WO2011155582A1 - 微細構造転写用スタンパ及び微細構造転写装置 - Google Patents
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- G11B7/263—Preparing and using a stamper, e.g. pressing or injection molding substrates
Definitions
- the present invention relates to a fine structure transfer stamper for forming a fine structure on a surface thereof by pressing against a transfer object, and a fine structure transfer apparatus using the same.
- a photolithography technique has been often used as a technique for processing a fine structure required for a semiconductor device or the like.
- the structure becomes finer and the required processing dimensions become as small as the wavelength of light used for exposure, it is difficult to cope with the photolithography technique. Therefore, instead of this, an electron beam drawing apparatus, which is a kind of charged particle beam apparatus, has come to be used.
- the formation of the fine structure using the electron beam employs a method of directly drawing the mask pattern, unlike the batch exposure method in forming the fine structure using a light source such as i-line or excimer laser. Therefore, there is a drawback that the exposure (drawing) time increases as the number of fine structures to be drawn increases, and it takes time to complete the fine structures. As the degree of integration of semiconductor integrated circuits increases, it is necessary to form fine structures. There is a concern that the amount of time increases and throughput decreases.
- nanoimprint technology has attracted attention as a technology for forming a highly accurate microstructure at a low cost.
- a stamper on which unevenness (surface shape) corresponding to the unevenness of a microstructure to be formed is impressed on a transfer target obtained by forming a resin layer on a predetermined substrate, for example. Therefore, the fine structure can be formed on the resin layer of the transfer object.
- This nanoimprint technology is used to increase the brightness of light-emitting diodes (LEDs) and fuel cells and solar cells, including the formation of fine structures of recording bits in large-capacity recording media and the formation of fine structures of semiconductor integrated circuits. Applications to the formation of fine structures that enable efficiency are being studied.
- a stamper such as quartz that has been used for nanoimprinting makes it easy to separate the two by treating the surface with a fluorine-based release agent.
- nanoimprint lithography technology uses a microfabrication technology such as electron beam exposure technology in advance, and presses an original plate on which a predetermined fine structure has been formed against a transfer target substrate coated with a resist while pressing it.
- This is a technique for transferring a body to a resist layer on a substrate to be transferred.
- the throughput is dramatically improved compared to electron beam exposure technology. Manufacturing costs are also greatly reduced.
- An apparatus equipped with the above-mentioned quartz or resin stamper used for such a purpose is called a “microstructure transfer apparatus” or an “imprint apparatus”.
- Patent Document 2 includes an alignment process, a pressing process, a UV irradiation process, a peeling process, and an imprint method in which a transport process for transporting between a unit by pairing a mold and a substrate is provided between the units, and A technique related to an imprint apparatus is disclosed.
- An object of the present invention is to provide a fine structure transfer stamper which is a resin stamper having a fine structure layer that does not require a mold release process and does not deteriorate the transfer accuracy of the fine structure by repeated transfer, and a fine structure equipped with the stamper.
- the object is to provide a structure transfer apparatus (imprint apparatus).
- the fine structure in the present invention means a structure having a size from nanometer order to micrometer order.
- the fine structure transfer stamper of the present invention has a fine structure layer on the surface of a supporting substrate, and the fine structure layer has a surface layer containing a polymer of a resin composition containing a silsesquioxane derivative. It is characterized by that.
- the adsorption force or adhesive force between the resin applied to the substrate to be transferred and the fine structure layer is reduced, and it is easy to peel off. It is possible to provide a fine structure transfer stamper that is a resin stamper having a fine structure layer that does not deteriorate the transfer accuracy of the fine structure in transfer, and a fine structure transfer apparatus using the fine structure transfer stamper. .
- the fine structure transfer apparatus includes a stamper including a support base material and a fine structure layer formed on the surface of the support base material, and an upper head portion for pressing between the transfer substrate coated with the resin and the stamper. And a pressurizing mechanism having a lower stage portion, and a device for curing the resin in a state where the fine structure layer is pressed against the resin, and forming a fine structure of the resin on the surface of the substrate to be transferred.
- the body layer has a surface layer containing a polymer of a resin composition containing a silsesquioxane derivative.
- the fine structure transfer device further includes a resin coating mechanism, a substrate handling mechanism, an alignment mechanism, and a peeling mechanism.
- a stamper can be fixed to a lower surface portion of the upper head portion, and a lower stage portion and The peeling mechanism is movable in the horizontal direction, and the lower stage portion is separated from the transferred substrate in close contact with the stamper and then moved in the horizontal direction, and the peeling mechanism is transferred in close contact with the stamper. It is desirable to move to the lower part of the substrate and peel off the transferred substrate from the stamper.
- the fine structure transfer device further includes a guide rail and a movement drive mechanism, and the lower stage part and the peeling mechanism are installed on the guide rail and are movable along the guide rail. It is desirable that the lower stage portion and the peeling mechanism can be moved alternately to a position facing the stamper with the position of the stamper supported by the upper head portion as the center.
- the elastic modulus of the fine structure layer is smaller than 2.0 GPa, and the thickness of the fine structure layer is 4 times the height of the fine structure formed on the surface of the fine structure layer. It is desirable to be at least twice.
- the elastic modulus of the fine structure layer is greater than 0.3 GPa.
- the resin composition preferably includes a polymerization initiator, and the polymerization initiator is preferably a cationic polymerization initiator that generates cations by ultraviolet rays and starts curing.
- the resin composition preferably contains a monomer component having at least two polymerizable functional groups.
- the resin composition preferably contains a plurality of types of monomer components, and at least one of these monomer components preferably has a perfluoro skeleton.
- the double-sided microstructure transfer device includes an upper surface side stamper and a lower surface side stamper including a support base material and a microstructure layer formed on the surface of the support base material, an elevating mechanism, a guide rail, a movement drive mechanism,
- the upper surface side stamper is supported by the elevating mechanism and is movable in the vertical direction
- the lower surface side stamper is fixed to a moving table installed on the guide rail
- the peeling mechanism is a guide rail.
- the moving table and the peeling mechanism are movable in the horizontal direction along the guide rail
- the moving drive mechanism is located at a position facing the upper surface side stamper around the position of the upper surface side stamper.
- the peeling mechanism can be moved alternately, and the resin is cured with the microstructure layers of the upper and lower stampers pressed against the resin, and the resin is cured on both sides of the substrate to be transferred.
- An apparatus for forming a fine structure, the fine structure layer has a surface layer comprising a polymer of a resin composition comprising a silsesquioxane derivative.
- the elastic modulus of the microstructure layer is less than 2.0 GPa, and the thickness of the microstructure layer is 4 times the height of the microstructure formed on the surface of the microstructure layer. It is desirable to be at least twice.
- the elastic modulus of the microstructure layer is greater than 0.3 GPa.
- the resin composition preferably includes a polymerization initiator, and the polymerization initiator is preferably a cationic polymerization initiator that generates cations by ultraviolet rays and initiates curing.
- the resin composition preferably contains a monomer component having at least two polymerizable functional groups.
- the fine structure transfer stamper has a support base material and a fine structure layer formed on the surface of the support base material, and the fine structure layer has a silsesquioxane derivative having a plurality of polymerizable functional groups. And a surface layer containing a polymer of a resin composition containing a polymerization initiator, the elastic modulus of the fine structure layer is smaller than 2.0 GPa, and the thickness of the fine structure layer is the fine structure layer 4 times or more the height of the fine structure formed on the surface.
- the elastic modulus of the fine structure layer is preferably larger than 0.3 GPa.
