KR101341883B1 - 몰드 고정용 점착 시트, 몰드 고정용 점착 테이프, 및 미세구조의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로서 함유하는 몰드 고정용 점착 시트이다. 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타냄과 아울러, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도의 저장탄성율(G')이 1×102~1×105Pa이다. 기재 필름의 양면에 점착제층을 형성해서 이루어지고, 적어도 몰드측의 점착제층이 상기 점착 시트로 이루어지는 몰드 고정용 점착 테이프이다. 상기 점착 시트를 사용해서 미세구조를 제조하는 방법이며, 상기 점착 시트를 통해서 몰드를 대좌에 고정하는 공정과, 고정된 몰드로 경화성 수지 조성물로 이루어지는 피막의 표면을 가압하고, 몰드의 미세패턴을 전사하는 공정과, 미세패턴이 전사된 피막을 경화시켜서 미세구조를 얻는 공정을 포함한다.

Description

몰드 고정용 점착 시트, 몰드 고정용 점착 테이프, 및 미세구조의 제조방법{ADHESIVE SHEET FOR FIXING MOLD, AND ADHESIVE TAPE FOR FIXING MOLD, AND PROCESS FOR PRODUCING FINE STRUCTURE}
본 발명은 임프린트 리소그래피에 사용되는 몰드를 고정하는 점착 시트와 점착 테이프, 및 미세구조의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 미세패턴을 기판 표면에 효율적으로 형성해서 스루풋을 높이는 것이 가능한 임프린트 리소그래피(imprint lithography)가 주목받고 있다. 임프린트 리소그래피는 기판 표면에 경화성 수지 조성물로 이루어지는 피막을 형성하고, 이 피막 표면을 몰드로 가압해서 몰드의 미세패턴을 전사하고, 미세패턴이 전사된 피막을 경화시켜서 미세패턴을 기판 표면에 형성하는 방법이다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
임프린트 리소그래피에 의해 형성되는 미세패턴은 사용하는 몰드의 미세패턴에 대응하기 때문에 임프린트 리소그래피에 있어서의 몰드의 중요성은 높다. 몰드는, 통상, 진공 척이나 메카니칼 척 등의 지그에 의해 대좌에 고정된 상태로 사용된다.
그러나, 진공 척 기구를 대좌에 설치하기 위해서는 그 대좌에 미세한 가공을 실시할 필요가 있어 비용이 높아진다는 문제가 있다. 또한, 메카니칼 척으로 몰드 외주부를 고정하면 자중에 의해 몰드 중앙부에 휨이 발생하여 몰드의 표면평활성을 확보할 수 없다고 하는 문제가 있다. 표면이 평활하지 않은 몰드로 임프린트 리소그래피를 행해도 충분한 전사 정밀도를 얻을 수는 없다. 이 문제는 면적이 큰 몰드에 있어서 현저하다.
한편, 진공 척이나 메카니칼 척 등의 지그 대신에 점착 시트나 점착 테이프를 몰드의 고정 수단으로서 채용하면, 상기 지그에 의한 문제를 해결할 수 있다고도 생각된다.
그러나, 일반적인 아크릴계 점착제로 구성된 점착 시트나 점착 테이프에는 이하의 문제가 있다. 즉, 상기 경화성 수지 조성물로서 예를 들면 UV 경화성 수지 조성물을 채용했을 경우에는 통상, UV를 조사해서 피막을 경화시킨 후에 몰드를 경화 피막으로부터 수직 박리한다. 그런데, 피막을 경화시키면 몰드를 박리하기 어려워지므로 상기 수직 박리할 때에는 상기 점착 시트나 점착 테이프에 비교적 큰 부하가 걸린다. 일반적인 점착 시트 및 점착 테이프는 몰드에 대한 고정력이 충분하지 않고, 상기 부하를 받으면 몰드가 점착 시트나 점착 테이프로부터 탈락해 버린다. 또한, 일반적인 점착 시트 및 점착 테이프는 반복하여 사용할 수 없으므로 경제적이지 않다.
마츠이 신지「나노임프린트 기술」, 표면과학 Vol25, No.10, pp628-634, 2004
본 발명의 과제는 몰드를 그 표면평활성을 확보하면서 높은 고정력으로 고정할 수 있는 몰드 고정용 점착 시트와 몰드 고정용 점착 테이프, 및 미세구조의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 몰드 고정용 점착 시트는 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로서 함유한다. 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 상기 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타냄과 아울러 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 1×102~1×105Pa이다.
