TWI680498B - 壓印用模具 - Google Patents

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Tomokazu Umezawa
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Abstract

本發明提供一種壓印用模具，其捲繞於輥上使用，且能夠有效利用電 鑄金屬模的凹凸圖案形成區域。壓印用模具(10)包括：在表面形成有凹凸圖案(2)的圓盤狀的電鑄金屬模主體(1)、以及與電鑄金屬模主體(1)一體化且在電鑄金屬模主體(1)的周圍延伸的擴張部(3)。

Description

壓印用模具
本發明有關在向塗敷於基板上的光阻劑轉印微小的凹凸圖案的壓印方法中使用的壓印用模具，特別是有關具有撓性的壓印用模具。
壓印指的是如下這樣的技術：將形成有凹凸圖案的模(一般也被稱作模具、壓模、型板)按壓於塗敷在被轉印基板上的光阻劑，使光阻劑力學變形或流動，從而將微小的圖案精密地轉印在光阻劑膜上。作為微小的凹凸圖案，存在10nm左右至100μm左右的圖案。只要製作一次模具，即便是奈米等級的微小構造的圖案也能夠簡單地反覆成型，所以比較經濟，並且是有害的廢棄物以及排出物少的轉印技術，因而期待應用於半導體領域等各種領域。
另外，作為壓印方法，提出了應用輥對輥等捲筒處理技術的方法。例如，提出了如下壓印方法：在將成為加工對象的具有撓性的長條片(例如樹脂製膜、無機基板等)放出的放出裝置與捲繞該片的捲繞裝置之間的搬運路上，具備在表面具有微小的凹凸圖案的輥狀金屬模(也被稱作模輥或壓輥)，一邊使輥狀金屬模與片的加工面接觸一邊將片從放出裝置向捲繞裝置搬運。由此，能夠連續且高效地對樹脂製膜實施壓花加工，或在塗敷在片上的光阻劑上形成圖案。
對於上述輥狀金屬模，例如公知如下製造方法：通過將具有凹凸圖案的片狀的薄金屬模(模片)捲繞於成為旋轉軸的輥，對繞輥一周的模片的相對的端邊彼此進行焊接而製造。
上述這樣的模片能夠使用表面具有奈米級、亞微米級的微小的凹凸圖案的主模(原盤)製作，由於該主模的製作耗費時間與成本，因此難以實現模具本身的大型化。因此，作為從普通大小的主模製作大面積模具的方法，還公知從主模製作多個複製模具，將複製模具彼此相連而形成大面積模具的技術(例如，專利文獻1、2等)，專利文獻2中公開了通過使用了將樹脂製的大面積模具捲繞於輥主體而成的輥模的輥對輥方式向膜狀的轉印材料進行轉印的內容。
近年來，開發了通過在作為LED(Leaser eliminate diode)的基板的藍寶石基板的表面具備微小凹凸形狀而實現LED的亮度提高的技術，作為製作該圖案化藍寶石基板(PSS：Patterned Sapphire Substrate)的方法，也關注壓印法。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2012-118520號公報
專利文獻2：日本特開2014-80017號公報
對於在上述的PSS的製作中採用輥對輥方式的壓印法的情況，考慮將向規定直徑(例如直徑300mm)的輥的表面捲繞具有微小凹凸的鎳(Ni)電鑄金屬模並利用帶進行固定而成的構件用作輥狀金屬模，通過輥對輥方式的壓印從該輥狀金屬模製作PSS用的樹脂模具。此時，Ni電鑄金屬模的厚度為幾十μm左右~幾百μm左右，由於向輥黏貼金屬模，因此在輥的表面與Ni電鑄金屬模的表面之間產生階梯差。作 為Ni電鑄金屬模的原盤，一般使用矽(Si)晶片，該原盤是Ni電鑄金屬模的大小與原盤的大小大致相同的普通圓形部件。
在樹脂模具的製作中，在以樹脂模具的凹凸圖案的形成區域更接近Ni電鑄金屬模的凹凸圖案的形成區域、較佳為二者相同的方式製作樹脂模具的情況下，由於能夠更有效地利用Ni電鑄金屬模的凹凸圖案，因此比較經濟。