- the polymerization initiator is preferably a cationic polymerization initiator that generates cations by ultraviolet rays and initiates curing.
- the resin composition preferably contains a monomer component having at least two polymerizable functional groups.
- the resin composition contains a plurality of types of monomer components, and at least one of these monomer components has a perfluoro skeleton, and at least one type of the plurality of types of monomer components. Preferably has at least two polymerizable functional groups.
- one of the monomer components is preferably 1,4-bis (2,3-epoxypropyl) perfluorobutane.
- the fine structure transfer stamper it is desirable to have a light transmissive elastic plate and a light transmissive hard substrate on the surface opposite to the surface on which the fine structure layer of the support base is formed.
- FIG. 1A to 1C referred to here are side views schematically showing a manufacturing process of a stamper for transferring a fine pattern.
- a support base 1 is prepared, and a resin composition 2 is applied to the surface of the support base 1.
- a master mold 3 having a microstructure on the surface is pressed against the surface of the resin composition 2 applied to the surface of the support base 1. Then, in a state where the master mold 3 is pressed, the fine structure of the master mold 3 is transferred to the resin composition 2 by irradiating ultraviolet rays to cure the resin composition 2.
- the pressure for pressing the master mold 3 when the resin composition 2 is cured is not particularly limited. However, considering the filling of the resin composition into the fine structure of the master mold 3 and the thickness of the resin composition layer after imprinting, the transfer pressure during the production of the fine structure transfer stamper is 0.01 to About 10 MPa is desirable. Contrary to the above, the fine structure transfer stamper 5 may be produced by applying the resin composition 2 to the master mold 3 and pressing the support substrate 1 thereon.
- an elastic body such as silicone rubber is attached to the upper buffer layer 7 and the surface of the master mold 3 and the support substrate 1 that are not in close contact with the resin composition 2.
- the lower buffer layer 8 is in close contact and pressurized. That is, the master mold 3 and the support base material 1 coated with the resin composition 2 are sandwiched between the upper buffer layer 7 and the lower buffer layer 8.
- the pressure can be made uniform.
- pressure is applied from the central portion of the resin composition 2 toward the outer peripheral side.
- a flat lower plate 9 (glass or the like) is preferably disposed on the back side of the lower buffer layer 8.
- the lower plate 9 may be a spherical surface and the upper plate 6 may be flat.
- the fine structure layer 4 was formed in the surface of the support base material 1 by peeling the master mold 3 from the hardened resin composition 2 (refer FIG. 1B) as shown to FIG. 1C.
- the fine structure transfer stamper 5 is obtained.
- the peeling method include a method of peeling by holding the end portion of the microstructure transfer stamper 5, and a method of peeling the master mold 3 and the back surface of the support substrate 1 by vacuum suction or the like. From the viewpoint of preventing contamination of the surface of the fine structure, peeling by vacuum adsorption or the like is more preferable.
- FIG. 2A and 2B are schematic views of the microstructure transfer stamper 5 produced in the present invention.
- FIG. 2A shows the basic structure of the microstructure transfer stamper 5 of the present invention
- FIG. 2B shows the elastic plate 10 and the light transmissive property on the surface opposite to the microstructure body layer 4 of the support substrate 1.
- the structure of the stamper for fine structure transfer in which the hard substrate 11 is stacked and brought into close contact with each other to achieve high transferability, is shown.
- the elastic plate 10 and the light-transmitting hard substrate 11 shown in FIG. 2B do not necessarily have to be integrated with the microstructure transfer stamper 5.
- the elastic plate 10 and the optical plate 10 are placed on the surface of the pressurization stage of the transfer device.
- the permeable hard substrate 11 may be fixed, and the microstructure transfer stamper 5 may be disposed on the surface of the elastic plate 10.
- the support substrate 1 is not particularly limited in material, size, shape, and manufacturing method as long as it has a function of holding the microstructure layer 4.
- the shape may be circular, square, rectangular or the like. In particular, in the case of double-sided transfer, a rectangular shape is preferable from the viewpoint of ease of peeling of the stamper from the transfer target.
- a material of the support base material 1 what has intensity
- Si, SiC, SiN, polycrystalline Si, Ni, Cr, Cu, and those containing one or more of these are exemplified.
- those that transmit light having a wavelength of at least 365 nm are preferable, and quartz and glass are particularly preferable because of their high transparency.
- the support base 1 is formed of such a highly transparent material, light is efficiently irradiated to the photocurable resin when the fine structure layer 4 is formed of a photocurable resin as described later. It will be.
- a buffer layer (not shown) formed of a photocurable resin is provided between the support substrate 1 and the fine structure layer 4. In this case, light is efficiently irradiated to the photo-curable resin serving as the buffer layer.
- the surface of the support substrate 1 can be subjected to a coupling treatment in order to enhance the adhesive force with the fine structure layer 4 and the buffer layer (not shown).
- the elastic modulus of the supporting substrate is preferably 10 GPa or more in order to maintain a predetermined strength.
- it is preferably 50 GPa or more.
- the support substrate 1 can be composed of two or more layers having different elastic moduli.
- a support base material 1 there is no restriction
- the support substrate 1 having two or more types of layers for example, two or more types of the above materials are selected to form each layer, a layer made of the above materials and a layer made of a resin material. What combined, what combined the layer which consists of resin materials, etc. are mentioned.
- resin material examples include, for example, phenol resin (PF), urea resin (UF), melamine resin (MF), polyethylene terephthalate (PET), unsaturated polyester (UP), alkyd resin, vinyl ester resin, Epoxy resin (EP), polyimide (PI), polyurethane (PUR), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), acrylic resin (PMMA), polyamide (PA), ABS resin, AS resin, AAS resin, polyvinyl alcohol, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyarylate, cellulose acetate, polypropylene (PP), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide PPS), polyphenylene oxide, cycloolefin polymer, polylactic acid, silicone resin, diallyl phthalate resin and the like. Any of these may be used alone, or a plurality of different resins may be mixed and used
- the fine structure layer 4 is a layer formed on the surface of the support substrate 1, and has a fine structure with a size from nanometer order to micrometer order on the surface.
- the fine structure layer 4 is composed of a polymer of a photocurable resin composition described later.
- the fine structure layer 4 may be a single layer or a multilayer structure composed of two or more layers having different elastic moduli.
- at least the layer having a fine structure is composed of a polymer of a photocurable resin composition described later.
- Master mold As long as the master mold 3 has a fine structure on its surface, the master mold 3 is not limited by the material, shape, thickness, and the like.
- the material of the master mold 3 may be any material having strength and workability, such as a silicon wafer, various metal materials, glass, quartz, ceramic, various resin materials, and the like.
- the substrate to be transferred (the support base material 1) is made of a material that does not transmit ultraviolet rays
- the master mold 3 needs to transmit ultraviolet rays, and therefore, a material having ultraviolet transparency such as quartz is used.
- UV irradiation device and UV light source As long as the ultraviolet irradiation apparatus for producing the microstructure transfer stamper 5 of the present invention is an ultraviolet irradiation apparatus equipped with a light source capable of irradiating ultraviolet rays capable of curing the resin composition, the type of light source, the device configuration, and the irradiation It is not limited by strength.
- At least ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm can be irradiated with an irradiation intensity of 50 to 200 mW / cm 2 .
- the ultraviolet light source include ultra high pressure mercury lamps and LEDs.
- examples of the method for applying the resin composition 2 to the surfaces of the master mold 3 and the supporting substrate 1 include a spin coating method, a dispensing method, a spray method, an ink jet method, and the like. Absent.
