透光型壓印用模具、大面積模具的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及透光型壓印用模具以及大面積模具的制造方法。
【背景技術】
[0002]壓印技術是指將具有所希望的微細的凹凸圖案的反轉圖案的模具按壓到基板上的液狀樹脂等的轉印材料上，由此再轉印至轉印模具的圖案的材料的微細加工技術。作為微細的凹凸圖案，存在從1nm等級的納米級圖案到10ym左右的圖案，在半導體材料、光學材料、存儲介質、微電機、生物、環(huán)境等各種領域中使用。
[0003]然而，在表面具有納米級的微細的凹凸圖案的模具，由于圖案的形成耗費時間，因此價格非常高。因此，在表面具有納米級的微細的凹凸圖案的模具很難實現(xiàn)大型化(大面積化)。
[0004]因此，專利文獻I中，以不使加工區(qū)域重疊的方式一邊錯開模具的位置一邊反復進行利用小型模具的壓印，由此能夠進行大面積的壓印(分步重復)。
現(xiàn)有技術文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特許第4262271號

【發(fā)明內容】

發(fā)明所要解決的問題
[0006]然而，專利文獻I的方法中，為了連續(xù)形成凹凸圖案，需要以極高的精度進行模具的校準，這樣的高精度的壓印裝置存在價格非常昂貴的問題。另外，校準精度低的情況下，存在如下問題，即，將模具按壓在已經形成的凹凸圖案上破壞了凹凸圖案，或者在已經形成的凹凸圖案與要按壓的位置之間存在空隙而無法連續(xù)形成凹凸圖案。
[0007]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，提供一種即使是低精度的校準也能夠連續(xù)形成凹凸圖案的透光型壓印用模具以及使用該模具的壓印方法。
解決問題的技術手段
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供一種透光型壓印用模具，其包含具有形成有凹凸圖案的圖案區(qū)域的透明基材和設置在上述圖案區(qū)域上的遮光部件，
上述遮光部件進行如下設置:在上述圖案區(qū)域的端部的局部區(qū)域，使上述凹凸圖案的凹部和凸部雙方連續(xù)地覆蓋上述凹凸圖案且上述遮光部件的表面形狀使上述凹凸圖案再現(xiàn)。
[0009]專利文獻I中在非圖案部設置遮光部件，但本發(fā)明與該發(fā)明的基本構思不同，需要設置遮光部件以覆蓋模具的凹凸圖案且遮光部件的表面形狀使再現(xiàn)上述凹凸圖案。如果如上述那樣設置遮光部件，則在設置遮光部件的區(qū)域(遮光區(qū)域)和其以外的區(qū)域(透光區(qū)域)設置光固化性樹脂的曝光的程度的差。并且，通過調節(jié)曝光量，能夠在遮光區(qū)域，以短時間保持凹凸圖案的反轉圖案的形狀的程度使液狀的光固化性樹脂半固化。
[0010]接下來，以使模具的透光區(qū)域位于半固化的光固化性樹脂上的方式配置模具，按壓模具的凹凸圖案時，則在半固化而成的光固化性樹脂上已經形成的圖案容易變形，而成為根據(jù)按壓的模具的凹凸圖案而形成的新的反轉圖案形狀。這樣，半固化而成的光固化性樹脂可能容易變形，所以不會破壞已經形成的圖案而變形為新的反轉圖案。
[0011]若使用本發(fā)明的模具，則對于模具的校準，移動模具后的透光區(qū)域的端部位于半固化而成的光固化性樹脂上的程度即可，所以不需要如專利文獻I那樣，進行精確的校準，因此，即使使用精度不太高的比較廉價的壓印裝置，也能夠連續(xù)形成模具的凹凸圖案的反轉圖案。
[0012]以下，例示本發(fā)明的各種實施方式。以下所示的實施方式可以相互組合。
優(yōu)選上述透明基材為透光性樹脂。
優(yōu)選上述遮光部件由金屬膜構成。
另外，本發(fā)明根據(jù)其它觀點，提供一種壓印方法，其具備:
曝光工序，在向涂布于大面積基材上的光固化性樹脂按壓上述記載的透光型壓印用模具的狀態(tài)下，以使照射到位于設置有上述遮光部件的遮光區(qū)域的光固化性樹脂的光量少于照射到位于不設置上述遮光部件的透光區(qū)域的光固化性樹脂的光量的方式向光固化性樹脂照射固化光，從而使位于上述遮光區(qū)域的光固化性樹脂半固化，
脫離工序，在曝光工序后使上述模具從上述光固化性樹脂脫離，
移動工序，接下來，上述模具的透光區(qū)域的端部以位于上述半固化而成的光固化性樹脂上的方式使上述模具移動，
反復工序，在移動后的位置進行上述曝光工序和上述脫離工序。
[0013]優(yōu)選在上述曝光工序中，上述固化光從上述模具側和上述大面積基材側雙方，向上述光固化性樹脂照射。
優(yōu)選上述遮光部件部分透過上述固化光，上述固化光僅從模具側照射。
【附圖說明】
[0014]圖1 (a)是本發(fā)明的第I實施方式的模具的截面圖，圖1 (b)是其變形例。
圖2(a)和(b)分別是用于說明本發(fā)明的第I實施方式的壓印方法的曝光工序和脫離工序的截面圖。
圖3(a)、(b)分別是用于說明本發(fā)明的第I實施方式的壓印方法的移動工序和反復工序的截面圖，圖3(c)是表示在第二次的曝光工序和脫離工序后得到的結構的截面圖。
圖4是本發(fā)明的第2實施方式的模具的截面圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的第2實施方式的壓印方法的截面圖。
