한 전사용 몰드에 이용되는 롤체와 그 외주면 상에 형성된 표면층의, 그 표면층 위에 레지스트 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 재료를 포함하는 층에 레이저를 조사하여 미세 구조를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드의 제조 방법.
제21항에 기재한 전사용 몰드에 이용되는 롤체와 그 외주면 상에 형성된 표면층의, 그 표면층 위에, Si, Si의 산화물, Si의 질화물, Si의 탄화물, Ta, Ta의 산화물, Ta의 질화물 및 Ta의 탄화물로 이루어지는 그룹에서 선택된 에칭 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 에칭 재료를 포함하는 층 위에 레지스트 재료를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 재료를 포함하는 층에 레이저를 조사하여 미세 구조를 형성하는 공정과, 상기 에칭 재료를 포함하는 층을 에칭하는 공정과, 상기 미세 구조가 형성된 레지스트 재료를 포함하는 층을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 몰드의 제조 방법.