- the dispensing method is desirable in that the amount of the resin composition 2 to be dropped can be easily adjusted and the thickness of the produced fine structure layer 4 can be controlled.
- the resin composition 2 that forms the fine structure layer 4 mainly includes a silsesquioxane derivative and a photocuring polymerization initiator. In order to impart mechanical strength and improve the durability of the microstructure transfer stamper 5, it is particularly desirable to use a silsesquioxane derivative having a plurality of polymerizable functional groups.
- the component of the resin composition 2 may be included.
- a monomer component having a short molecular chain, a fluorine-based monomer component having a perfluoro skeleton, etc. It is an effective component for improving the mechanical strength and releasability. That is, the resin composition 2 containing the silsesquioxane derivative is easy to peel off because the adsorbing force or the adhesive force with the resin (transfer object) applied to the transfer substrate becomes small. For this reason, it is not necessary to perform a mold release process on the resin to be transferred (transfer object).
- the silsesquioxane derivative is a general term for network-like polysiloxanes represented by a composition formula of RSiO 1.5 .
- This silsesquioxane derivative is structurally positioned between inorganic silica (composition formula: SiO 2 ) and organosilicone (composition formula: R 2 SiO), and is known to have intermediate characteristics. ing.
- silsesquioxane derivatives include those represented by the following formulas (1) to (5).
- the following formula (1) represents a silsesquioxane derivative having a ladder structure
- the following formula (2) represents a silsesquioxane derivative having a random structure
- the following formula (3) represents a silsesquioxane having a T8 structure.
- An oxane derivative is shown
- the following formula (4) shows a silsesquioxane derivative having a T10 structure
- the following formula (5) shows a silsesquioxane derivative having a T12 structure.
- a silsesquioxane derivative containing a dimethylsiloxane skeleton is preferable from the viewpoint of releasability.
- R represents a hydrogen atom or an organic group
- the organic group is 2 or more, preferably 3 or more.
- the polymerizable functional group is preferably at least one selected from the group consisting of a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl ether group, and a (meth) acryl group.
- photo radical polymerization, photo cation polymerization, photo anion polymerization, thermal radical polymerization, thermal cation polymerization and the like are considered.
- Such a polymerizable functional group of the silsesquioxane derivative desirably has a polymerization mechanism different from that of the curable resin material selected by a transfer method described later using the microstructure transfer stamper 5 of the present invention.
- a polymerization mechanism different from that of the curable resin material selected by a transfer method described later using the microstructure transfer stamper 5 of the present invention.
- the curable resin material for transfer is radically polymerizable
- a cationically polymerizable or anionic polymerizable silsesquioxane derivative is desirable.
- the curable resin material for transfer is cationically polymerizable, a radically polymerizable or anionically polymerizable silsesquioxane derivative is desirable.
- silsesquioxane derivatives commercially available products can be used.
- the content of the silsesquioxane derivative in the resin composition is desirably 50% by mass or more. In particular, in consideration of releasability and durability, the content of the silsesquioxane derivative in the resin composition is more preferably 70% by mass or more.
- the monomer component added for the purpose of improving the cured product properties of the silsesquioxane derivative is a polymerizable functional group selected from the group consisting of vinyl group, (meth) acryl group, epoxy group, oxetanyl group and vinyl ether group. Polyfunctional compounds containing two or more in one molecule are exemplified, and the skeleton and the like are not limited. However, a monomer component that cures by the same mechanism as the polymerizable functional group of the silsesquioxane derivative described above is desirable.
- Examples of the monomer component having an epoxy group include bisphenol A type epoxy resin monomers, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin monomers, bisphenol F type epoxy resin monomers, novolak type epoxy resin monomers, aliphatic cyclic epoxy resin monomers, and aliphatic groups.
- Examples include linear epoxy resin monomers, naphthalene type epoxy resin monomers, biphenyl type epoxy resin monomers, bifunctional alcohol ether type epoxy resin monomers, and epoxy monomers having a perfluoro chain.
- Examples of the monomer component having an oxetanyl group include 3-ethyl-3- ⁇ [3-ethyloxetane-3-yl] methoxymethyl ⁇ oxetane, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis [( 3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, 3-ethyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3-ethyl-3- (2-ethylhexyl) Siloxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3- ⁇ [3- (triethoxysilyl) propoxy] methyl ⁇ oxetane, oxetanylsilsesquioxane, phenol novolac oxetane, oxetanyl monomer having a perfluoro chain
- Examples of the monomer component having a vinyl ether group include ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, tetraethylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, cyclohexanedimethanol divinyl ether, and isophthalic acid.
- the organic component which has any functional group in an epoxy group, oxetanyl group, and a vinyl ether group was illustrated, this invention is not limited to this. Any molecular functional group having a polymerizable functional group such as a vinyl group, (meth) acrylic group, epoxy group, oxetanyl group or vinyl ether group can be used in the present invention.
- the monomer component in this embodiment assumes the liquid thing at normal temperature, a solid thing can also be used.
- the monomer component in this embodiment is used by 1 type or in combination of 2 or more types.
- the photopolymerization reaction initiator is appropriately selected according to the silsesquioxane derivative contained in the resin composition and the polymerizable functional group of the monomer component.
- a cationic polymerization initiator is desirable in terms of preventing poor curing due to oxygen inhibition.
- the cationic polymerization reaction initiator is not particularly limited as long as it is an electrophile and has a cation generation source and can cure an organic component by light, and a known cationic polymerization initiator can be used. .
- a cationic polymerization reaction initiator that initiates a polymerization reaction with ultraviolet rays is desirable because it allows formation of a concavo-convex structure at room temperature, and allows a more accurate replica formation from a master mold.
- Examples of the cationic polymerization reaction initiator include iron-allene complex compounds, aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, pyridinium salts, aluminum complexes / silyl ethers, proton acids, Lewis acids, and the like. .
- the thickness of the fine structure layer needs to be 4 times or more or 40 times or more the height of the fine structure in consideration of the size of protrusions and foreign matters. I think it will be.
- the height of the fine structure refers to the height of the concavo-convex convex portion or the depth of the concave portion constituting the fine structure.
- the size of a foreign substance is considered to be about 100 nm in diameter
- the height of a fine structure is considered to be 50 nm or less
- the thickness of the fine structure layer 4 is 200 nm or more.
- the size of the foreign matter is about 10 ⁇ m in diameter
- the height of the fine structure is about 200 nm
- the thickness of the fine structure layer is 20 ⁇ m or more
- the size of the foreign matter in the semiconductor / integrated circuit Is about 1 ⁇ m in diameter
- the height of the fine structure is 50 nm or less
- the thickness of the fine structure layer 4 is required to be 2 ⁇ m or more
- the fine structure layer 5 is 40 times or more the height of the fine structure It is thought that followability can be expressed sufficiently.
- the microstructure layer 4 needs to have a microstructure layer at least four times as thick as the height of the microstructure.
- the elastic modulus of the structure layer 4 is desirably smaller than 2.0 GPa.
- the durability of the stamper, that is, the elastic modulus of the fine structure layer 4 is desirably 0.4 GPa or more from the viewpoint of deformation and damage prevention of the fine structure. In order to realize high transfer accuracy, it is more preferable that it is 1.0 GPa or more.
- the elastic modulus of the layer having the fine structure is 0.4 GPa or more, preferably 1.0 GPa or more, so that the durability is ensured and the lower layer has a low elasticity so as to have a buffering action against protrusions and foreign matters. Rate layers can also be placed.