然而，當要更加有效地利用電鑄金屬模製作樹脂模具時，擔心在進行光阻劑塗敷時，塗敷區域擴展至電鑄金屬模的周圍。若光阻劑向電鑄金屬模的周圍擴展，則光阻劑進入電鑄金屬模與輥之間，該階梯部的光阻劑在壓印後也會殘留，成為此後的轉印不合格的原因。例如，在使用UV(紫外線)固化型的光阻劑的情況下，進入到電鑄金屬模與輥之間的光阻劑因UV照射而變硬，像毛刺那樣殘留，在下一次壓印中，產生毛刺作為缺陷而殘留的不良情況。
本發明是鑒於上述情況而完成的，其目的在於提供一種壓印用模具，其能夠在進行樹脂模具製作時有效地使用電鑄金屬模的凹凸圖案區域製作樹脂模具。
本發明的壓印用模具捲繞於輥上使用，在表面具有凹凸圖案，其包括：在表面上形成有凹凸圖案的圓盤狀的電鑄金屬模主體；以及與該電鑄金屬模主體一體化且在電鑄金屬模主體的周圍延伸的擴張部。
本發明的壓印用模具可以構成為，擴張部包括板狀構件和薄板，所述板狀構件具備中心孔，該中心孔具有與電鑄金屬模主體的外周形狀一致的形狀，所述薄板具有比電鑄金屬模主體的外形大的外形，向板狀構件的中心孔嵌入電鑄金屬模主體，板狀構件與電鑄金屬模主體黏接在薄板上而被一體化。
本發明的壓印用模具可以構成為，擴張部由具備鑽柱坑(counter boring)部的帶鑽柱坑部薄板構成，該鑽柱坑部為與電鑄金屬模主體的外周形狀一致的形狀，通過向帶鑽柱坑部薄板的鑽柱坑部嵌入黏接電鑄金屬模主體，由此電鑄金屬模主體與擴張部一體化。
或者，本發明的壓印用模具可以構成為，擴張部由具備中心孔的板狀構件構成，該中心孔具有與電鑄金屬模主體的外周形狀一致的形狀，向板狀構件的中心孔嵌入電鑄金屬模主體，板狀構件與電鑄金屬模主體在該電鑄金屬模主體的周緣連接而被一體化。
需要說明的是，作為本發明的壓印用模具，較佳為擴張部的表面與電鑄金屬模主體的表面的階梯差是10μm以下。
本發明的壓印用模具是捲繞於輥上使用且表面具有凹凸圖案的壓印用模具，由於具備在表面上形成有凹凸圖案的圓盤狀的電鑄金屬模主體的周圍延伸的擴張部，因此，即便是在捲繞於輥上而用作輥狀金屬模時，在形成有凹凸圖案的區域中全部塗敷有光阻劑液的情況下，也能夠使光阻劑液留在模具表面內。由此，能夠抑制光阻劑液朝向模具與輥之間進入，能夠抑制輥對輥方式所導致的壓印時的轉印不良。
1‧‧‧電鑄金屬模主體
1a‧‧‧電鑄層
1b‧‧‧剝離電鑄金屬模主體
2‧‧‧凹凸圖案
2a‧‧‧平坦部
3、33、43‧‧‧擴張部
4‧‧‧板狀構件
4a、33a、43a‧‧‧薄板
4b‧‧‧中心孔
5‧‧‧薄板
8‧‧‧黏接劑
10、30、40‧‧‧壓印用模具
11‧‧‧輥
12‧‧‧輥狀金屬模
13a、13b‧‧‧搬運輥
14‧‧‧膜
15‧‧‧樹脂層
15a‧‧‧光阻劑液
16‧‧‧模具式塗布機
17‧‧‧紫外線照射光源
19‧‧‧膜狀模具
21‧‧‧原盤
24‧‧‧圖案化藍寶石基板
24A‧‧‧藍寶石基板
25‧‧‧樹脂層
25A‧‧‧光阻劑液
35‧‧‧鑽柱坑部
38‧‧‧黏接劑
45‧‧‧中心孔
49‧‧‧焊料
L‧‧‧塗敷寬度
t1、t33、t4、t43、t5‧‧‧厚度
φ0、φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ6、φ7、φ8‧‧‧直徑
圖1係第一實施方式的壓印用模具的俯視圖以及剖視圖。
圖2係示意性地示出第一實施方式的壓印用模具的製作步驟的圖。
圖3係示出捲繞於輥上的壓印用模具的立體圖。
圖4係示出用於實施基於輥對輥方式的壓印法的裝置的局部的圖。
圖5係示意性地示出壓印用模具上的光阻劑塗敷區域的圖。
圖6係示意性地示出從原盤製成輥狀金屬模為止的步驟的圖。
圖7係示意性地示出使用膜狀模具製成凹凸圖案加工品為止的步驟的圖。
圖8係示意性地示出第二實施方式的壓印用模具的製作步驟的圖。
圖9係示意性地示出第三實施方式的壓印用模具的製作步驟的圖。
以下，使用附圖對本發明的實施方式進行說明，但本發明不限於此。需要說明的是，為了容易視覺辨認，附圖中的各構成要素的比例尺等相對於實際情況進行了適當改變。
<第一實施方式的壓印用模具>
圖1係示意性地示出本發明的第一實施方式的壓印用模具10的俯視圖以及剖視圖。
