KR20180054666A - 임프린트용 몰드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전사 불량이 생기기 어려운 임프린트용 몰드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 원하는 미세한 요철 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 베이스 패턴이 형성된 수지층을 갖는 필름 몰드를 양단의 맞댐부에서 상기 베이스 패턴이 존재하지 않는 간극이 생기도록 원기둥 모양의 전사 롤에 둘러 감는 둘러 감기 공정과, 상기 간극에 수지조성물을 충전하는 수지충전 공정과, 패턴 추가 몰드에 설치된 전사 패턴을 상기 수지조성물에 누름으로써, 상기 전사 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 추가 패턴을 상기 수지조성물에 형성하는 패턴 형성 공정을 구비하고, 상기 수지조성물은 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러지기 전까지 또는 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러졌을 때에, 상기 간극으로부터 상기 수지조성물이 밀려나와 상기 수지층의 표면 상에 상기 수지조성물의 밀려나온 부분이 형성되도록 충전되는 임프린트용 몰드의 제조 방법이 제공된다.

Description

임프린트용 몰드의 제조 방법

본 발명은 임프린트용 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

임프린트 기술이란 원하는 미세한 요철 패턴의 반전 패턴을 갖추는 몰드를 기판 상의 액상수지 등의 전사 재료에 누름으로써 몰드의 반전 패턴을 전사 재료에 전사하는 미세가공 기술이다. 미세한 요철 패턴의 반전 패턴으로서는 10nm 레벨의 나노 스케일로부터 100μm 정도의 것까지 존재하고 반도체재료, 광학재료, 기억 미디어, 마이크로 머신, 바이오, 환경 등 여러 가지 분야에서 사용되고 있다.

전사 재료에의 반전 패턴의 전사 방법으로서는 필름 몰드를 전사 롤에 둘러 감아 제작한 롤 모양의 임프린트용 몰드나, 금속을 깍아내어 제작한 금속 롤을 사용하여 롤·투·롤에 의해 전사 재료에 반전 패턴을 연속 전사하는 방법이 있다.

필름 몰드로부터 롤 모양의 임프린트용 몰드를 작성하기 위해서는 필름 몰드의 양단을 접합하는 것이 필요하다. 필름 몰드의 접합 방법으로서는 특허문헌 1에는 필름 몰드의 양단이 맞닿은 부분에서, 요철 패턴의 반전 패턴이 존재하지 않는 간극이 생기도록 원기둥 모양의 전사 롤에 필름 몰드를 둘러 감아 상기 간극에 수지조성물을 충전하고 충전한 수지조성물에 상기 반전 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면 전사 롤의 전체 둘레에 걸쳐 연속하는 반전 패턴을 설치할 수 있고 이 전사 롤을 이용하여 반전 패턴의 전사를 실시하는 것에 의해 전사 재료에 대하여 연속적인 요철 패턴을 형성할 수 있다.

특허문헌 1: WO2014/080857호

하지만 특허문헌 1의 방법에 의하면 필름 몰드에 형성되어 있는 반전 패턴과 상기 간극 내의 수지조성물에 형성되는 반전 패턴의 사이에 단차가 생기기 쉽다. 이들 반전 패턴 사이의 단차는 전사 재료에 형성되는 요철 패턴에도 반영되어버려 전사 불량이 생기기 쉽다.

본 발명은 이러한 실정에 감안하여 이루어진 것으로, 전사 불량이 생기기 어려운 임프린트용 몰드의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면 원하는 미세한 요철 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 베이스 패턴이 형성된 수지층을 갖는 필름 몰드를, 양단의 맞댐부에서 상기 베이스 패턴이 존재하지 않는 간극이 생기도록 원기둥 모양의 전사 롤에 둘러 감는 둘러 감기 공정과, 상기 간극에 수지조성물을 충전하는 수지충전 공정과, 패턴 추가 몰드에 설치된 전사 패턴을 상기 수지조성물에 누름으로써, 상기 전사 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 추가 패턴을 상기 수지조성물에 형성하는 패턴 형성 공정을 구비하며, 상기 수지조성물은 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러지기 전까지 또는 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러졌을 때에 상기 간극으로부터 상기 수지조성물이 밀려나와서 상기 수지층의 표면 상에 상기 수지조성물의 밀려나온 부분이 형성되도록 충전되는, 임프린트용 몰드의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 필름 몰드의 양단의 맞댐부의 간극으로부터 수지조성물이 밀려나와서 수지층의 표면 상에 수지조성물의 밀려나온 부분이 형성되게 충전되므로, 베이스 패턴과 추가 패턴의 사이의 단차의 발생을 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 여러 가지 실시 형태를 예시한다. 이하에 나타내는 실시 형태는 서로 조합 가능하다.

바람직하게는 상기 밀려나온 부분은 상기 패턴 추가 몰드를 상기 수지조성물로부터 이탈시킬 때에 상기 패턴 추가 몰드에 부착되어 상기 수지층의 표면에서 제거된다.

바람직하게는 상기 패턴 추가 몰드는 기재 상의 일부의 영역에 박리처리가 되어 있지 않은 비박리처리 영역을 구비하고, 상기 밀려나온 부분은 상기 비박리처리 영역에 부착된다.