- the elastic modulus of the low elastic modulus layer may be smaller than 0.4 GPa.
- the buffer layer which is a low elastic modulus resin layer that exhibits a buffering action, may be a single layer or a plurality of layers.
- the elastic modulus in the present embodiment is a physical property value representing difficulty of deformation, and means a proportional constant between stress and strain within the elastic change.
- the elastic modulus since the elastic modulus depends on the temperature, it is not a value that is uniquely determined with respect to the material composition, but in this embodiment, the elastic modulus is a value at 30 ° C. that is the temperature condition of the optical nanoimprint process.
- Such a resin composition 2 is preferably a resin in which all of the components except the photo-curing polymerization initiator have a polymerizable functional group.
- the resin composition may contain a surfactant for enhancing the adhesion between the support substrate 1 and the resin composition 2 as long as the problems of the present invention are not impaired.
- additives such as a polymerization inhibitor, as needed.
- the photocurable resin composition 1 as described above preferably has a functional group equivalent of 180 g / eq or more.
- the functional group equivalent is preferably 150 g / eq.
- it is more preferably 130 g / eq.
- the functional group equivalent of the resin composition 2 is represented by the following formulas (6) and (7).
- the curing shrinkage rate of the resin composition is desirably 8.0% or less.
- This cure shrinkage rate (%) is expressed by the following equation (8).
- Curing shrinkage rate 100 ⁇ (specific gravity of polymer of resin composition ⁇ specific gravity of resin composition before curing) / (specific gravity of resin composition before curing) (8)
- the inorganic fraction of the polymer of this resin composition that is, the inorganic fraction of the fine structure layer, can make the elastic modulus of the fine structure layer 4 higher so that high durability and high precision transfer of the fine structure can be achieved. It is desirable that it is 31 mass% or less from the viewpoint that it can be realized.
- This inorganic fraction is a ratio of SiO 1.5 which is an inorganic component in the resin composition, and is represented by the following formula (9).
- Inorganic fraction 100 ⁇ (sum of atomic weights of Si and O contained in SiO 1.5 in the resin composition) / (average molecular weight of the resin composition) (9)
- the support base material 1 and the fine structure layer 4 are formed so as to have optical transparency (transmit light having a wavelength of at least 365 nm).
- a photo-curable resin can be used as a curable resin material of the transfer target described later. That is, the microstructure transfer stamper 5 can be used as a replica mold for optical nanoprinting.
- the elastic modulus of the microstructure layer formed on the surface of the supporting base material By making the elastic modulus of the microstructure layer formed on the surface of the supporting base material smaller than 2.0 GPa and making its thickness 4 times or more, preferably 40 times or more the height of the microstructure, It is caused to follow the warp of the transfer substrate and the protrusions and foreign matters present on the surface of the transfer substrate.
- the material constituting the layer in which at least the fine structure is formed is a polymer having a silsesquioxane derivative as a main component, thereby eliminating the need for a mold release process of the stamper.
- durability is ensured by making the elasticity modulus of the layer in which the microstructure was formed at least 0.4 GPa or more, preferably 1.0 GPa or more.
- the microstructure layer may be a single layer or a multilayer structure. (Transfer method of fine structure to photo-curing resin by stamper for fine structure transfer) Next, a fine structure transfer method using the fine structure transfer stamper 5 will be described.
- 3A to 3D are schematic views showing a process of transferring the fine structure of the fine structure transfer stamper 5 to a transfer target.
- a transferred object 105 in which a curable resin material 13 is provided on the surface of the transferred substrate 12 is used.
- the to-be-transferred substrate 12 According to the use of the fine structure obtained by transferring a fine structure, it can set suitably, for example, a silicon wafer, various metal materials, Glass, quartz, ceramic, various resin materials and the like are exemplified, and any material having strength and workability may be used. Further, if necessary, a conventional thin film such as a metal layer, a resin layer, or an oxide film layer may be formed on the substrate surface to form a multilayer structure.
- the shape is not particularly limited, but a circular plate is preferable for applying the liquid resin by a rotation method. A circular substrate having a concentric hole in the center is also included in the substrate of the present invention.
- the curable resin material 13 can be basically used in the present invention as long as it is composed of a plurality of reactive components and has a low viscosity at room temperature.
- a material having photocurability is preferable for shortening the time for curing. Therefore, for example, a synthetic resin material added with a photosensitive substance can be used.
- the synthetic resin material for example, cycloolefin polymer, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA), polypropylene, polyethylene, polyvinyl alcohol (PVA), etc. can be used. .
- Examples of sensitive substances include peroxides, azo compounds (eg, azobisisobutyronitrile), ketones (eg, benzoin, acetone, etc.), diaminobenzene, metal complex salts, dyes, and the like. It is done.
- the liquid resin formed by applying the curable resin material 13 into a thin film may be called a resist film.
- thermosetting resin material 13 When at least one of photo-curing or thermosetting resin is used as the curable resin material 13, as described above, it differs from the curing mechanism of the silsesquioxane derivative which is the main component of the resin composition.
- a photocurable resin and a thermosetting resin having a curing mechanism are desirable.
- a fine structure is transferred to the curable resin material 13 by embossing a fine structure transfer stamper on the curable resin material 13 of the transfer object 105, whereby a fine structure is obtained.
- the support substrate 1 and the fine structure layer 4 of the fine structure transfer stamper 5 are formed so that light having a wavelength of 365 nm or more can be transmitted.
- a curable resin can be used.
- FIG. 3B shows a process of pressing the microstructure transfer stamper 5 against the transfer target 105.
- the curable resin material 13 is deformed corresponding to the unevenness of the fine structure layer 4. Thereby, the unevenness of the fine structure layer 4 is transferred to the curable resin material 13.
- FIG. 3C shows a process of irradiating the ultraviolet ray 14 with the fine structure transfer stamper 5 pressed against the transfer target 105.
- the curable resin material 13 is irradiated with ultraviolet rays 14 that have passed through the microstructure transfer stamper 5. That is, the curable resin material 13 uses a photocurable resin.
- the support base material 1 and the fine structure layer 4 constituting the fine structure transfer stamper 5 are made of a material that transmits ultraviolet rays 14.
- the wavelength of the ultraviolet light 14 is preferably 200 to 400 nm, and more preferably 365 to 400 nm.
- the curable resin material 13 may be a material that is cured by visible light (wavelength 400 to 700 nm).
- FIG. 3D shows a state in which the fine structure transfer stamper 5 is removed from the transfer target 105.
- the curable resin material 13 is cured and retains the transferred shape.
- Microstructure transfer device Next, an embodiment of the microstructure transfer device according to the present invention will be described.
- FIG. 4 is a schematic side view showing an example of the configuration of the microstructure transfer mechanism in the microstructure transfer apparatus.
- the microstructure transfer apparatus of the present invention mainly includes a resin coating mechanism 16, a substrate handling mechanism 17, an alignment mechanism 18, a pressurizing mechanism 19, and a peeling mechanism 20, and a microstructure transfer mechanism. 21.
- processing is performed linearly from the resin coating mechanism 16 toward the peeling mechanism 20.
- the resin application mechanism 16 of the fine structure transfer device is not particularly limited as long as it is a mechanism that can apply a resin to the surface of the substrate, and examples thereof include a dispense method, an ink jet method, a spray method, and a spin coat method.
- the spin coating method is preferable in that a thin film can be uniformly formed over the entire surface of the substrate.
- the timing when dropping the resin, the dropping position and the dropping amount can be controlled, and in addition to the spin rotation speed and the spin holding time, the time to reach the planned rotation speed can also be controlled. Is preferable for controlling the coating film thickness.