본 발명의 몰드 고정용 점착 테이프는 기재 필름의 양면에 점착제층을 형성해서 이루어지고, 적어도 몰드측의 점착제층이 상기 몰드 고정용 점착 시트로 이루어진다.
본 발명의 미세구조의 제조방법은 상기 몰드 고정용 점착 시트를 사용함과 아울러 하기 (i)~(iv)의 공정을 포함한다.
(i) 상기 점착 시트를 몰드와 대좌 사이에 개재시키는 공정.
(ii) 상기 점착 시트의 온도를 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점 이상의 온도로 한 후에 상기 융점 미만의 온도로 하고, 상기 점착 시트를 통해서 상기 몰드를 대좌에 고정하는 공정.
(iii) 고정된 몰드로 경화성 수지 조성물로 이루어지는 피막의 표면을 가압하고, 몰드의 미세패턴을 전사하는 공정.
(iv) 미세패턴이 전사된 피막을 경화시켜서 미세구조를 얻는 공정.
또한, 본 발명에 있어서의 상기「시트」는 시트 형상에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 한에 있어서 시트 형상 내지 필름 형상도 포함하는 개념이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 점착 시트 또는 점착 테이프로 몰드를 대좌에 고정하므로 종래와 같은 대좌를 가공할 필요가 없고, 그 때문에 비용 절감이 가능해지고, 몰드를 그 표면평활성을 확보하면서 대좌에 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 점착 시트 또는 점착 테이프의 점착제층은 온도변화에 대응해서 결정 상태와 유동 상태를 가역적으로 일으키고, 유동 상태에 있어서의 저장탄성율(G')이 특정 값을 갖는 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로서 함유한다. 이 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 유동 상태에 있어서 높은 유동성을 나타내므로, 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로 하는 상기 점착 시트 또는 점착 테이프는 몰드나 대좌의 표면에 존재하는 미세한 요철이나 공극 내에 잘 침입하게 되고, 유동 상태로부터 결정 상태로 되는 과정에서 이른바 앵커 효과를 발현해서 높은 고정력을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 점착 시트 또는 점착 테이프에 의하면 몰드를 경화 피막으로부터 수직 박리하는 과정에 있어서 비교적 큰 부하를 받았다고 해도 몰드가 탈락하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기 점착 시트 또는 점착 테이프는 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 상변화를 이용하는 것이기 때문에 반복하여 사용할 수 있다.
도 1(a)~(d)은 본 발명의 몰드 고정용 점착 시트를 사용해서 미세구조를 제조하는 일실시형태를 나타내는 공정도이다.
<몰드 고정용 점착 시트>
본 발명의 몰드 고정용 점착 시트(이하,「점착 시트」라고 하는 경우가 있음.)는 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로서 함유한다. 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 융점 이상의 온도에서 상전이해서 유동성을 나타낸다. 즉, 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 온도변화에 대응해서 결정 상태와 유동 상태를 가역적으로 일으킨다.
상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 1×102~1×105Pa, 바람직하게는 2×102~9×104Pa이다. 이것에 의해, 유동 상태에 있어서의 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 높은 유동성을 나타내게 되고, 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 주성분으로서 함유하는 상기 점착 시트도 높은 유동성을 나타내게 된다. 그 결과, 상기 점착 시트는 몰드나 대좌의 표면에 존재하는 미세한 요철이나 공극 내에 간극없이 침입하게 된다. 이 상태의 점착 시트를 상기 융점 미만의 온도로 냉각하면 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 결정화됨으로써 앵커 효과를 발현시키므로 높은 고정력이 얻어진다.
한편, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 1×102Pa보다 작으면 점착 시트의 응집력이 저하하고, 이것에 따라 고정력도 저하한다. 또한, 상기 저장탄성율(G')이 1×105Pa보다 크면 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 유동성이 저하하므로 상기 앵커 효과가 얻어지기 어려워지고, 고정력이 저하한다.
상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 상기 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 1×105~1×109Pa인 것이 바람직하고, 1×106~1×108Pa인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 상기 앵커 효과를 발현시키는데 필요한 탄성을 확보할 수 있다. 또한, 결정 상태에 있어서의 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 적당한 탄성을 갖게 되므로 상기 점착 시트가 쿠션재로서 기능하게 된다. 따라서, 기판의 휘어짐이나 미소돌기 등에 추종 가능해지고 전사 불량을 막을 수 있다.