바람직하게는 상기 수지조성물은 광경화성 수지이며 상기 패턴 형성 공정에서는 상기 패턴 추가 몰드의 상기 전사 패턴을 상기 수지조성물에 누른 상태에서 상기 수지조성물에 경화광을 조사함으로써 상기 수지조성물을 경화시킨 후, 상기 패턴 추가 몰드를 상기 수지조성물로부터 이탈시킴으로써 상기 추가 패턴을 상기 수지조성물에 형성한다.

바람직하게는 상기 필름 몰드는 수지기재 상에 상기 수지층을 구비하며, 또한 둘러 감는 방향의 단부에 상기 수지층이 형성되어 있지 않은 노출 영역을 구비한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 필름 몰드의 단면도이다.
도 2는 도 1의 필름 몰드에 양면점착테이프를 접착한 상태를 가리키는 단면도이다.
도 3은 도 2의 양면점착테이프 부착 필름 몰드를 전사 롤에 둘러 감는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 후속으로, 필름 몰드가 전사 롤에 둘러 감긴 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4 중의 영역 A의 확대도이다.
도 6은 도 5의 후속으로, 필름 몰드의 양단의 맞댐부의 간극에 수지조성물이 충전된 상태를 나타낸다.
도 7은 도 6의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴 형성을 실시하는 공정을 나타낸다.
도 8은 도 7의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴이 형성된 후의 상태를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 필름 몰드의 단면도이다.
도 10은 도 9의 필름 몰드를 사용했을 경우의, 도 5에 대응하는 도면이다.
도 11은 도 10의 후속으로, 필름 몰드의 양단의 맞댐부의 간극에 수지조성물이 충전된 상태를 나타낸다.
도 12는 도 11의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴 형성을 실시하는 공정을 나타낸다.
도 13은 도 12의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴이 형성된 후의 상태를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태의 필름 몰드를 사용했을 경우의, 도 5에 대응하는 도면이다.
도 15는 도 14의 후속으로, 필름 몰드의 양단의 맞댐부의 간극에 수지조성물이 충전된 상태를 나타낸다.
도 16은 도 15의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴 형성을 실시하는 공정을 나타낸다.
도 17은 도 16의 후속으로, 수지조성물에 추가 패턴이 형성된 후의 상태를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 제4 실시 형태에서, 양면점착테이프와 필름 몰드의 둘러 감기 방향의 단부의 위치가 일치하도록 양자를 맞붙인 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19는 도 18의 양면점착테이프와 필름 몰드를 전사 롤에 둘러 감은 상태를 나타내는, 도 5에 대응하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시 형태에서, 간극 G에 충전된 수지조성물에 추가 패턴이 형성된 후의 상태를 나타낸다

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 구체적으로 설명한다.

1. 제1 실시 형태

도 1~도 8을 이용하여 본 발명의 제1 실시 형태의 임프린트용 몰드의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 임프린트용 몰드의 제조 방법은 둘러 감기 공정, 수지충전 공정, 패턴 형성 공정을 구비한다. 이하, 각 공정에 대해 상세하게 설명한다.

1-1. 둘러 감기 공정

이 공정에서는 도 1~도 5에 도시된 바와 같이, 원하는 미세한 요철 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 베이스 패턴(3)이 형성된 수지층(6)을 갖는 필름 몰드(2)를 양단의 맞댐부에서 베이스 패턴(3)이 존재하지 않는 간극 G가 생기도록 원기둥 모양의 전사 롤(12)에 둘러 감는다.

(1) 필름 몰드(2)

필름 몰드(2)는 공지의 임프린트 기술에 의해 형성 가능하며 일예에서는 도 1에 나타낸 바와 같이 유연한 수지기재(4) 상에 베이스 패턴(3)을 갖추는 수지층(6)을 구비한다.

수지기재(4)는, 구체적으로는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 환상 폴리올레핀 및 폴리에틸렌나프탈레이트로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종으로 이루어지는 것이다.

한편, 수지층(6)을 형성하는 수지로서는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 들 수 있다. 수지로서, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시 수지, 실리콘계 수지 및 이들 수지의 혼합물 등을 들 수 있다.

상기 수지층(6)의 두께는 통상 50nm~1mm, 바람직하게는 500nm~500μm이다. 이러한 두께로 하면 임프린트 가공을 하기 쉽다.

수지층(6)을 형성하는 수지가 열가소성 수지인 경우에는 수지층(6)을 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 가열한 상태에서, 베이스 패턴 형성용의 몰드를 0.5~50MPa의 프레스 두께로 10~600초간 유지하여 프레스한 후, 수지층(6)을 Tg 이하의 온도까지 냉각하고, 몰드를 수지층(6)으로부터 떼어 놓음으로써 수지층(6)에 베이스 패턴(3)을 형성할 수 있다. 한편, 수지층(6)을 형성하는 수지가 광경화성 수지인 경우에는, 액상의 수지층(6)에 베이스 패턴 형성용의 몰드를 누른 상태에서 수지층(6)에 대하여 경화광(UV광, 가시광, 전자선 등의 수지를 경화 가능한 에너지 선의 총칭)을 조사함으로써 수지층(6)을 경화하고, 그 후, 몰드를 떼어 놓는 것에 의해, 수지층(6)에 베이스 패턴(3)을 형성할 수 있다. 빛은 수지기재(4)측으로부터 조사해도 되고 몰드가 빛에 대하여 투명할 경우에는 몰드측으로부터 조사해도 된다. 또한, 수지층(6)을 형성하는 수지가 열경화성 수지인 경우에는 액상의 수지층(6)에 베이스 패턴 형성용의 몰드를 누른 상태에서 수지층(6)을 경화 온도까지 가열함으로써 수지층(6)을 경화하고, 그 후, 몰드를 떼어 놓음으로써, 수지층(6)에 베이스 패턴(3)을 형성할 수 있다. 빛은 수지기재(4)측으로부터 조사해도 되고 몰드가 빛에 대하여 투과성을 가질 경우에는 몰드측으로부터 조사해도 된다.