壓印用模具10係捲繞於輥上使用的、在表面具有凹凸圖案2的壓印用模具，包括在表面形成有凹凸圖案2的圓盤狀的電鑄金屬模主體1、以及與電鑄金屬模主體1一體化且在電鑄金屬模主體1的周圍延伸的擴張部3。
在本實施方式中，擴張部3包括板狀構件4以及薄板5，板狀構件4具備與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致的形狀的中心孔，薄板5具有比電鑄金屬模主體1的外形大的外形，向板狀構件4的中心孔嵌入電鑄金屬模主體1，板狀構件4與電鑄金屬模主體1黏接在薄板5而被一體化，由此形成壓印用模具10。
壓印用模具10具有能夠捲繞於輥而使用的程度的撓性，根據其材質的不同，厚度的適當範圍不同，但厚度較佳為20~300μm，更佳為50~200μm。
電鑄金屬模主體1是直徑φ1的圓盤，具有在形成有凹凸圖案2的區域(以下稱作圖案區域。)的外周具備平坦部2a的表面形狀。需要說明的是，將該外周的平坦部2a的厚度定義為電鑄金屬模主體1的厚度。在本例中，圖案區域大概是直徑φ2的圓形區域。
在本例中，作為凹凸圖案2而具備線寬/間隔(Line and Space)的圖案，但圖案形狀不特別限定，也可以是孔圖案、柱狀圖案等各種圖案。凹凸圖案的凸部高度、凸部間隔等能夠在幾十nm~幾百μm的級別中根據用途而適當設定。
電鑄金屬模主體1通過對後述的原盤進行電鑄而得到，作為材料，能夠舉出含有鎳、鈷、金、銀、銅以及鐵中的至少一種的金屬，較佳為鎳。其厚度為10~200μm，更佳為50~100μm。
作為擴張部3的一部分的板狀構件4具備具有與電鑄金屬模主體1的外周形狀(在此是直徑φ1的圓形)一致的形狀的中心孔，且具有比電鑄金屬模主體1大的外形(在此是直徑φ3的圓形)。在此，板狀構件4的中心孔的形狀“與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致”表示是能夠容納電鑄金屬模主體1的形狀，為了容易地進行嵌入，較佳形 成為比電鑄金屬模主體1的直徑大0.1~0.2mm左右，另一方面較佳為間隙小，因此間隙不過大為好。需要說明的是，在產生間隙的情況下，較佳為通過填埋劑等進行填埋。
擴張部3的外形(模具10的外形)只要是能夠包圍電鑄金屬模主體1的形狀則不限於圓形，可以為正方形、長方形及其他任意形狀。為了最大限度有效地使用電鑄金屬模主體1的凹凸圖案2，需要為如下這樣的形狀，即，將具有以圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度(=√2‧φ2)以上的長度的一邊的正方形內包的形狀。由此，在擴張部3是圓形的情況下，較佳為具有√2‧φ2以上的長度的直徑。更佳為擴張部3的外形是將具有(√2‧φ2+20)mm以上的長度的一邊的正方形內包的形狀。
對於板狀構件4，較佳為其向輥捲繞時的剛性並不明顯區別於電鑄金屬模主體1，因此，較佳為使用電鑄金屬模主體1的楊氏模數±100GPa左右的材料，尤其較佳為與楊氏模數相等。由此，最佳由與電鑄金屬模主體1相同的材料構成。例如，在電鑄金屬模主體1由鎳構成的情況下，較佳板狀構件4也由鎳構成。作為板狀構件4，由於不繡鋼板等的操作性高且低成本，因此不繡鋼板等也適合。
板狀構件4的厚度t4為電鑄金屬模主體1的厚度t1±20μm以下，較佳為±10μm以下，最佳與電鑄金屬模主體1的厚度相同。只要階梯差在±20μm以下，就能夠在壓印時抑制階梯部處的殘渣的產生。
若與電鑄金屬模主體1的厚度相同，則由於電鑄金屬模主體1的平坦部2a與板狀構件4的表面處於同一平面，因此壓印時不會在連接部分產生殘渣，能夠最有效地抑制轉印不良。
在產生階梯差的情況下，特別是為了將利用輥狀金屬模製成的轉印品用作模具，較佳為擴張部的表面比主體的表面高。其原因在於，轉印形成的圖案部比周邊部高，容易使用該模具向其他構件進行轉印。
薄板5只要是具有支承電鑄金屬模主體1與板狀構件4的支承性的構件即可，至少具有比電鑄金屬模主體1大的外形，較佳為比板狀構件4的中心孔的直徑大。更佳為具有與板狀構件4的外形同等以上的外形。