한편, 상기 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 너무 작으면 결정 상태에 있어서의 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 탄성이 부족해서 상기 앵커 효과가 얻어지기 어려워질 우려가 있다. 또한, 상기 저장탄성율(G')이 너무 크면 점착 시트가 쿠션재로서 기능하기 어려워지므로 바람직하지 못하다. 상기 저장탄성율(G')은 후술하는 합성예에 기재한 바와 같이 동적 점탄성 측정장치로 측정해서 얻어지는 값이다.
여기서, 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 상기 융점은 소정 평형 프로세스에 의해 처음에는 질서 있는 배열로 정합되어 있었던 중합체의 특정 부분이 무질서 상태로 되는 온도를 의미하고, 시차열주사열량계(DSC)에 의해 10℃/분의 측정 조건에서 측정해서 얻어지는 값이다.
상기 융점으로서는 30~70℃인 것이 바람직하고, 30~60℃인 것이 보다 바람직하다. 상기 융점이 너무 낮으면 몰드 고정 중에 분위기 온도가 변화되어서 온도 상승했을 때에는 분위기 온도가 상기 융점을 간단히 초과해버려 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 유동성을 나타냄으로써 고정력이 저하하고, 몰드가 점착 테이프로부터 탈락할 우려가 있다. 또한, 상기 융점이 너무 높으면 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 유동 상태로 하는데에 열 에너지를 많이 필요로 하여 경제적으로 불리하다.
상기 저장탄성율(G') 및 융점을 특정 값으로 하기 위해서는, 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 조성이나 분자량 등을 바꾸는 것에 의해 임의로 행할 수 있다. 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 조성으로서는, 예를 들면 탄소수 16개 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 20~100중량부와, 탄소수 1~6개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 0~70중량부와, 극성 모노머 0~10중량부를 중합시켜서 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
상기 탄소수 16개 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면 세틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 에이코실(메타)아크릴레이트, 베헤닐(메타)아크릴레이트 등의 탄소수 16~22개의 선상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 들 수 있고, 상기 탄소수 1~6개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 상기 극성 모노머로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 푸말산 등의 카르복실기 함유 에틸렌 불포화 단량체; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시헥실(메타)아크릴레이트 등의 히드록실기를 갖는 에틸렌 불포화 단량체 등을 들 수 있고, 이것들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.
상기에서 예시한 모노머 중, 탄소수 16개 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트는 상기 저장탄성율(G') 및 융점에 주는 영향이 크다. 상기 (메타)아크릴레이트 중, 탄소수가 낮은 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 많이 사용하면 상기 저장탄성율(G') 및 융점이 상기한 특정의 값이 되기 쉬운 경향이 있다. 구체적으로는, 탄소수 16~18개의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 30중량부 이상, 바람직하게는 30~40중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 구체예를 들면, 예를 들면 베헤닐아크릴레이트 5~15중량부와, 스테아릴아크릴레이트 30~40중량부와, 메틸아크릴레이트 45~55중량부와, 아크릴산 0~10중량부를 중합시켜서 얻어지는 공중합체 등을 들 수 있다.
또한, 탄소수 1~6개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트에 있어서 부틸아크릴레이트를 사용하면 상기 저장탄성율(G') 및 융점이 상기한 특정의 값이 되기 쉬운 경향이 있다. 구체예를 들면, 예를 들면 베헤닐아크릴레이트 40~50중량부, 부틸아크릴레이트 45~55중량부와, 아크릴산 0~10중량부를 중합시켜서 얻어지는 공중합체 등을 들 수 있다.
중합 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 용액 중합법, 괴상 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등이 채용 가능하다. 예를 들면 용액 중합법을 채용할 경우에는 상기에서 예시한 모노머를 필요에 따라서 용제에 혼합하고, 40~90℃정도에서 2~10시간 정도 교반함으로써 상기 모노머를 중합시킬 수 있다.
상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 중량 평균 분자량으로서는 5,000이상인 것이 바람직하고, 5,000~900,000인 것이 보다 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 너무 작거나 또는 너무 크면, 상기 저장탄성율(G') 및 융점이 상기한 특정의 값으로부터 벗어날 우려가 있다. 또한, 상기 중량 평균 분자량이 너무 작으면, 응집력이 저하해서 고정력이 저하하는 우려가 있고, 상기 중량평균 분자량이 너무 크면 점착 시트를 상기 융점 이상의 온도로 하여도 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 유동성을 나타내기 어려워질 우려가 있다. 상기 중량 평균 분자량은 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정하고, 얻어진 측정값을 폴리스티렌 환산한 값이다.