베이스 패턴(3)의 형상에 특별히 제한은 없지만, 주기 10nm~2mm, 깊이 10nm~500μm인 것이 바람직하고, 주기 20nm~20μm, 깊이 50nm~1μm인 것이 보다 바람직하다. 표면형상으로서는 모스 아이, 선, 원기둥, 모노리스(Monolith), 원추, 다각추, 마이크로렌즈를 들 수 있다.

수지층(6)은 박리처리가 되어 있어도 된다. 박리처리의 방법으로서는, 수지층(6)의 표면에 박리층을 형성하거나, 수지층(6)을 박리성 수지(박리성분을 함유하고 있는 수지)로 형성하거나 하는 방법을 들 수 있다.

박리층(도시하지 않음)을 형성하는 이형제로서는, 바람직하게는 불소계 실란 커플링제, 아미노기 또는 카르복실기를 가지는 퍼플루오로 화합물, 아미노기 또는 카르복실기를 가지는 퍼플루오로 에테르 화합물, 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지고, 보다 바람직하게는 불소계 실란 커플링제, 편말단 아민화퍼플루오로(퍼플루오로 에테르)화합물 및 편말단 카르복실화 퍼플루오로(퍼플루오로 에테르)화합물의 단체 또는 단체 및 복합체의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어진다. 이형제로서 상기의 것을 이용하면, 수지층(6)에의 밀착이 양호하며 또한 임프린트를 실시하는 수지와의 박리성이 양호하다. 박리층(도시하지 않음)의 두께는, 바람직하게는 0.5~20nm, 보다 바람직하게는 0.5~10nm, 가장 바람직하게는 0.5~5nm의 범위 내이다. 한편, 박리층과 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해 수지층(6)에는 WO2012/018045에 개시되어 있는 바와 같은, 이형제와 결합 가능한 기를 가지는 첨가제를 첨가해도 된다.

또한, 수지층(6)을 형성하는 박리성 수지로서, 폴리디메틸실록산(PDMS) 등의 실리콘 수지, 아크릴계 모노머와 실리콘계 모노머의 공중합체, 아크릴계 모노머와 불소계 모노머의 공중합체, 아크릴계 폴리머에 실리콘계 모노머의 혼합물, 아크릴계 폴리머와 불소계 모노머의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 이 경우, 수지층(6)의 형성 후에 수지층(6)의 표면에 박리층을 형성하는 공정을 생략할 수 있는 점에서 바람직하다.

필름 몰드(2)의 길이는 필름 몰드(2)를 둘러 감는 전사 롤(12)의 외주 길이보다 조금 짧게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감은 상태에서 필름 몰드(2)의 양단의 맞댐부의 사이에 자연스럽게 간극 G가 형성된다.

(2) 양면점착테이프

필름 몰드(2)는 그대로서는 전사 롤(12)에 붙여지지 않기 때문에 필름 몰드(2)의 둘러 감기면측에 점착제를 도포한 후에 필름 몰드(2)을 전사 롤(12)에 둘러 감거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 필름 몰드(2)의 둘러 감기면측에 양면점착테이프(8)를 붙이고 이 양면점착테이프(8)를 통하여 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감는다. 작업성의 관점으로부터 후자가 바람직하기 때문에 이하 본 실시 형태에서 호적하게 이용할 수 있는 양면점착테이프(8)에 대해 설명한다. 한편, 양면점착테이프(8)의 롤 접착면측에는 양면점착테이프(8)의 점착층을 보호하는 세퍼레이터(10)가 설치되어 있다.