- a known and commonly used handling mechanism can be used. Examples of the substrate holding method include a method of mechanically holding the end portion of the substrate and a method of vacuum-sucking the front or back surface of the substrate.
- reference numeral 17-1 denotes a vertical handling arm that can be moved up and down and can rotate
- 17-2 denotes a horizontal handling arm that can be expanded and contracted.
- a horizontal handling arm 17-3 that can be expanded and contracted moves the upper portion of the resin coating mechanism 16 to hold the transferred substrate 12 placed at the substrate load position 15, and then the spindle chuck 16- of the resin coating mechanism 16 2 can be transferred. Similarly, it can be transferred from the spindle chuck 16-2 of the resin coating mechanism 16 to the lower stage 19-2 of the alignment mechanism.
- a predetermined resin liquid can be supplied from the resin application nozzle 16-1.
- the alignment mechanism 18 of the fine structure transfer apparatus is a mechanism for aligning the relative positions of the fine structure transfer stamper and the transferred object in order to transfer the fine structure to a specific position on the transferred object. Specifically, the relative position between the alignment mark of the fine structure transfer stamper and a specific portion such as the alignment mark on the transfer substrate 12 or the end of the transfer substrate 12 is measured using an optical device such as a CCD. After the recognition, alignment is performed by moving either the fine structure transfer stamper or the transferred substrate 12 side by a predetermined algorithm. In addition, when the shape of the substrate 12 to be transferred is always the same, a mechanism for simply aligning the substrate by mechanically holding a predetermined end portion of the substrate may be used.
- the pressurizing mechanism 19 of the fine structure transfer apparatus has a mechanism for pressing the fine structure transfer stamper 5 against the substrate 12 to which the resin is applied and curing the resin.
- the pressurizing mechanism 19 has an upper head part 19-1 and a lower stage part 19-2.
- the upper head part 19-1 can be supported by, for example, a support arm 19-7.
- pressurization pressurization is performed by moving either the upper head unit 10-1 or the lower stage unit 19-2 up and down.
- the support arm 19-7 can be connected to an appropriate lifting mechanism.
- thrust for pressurization air pressure or hydraulic pressure can be used in addition to a combination of a ball screw and a motor.
- the pressure thrust of the pressure mechanism 19 of the microstructure transfer device in the present invention can be controlled as appropriate, and has a thrust of about 10N to 1KN.
- a control method feedback control using a load cell is preferably exemplified.
- the lower stage portion 19-2 of the pressurizing mechanism 19 of the present invention has a structure that can move in a direction parallel to the moving direction of the transfer target substrate 12 in the microstructure device.
- the upper head portion 19-1 of the pressure mechanism 19 of the present invention incorporates an ultraviolet irradiation mechanism 19-4 for curing the resin.
- the ultraviolet irradiation mechanism 19-4 may be disposed on the lower stage portion 19-2 side.
- a buffer layer 19-6 made of an elastic material may be disposed on the upper surface of the lower stage portion 19-2.
- the use of such a buffer layer is preferable in order to absorb the undulations of the transfer target substrate 12 and the fine structure transfer stamper and realize uniform pressurization.
- the pressure mechanism 19 of the present invention may be provided with a parallelism adjusting mechanism for ensuring the parallelism between the upper head portion 19-1 and the lower stage portion 19-2. it can.
- the peeling mechanism 20 of the fine structure transfer device is for peeling off the transfer substrate 12 in close contact with the stamper 19-3 from the stamper 19-3 after being pressurized by the pressure mechanism 19 and curing the resin. is there.
- the peeling mechanism 20 moves to the lower part of the substrate in close contact with the stamper 19-3, and then either the peeling mechanism 20 or the upper head portion 19-1 moves in the vertical direction to peel off the substrate 12 to be transferred.
- either the upper head unit 19-1 or the peeling mechanism 20 moves up and down again, so that the transfer substrate 12 is moved. It has a mechanism for peeling from the stamper 19-3.
- the peeling chuck 20-1 of the peeling mechanism 20 is formed with an O-ring 20-2 and an adsorption cavity 20-3 for contacting only the end portion of the transferred substrate 12.
- the structure shown in FIG. 4 is an example of the fine structure transfer device, and the fine structure transfer stamper of the present invention can be applied to the fine structure transfer device used in the nanoimprint method. It is possible to obtain the advantages of an industrial stamper.
- the fine structure transfer device any device may be used as long as it includes at least a pair of pressure stages including a pressure mechanism, a heating mechanism for softening the transfer target, or a light source for curing the photocurable resin of the transfer target. .
- microstructure transfer stamper 5 According to the microstructure transfer stamper 5 according to the present embodiment as described above, a microstructure formed of a silsesquioxane derivative and a polymer (cured product) of a resin composition containing a monomer component as a main component. Since the body layer 4 is provided on the surface of the support substrate 1, it is possible to perform continuous transfer with high accuracy without requiring a mold release process for the transfer target. At this time, by forming the fine structure layer 4 with a silsesquioxane derivative having a hardening mechanism different from the hardening mechanism of the curable resin material 13 to be transferred, the fine structure transfer stamper 5 is made more releasable. It will be excellent.
- the fine structure transfer stamper 5 capable of improving the continuous transfer property without requiring a mold release process can simplify the process in the production of the fine structure and can reduce the running cost. Cost can be reduced. Even in the fine structure transfer apparatus equipped with this stamper, the cost can be greatly reduced due to simplification of the apparatus mechanism and reduction in running cost due to the reduction of the mold release process. Further, if the fine structure transfer apparatus shown in FIG. 4 equipped with this stamper is used, highly accurate transfer can be automatically and repeatedly performed.
- the microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 on the surface of the support substrate 1 has been described.
- the surface of the support substrate 1 on the side opposite to the microstructure layer 4 is further different.
- the substrate can be arranged.
- FIG. 2B is a schematic diagram showing a microstructure transfer stamper 5 according to another embodiment of the present invention.
- this microstructure transfer stamper 5 has an elastic plate 10 and a light-transmitting hard substrate 11 placed in this order on the opposite surface of the support base 1 provided with the microstructure layer 4. Is provided.
- the microstructure transfer stamper 5 assumes that a photocurable resin composition is used as the curable resin material of the transfer target 105 shown in FIGS. 3A to 3D.
- the substrate 1 and the elastic plate 10 are light transmissive.
- the elastic plate 10 is formed of a rubber member.
- the rubber member include synthetic rubber such as urethane rubber and silicone rubber.
- the thickness of the elastic plate 10 is preferably in the range of 3 mm to 15 mm.
- Examples of the light-transmitting hard substrate 11 include a transparent glass plate, quartz plate, and plastic plate.
- Examples of the plastic plate include an acrylic resin plate and a hard vinyl chloride plate.
- the thickness of the light-transmitting hard substrate 11 is preferably in the range of 10 mm to 30 mm.
- the support base 1, the elastic plate 10, and the light-transmitting hard substrate 11 can be bonded to each other using an adhesive.
- a light-transmitting adhesive can be used, and examples thereof include an acrylic rubber-based optical adhesive and a UV curable polyester resin.