作為薄板5的材質，較佳為膜等片原材料、金屬薄板等，具體地說，作為膜片原材料，能夠列舉出PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、TAC(三醋酸纖維素)等，作為金屬薄板，能夠列舉出鎳、不繡鋼材等。需要說明的是，也較佳由與電鑄金屬模主體1、板狀構件4相同的材料形成。
在為膜片原材料的情況下，厚度t5較佳為50~250μm，在為金屬薄板的情況下，厚度t5較佳為20~150μm。
在本例中，使用黏接劑8在薄板5上固定電鑄金屬模主體1以及板狀構件4。作為黏接劑8，只要能夠向薄板5黏接電鑄金屬模主體1與板狀構件4即可，例如，能夠使用雙面黏合片、黏接劑等。作為雙面黏合片的例子，能夠列舉出日東電工製LA-50。另外，作為黏接劑的例子，能夠列舉出丙烯酸橡膠系的黏接劑。
需要說明的是，也可以將電鑄金屬模主體1嵌入到板狀構件4的中心孔，利用焊料連接中心孔與電鑄金屬模主體1外形，在此基礎上利用黏接劑固定在板狀構件4上。
對圖1所示的第一實施方式的壓印用模具的製作方法進行說明。
圖2示意性地示出第一實施方式的壓印用模具10的製造步驟。
如圖2所示那樣，壓印用模具10使用通過向後述的原盤(主模)進行電鑄而製成且從原盤脫模後的剝離電鑄金屬模主體1b、和兩張薄板4a及5製成。
剝離電鑄金屬模主體1b保持從原盤剝離後的狀態，是直徑φ0的大致圓盤狀，但存在周緣歪斜而變形的情況。因此，將為了將該剝離電鑄金屬模主體1b的周緣規整為圓形而線切割為直徑φ1的圓形的構件作為電鑄金屬模主體1。
作為薄板4a，準備具有比以電鑄金屬模主體1的形成有凹凸圖案2的圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度更大的直徑φ3的薄板，設置電鑄金屬模主體1的直徑φ1以上的直徑φ4的中心孔4b，製成板狀構件4。
此外，作為薄板5，準備具有比電鑄金屬模主體1的直徑φ1更大的直徑φ5的薄板。在圖1以及圖2中，薄板5與板狀構件4使用直徑大致相同的構件，但兩者的直徑也可以不相同。
然後，在未設置有中心孔的薄板5上塗敷黏接劑8，將板狀構件4以外形與薄板5的外形一致且將板狀構件4的中心孔4b配置在薄板5的中心的方式與薄板5重疊，進一步向板狀構件4的中心孔4b嵌入電鑄金屬模主體1，使三個構件一體化，得到由電鑄金屬模主體1以及包括板狀構件4和薄板5的擴張部3構成的壓印用模具10。
模具10的外形的大小、圖案區域的大小只要根據成為壓印物件的凹凸圖案加工品的大小適當地確定即可。例如，作為用於製作6英寸(150mm)直徑的PSS的模具，將圖案區域的直徑φ2設為170mm，將電鑄金屬模主體1的直徑φ1設為180mm，將板狀構件4的直徑φ3設為300mm，將薄板5的直徑φ5設為300mm。在電鑄金屬模主體1、板狀構件4由鎳形成的情況下，其厚度設為例如70μm。
接下來，對使用了本實施方式的壓印用模具10的壓印法進行說明。
圖3是示出在輥11上捲繞壓印用模具10而成的輥狀金屬模12的立體圖。如圖3所示那樣，輥狀金屬模12通過在輥11上捲繞並固定一個或兩個壓印用模具10而構成。模具10只要例如在其端部黏貼黏接帶並固定在輥11上即可。
圖4是示出用於實施基於輥對輥方式的壓印法的裝置的局部的圖。
在輥狀金屬模12的上方配置有用於將光阻劑液15a向模具10塗敷的模具式塗布機16，在相對於輥狀金屬模12與模具式塗布機16對置的位置配置有用於使光阻劑液15a固化的紫外線照射光源17。並且，輥狀金屬模12的兩旁配置有搬運輥13a以及搬運輥13b，該搬運輥13a用於搬運從未圖示的放出裝置放出的膜14並使其壓接於輥狀金屬模12，該搬運輥13b將膜14從輥狀金屬模12剝離並朝向未圖示的捲繞裝置搬運。
需要說明的是，在此，為了使用因紫外線的照射而固化的光固化型的光阻劑而配備紫外線照射光源17，但在使用熱固化型的光阻劑的情況下，也可以代替紫外線照射光源而配備加熱器。