상기 점착 시트의 두께로서는 15~400㎛인 것이 바람직하고, 120~150㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 점착 시트의 두께가 너무 얇으면 고정력이 저하할 우려가 있음과 아울러 쿠션재로서도 기능하기 어려워지므로 바람직하지 못하다. 또한, 상기 점착 시트의 두께가 너무 크면 두께가 균일한 점착 시트를 조제하기 어려워지므로 바람직하지 못하다.
상기 점착 시트의 양면은 이형 처리를 실시한 필름, 즉 이형 필름을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 이형 필름으로서는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어지는 필름 표면에 실리콘 등의 이형제를 도포한 것을 들 수 있다. 점착 시트의 양면에 이형 필름을 설치하기 위해서는, 예를 들면 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 용제에 첨가한 도포액을 이형 필름 상에 도포하여 건조시켜서 점착 시트를 얻고, 이 점착 시트 표면에 이형 필름을 배치하면 좋다.
상기 도포액에는 예를 들면 가교제, 점착부여제(tackifier), 가소제, 노화방지제, 자외선흡수제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 상기 도포는 일반적으로 나이프 코터, 롤 코터, 캘린더 코터, 콤마 코터 등에 의해 행해질 수 있다. 또한, 도공 두께나 도포액의 점도에 따라서는 그라비어 코터, 로드 코터 등에 의해 행해질 수도 있다. 한편, 상기 점착 시트는 상기 도포 외에, 예를 들면 압출 성형이나 캘린더 가공에 의해서 시트 형상으로 성형할 수도 있다.
<몰드 고정용 점착 테이프>
본 발명의 몰드 고정용 점착 테이프(이하,「점착 테이프」라고 하는 경우가 있음.)는 기재 필름의 양면에 점착제층을 형성해서 이루어지고, 적어도 몰드측의 점착제층이 상기한 본 발명의 몰드 고정용 점착 시트로 이루어진다. 이것에 의해, 상기한 점착 시트와 같은 효과가 얻어지고, 또한 기재 필름을 포함하는 만큼, 점착 시트보다 강성이 높고, 취급성이 뛰어나다는 효과가 얻어진다.
상기 기재 필름으로서는 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌폴리프로필렌 공중합체, 폴리염화비닐 등의 합성 수지 필름을 들 수 있다.
상기 기재 필름은 단층체 또는 복층체로 이루어지는 것이여도 좋고, 두께는 통상, 25~250㎛정도이다. 기재 필름의 표면에는 점착제층에 대한 밀착성을 향상시키기 위해서, 예를 들면 코로나방전 처리, 플라즈마 처리, 블러스트 처리, 케미컬에칭 처리, 프라이머 처리 등의 표면 처리를 실시할 수 있다.
몰드측에 위치하는 기재 필름의 한 면에 점착제층을 형성하기 위해서는, 상기한 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 용제에 첨가한 도포액을 기재 필름의 한 면에 도포해서 건조시키면 좋다. 점착제층의 두께로서는 5~60㎛인 것이 바람직하고, 10~60㎛인 것이 보다 바람직하고, 10~40㎛인 것이 더욱 바람직하다.
다른 면의 점착제층은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 한 면의 점착제층과 마찬가지로 상기한 본 발명의 몰드 고정용 점착 시트로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우에는 한 면의 점착제층의 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머와 다른 면의 점착제층의 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 같은 조성이여도 좋고, 각각 다른 조성이여도 좋다.
또한, 다른 면의 점착제층으로서 감압성 접착제를 함유하는 점착제층을 사용할 수도 있다. 상기 감압성 접착제는 점착성을 갖는 폴리머이며, 예를 들면 천연고무 접착제, 합성고무 접착제, 스티렌/부타디엔 라텍스 베이스 접착제, 아크릴계 접착제 등을 들 수 있다. 한 면의 점착제층의 두께와 다른 면의 점착제층의 두께는 같은 두께여도 좋고, 각각 다른 두께여도 좋다.
<미세구조의 제조방법>
이어서, 본 발명의 미세구조의 제조방법에 의한 일실시형태에 대해서 몰드의 고정에 상기한 본 발명의 몰드 고정용 점착 시트를 사용하고, 경화성 수지 조성물에 UV 경화성 수지 조성물을 사용했을 경우를 예로 들어, 도 1을 참조해서 상세하게 설명한다.