- These elastic plate 10 and light-transmitting hard substrate 11 can be mechanically joined to each other using a separately prepared jig (ring or the like) or fastener (bolt or the like). Further, a suction hole can be formed in the light-transmitting hard substrate 9, and the elastic plate 10 can be sucked by a suction pump through the suction hole. In addition, this adsorption
- the fine structure transfer stamper 5 of FIG. 2B when the fine structure is transferred by being pressed against the transferred object 105 shown in FIGS. 3A to 3D, the elasticity exerted by the elastic plate 10 Since the fine structure layer 4 presses the curable resin material 13 shown in FIGS. 3A to 3D with an equal force, the fine structure can be accurately transferred to the curable resin material 13. Further, since the fine structure layer 4 presses the curable resin material 13 shown in FIGS. 3A to 3D with an equal force, air is caught between the fine structure layer 4 and the curable resin material 13. It can prevent more reliably.
- the support base material 1 and the fine structure layer 4 can be sufficiently and sufficiently deformed. It is further enhanced. Further, by setting the thickness of the elastic plate 10 to 15 mm or less, it is possible to suppress the deformation of the elastic plate in the surface direction during transfer using the fine structure transfer stamper 5 and to shift the support base material 1 in the lateral direction. , Can be more reliably prevented. Also by this, the transfer accuracy of the fine structure can be further enhanced.
- the mechanical strength of the microstructure transfer stamper 5 can be further improved by the rigidity exhibited by the light-transmitting hard substrate 11.
- the mechanical transfer stamper 5 can be provided with sufficient mechanical strength. Further, by setting the thickness of the light-transmitting hard substrate 11 to 30 mm or less, the light-transmitting property of the light-transmitting hard substrate 9 can be favorably maintained.
- the present invention will be described more specifically with reference to examples. Unless otherwise indicated, “part” and “%” used in the following description are based on mass. [Example 1] In this example, the fine structure transfer stamper 5 was manufactured by the steps shown in FIGS. 1A to 1C.
- ⁇ Preparation of resin composition 2> First, as shown in Table 1 below, a silsesquioxane derivative OXSQ SI-20 having a plurality of oxetanyl groups (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1. The same applies hereinafter). 10 parts and 0.6 part of ADEKA OPTMER SP-172 (manufactured by ADEKA, not shown in the table, added in the same amount in all prepared resin compositions) as a cationic polymerization initiator, The photocurable resin composition 2 for forming the fine structure layer 4 was prepared by stirring using a mix rotor until uniform.
- a master mold 3 made of silicon (Si) whose surface was subjected to mold release treatment using OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was prepared (see FIG. 1A).
- the fine structure formed in the master mold 3 was a line and space pattern (land width 50 nm, pitch 90 nm, height 50 nm).
- an ultraviolet irradiation device SP-7 manufactured by Ushio Inc. equipped with an ultrahigh pressure mercury lamp is used in a state where the master mold 3 is pressed against the resin composition 2 at a pressure of 0.1 MPa. Then, ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 were irradiated from the support base material 1 side for 480 seconds to cure the resin composition 2. At this time, it adjusted so that the space
- the master mold 4 after fixing the master mold 3 by vacuum adsorption, the master mold 4 is peeled off from the cured resin composition 2 (see FIG. 1B), thereby forming a fine structure on the surface of the support substrate 1.
- the body layer 4 was formed to produce the microstructure transfer stamper 5 of this example.
- This fine structure transfer stamper 5 has a two-layer structure (indicated as a stamper structure in Table 1) of the support base 1 and the fine structure layer 4.
- the conditions for the spin coating method were a coating amount of 0.5 ml, a spin rotation speed of 5000 rpm, and a spin time of 15 seconds.
- the silicon wafer used what was surface-treated by vapor phase vapor deposition by KBM510 which is a silane coupling agent which has an acrylate group by the method similar to the surface treatment of the support base material 1.
- silica beads 62 are dispersed on the surface of the coating film of the curable resin material 13 (see FIG. 21A), and the fine structure is formed thereon. Transfer is performed by applying pressure of about 0.1 MPa to the curable resin material 13 with the transfer stamper 5 (see FIG. 21B), and the curable resin material onto which the fine structure has been transferred is silica gel using a scanning electron microscope and a laser microscope. Evaluation was made by measuring a non-contact distance 63 around the beads 62. The silica beads 62 were evaluated using three types having diameters of 0.1, 1, and 10 ⁇ m.
- the ratio of the non-contact distance 63 to the height 64 of the silica beads is calculated as an index of the followability (see FIG. 21C), the followability is good when the value is less than 3, and the followability is found when the value is 3 or more. Judged as bad.
- Tables 1 and 2 “ ⁇ ” indicates that the followability is particularly good, “ ⁇ ” indicates that the followability is good, and “x” indicates that the followability is poor.
- the left-pointing arrow in the table means “same left” (the same applies to Table 3).
- a flat resin cured product layer made of the resin composition 2 constituting the microstructure transfer stamper 5 was formed on the surface of the glass substrate 65 which was surface-treated with KBM403. Thereafter, 0.5 ⁇ l of curable resin material 13 was dropped, and a glass substrate surface-treated with KBM5103 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was pressed from above, and ultraviolet rays were irradiated to cure the curable resin material.
- the KBM 5103 is processed by vacuum vapor deposition in the same manner as the KBM 403, and is adjusted with the gap forming tape 69 so that a gap of 50 ⁇ m is formed when the glass substrate is pressed, and the diameter is about 1.5 mm with a thickness of 50 ⁇ m.
- a droplet-like curable resin 67 was formed (see FIG. 22).
- a UV irradiation device SP-7 manufactured by USHIO INC. Equipped with an ultra-high pressure mercury lamp, UV light having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 was irradiated for 480 seconds to obtain a liquid curable resin. Cured.
- a tensile force is applied in the peeling direction 68 at a rate of 0.5 mm / s from the glass substrate side subjected to the KBM5103 treatment, and the cured product layer of the resin composition and the curable resin material are peeled off, and the force ( The peel force was measured and used as an index of releasability. For those having a peeling force of less than 2 MPa, the releasability was judged to be good, and for those having a peel strength of 2 MPa or more, the releasability was judged to be poor.
- the durability of the fine structure transfer stamper 5 was evaluated by carrying out 50 continuous transfers to the curable resin material 13 by the fine structure transfer stamper 5. Even after 50 times of transfer, it was determined that the shape of the microstructure of the microstructure layer 4 in the microstructure transfer stamper 5 was kept good. Those in which the fine structure was damaged were determined to be defective. In Table 1, “ ⁇ ” indicates that the durability is very good, “ ⁇ ” indicates that the durability is good, and “ ⁇ ” indicates that the durability is poor. In addition, “ ⁇ ” indicates that the releasability is poor and the durability evaluation cannot be performed. [Example 2] In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- resin composition component SQ (b) in Table 1 shows the same applies hereinafter.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 3 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1. In this case, the silsesquioxane derivative Tris [(epoxy-propoxypropyl) dimethylsilyloxy] -POSS (R) having three epoxy groups (produced by ALDRICH, in Table 1, referred to as resin composition component SQ (c).
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same was changed to 10 parts, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage [%], and inorganic fraction [mass%] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. ].
- Example 4 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- Table 1 9 parts of silsesquioxane derivative OXSQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1; the same shall apply hereinafter) as SQ (a).
- Example 1 except that 1 part of polydimethylsiloxane (PDMS) containing two identical cationically polymerizable epoxy groups (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., referred to as monomer component (a) in Table 1, the same applies hereinafter) was used.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was produced using the resin composition 2.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 5 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1. At this time, in Table 1, 9 parts of silsesquioxane derivative OXSQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1, the same shall apply hereinafter) as SQ (a).