輥狀金屬模12沿箭頭方向旋轉，通過模具式塗布機16向模具10的塗敷區域塗敷光阻劑液15a。基於模具式塗布機16的塗敷寬度是比模具10的圖案區域的最大直徑(直徑φ2)向外側延伸5mm以上的長度，較佳為向外側延伸10mm以上的長度。圖5係示意性地示出模具10上的光阻劑塗敷區域的圖。在圖5中，虛線所示的斜線區域是塗敷寬度L的光阻劑液15a的塗敷區域，在本例中，光阻劑塗敷區域是具有比電鑄金屬模主體1的直徑φ1更長的一邊L的大致正方形的區域。
通過使塗敷區域比圖案區域大，能夠進行有效地使用圖案區域的整個區域進行的壓印。此時，由於以與電鑄金屬模主體1的直徑φ1相同的塗敷寬度塗敷光阻劑液，因此在不存在擴張部3的情況下，光阻劑液15a在輥11上擴展，但由於擴張部3的存在，能夠將光阻劑液15a的擴展限制在模具10上。
由此，能夠抑制因光阻劑液15a在輥11上擴展而產生的光阻劑液15a進入輥11與模具10的間隙、或壓印後光阻劑殘留在輥11與模具10的階梯部等問題的產生，結果是，能夠抑制輥對輥方式中的壓印時的轉印不良。
伴隨著輥狀金屬模12的旋轉，塗敷有光阻劑液15a的模具10隔著光阻劑液15a壓接於通過搬運輥13a搬運的膜14，進而，被搬運到基於紫外線照射光源17的紫外線照射區域並受到紫外線照射之後，光阻劑液15a固化，形成轉印有模具10的凹凸圖案2的樹脂層15。此時，樹脂層15固定於膜14，在搬運輥13b中樹脂層15維持固定於膜14的狀態，從輥狀金屬模12被剝離並與膜14一起向捲繞裝置搬運。
通過反覆進行以上操作，在膜14上形成多個具有在模具10的表面形成的凹凸圖案的樹脂層15。然後，通過切出設置有具有圓形的凹凸圖案的樹脂層15的區域，能夠得到在膜14上層疊具有凹凸圖案的樹脂層15而成的膜狀模具19(參照圖7)。
在此，參照圖6以及圖7簡單說明從原盤到電鑄金屬模的製成、凹凸圖案加工品的製成的步驟。圖6是示意性地示出從Si原盤製成輥狀金屬模為止的步驟的圖，圖7是示意性地示出使用膜狀的模具製成凹凸圖案加工品為止的步驟的圖。
如圖6所示那樣，首先，準備表面具有凹凸圖案的Si原盤21。Si原盤21的尺寸一般為直徑150mm(6英寸)、200mm(8英寸)左右。
對該Si原盤的凹凸圖案表面實施電鑄。特別是較佳如下方法：首先通過無電鍍沈積(electroless deposition)形成幾μm左右的膜厚較薄的導電層(金屬膜)，之後通過電鍍(electroplating)(電鑄)使幾十μm~幾百μm左右的厚度的電鑄層1a成膜。形成電鑄層1a的材料較佳為鎳，但不限於鎳。
然後，將電鑄層1a從Si原盤21剝離而得到電鑄金屬模主體1。在電鑄金屬模主體1上設置擴張部3並製作壓印用模具10的步驟如參照圖2說明那樣。然後，將壓印用模具10捲繞於輥11而形成輥狀金屬模12。
需要說明的是，在從原盤獲得電鑄金屬模主體1時，只要擴大包圍原盤的圖案區域的區域的面積，利用電鑄製作具有與具備擴張部的情況相同面積的電鑄金屬模主體1，就不需要設置本發明這樣的擴張部。然而，在想要維持相同的圖案區域的情況下，需要增大原盤本身 的大小，出現增大該原盤所引發的成本增高、擴大進行電鑄時的電鑄槽所引發的成本增高。根據本發明的壓印用模具的製作方法，能夠在不使原盤成本上升的情況下使用現有的電鑄槽以更低的價格製作與輥狀金屬模相適的模具。
製作從輥狀金屬模12向膜14上層疊具有凹凸圖案的樹脂層15而成的膜狀模具19的步驟如上述參照圖4說明那樣。
進而，參照圖7，作為使用膜狀模具19加工的凹凸圖案加工品的一例子，說明製作用作LED基板的PSS24的步驟。
首先，準備藍寶石基板(藍寶石晶片)24A。作為藍寶石基板，一般為2~6英寸左右的基板，為與模具的圖案區域尺寸同等以下的大小且盡可能大的基板能夠有效運用模具的圖案區域，因此較佳。