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 우선, 상기한 본 발명의 몰드 고정용 점착 시트(1)를 몰드(10)와 대좌(15) 사이에 개재시킨다. 몰드(10)를 구성하는 재료로서는 예를 들면 규소, 실리콘, (SiO2)유리, 니켈, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 몰드(10)의 표면(10a)에는 소정의 미세패턴(11)이 형성되어 있다. 상기 미세패턴(11)은 나노 내지 마이크로미터 스케일이 바람직하다. 몰드(10)의 두께로서는 10~2,000㎛정도가 적당하다. 몰드(10)의 두께란 그 표면(10a)과 이면(10b) 사이의 거리가 가장 커지는 두께를 의미한다.
대좌(15)를 구성하는 재료로서는 예를 들면 (SiO2)유리 등을 들 수 있다. 대좌(15)는 몰드(10)를 안정되게 지지하는 것이며, 그 두께로서는 예를 들면 1~2mm인 것이 바람직하다.
점착 시트(1)를 몰드(10)와 대좌(15) 사이에 개재시킨 후 점착 시트(1)를 통해서 몰드(10)를 대좌(15)에 고정한다. 이 고정은 점착 시트(1)의 온도를 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점 이상의 온도, 바람직하게는 융점보다 10 ℃ 높은 온도 이상의 온도로 한 후, 상기 융점 미만의 온도, 바람직하게는 융점보다 10 ℃ 낮은 온도 이하의 온도로 함으로써 행한다.
이러한 특정 온도변화를 거치면 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 유동 상태로부터 결정 상태로 상변화하고, 이것에 의해 상기한 이유로 앵커 효과를 발현하므로 표면평활성을 확보하면서 높은 고정력으로 몰드(10)를 대좌(15)에 고정할 수 있다. 점착 시트(1)의 온도조정은 예를 들면 가스, 팬, 히터 등의 온도조정 수단을 사용해서 분위기 온도나 대좌(15)의 온도를 조정함으로써 행할 수 있다.
한편, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 기판(20)의 표면에 피막(21)을 형성한다. 기판(20)을 구성하는 재료로서는 예를 들면 규소, (SiO2)유리 등 외에, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌폴리프로필렌 공중합체, 폴리염화비닐 등의 합성 수지를 들 수 있다. 기판(20)의 두께로서는 50~300㎛인 것이 바람직하고, 100~150㎛인 것이 보다 바람직하다. 기판(20)은 유연성을 갖는 것이 바람직하다.
피막(21)은 UV 경화성 수지 조성물로 이루어진다. 상기 UV 경화성 수지 조성물은 UV(자외선)가 조사됨으로써 경화되는 것이고, 각종의 공지의 것이 채용 가능하다. 피막(21)의 형성은 예를 들면 UV 경화성 수지 조성물을 소정의 용제에 첨가해서 도포액을 얻고, 이 도포액을 기판(20) 표면에 도포해서 건조시키면 좋다. 상기 도포는 예를 들면 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 스프레이 코팅, 롤러 코팅 등에 의해 행해질 수 있다. 미경화의 피막(21)의 두께로서는 0.01~1000㎛인 것이 바람직하고, 0.01~500㎛인 것이 보다 바람직하다.
기판(20) 표면에 피막(21)을 형성한 후, 상기 피막(21) 상방에 몰드(10)를 배치한다. 이 배치는 몰드(10)의 미세패턴(11)이 피막(21)과 대향하도록 행해진다. 이어서, 이 몰드(10)를 대좌(15)와 함께 화살표A 방향으로 움직여서, 도 1(c)에 나타낸 바와 같이 피막(21) 표면을 몰드(10)로 가압한다. 이것에 의해, 몰드(10)의 미세패턴(11)이 피막(21)에 전사된다.
상기 가압 조건으로서는 압력이 0.1~100ＭPa정도이고, 가압 시간이 5~300초정도이다. 미세패턴(11)이 전사된 피막(21)의 경화는 피막(21) 표면을 몰드(10)로 가압한 상태, 즉 도 1(c)에 나타난 상태의 피막(21)에 대하여 UV를 조사함으로써 행한다.