양면점착테이프(8)는 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 붙일 수 있는 것이면 그 구성은 특별히 제한되지 않지만, 통상은 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 필름(도시하지 않음)을 심재(芯材)로 하고, 필름 몰드(2)에 붙이는 면(이하, 「몰드 접착면」)의 점착력이 전사 롤(12)에 붙이는 면(이하, 「롤 접착면」)의 점착력보다 강한 편이 바람직하고, 롤 접착면은 재박리성인 것이 바람직하다. 양면점착테이프(8)를 통하여 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 붙여서 사용한 후는 양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)는 함께 박리되어 폐기된다. 따라서, 양면점착테이프(8)의 몰드 접착면은 양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)의 어긋남을 방지하기 위해 점착력은 될 수 있는 한 강한 것이 바람직하고, 한편, 양면점착테이프(8)의 롤 접착면은 사용 후의 전사 롤(12)로부터의 박리를 쉽게 하기 위해, 사용상 문제가 없는 정도의 점착력을 가지면서 재박리성을 가지는 것이 바람직하다. 상기의 심재가 되는 필름의 두께는 12~100μm의 범위가 바람직하다. 12μm 미만이면 전사 롤(12)에 붙일 때의 작업성이 저하되고, 100μm을 초과하면 심재로 되는 필름의 반발력이 증가하기 때문에 전사 롤(12)과의 사이에서 들뜸이 생기기 쉬워지기 때문에 바람직하지 못하다. 점착제층은 상기의 박리 성능을 만족하는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 아크릴계 점착제 조성물 또는 실리콘계 점착제 조성물에 의해 구성되는 것이 코스트면, 취급면, 물성면의 관점으로부터 볼 때 바람직하다. 아크릴계 점착제 조성물로서는, 특별히 제한되지 않지만, 아크릴계 폴리머에 가교제 등의 첨가제를 배합한 것을 들 수 있다. 점착제층의 두께는 통상은 몰드 첩부면 및 롤 첩부면 모두 5~50μm의 범위 내이다. 이 두께의 범위이면 점착제가 완충재로서의 기능을 하고, 전사 정밀도가 향상하는 등의 면에서 바람직하다.

또한, 양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)의 둘러 감기 방향의 단부의 위치는 일치해도 되지만, 어긋나 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 양면점착테이프(8)를 통하여 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감았을 때에 양면점착테이프(8)의 양단의 맞댐부와, 필름 몰드(2)의 양단의 맞댐부의 위치가 어긋나기 때문에, 필름 몰드(2)의 양단의 맞댐부에 충전한 수지조성물(22)은 양면점착테이프(8)의 맞댐부 이외의 부분에 충전되는 것에 의해, 수지조성물(22)이 전사 롤(12)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

양면점착테이프(8)의 길이는 전사 롤(12)의 외주 길이와 실질적으로 같게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 양면점착테이프(8)이 전사 롤(12)의 전체 둘레에 걸쳐 간극 없이 접착되기 때문이다. 따라서, 필름 몰드(2)의 길이를 전사 롤(12)의 외주 길이보다 약간 짧게 했을 경우에는, 양면점착테이프(8)는 필름 몰드(2)보다 약간 길어진다.

세퍼레이터(10)는 양면점착테이프(8)의 롤 접착면의 점착층을 보호하고, 전사 롤(12)에 둘러 감을 때에 용이하게 박리 가능한 것이면 그 구성은 특별히 제한되지 않는다.

(3) 전사 롤(12)에의 둘러감기

이어서, 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감는 방법을 상세하게 설명한다. 여기에서는 도 3에 나타내는 장치를 이용할 경우를 예로 들어 설명하지만 장치 구성은 이것에 제한되지 않고, 둘러 감는 방법은 여기에서 설명하는 것에 제한되지 않는다.

도 3은 전사 재료에 요철 패턴을 임프린트하기 위한 임프린트 장치이며, 전사 롤(12)에의 필름 몰드(2)의 둘러 감기는 통상 전사 롤(12)이 임프린트 장치에 장착된 상태에서 실시된다. 이 장치는 필름 몰드(2)를 둘러 감는 전사 롤(12)과, 전사 롤(12)의 상류측에 배치되는 동시에 전사 롤(12)과의 사이에 필름 몰드(2)를 끼우는 상류측 롤(14)과, 전사 롤의 하류측에 배치된 하류측 롤(16)을 구비한다. 상류측 롤(14)의 더 상류에는 반송 필름 F를 송출하는 송출 롤(도시하지 않음)이 배치되며, 하류측 롤(16)의 더 하류에는 반송 필름 F를 권취하는 권취 롤(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 또한, 송출 롤과 상류측 롤(14)의 사이에는 반송 필름 상에 광경화 수지 등의 전사 재료를 도포하기 위한 코터(예: 다이 코터)(18)가 설치되어 있으며, 전사 롤(12)의 하방에는 전사 재료를 경화시키기 위한 광조사기(예: UV라이트)(20)가 설치되어 있다. 필름 몰드(2)를 둘러감을 때에는 코터 및 광조사기는 사용하지 않는다.

먼저, 세퍼레이터(10) 부착 양면점착테이프(8)가 접착된 필름 몰드(2)를 도 3에 도시한 바와 같이, 전사 롤(12)의 접선 상에 배치하고, 화살표 Y의 방향으로 세퍼레이터(10)를 떼면서, 양면점착테이프(8) 부착 필름 몰드(2)를 반송 필름 F와 전사 롤(12)의 사이에 삽입한다. 이 경우, 각 롤은 각 롤에 나타내는 화살표의 방향으로 회전하고 있고, 상류측 롤(14)에 의해 양면점착테이프(8) 부착 필름 몰드(2)가 전사 롤(12)에 눌려져 양면점착테이프(8)의 롤 접착면이 전사 롤(12)에 붙여진다.