在藍寶石基板24A上例如塗敷紫外線固化型的光阻劑液25A，以向該光阻劑液25A上轉印凹凸圖案的方式壓接膜狀模具19，照射紫外線使光阻劑液25A固化，由此形成具有轉印了膜狀模具19的凹凸圖案而成的凹凸圖案的樹脂層25。將膜狀模具19從樹脂層25剝離，以樹脂層25作為掩膜而進行反應性離子蝕刻(RIE：Reactive Ion Etching)，由此在藍寶石基板24A的表面形成與樹脂層25的凹凸圖案匹配的凹凸圖案，從而得到PSS24。
如上，通過使用壓印用模具10，能夠預防在基於輥對輥方式的壓印時，光阻劑液15a向模具10與輥11之間進入的情況，能夠抑制反覆進行壓印時的轉印不良。
<第二實施方式的壓印用模具>
圖8是示意性地示出本發明的第二實施方式的壓印用模具30的製造步驟的圖。
本實施方式的壓印用模具30包括：在表面上形成有凹凸圖案2的圓盤狀的電鑄金屬模主體1；以及與電鑄金屬模主體1一體化且在電鑄金屬模主體1的周圍延伸的擴張部33。
在本實施方式中，擴張部33由具備與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致的形狀的鑽柱坑部35的帶鑽柱坑部薄板構成，通過向帶鑽柱坑部薄板的鑽柱坑部35嵌入黏接電鑄金屬模主體1而使得電鑄金屬模主體1與擴張部33一體化，由此形成壓印用模具30。
壓印用模具30具有能夠捲繞於輥而使用的程度的撓性，根據其材質不同，厚度的適當範圍不同，但壓印用模具30的厚度較佳為20~300μm，更佳為50~200μm。
作為電鑄金屬模主體1，能夠使用與第一實施方式的壓印用模具10相同的構件。
擴張部33是厚度t33的薄板，具備具有與電鑄金屬模主體1的外周形狀(在此是直徑φ1的圓形)一致的形狀的深度t35的鑽柱坑部35，且具有比電鑄金屬模主體1大的外形(在此是直徑φ6的圓形)。在此，鑽柱坑部35指的是容納電鑄金屬模主體1的形狀的底面平坦的凹部，鑽柱坑部35的形狀“與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致”表示是能夠容納電鑄金屬模主體1的形狀，但為了容易地進行嵌入而較佳形成為比電鑄金屬模主體1的直徑φ1大0.1~0.2mm左右，另一方面，由於較佳為間隙較小，因此間隙不過大為好。需要說明的是，在產生間隙的情況下，較佳為利用填埋劑等進行填埋。
擴張部33的外形(模具30的外形)只要是包圍電鑄金屬模主體1的形狀則不限於圓形，能夠設為正方形、長方形及其他任意形狀。為了最大限度有效地使用电铸金属模主體1的凹凸圖案2，需要為 如下這樣的形狀，即，將具有以圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度(=√2‧φ2)以上的長度的一邊的正方形內包的形狀。由此，在擴張部33是圓形的情況下，較佳為具有√2‧φ2以上的長度的直徑。更佳為擴張部33的外形是將具有(√2‧φ2+20)mm以上的長度的一邊的正方形內包的形狀。
由帶鑽柱坑部薄板構成的擴張部33較佳為，向輥11捲繞時的剛性並不明顯區別於電鑄金屬模主體1，因此，較佳為使用電鑄金屬模主體1的楊氏模數±100GPa左右的材料，尤其較佳為與楊氏模數相同。因此，最佳為利用與電鑄金屬模主體1相同的材料構成的構件。例如，在電鑄金屬模主體1由鎳構成的情況下，較佳為擴張部33也由鎳構成。
擴張部33的鑽柱坑部35的深度t35在電鑄金屬模主體1的厚度t1±20μm以下，較佳為±10μm以下，最佳的是與電鑄金屬模主體1的厚度t1相同。通過將鑽柱坑部35的深度t35設為電鑄金屬模主體1的厚度t1±20μm以下，能夠將電鑄金屬模主體1與擴張部33表面的階梯差抑制在±20μm以下，能夠抑制壓印時在階梯部產生殘渣的情況。只要電鑄金屬模主體1的厚度t1與鑽柱坑部35的深度t35大致相同，由於電鑄金屬模主體1的平坦部2a與擴張部33的表面處於同一平面，因此壓印時不會在連接部分產生殘渣，能夠最有效地抑制轉印不良。
在出現階梯差的情況下，尤其是，為了將利用輥狀金屬模製作的轉印品用作模具，較佳為擴張部的表面比主體的表面高。其原因在於，轉印形成的圖案部比周邊部高，容易使用該模具向其他構件進行轉印。