UV 조사 방향으로서는 피막(21)에 UV를 조사하는 것이 가능한 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 기판(20)이 UV 투과성을 갖고 있을 경우에는 기판(20)의 이면측으로부터 피막(21)에 대하여 UV를 조사하면 좋다. 또한, 점착 시트(1)는, 통상 UV 투과성을 갖고 있다. 따라서, 대좌(15) 및 몰드(10)를 모두 UV 투과성을 갖는 재료로 구성하면 대좌(15)의 이면측으로부터 상기 대좌(15), 점착 시트(1) 및 몰드(10)를 통해서 피막(21)에 UV를 조사할 수 있다.
이어서, 도 1(d)에 나타난 바와 같이 몰드(10)를 대좌(15)와 함께 화살표B 방향으로 움직여서 경화 피막(22)으로부터 몰드(10)를 박리한다. 이 박리는 경화 피막(22)의 손상을 억제하는 점에서, 통상 수직 박리로 행한다. 이 수직 박리할 때에는 점착 시트(1)에 비교적 큰 부하가 걸린다. 점착 시트(1)는 상기한 이유로 몰드(10)를 높은 고정력으로 고정하고 있으므로 상기 부하를 받았다고 해도 몰드(10)의 탈락을 억제할 수 있다.
경화 피막(22)으로부터 몰드(10)를 박리하면 미세패턴(11)이 전사된 경화 피막(22)과 기판(20)으로 이루어지는 미세구조(25)가 얻어진다. 경화 피막(22)의 두께로서는 0.01~1000㎛인 것이 바람직하고, 0.01~500㎛인 것이 보다 바람직하다.
얻어진 미세구조(25)는 잔막(26)을, 예를 들면 산소반응 이온에칭 등으로 제거하고, 인접하는 경화 피막(22, 22) 사이로부터 기판(20) 표면을 노출시킨 후 경화 피막(22)을 마스크로 해서 에칭처리를 행하거나, 알루미늄 등을 리프트 오프 가공해서 배선 등에 이용할 수 있다. 또한, 새로운 미세구조(25)의 제조를 계속할 경우에는 상기한 공정을 반복시키면 좋다.
한편, 몰드(10)가 파손되었을 경우나 미세패턴이 다른 별도의 미세구조를 제조할 경우에는 몰드(10)를 대좌(15)로부터 분리하여 별도의 몰드로 교환할 필요가 있다. 이 경우에는 점착 시트(1)를 상기 온도조정 수단을 사용해서 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점 이상의 온도까지 가열하면 좋다. 이것에 의해, 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머가 유동성을 나타내서 점착 시트(1)의 고정력이 저하하므로 몰드(10)를 비교적 간단하게 분리할 수 있다. 점착 시트(1)는 상기와 같은 조작을 함으로써 몇번이나 반복하여 사용할 수 있다.
이상, 본 발명에 의한 바람직한 실시형태에 대해서 나타냈지만, 본 발명은 이상의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구 범위에 기재된 범위 내에 있어서 다양한 개선이나 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기한 미세구조의 제조방법에 의한 일실시형태에서는 본 발명에 의한 몰드 고정용 점착 시트를 사용해서 미세구조를 제조할 경우에 대해서 설명했지만, 상기 미세구조는 상기 점착 시트 대신에 본 발명에 의한 몰드 고정용 점착 테이프를 사용해서 제조할 수도 있다. 이 경우에는 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 함유하는 한 면의 점착제층이 몰드측을 향하도록 다른 면의 점착제층을 개재해서 점착 테이프를 대좌에 부착한다.
또한, 상기 실시형태에서는 경화성 수지 조성물로서 UV 경화성 수지 조성물을 예로 들어서 설명했지만, 다른 경화성 수지 조성물로서 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 열가소성 수지 조성물을 사용할 수도 있다. 상기 실시형태에서는 미세패턴이 전사된 피막의 경화를 몰드로 가압한 상태로 행할 경우에 대해서 설명했지만, 상기 피막의 경화는 몰드를 박리한 후에 행할 수도 있다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 합성예 및 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하의 설명에서「부」는 중량부를 의미한다.
(합성예 1)
우선, 베헤닐아크릴레이트를 45부, 부틸아크릴레이트를 50부, 아크릴산을 5부, 중합 개시제로서 퍼부틸 ND(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부, 및 연쇄이동제로서 N-도데실메르캅탄(NOF CORPORATION 제품)을 6부의 비율로 혼합해서 80℃에서 4시간 교반하고, 이들 모노머를 중합시켰다. 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 7,000, 융점은 37℃였다. 또한, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 3×102Pa, 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 5×106Pa였다.