- Epicoat 828 made by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., referred to as monomer component (b) in Table 1
- monomer component (b) in Table 1 which is a bisphenol A type epoxy resin containing two of the same cationically polymerizable epoxy group
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage [%], and inorganic fraction [mass%] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. ].
- Example 6 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- SQ (a) silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1, the same applies hereinafter) as SQ (a).
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 7 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as the resin composition component SQ (a) in Table 1; the same shall apply hereinafter) as SQ (a) 7 3 parts of 3-ethyl-3- ⁇ [3-ethyloxetane-3-yl] methoxymethyl ⁇ oxetane (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as monomer component (c) in Table 1, the same applies hereinafter) Except that, a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2. Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 8 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1; the same applies hereinafter) as SQ (a) 6 4 parts of 3-ethyl-3- ⁇ [3-ethyloxetane-3-yl] methoxymethyl ⁇ oxetane (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as monomer component (c) in Table 1, the same applies hereinafter) Except that, a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2. Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 9 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- Example 10 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1. At this time, in Table 1, silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 1, the same applies hereinafter) as SQ (a).
- 1,4-bis (2,3-epoxypropyl) perfluorobutane (made by Daikin Industries, Ltd., referred to as monomer component (d) in Table 1; the same shall apply hereinafter), which is 7 parts and is a diepoxy having a perfluoro skeleton.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 parts were used, and a stamper 5 for fine structure transfer was produced using this.
- Table 1 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 11 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- resin composition component SQ (a) in Table 2 silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 2, the same shall apply hereinafter) as SQ (a).
- SQ (a) silsesquioxane derivative OX-SQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 2, the same shall apply hereinafter) as SQ (a).
- monomer component (c) in Table 2 the same shall apply hereinafter).
- Example 12 In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- Example 13 In this example, a resin composition similar to that in Example 1 was prepared.
- the production of the fine structure transfer stamper was carried out by the following procedure (not shown).
- Example 2 a master mold similar to that in Example 1 which was subjected to mold release treatment using OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries) was prepared.
- the resin is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 for 480 seconds to be cured.
- the spin coating conditions were a resin composition droplet 2 dropping amount of 0.5 ml, a spin rotation speed of 5000 rpm, and a spin time of 90 seconds.
- a photocurable epoxy resin is applied to the surface of the two cured resin composition layers by a spin coat method, and then glass, which is a highly elastic support base material 1 having optical transparency, is pressed against the surface.
- the epoxy resin was cured.
- the surface of the support substrate 1 that is in contact with the epoxy resin was subjected to surface treatment by vacuum deposition of KBM403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) and subsequent heat treatment.
- the amount of KBM 403 used was 10 ⁇ l
- the volume of the vacuum evaporation chamber was 0.1 m 3
- the heating temperature was 125 ° C.
- the heating time was 10 minutes.
- the microstructure layer in which the resin composition of Example 1 is cured, the support layer made of the cured epoxy resin, and the glass plate (20 mm ⁇ 20 mm, thickness) that is the support substrate 1 A stamper 5 for fine structure transfer having a three-layer structure (denoted as a stamper structure in Table 1) laminated in this order was manufactured.
- the thickness of the fine structure layer including the final support layer was adjusted to be 30 ⁇ m in total.
- the support layer in this microstructure transfer stamper has a lower elasticity than the microstructure layer 4.
- the glass plate has higher elasticity than the fine structure layer 4 and the support layer.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 14 In this example, a resin composition similar to that in Example 9 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 13 using this resin composition.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 15 In this example, a resin composition similar to that in Example 1 was prepared.
- the production of the fine structure transfer stamper was carried out by the following procedure (not shown).
- Example 2 a master mold similar to that in Example 1 which was subjected to mold release treatment using OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries) was prepared.
- the resin is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 for 480 seconds to be cured.
- the spin coating conditions were a resin composition 2 dropping amount of 0.5 ml, a spin rotation speed of 5000 rpm, and a spin time of 90 seconds.
- a photocurable unsaturated polyester was applied to the surface of the two layers of the cured resin composition by a spin coating method, and the first support layer was formed by irradiating it with ultraviolet rays and curing it.
- the microstructure layer 4 in which the resin composition of Example 1 is cured the first support layer made of a cured unsaturated polyester, the second support layer made of a cured epoxy resin, and a stamper for fine structure transfer having a four-layer structure (indicated as a stamper structure in Table 1) in which glass plates (20 mm ⁇ 20 mm, thickness 0.7 mm), which are highly elastic support substrates 1, are laminated in this order.
- a stamper for fine structure transfer having a four-layer structure (indicated as a stamper structure in Table 1) in which glass plates (20 mm ⁇ 20 mm, thickness 0.7 mm), which are highly elastic support substrates 1, are laminated in this order.
- the first support layer in the microstructure transfer stamper has lower elasticity than the microstructure layer 4.
- the second support layer has lower elasticity than the first support layer, and the support base formed of glass has higher elasticity than the second support layer.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 16 In this example, a resin composition similar to that in Example 9 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 15 using this resin composition.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 17 In this example, the same resin composition 2 as in Example 1 was prepared.
- the stamper 5 for fine structure transfer was produced by the following procedure (not shown).
- Example 2 a master mold similar to that in Example 1 which was subjected to mold release treatment using OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries) was prepared.
- the resin is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 for 480 seconds to be cured.
- the spin coating conditions were a resin composition 2 dropping amount of 0.5 ml, a spin rotation speed of 5000 rpm, and a spin time of 90 seconds.
- the first support layer is cured by irradiating it with ultraviolet rays. Formed.
- a photocurable unsaturated polyester was applied to the surface of the two cured resin composition layers by a spin coating method, and was then cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second support layer.
- a photocurable epoxy resin is applied to the surface of the second support layer by a spin coating method, a glass plate which is a highly elastic support base material 1 having light permeability is pressed against the second support layer. Then, the epoxy resin was cured to form a third support layer between the second support layer and the support substrate 1. In addition, the surface which contacts the epoxy resin of the support substrate was subjected to a coupling treatment with KBM403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone).
- the microstructure layer 4 in which the resin composition 2 of Example 1 is cured, the first support layer made of a cured epoxy resin, and the second support layer made of a cured unsaturated polyester A five-layer structure in which a third support layer made of a cured epoxy resin and a glass plate (20 mm ⁇ 20 mm, thickness 0.7 mm) which is a highly elastic support substrate 1 are laminated in this order (in Table 1)
- the fine structure transfer stamper 5 is manufactured as shown in FIG.
- first support layer in the microstructure transfer stamper 5 has lower elasticity than the microstructure layer 4.
- the second support layer is less elastic than the first support layer, and the support substrate 1 made of glass is more elastic than the second support layer.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 18 In this example, a resin composition 2 similar to that in Example 9 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 17 using this.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 19 In this example, the same resin composition 2 as in Example 1 was prepared.
- the production of the fine structure transfer stamper 5 was carried out by the following procedure (not shown).
- Example 2 a master mold similar to that in Example 1 which was subjected to mold release treatment using OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries) was prepared.
- the resin is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an irradiation intensity of 60 mW / cm 2 for 480 seconds to be cured.
- the spin coating conditions were a resin composition 2 dropping amount of 0.5 ml, a spin rotation speed of 5000 rpm, and a spin time of 90 seconds.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- the cured resin composition layer was peeled off from the master mold. While using this resin composition layer as the fine structure layer 4 shown in FIG. 4, the support base material 1, the elastic plate 10, and the light-transmitting hard substrate 11 shown in FIG. 4 were separately prepared. Then, these were removed by laminating the adhesive in the order shown in FIG. 4 to produce a microstructure transfer stamper 5.