電鑄金屬模主體1使用黏接劑38固定於帶鑽柱坑部薄板的鑽柱坑部35。作為黏接劑38，只要能夠向鑽柱坑部35黏接電鑄金屬模主體1即可，例如，能夠使用丙烯酸樹脂系的黏接劑等。或者，也可以在鑽柱坑部35的底面黏貼黏性膠帶來黏貼電鑄金屬模主體1。
需要說明的是，在電鑄金屬模主體1與擴張部33的表面之間產生間隙的情況下，較佳將黏接劑38等用作填埋劑，使它們處於同一平面。
對本實施方式的壓印用模具30的製作方法進行說明。如圖8所示那樣，壓印用模具30使用通過向已敘述的原盤(主模)進行電鑄而製成且從原盤脫模後的剝離電鑄金屬模主體1b、和一張薄板33a製作。
剝離電鑄金屬模主體1b保持從原盤剝離的狀態，將為了將該剝離電鑄金屬模主體1b的周緣規整為圓形而線切割為直徑φ1的圓形的構件用作電鑄金屬模主體1。
作為薄板33a，準備具有直徑φ6的薄板，該直徑φ6比以電鑄金屬模主體1的形成有凹凸圖案2的圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度更大，設置電鑄金屬模主體1的直徑φ1以上的直徑φ7的圓形的鑽柱坑部35，製作由帶鑽柱坑部薄板構成的擴張部33。
向擴張部33的鑽柱坑部35的底面塗敷黏接劑38，向鑽柱坑部35嵌入固定電鑄金屬模主體1，由此獲得由電鑄金屬模主體1與擴張部33構成的壓印用模具30。
對於本實施方式的模具30，其外形大小、圖案區域的大小只要根據成為壓印物件的凹凸圖案加工品的大小而適當地確定即可。例 如，作為用於製作6英寸(150mm)直徑的PSS的模具30，將圖案區域的直徑φ2設為170mm，將電鑄金屬模主體1的直徑φ1設為180mm，將擴張部33的直徑φ6設為300mm。在電鑄金屬模主體1以及擴張部33均由鎳形成的情況下，例如，將電鑄金屬模主體1的厚度t1設為50μm，將擴張部33的厚度t33設為150μm，將鑽柱坑部35的深度t35設為100μm。
這樣的第二實施方式的壓印用模具30與第一實施方式的壓印用模具10相同地用於基於輥對輥方式的壓印法，能夠防止在進行基於輥對輥方式的壓印時，光阻劑液15a進入模具30與輥11之間，能夠抑制反覆進行壓印時的轉印不良。
<第三實施方式的壓印用模具>
圖9是示意性地示出本發明的第三實施方式的壓印用模具40的製造步驟的圖。
本實施方式的壓印用模具40包括：在表面上形成有凹凸圖案2的圓盤狀的電鑄金屬模主體1；以及與電鑄金屬模主體1一體化且在電鑄金屬模主體1的周圍延伸的擴張部43。
在本實施方式中，擴張部43由具備與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致的形狀的中心孔45的板狀構件構成，向板狀構件(擴張部43)的中心孔45嵌入電鑄金屬模主體1，在電鑄金屬模主體1的周緣連接板狀構件而一體化，由此形成壓印用模具40。
壓印用模具40基於能夠捲繞於輥而使用的程度的撓性，根據其材質的不同，厚度的適當範圍不同，但壓印用模具40的厚度較佳為20~300μm，更佳為50~200μm。
作為電鑄金屬模主體1，能夠使用與第一實施方式的壓印用模具10相同的構件。
擴張部43由具備具有與電鑄金屬模主體1的外周形狀(在此是直徑φ1的圓形)一致的形狀的中心孔45的板狀構件構成，且具有比電鑄金屬模主體1大的外形(在此是具有長度a的邊的正方形)。在此，擴張部43的中心孔45的形狀“與電鑄金屬模主體1的外周形狀一致”表示是能夠容納電鑄金屬模主體1的形狀，為了容易地進行嵌入而較佳形成為比電鑄金屬模主體1的直徑φ1大0.1~0.2mm左右，另一方面，由於較佳為間隙小，因此間隙不過大為好。
擴張部43的外形(模具40的外形)只要是包圍電鑄金屬模主體1的形狀則不限於正方形，能夠設為圓形、長方形及其他任意形狀。為了最大限度有效地使用电铸金属模主體1的凹凸圖案2，在如本實施方式那樣是正方形的情況下，其一邊的長度a需要是以圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度(=√2‧φ2)以上的長度。因此，在將擴張部43的外形設為圓形的情況下，較佳具有√2‧φ2以上的長度的直徑。擴張部43的外形更較佳為將具有直徑(√2‧φ2+20)mm以上的長度的一邊的正方形內包的形狀。