이대로 각 롤을 회전시키면 양면점착테이프(8) 부착 필름 몰드(2)의 전체가 전사 롤(12)에 둘러 감겨 도 4~도 5에 나타내는 구성을 얻을 수 있다. 도 5는 도 4 중의 영역 A의 확대도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 양면점착테이프(8)는 전사 롤(12)의 전체 둘레에 첩부되고 양단의 맞댐부(8a)에는 실질적으로 간극이 없는 상태로 되어 있다. 다만 약간 간극이 비어 있어도 문제 없다. 필름 몰드(2)의 양단의 맞댐부에는 간극 G가 존재하고 있다. 간극 G의 길이(롤의 원주 방향의 길이를 「길이」라 칭하고 롤의 회전축 방향의 길이를 「폭」이라고 칭한다.)는 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 0.1~10mm이고 바람직하게는 0.5~5mm이다.

1-2. 수지충전 공정

이 공정에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 간극 G에 수지조성물(22)을 충전한다. 수지조성물(22)을 충전하는 방법은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 마이크로 피펫을 이용해서 할 수 있다.

수지조성물(22)은 도 6에 도시된 바와 같이, 간극 G로부터 밀려나와 수지층(6)의 표면 상에 수지조성물의 밀려나온 부분(22a)이 형성되도록 충전된다. 이렇게 수지조성물을 충전함으로써, 치수 오차에 의해 간극 G가 규정된 폭보다 커져버렸을 경우에도, 필름 몰드(2)에 형성되어 있는 베이스 패턴(3)과, 간극 G 내의 수지조성물(22)에 형성되는 추가 패턴(3a)의 사이에 단차가 발생하는 것이 억제된다. 한편, 패턴 형성 공정에서 패턴 추가 몰드(24)를 누르기 전의 시점에서 밀려나온 부분(22a)이 이미 형성되어 있도록 수지조성물(22)을 충전하는 것이 바람직하지만 수지조성물(22)을 간극 G에 충전한 시점에서는 밀려나온 부분(22a)이 형성되어 있지 않고, 패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)에 눌렀을 때에 밀려나온 부분(22a)이 형성되도록 수지조성물(22)을 충전해도 된다.

수지조성물(22)은 열 또는 광경화성 수지이다. 수지로서는 아크릴수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지를 들 수 있다. 열 또는 광경화성이라면 패턴 형성 후에 용이하게 경화시킬 수 있기 때문에 취급이 용이하다.

수지조성물(22)은 박리성 수지가 바람직하다. 박리성 수지를 이용하면 수지조성물(22)에 추가 패턴(3a)을 형성한 후에 박리층을 형성하지 않아도 전사 재료에의 요철 패턴의 임프린트 시에 전사 재료의 부착을 방지할 수 있기 때문이다. 박리성 수지로서는 상기의 열 또는 광경화성 수지와 박리제의 혼합물, 폴리디메틸실록산(PDMS) 등의 실리콘 수지, 아크릴계 모노머와 실리콘계 모노머(매크로 모노머를 포함)의 공중합체, 아크릴계 모노머와 불소계 모노머(매크로 모노머를 포함)의 공중합체 등을 들 수 있고 열 또는 광경화성 수지와 박리제의 혼합물 및 실리콘 수지가 바람직하다. 이들 수지인 경우, 저렴하고 용이하게 입수할 수 있는 동시에 롤·투·롤에 의해 패턴이 전사되는 전사 재료에 대하여 박리성을 충분히 발휘할 수 있다. 또한, 빛 또는 열경화성일 경우, 패턴 형성 후에 용이하게 경화시킬 수 있기 때문에 취급이 용이하다. 한편, 박리제로서는 실리콘 화합물, 불소 화합물, 알키드 수지, 장쇄(長鎖) 알킬 화합물, 왁스 등을 들 수 있다.

1-3. 패턴 형성 공정

이 공정에서는 패턴 추가 몰드(24)에 설치된 전사 패턴(27a)을 수지조성물(22)에 누름으로써, 전사 패턴(27a)의 반전 패턴으로 이루어지는 추가 패턴(3a)을 수지조성물(22)에 형성한다. 추가 패턴(3a)은 베이스 패턴(3)과 실질적으로 동일한 것이 바람직하지만, 다른 패턴이어도 된다.

구체적으로는 수지조성물(22)이 광경화성 수지일 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 패턴 추가 몰드(24)의 전사 패턴(27a)을 수지조성물(22)을 누른 상태에서, 광조사기(26)를 이용하여 수지조성물(22)에 경화광을 조사함으로써 수지조성물(22)을 경화시킨 후에, 패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)로부터 이탈시킴으로써 도 8에 도시된 바와 같이, 추가 패턴(3a)을 수지조성물(22)에 형성한다. 수지조성물(22)의 밀려나온 부분(22a)에 대해서는 경화광을 조사해도 조사하지 않아도 된다.

패턴 추가 몰드(24)는 수지조성물(22)을 경화시키는 경화광에 대하여 투과성을 가지는 것이 바람직하고, 이 경우 경화광은 패턴 추가 몰드(24)을 통해 수지조성물(22)에 조사할 수 있다. 패턴 추가 몰드(24)는 예를 들면 수지나 석영 등의 재료로 이루어지는 기재(25)와, 기재(25) 상의 일부의 영역에 설치된 수지층(27)을 구비한다. 수지층(27)에는 전사 패턴(27a)이 형성되어 있다. 수지층(27)은 필름 몰드(2)의 수지층(6)과 같은 재료로 형성할 수 있고, 필요에 따라 박리처리가 되어도 된다. 전사 패턴(27a)은 간극 G의 개구부보다 넓은 면적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 기재(25)는 박리처리가 실시되지 않았기 때문에, 기재(25) 상의 수지층(27)이 설치되지 않은 영역이 비박리처리 영역 E로 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 밀려나온 부분(22a)은 패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)로부터 이탈시킬 때에, 패턴 추가 몰드(24)에 부착시켜 수지층(6)의 표면으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 밀려나온 부분(22a)은 기재(25) 상에 설치된 비박리처리 영역 E에 부착되게 하는 것이 바람직하다. 도 7~도 8에 도시된 바와 같이, 밀려나온 부분(22a)은 기재(25)와 수지층(6) 사이의 밀려나온 부분(22b)과, 수지층(27)과 수지층(6) 사이의 밀려나온 부분(22c)으로 구성된다.