(합성예 2)
우선, 베헤닐아크릴레이트를 45부, 부틸아크릴레이트를 50부, 아크릴산을 5부 및 중합 개시제로서 퍼부틸 ND(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부의 비율로 혼합하고, 55℃에서 4시간 교반했다. 이어서, 80℃로 승온한 후 중합 개시제로서 퍼헥실 PV(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부 첨가해서 2시간 교반하고, 이들 모노머를 중합시켰다. 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 67만, 융점은 46℃였다. 또한, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 7×103Pa, 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 1×106Pa였다.
(합성예 3)
우선, 베헤닐아크릴레이트를 15부, 스테아릴아크릴레이트를 30부, 메틸아크릴레이트를 50부, 아크릴산을 5부 및 중합 개시제로서 퍼부틸 ND(NOF CORPORATION 제품)을 0.5부의 비율로 혼합하고, 55℃에서 4시간 교반했다. 이어서, 80℃로 승온한 후 중합 개시제로서 퍼헥실 PV(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부 첨가해서 2시간 교반하고, 이들 모노머를 중합시켰다. 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 65만, 융점은 41℃였다. 또한, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 8×104Pa, 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 2×107Pa였다.
(비교합성예 1)
우선, 베헤닐아크릴레이트를 20부, 스테아릴아크릴레이트를 25부, 메틸아크릴레이트를 50부, 아크릴산을 5부, 중합 개시제로서 퍼부틸 ND(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부, 및 연쇄이동제로서 N-도데실메르캅탄(NOF CORPORATION 제품)을 6부의 비율로 혼합해서 80℃에서 4시간 교반하고, 이들 모노머를 중합시켰다. 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 7,000, 융점은 40℃였다. 또한, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 5×101Pa, 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')은 5×107였다.
(비교합성예 2)
우선, 베헤닐메타크릴레이트를 65부, 부틸메타크릴레이트를 30부, 메타크릴산을 5부 및 중합 개시제로서 퍼부틸 ND(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부의 비율로 혼합하고, 55℃에서 4시간 교반했다. 이어서, 80℃로 승온한 후 중합 개시제로서 퍼헥실 PV(NOF CORPORATION 제품)를 0.5부 첨가해서 2시간 교반하고, 이들 모노머를 중합시켰다. 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 25만, 융점은 35℃였다. 또한, 상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도의 저장탄성율(G')은 5×105Pa, 융점보다 10 ℃ 낮은 온도의 저장탄성율(G')은 9×105Pa였다.
상기 합성예 1~3 및 비교합성예 1, 2의 각 공중합체를 표 1에 나타낸다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은 공중합체를 GPC로 측정하고, 얻어진 측정값을 폴리스티렌 환산한 값이다. 상기 융점은 DSC를 사용해서 10℃/분의 측정 조건에서 측정한 값이다. 상기 저장탄성율(G')은 세이코 인스트루먼트사(Seiko Instruments Inc.)제의 동적 점탄성 측정장치「DMS 6100」를 사용하고, 10Hz, 5℃/분, -100~400℃의 승온 과정에 있어서 융점±10℃에 있어서의 저장탄성율(G')을 측정한 값이다.
Figure 112011096674749-pct00001
표 1로부터 명확한 것 같이, 합성예 1, 2에서는 부틸아크릴레이트를 주성분으로 함으로써 저장탄성율(G') 및 융점이 상기한 특정의 값으로 제어되고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 합성예 3에서는 탄소수 16개 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 중 비교적 탄소수가 낮은 스테아릴아크릴레이트를 30중량부의 비율로 배합함으로써 저장탄성율(G') 및 융점이 상기한 특정의 값으로 제어되어 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 1~3 및 비교예 1, 2]
<점착 테이프의 제작>
우선, 상기 합성예 1~3 및 비교합성예 1, 2에서 얻어진 각 공중합체를 아세트산에틸을 사용해서 고형분이 30%가 되도록 조정해서 각 공중합체 용액을 얻었다. 이어서, 상기 각 공중합체 용액 100부에 대하여 고형분 환산으로 이소시아네이트계 가교제를 0.5부 첨가해서 얻은 점착제 용액을 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름)의 한 면에 도포해서 건조시켜, 두께 40㎛의 점착제층이 형성된 점착 테이프를 각각 제작했다.
<평가>
상기에서 얻은 각 점착 테이프에 대해서 수직 박리 강도를 평가했다. 평가 방법을 이하에 나타냄과 아울러 그 결과를 표 2에 나타낸다.