由板狀構件構成的擴張部43較佳為，向輥捲繞時的剛性不明顯區別於電鑄金屬模主體1，因此，較佳使用電鑄金屬模主體1的楊氏模數±100GPa左右的材料，尤其較佳為與楊氏模數相等。因此，最佳為利用與電鑄金屬模主體1相同的材料構成的構件。例如，在電鑄金屬模主體1由鎳構成的情況下，較佳為擴張部43也由鎳構成。
擴張部43的厚度t43在電鑄金屬模主體1的厚度t1±20μm以下，較佳為±10μm以下，最佳的是與電鑄金屬模主體1的厚度t1相 同。只要階梯差在±20μm以下，就能夠抑制壓印時在階梯部產生殘渣的情況。若與電鑄金屬模主體1的厚度t1相同，則電鑄金屬模主體1的平坦部2a與擴張部43的表面處於同一平面，因此，壓印時不會在連接部分產生殘渣，能夠最有效地抑制轉印不良。
在出現階梯差的情況下，尤其是，為了將利用輥狀金屬模製作的轉印品用作模具，較佳為擴張部的表面比主體的表面高。其原因在於，轉印形成的圖案部比周邊部高，容易使用該模具向其他構件進行轉印。
擴張部43與電鑄金屬模主體1的連接能夠使用焊料49進行。向擴張部43的中心孔45嵌入電鑄金屬模主體1，向其間隙填充焊料49使兩者連接。此時，在焊料49形成為在表面隆起的情況下，較佳為實施切削、按壓等處理，以使得表面處於同一平面。
對本實施方式的壓印用模具40的製作方法進行說明。如圖9所示那樣，壓印用模具40使用通過向已敘述的原盤(主模)進行電鑄而製成且使用從原盤脫模後的剝離電鑄金屬模主體1b、和一張薄板43a製作。
剝離電鑄金屬模主體1b保持從原盤剝離的狀態，將為了將該剝離電鑄金屬模主體1b的周緣規整為圓形而線切割為直徑φ1的圓形的構件用作電鑄金屬模主體1。
作為薄板43a，準備具有長度a的一邊的正方形的薄板，該長度a比以電鑄金屬模主體1的形成有凹凸圖案2的圖案區域的直徑φ2作為一邊的正方形的對角線的長度更大，在該薄板上設置電鑄金屬模主體1的直徑φ1以上的直徑φ8的圓形的中心孔45而製作擴張部43。
向擴張部43的中心孔45嵌入電鑄金屬模主體1，向其周緣與中心孔的間隙填埋焊料49，將電鑄金屬模主體1與擴張部43接合而一體化，得到壓印用模具40。
對於本實施方式的模具40，其外形大小、圖案區域的大小只要根據成為壓印物件的凹凸圖案加工品的大小而適當地確定即可。例如，作為用於製作6英寸(150mm)直徑的PSS的模具40，將圖案區域的直徑φ2設為170mm，將電鑄金屬模主體1的直徑φ1設為180mm，將擴張部43的一邊的長度a設為345mm。在電鑄金屬模主體1以及擴張部43均由鎳形成的情況下，例如，將電鑄金屬模主體1的厚度t1以及擴張部43的厚度t43均設為150μm。
這樣的第三實施方式的壓印用模具40與第一實施方式的壓印用模具10相同地用於基於輥對輥方式的壓印法，能夠防止在進行基於輥對輥方式的壓印時，光阻劑液15a向模具40與輥11之間進入的情況，能夠抑制反覆進行壓印時的轉印不良。

Claims (2)

  1. 一種壓印用模具，其捲繞於輥上使用，且在表面具有凹凸圖案，其中，包括：在表面上形成有所述凹凸圖案的圓盤狀的電鑄金屬模主體；以及與該電鑄金屬模主體一體化且在所述電鑄金屬模主體的周圍延伸的擴張部，所述擴張部包括板狀構件和薄板，所述板狀構件具備中心孔，該中心孔具有與所述電鑄金屬模主體的外周形狀一致的形狀，所述薄板具有比所述電鑄金屬模主體的外形大的外形，向所述板狀構件的所述中心孔嵌入所述電鑄金屬模主體，所述板狀構件和所述電鑄金屬模主體黏接在所述薄板上而被一體化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之壓印用模具，其中，所述擴張部的表面與所述電鑄金屬模主體的表面的階梯差是10μm以下。
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