여기에서 수지조성물(22)과 다른 부재의 사이의 박리력의 바람직한 관계에 대해 설명한다. 이하, 설명에서 F1~F4는 표 1에 나타낸 바와 같이 정의한다. 한편, 박리력이란 수지조성물(22)을 다른 부재로부터 박리시키는데 필요한 힘이다.

F1	수지조성물(22)과 패턴 추가 몰드(24)의 기재(25) 사이의 박리력
F2	수지조성물(22)과 필름 몰드(2)의 수지층(6) 사이의 박리력
F3	수지조성물(22)과 필름 몰드(2)의 간극G의 밑부분 사이의 박리력
F4	수지조성물(22)과 패턴 추가 몰드(24)의 수지층(27) 사이의 박리력

상기 방법으로 밀려나온 부분(22a)을 제거하기 위해 F1>F2인 것이 바람직하다. 이 경우, 기재(25)의 비박리처리 영역 E가 수지조성물(22)에 눌리면 수지조성물(22)이 기재(25)와 수지층(6)의 양쪽에 밀착된 상태로 되고, 그 상태에서 패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)로부터 이탈시키면, 수지조성물(22)이 수지층(6)으로부터 박리되어 기재(25)의 비박리처리 영역 E에 부착됨으로써 밀려나온 부분(22b)이 수지층(6)의 표면에서 제거된다. 기재(25)의 비박리처리 영역 E에 대해서는 박리처리를 실시하지 않고, 수지층(6)에 대해서는 박리처리를 함으로써, F1>F2의 관계를 성립시킬 수 있다. 또한, 밀려나온 부분(22b)은 밀려나온 부분(22c)에 연결되어 있기 때문에 밀려나온 부분(22c)은 밀려나온 부분(22b)과 함께 수지층(6)의 표면에서 제거된다.

패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)로부터 이탈시킬 때에 간극 G 내의 수지조성물(22)이 패턴 추가 몰드(24)의 수지층(27)에 부착되어 제거되지 않도록 하기 위해 F3>F4인 것이 바람직하다. 간극 G의 밑부분(下地)에 대해서는 박리처리를 하지 않고 수지층(27)에 대해서는 박리처리를 함으로써 F3>F4의 관계를 성립시킬 수 있다.

이상의 점을 고려하면 박리력의 관계는 F3>F1>F4, F2인 것이 바람직하다. F4과 F2의 관계는 F4>F2, F4≒F2, F2<F4의 임의의 것이어도 된다.

한편, 패턴 추가 몰드(24)에는 밀려나온 부분(22a)을 부착시켜 제거하는 대신에 패턴 추가 몰드(24)를 수지조성물(22)로부터 이탈시킨 후에, 별도로, 밀려나온 부분(22a)을 제거하는 공정을 설치해도 된다.

패턴 추가 몰드(24)의 패턴면(전사 롤(12)측의 면)은 전사 롤(12)과 실질적으로 같은 곡률을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 형성되는 추가 패턴(3a)이 전사 롤(12)의 외주에 더 맞는 형상으로 된다. 또한, 패턴 추가 몰드(24)는 필름 몰드와 같은 유연성을 가지는 몰드인 것이 바람직하다. 이 경우, 전사 롤(12)의 외주의 형상에 따르도록 패턴 추가 몰드(24)를 변형시킨 상태에서 수지조성물(22)을 경화시킴으로써, 전사 롤(12)의 외주에 더 맞는 형상의 추가 패턴(3a)을 형성할 수 있다.

이상의 공정에 의해, 전사 롤(12)의 전체 둘레에 걸쳐 중도에 끊기지 않고 패턴이 형성되며 또한 단차의 발생이 억제된 임프린트용 몰드를 얻을 수 있다.

이 임프린트용 몰드를 이용하면 전사 재료에 연속적으로 요철 패턴을 형성할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면 도 3에 나타내는 임프린트 장치의 각 롤을 회전시켜 반송 필름 F를 반송하면서 코터(18)로부터 전사 재료(예: 광경화성 수지)를 토출함으로써 반송 필름 F 상에 전사 재료를 도포하고, 이 전사 재료에 대하여 전사 롤(12)에 둘러 감긴 심리스(seamless)의 임프린트용 몰드를 누르고 그 상태에서 광조사기(20)로부터 전사 재료를 경화시키는 빛을 전사 재료에 대하여 조사함으로써 전사 재료를 경화시켜 전사 재료에 연속적으로 요철 패턴을 형성할 수 있다. 상기 방법으로 제작한 임프린트용 몰드는 베이스 패턴(3)과 추가 패턴(3a)의 사이에 단차가 발생하는 것이 억제되어 있기 때문에, 단차에 기인하는 전사 불량이 억제된다.