【具體實施方式】
[0015]以下，邊參照附圖邊具體說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。
[0016]1.第I實施方式 1-1.透光型壓印用模具
本發(fā)明的第I實施方式的透光型壓印用模具，如圖1(a)所示，是包括具有形成有凹凸圖案3的圖案區(qū)域的透明基材4、設置在上述圖案區(qū)域上的遮光部件5的透光型壓印用模具2，遮光部件5如下進行設置:在上述圖案區(qū)域的端部的局部區(qū)域，以使凹凸圖案3的凹部3a和凸部3b雙方連續(xù)的方式覆蓋凹凸圖案3且使遮光部件5的表面形狀再現(xiàn)凹凸圖案3。
[0017]這樣的壓印用模具2可利用公知的壓印技術來形成，一個例子中，在圖1(a)所示透明基材4上具備具有所希望的微細的凹凸圖案3的透明樹脂層6。
[0018](I)透明基材4
透明基材4由樹脂基材、石英基材等透明材料形成。具有柔軟性的樹脂模具的形成中優(yōu)選樹脂基材，具體而言，例如為由選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烴、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、環(huán)狀聚烯烴以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的I種構成。
[0019](2)透明樹脂層6、凹凸圖案3、圖案區(qū)域
作為形成透明樹脂層6的樹脂，可以是熱塑性樹脂、熱固化性樹脂或者光固化性樹脂中的任一種，但從生產率和作為模具的操作容易度的觀點出發(fā)，優(yōu)選光固化性樹脂。具體而言，可舉出丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂等。另外，樹脂可以含有氟化合物、長鏈烷基化合物、以及蠟等剝離成分。
[0020]上述透明樹脂層6的厚度通常為50nm?1mm，優(yōu)選為500nm?500 μ m。若形成這樣的厚度，則易于進行壓印加工。
[0021]形成透明樹脂層6的樹脂為熱塑性樹脂的情況下，以將透明樹脂層6加熱至玻璃化轉變溫度(Tg)以上的溫度的狀態(tài)下，將凹凸圖案形成用的模具以0.5?50MPa的沖壓厚保持10?600秒進行沖壓后，將透明樹脂層6冷卻至Tg以下的溫度，將模具從透明樹脂層6剝離，從而能夠在透明樹脂層6形成凹凸圖案3。另一方面，形成透明樹脂層6的樹脂是光固化性樹脂的情況下，以將用于形成凹凸圖案的模具按壓到液狀的透明樹脂層6的狀態(tài)對透明樹脂層6照射固化光(UV光、可見光、電子束等能夠固化樹脂的能量線的通稱)，由此固化透明樹脂層6，其后，通過剝離模具，從而能夠在透明樹脂層6形成凹凸圖案3。光可以從透明基材4側照射，模具相對于光是透明的情況下，可以從模具側照射。另外，形成透明樹脂層6的樹脂是熱固化性樹脂的情況下，以將用于形成凹凸圖案的模具按壓到液狀的透明樹脂層6的狀態(tài)將透明樹脂層6加熱至固化溫度，由此對透明樹脂層6進行固化，其后，通過剝離模具，從而能夠在透明樹脂層6形成凹凸圖案3。光可以從透明基材4側照射，當模具相對于光具有透射性的情況下，可以從模具側照射。
[0022]對透明樹脂層6的凹凸圖案3沒有特別是限制，優(yōu)選為周期1nm?2mm、深度1nm?500 μ m、轉印面1.0?1.0X 106mm2的圖案，更優(yōu)選為周期20nm?20 μ m、深度50nm?Ιμπκ轉印面1.0?0.25X 106mm2的圖案。若這樣進行設定，則能夠將凹凸圖案3充分轉印至轉印體。作為表面形狀，可舉出蛾眼(MOTH-EYE)、線、圓柱、獨石柱(? 7 1J只)、圓錐、多角錐、微透鏡。
[0023]形成凹凸圖案3的圖案區(qū)域，如圖1(a)所示，可以遍及透明基材4的整面進行設置，如圖1(b)所示，也可以設置在透明基材4的局部。
[0024]透明樹脂層6的表面可以進行用于防止與轉印材料的附著的剝離處理，剝離處理也可以通過形成剝離層(未圖示)來進行。作為形成剝離層(未圖示)的脫模劑，優(yōu)選由選自氟類硅烷偶聯(lián)劑、具有氨基或羧基的全氟化合物和具有氨基或羧基的全氟醚化合物的至少I種構成，更優(yōu)選是由選自氟類硅烷偶聯(lián)劑、一端全氟胺(全氟醚)化合物和一端全氟羧基(全氟醚)化合物的單體或者單體和復合體的混合物中的至少I種構成。作為脫模劑，若使用上述脫模劑，則與透明樹脂層6的密合良好并且與進行壓印的樹脂的剝離性良好。剝離層(未圖示)的厚度優(yōu)選為0.5?20nm，更優(yōu)選為0.5?10nm，最優(yōu)選為0.5?5nm的范圍內。應予說明，為了提高剝離層與透明樹脂層6的密合性，可以在透明樹脂層6中添加如W02012/018045所公開的具有能夠與脫模劑鍵合的基團的添加劑。
[0025]3.遮光部件5
如圖1(a)所示，遮光部件5形成在形成有凹凸圖案3的圖案區(qū)域的端部的局部區(qū)域。遮光部件5的形成方法或材料，只要實現(xiàn)以遮蓋固化光的目的，就沒有特別限定。在一個例子中，通過濺射Cr等金屬材料附著在凹凸圖案3上而形成遮光部件5。遮光部件5可由丙烯酸系