〔수직 박리 강도〕
우선, 상기 점착 테이프를 아크릴 수지제의 받침판 상에 고정했다. 이 고정은 PET 필름의 상기 점착제층이 형성된 한 면과 반대측인 다른 면을 아크릴계 접착제 (IPPOSHA OIL INDUSTRIES Co.,Ltd.제의「AS5020」)를 사용해서 상기 받침판 상에 접착 고정함으로써 행했다. 이것에 의해, 상기 점착제층이 상기 받침판에 대하여 상방을 향하는 상태로 했다.
이어서, 이하의 조건으로 한 변 10mm의 스테인리스강(SUS)제의 정육면체를 상기 점착제층에 밀착시켜서 2kg으로 5초간 가압한 후, 300mm/분의 속도로 상기 정육면체를 상기 점착제층으로부터 수직 박리했다. 이때의 수직 박리 강도를 로드셀로 측정했다.
(60℃)
60℃의 분위기 온도에서 상기 정육면체를 상기 점착제층에 밀착 가압한 후, 수직 박리했다.
(60℃→23℃)
60℃의 분위기 온도에서 상기 정육면체를 상기 점착제층에 밀착 가압한 후, 분위기 온도를 23℃ 저하시키고, 이 분위기 온도에서 20분간 정치한 후 수직 박리했다.
Figure 112011096674749-pct00002
표 2로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1~3은 60→23℃의 수직 박리 강도에 있어서 비교예 1, 2보다 매우 높은 고정력을 발현하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 60℃의 수직 박리 강도의 결과로부터 실시예 1~3은 융점 이상의 온도로 가열을 하면, 비교적 간단하게 몰드를 분리할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머를 포함하는 몰드 고정용 점착 시트로서:
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는,
    융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 상기 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타냄과 아울러,
    상기 융점보다 10 ℃ 높은 온도에 있어서의 저장탄성율(G')이 1×102~1×105Pa인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 상기 융점보다 10 ℃ 낮은 온도에 있어서 저장탄성율(G')이 1×105~1×109Pa인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점은 30~70℃인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 탄소수 16개 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 20~100중량부와, 탄소수 1~6개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 0~70중량부와, 극성 모노머 0~10중량부를 중합시켜서 얻어지는 중합체인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 베헤닐아크릴레이트 5~15중량부와, 스테아릴아크릴레이트 30~40중량부와, 메틸아크릴레이트 45~55중량부와, 아크릴산 0~10중량부를 중합시켜서 얻어지는 공중합체인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머는 베헤닐아크릴레이트 40~50중량부와, 부틸아크릴레이트 45~55중량부와, 아크릴산 0~10중량부를 중합시켜서 얻어진 공중합체인 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 시트.
  7. 기재 필름의 양면에 점착제층을 형성해서 이루어지고, 적어도 몰드측의 점착제층이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 몰드 고정용 점착 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 몰드 고정용 점착 테이프.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 몰드 고정용 점착 시트를 사용해서 미세구조를 제조하는 방법으로서:
    상기 점착 시트를 몰드와 대좌 사이에 개재시키는 공정과,
    상기 점착 시트의 온도를 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점 이상의 온도로 한 후에 상기 융점 미만의 온도로 하고, 상기 점착 시트를 통해서 상기 몰드를 대좌에 고정하는 공정과,
    고정된 몰드로 경화성 수지 조성물로 이루어지는 피막의 표면을 가압하고, 몰드의 미세패턴을 전사하는 공정과,
    미세패턴이 전사된 피막을 경화시켜서 미세구조를 얻는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 점착 시트의 온도를 상기 고분자 사슬에 측쇄를 가지고 결정성을 지닌 폴리머의 융점보다 10 ℃ 높은 온도 이상의 온도로 한 후에 상기 융점보다 10 ℃ 낮은 온도 이하의 온도로 하고, 상기 점착 시트를 통해서 상기 몰드를 대좌에 고정하는 것을 특징으로 하는 미세구조의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 경화성 수지 조성물이 UV 경화성 수지 조성물로 이루어지고, 상기 UV 경화성 수지 조성물로 이루어지는 피막 표면을 몰드로 가압해서 상기 미세패턴을 전사하고, UV를 조사해서 피막을 경화시킨 후 그 경화 피막으로부터 몰드를 수직 박리하는 것을 특징으로 하는 미세구조의 제조방법.
  11. 삭제
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