2. 제2 실시 형태

본 발명의 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 유사하지만 본 실시 형태에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 필름 몰드(2)의 둘러 감기 방향의 끝단에 수지층(6)을 설치하지 않는 노출 영역(5)이 설치되어 있는 점에서 다르다.

이러한 구성의 필름 몰드(2)에서는 필름 몰드(2)의 길이(즉, 수지기재(4)의 길이)는 필름 몰드(2)를 둘러 감는 전사 롤(12)의 외주와 같은 정도로 해도 된다. 이 경우, 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감은 후의 상태에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 수지기재(4)의 양단의 맞댐부(4a)에 실질적으로 간극이 없는 상태로 되어 있어, 이 상태에서 수지조성물(22)을 간극 G에 충전하면 도 11에 도시된 바와 같이, 수지조성물(22)은 수지기재(4) 상에 충전된다. 수지조성물(22)은 제1 실시 형태와 마찬가지로 간극 G로부터 밀려나와 수지층(6)의 표면 상에 수지조성물의 밀려나온 부분(22a)이 형성되도록 충전된다.

이어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 실시 형태와 같은 방법으로 수지조성물(22)에 추가 패턴(3a)을 형성하면 도 13에 나타내는 구성을 얻을 수 있다. 밀려나온 부분(22a)은 제1 실시 형태와 같은 방법으로 제거할 수 있다. 한편, 제1 실시 형태에서는 간극 G의 밑부분이 양면점착테이프(8)였지만, 본 실시 형태에서는 간극 G의 밑부분은 수지기재(4)이다.

이상의 공정에 의해, 전사 롤(12)의 전주에 걸쳐 중도에 끊기지 않게 패턴이 형성되고 또한 단차의 발생이 억제된 임프린트용 몰드를 얻을 수 있다.

도 6과 도 11의 비교로부터 알 수 있듯이 본 실시 형태에서는 수지조성물(22)은 수지기재(4) 상에 충전되기 때문에, 도 6과 같이, 양면점착테이프(8) 상에 수지조성물(22)을 충전할 경우보다 수지조성물(22)의 양을 적게 할 수 있고, 제조의 효율화가 가능해진다.

또한, 제1 실시 형태에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 수지기재(4)의 단면(4b)과 수지층(6)의 단면(6b)의 위치가 맞춰져 있기 때문에, 수지조성물(22)은 단면(4b)에 인접한 간극 G에 충전되지만 단면(4b)을 완전히 덮지는 않기 때문에 필름 몰드(2)를 재단했을 때의 재단 단부가 매끄럽지 않을 경우에는 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감았을 때에, 수지기재(4)의 단면(4b)에 상당하는 위치에 단차가 발생하기 쉽다. 한편, 본 실시 형태에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 필름 몰드(2)의 둘러 감기 방향에 대해 수지기재(4)가 수지층(6)보다 길어져 있어, 수지기재(4)의 단면(4b)과 수지층(6)의 단면(6b)의 위치가 어긋나 있다. 이 때문에, 수지조성물(22)을 간극 G에 충전하면 단면(4b)이 수지조성물(22)에 의해 완전히 덮인다. 이러한 구성에 의하면, 필름 몰드(2)를 재단했을 때의 재단 단부가 매끄럽지 않을 경우에도, 수지기재(4)의 단면(4b)에 상당하는 위치에 단차가 발생하기 어렵기 때문에, 베이스 패턴(3)과 추가 패턴(3a) 사이의 단차의 발생을 더 억제할 수 있다.

3. 제3 실시 형태

본 발명의 제3 실시 형태는 제2 실시 형태와 유사하지만 본 실시 형태에서는 도 14에 도시된 바와 같이, 수지층(6)의 둘러 감기 방향의 맞댐부에 간극 G1이 설치되어 있는 이외에 수지기재(4)의 둘러 감기 방향의 맞댐부에 간극 G2가 설치되어 있으며, 간극 G1가 간극 G2보다 큰 것을 특징으로 하고 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 간극 G1, G2에는 제2 실시 형태와 같은 방법으로 수지조성물(22)을 충전할 수 있다. 수지조성물(22)은 제2 실시 형태와 마찬가지로 간극 G1, G2로부터 밀려나와 수지층(6)의 표면 상에 수지조성물이 밀려나온 부분(22a)이 형성되도록 충전된다.

이어서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태와 같은 방법으로 수지조성물(22)에 추가 패턴(3a)을 형성하면 도 17에 나타내는 구성을 얻을 수 있다. 밀려나온 부분(22a)은 제2 실시 형태와 같은 방법으로 제거할 수 있다. 한편, 제2 실시 형태에서는 간극 G의 밑부분은 수지기재(4)였지만, 본 실시 형태에서는 간극 G2의 밑부분은 양면점착테이프(8), 간극 G1 중 간극 G2 이외의 부분의 밑부분은 수지기재(4)로 되어 있다.

제2 실시 형태에서는, 수지기재(4)의 양단의 맞댐부(4a)에 실질적으로 간극이 없는 상태로 하기 때문에 필름 몰드(2)의 재단 치수의 정밀도를 매우 높게 할 필요가 있었지만, 본 실시 형태에서는 필름 몰드(2)의 재단 치수를 전사 롤(12)의 외주 길이보다 조금 짧게 설정하면 되기 때문에 필름 몰드(2)의 재단 치수의 정밀도가 낮아도 된다. 또한, 제2 실시 형태에서는 수지조성물(22)이 수지기재(4) 상에 배치되기 때문에, 간극 G 내의 수지조성물(22)에 둘레 방향의 힘이 가해지면 수지조성물(22)이 수지기재(4)로부터 박리되어버리기 쉽다. 이것에 대하여, 본 실시 형태에서는 수지기재(4)의 맞댐부의 간극 G2 내에도 수지조성물(22)이 충전되기 때문에 간극 G1, G2 내의 수지조성물(22)에 둘레 방향의 힘이 가해져도 수지조성물(22)이 수지기재(4)로부터 박리되기 어렵다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감아 얻어지는 심리스(seamless)의 임프린트용 몰드를 이용하여 임프린트를 실시했을 때에 수지조성물(22)에 둘레 방향의 힘이 가해졌다고 해도 수지조성물(22)이 벗겨져 탈락하는 것이 억제된다.

4. 제4 실시 형태

본 발명의 제4 실시 형태는 제1 실시 형태와 유사하지만 본 실시 형태에서는 도 18에 도시된 바와 같이 양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)의 둘러 감기 방향의 단부의 위치가 일치하는 것을 특징으로 하고 있다.

양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)의 길이는 전사 롤(12)의 외주 길이보다 조금 짧기 때문에 양면점착테이프(8) 및 필름 몰드(2)를 전사 롤(12)에 둘러 감으면 도 19에 도시된 바와 같이, 필름 몰드(2)의 양단의 맞댐부와 양면점착테이프(8)의 양단의 맞댐부에 간극 G가 형성된다.

간극 G에는 제1 실시 형태와 같은 방법에 의해 수지조성물(22)의 충전 및 추가 패턴(3a)의 형성이 실시되어 도 20에 나타내는 구성을 얻을 수 있다.

상기의 제2 ~ 제3 실시 형태에 대해서도 마찬가지로 양면점착테이프(8)와 필름 몰드(2)의 둘러 감기 방향의 단부의 위치를 일치시킬 수 있다.

2: 필름 몰드, 3: 베이스 패턴, 3a: 추가 패턴, 4: 수지기재, 4a: 수지기재의 양단의 맞댐부, 6: 수지층, 8: 양면점착테이프, 8a: 양면점착테이프의 양단의 맞댐부, 10: 세퍼레이터, 12: 전사 롤, 14: 상류측 롤, 16: 하류측 롤, 18: 코터, 20: 광조사기, 22: 수지조성물, 22a: 밀려나온 부분, 24: 패턴 추가 몰드, 25: 기재, 27: 수지층, F: 반송 필름, G, G1, G2: 간극

Claims (5)

1. 원하는 미세한 요철 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 베이스 패턴이 형성된 수지층을 소유하는 필름 몰드를 양단의 맞댐부에서 상기 베이스 패턴이 존재하지 않는 간극이 생기도록 원기둥 모양의 전사 롤에 둘러 감는 둘러 감기 공정과,
   상기 간극에 수지조성물을 충전하는 수지충전 공정과,
   패턴 추가 몰드에 설치된 전사 패턴을 상기 수지조성물에 누름으로써, 상기 전사 패턴의 반전 패턴으로 이루어지는 추가 패턴을 상기 수지조성물에 형성하는 패턴 형성 공정을 구비하고,
   상기 수지조성물은 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러지기 전까지 또는 상기 패턴 추가 몰드가 상기 수지조성물에 눌러졌을 때에, 상기 간극으로부터 상기 수지조성물이 밀려나와 상기 수지층의 표면 상에 상기 수지조성물의 밀려나온 부분이 형성되도록 충전되는, 임프린트용 몰드의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밀려나온 부분은 상기 패턴 추가 몰드를 상기 수지조성물로부터 이탈시킬 때에 상기 패턴 추가 몰드에 부착되어 상기 수지층의 표면에서 제거되는, 임프린트용 몰드의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 패턴 추가 몰드는 기재 상의 일부의 영역에 박리처리가 실시되어 있지 않은 비박리처리 영역을 구비하고, 상기 밀려나온 부분은 상기 비박리처리 영역에 부착되는, 임프린트용 몰드의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수지조성물은 광경화성 수지이며,
   상기 패턴 형성 공정에서는 상기 패턴 추가 몰드의 상기 전사 패턴을 상기 수지조성물에 누른 상태에서 상기 수지조성물에 경화광을 조사함으로써 상기 수지조성물을 경화시킨 후에, 상기 패턴 추가 몰드를 상기 수지조성물로부터 이탈시킴으로써 상기 추가 패턴을 상기 수지조성물에 형성하는, 임프린트용 몰드의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 필름 몰드는 수지기재 상에 상기 수지층을 구비하며, 또한 둘러 감기 방향의 단부에 상기 수지층이 설치되어 있지 않은 노출 영역을 구비하는, 임프린트용 몰드의 제조 방법.

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