- a glass plate (20 mm ⁇ 20 mm, thickness 0.7 mm) is used as the supporting substrate 1, and a silicone rubber (Silgard (registered trademark), manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), thickness is used as the elastic plate 10.
- a quartz substrate thickness 0.7 mm was used as the light-transmitting hard substrate 11.
- Example 20 In this example, a resin composition 2 similar to that in Example 9 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 19 using this.
- Table 2 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the thickness [ ⁇ m] of the microstructure layer and the buffer layer, the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the silsesquioxane derivative ACSQ having a radical polymerizable acrylic group (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (d) in Table 3) is the same except that it is 10 parts.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 2 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the polydimethylsiloxane (PDMS) containing two cationically polymerizable epoxy groups (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., referred to as monomer component (a) in Table 3, the same applies hereinafter) was carried out except that 10 parts were used.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- PDMS Polydimethylsiloxane
- monomer component (a) in Table 2 below
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5 parts were used, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. %].
- Example 4 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the silsesquioxane derivative OXSQ SI-20 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., referred to as resin composition component SQ (a) in Table 3; the same shall apply hereinafter) is 7.5 parts, and the monomer components (b ), Epicoat 828 (produced by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., referred to as monomer component (b) in Table 2), which is a bisphenol A type epoxy resin containing two of the same cationically polymerizable epoxy group, 2.5.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that part of the resin composition was used, and a microstructure transfer stamper 5 was prepared using the resin composition 2.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa], microstructure layer thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage rate [%], and inorganic fraction [mass%] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. ].
- Example 5 An experiment was carried out using the fine structure transfer stamper 5 in the same manner as in Example 1, and the followability, releasability, and durability of the fine structure transfer stamper 5 were evaluated. The results are shown in Table 3. (Comparative Example 5) In this comparative example, a resin composition similar to that in comparative example 1 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in example 13 using this resin composition.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the total thickness of the microstructure and the buffer layer [ ⁇ m], the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 6 Comparative Example 6
- a resin composition similar to that in Comparative example 2 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 13 using this resin composition.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the total thickness of the microstructure and the buffer layer [ ⁇ m], the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 7 Comparative Example 7
- a resin composition similar to that in Comparative example 3 was prepared, and a microstructure transfer stamper 5 was produced in the same manner as in Example 13 using this resin composition.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the total thickness of the microstructure and the buffer layer [ ⁇ m], the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2, the total thickness of the microstructure and the buffer layer [ ⁇ m], the contact angle [°], the curing shrinkage rate [%], and the inorganic The fraction [% by mass] is indicated.
- Example 9 Comparative Example 9
- a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- a resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 parts of unsaturated polyester resin material (manufactured by DH Materials, referred to as monomer component (f) in Table 3). This was used to produce a microstructure transfer stamper 5.
- Table 3 shows the elastic modulus [Pa], microstructure thickness [ ⁇ m], contact angle [°], cure shrinkage [%], and inorganic fraction [mass%] of the microstructure layer 4 of the resin composition 2. ].
- Example 1-20 and Comparative Example 1-9 From the results of Example 1-20 and Comparative Example 1-9, the followability is particularly good when the elastic modulus of the microstructure layer is 0.03 to 1.9 GPa, and poor when 2.0 GPa.
- 1 part of polydimethylsiloxane (monomer component (a) in Tables 1 and 2) or diepoxy having a perfluoro skeleton (monomer component (d) in Tables 1 and 2) is added to the resin composition.
- SQ (a), SQ (b), SQ (c) not containing monomer components are good, and components that do not contribute to releasability (in Table 1 and Table 2, monomer components ( When 2.5 parts or more of b)) is contained, it is defective.
- cures with the same mechanism as curable resin material is used mold release property is unsatisfactory.
- the durability is particularly good when the resin composition contains 1 to 4 parts of monomer components other than polydimethylsiloxane (monomer component (a) in Tables 1 and 2) and has an elastic modulus of 0.8 GPa or more. When it is 4 to 0.7 GPa, it is good, and when it is 0.3 GPa or less, it is bad.
- the elastic modulus of the microstructure layer is 0.8 to 1.9 GPa
- the resin composition is composed mainly of a material having releasability such as polydimethylsiloxane or diepoxy having a perfluoro skeleton.
- a material having releasability such as polydimethylsiloxane or diepoxy having a perfluoro skeleton.
- the microstructure transfer stamper 3 having the microstructure layer 4 was produced by the same method as in Example 1.
- the thickness of the fine structure layer 4 of the fine structure transfer stamper 5 was changed by adjusting the amount of the resin composition 2 to be dropped and the positions of the support base 1 and the master mold 3.
- Example 1 Using the fine structure transfer stamper 5 manufactured as described above, an experiment was performed in the same manner as in Example 1 to evaluate the followability of the fine structure transfer stamper 5. The results are shown in Table 4. [Examples 30 to 38] In this example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 9. At this time, the thickness of the fine structure layer 4 of the fine structure transfer stamper 5 was changed by adjusting the amount of the resin composition 2 to be dropped and the positions of the support base 1 and the master mold 3. There are five types of thickness of the fine structure layer 4, which are 0.2, 1, 5, 10, and 20 ⁇ m.
- Example 10 Comparative Example 10
- Example 18 a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 1.
- the thickness of the fine structure layer 4 of the fine structure transfer stamper 5 was changed by adjusting the amount of the resin composition 2 to be dropped and the positions of the support base 1 and the master mold 3.
- Example 4 Using the fine structure transfer stamper 5 manufactured as described above, an experiment was performed in the same manner as in Example 1 to evaluate the followability of the fine structure transfer stamper 5. The results are shown in Table 4. (Comparative Examples 19 to 27) In this comparative example, a microstructure transfer stamper 5 having the microstructure layer 4 was produced in the same manner as in Example 9. At this time, the thickness of the fine structure layer 4 of the fine structure transfer stamper 5 was changed by adjusting the amount of the resin composition 2 to be dropped and the positions of the support base 1 and the master mold 3. There are five types of thickness of the fine structure layer 4, which are 0.1, 0.2, 1, 5, and 10 ⁇ m.
- Example 39 An example of transferring a fine structure using the fine structure transfer apparatus shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS.
- FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing one process of forming a fine structure on the surface of the substrate 12 to be transferred by the fine structure transfer mechanism 21.
- the transferred substrate 12 is mechanically held at the inner peripheral opening end of the disk by the disk transport chuck head 17-2 of the substrate handling mechanism 17, and from the substrate loading position 15, the spindle chuck 16-2 of the resin coating mechanism 16 is used. Then, the end of the disk inner periphery is held by the spindle chuck 16-2. Next, while rotating the disk at 700 rpm, 1 ml of a low-viscosity liquid resin material containing an acrylic monomer and polymer component and a radical photoinitiator is discharged from the resin coating nozzle 16-1 and then 60 rpm at 5000 rpm. The resin thin film is formed on the surface of the transfer substrate 12 by rotating for 2 seconds.
- FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the transferred substrate 12 on which the thin film of the curable resin material 13 is formed is transferred again to the alignment mechanism 18 by the transferred substrate transport chuck head 17-2.
- a lower stage 19-2 is moved in advance from the pressurizing mechanism 19 to the alignment mechanism 18 via a moving means such as a guide rail (not shown).
- the moving means can be constituted by a guide rail on which the lower stage is placed and a moving drive mechanism that controls the position of the lower stage that moves on the guide rail.
- a lower buffer layer 19-6 made of silicone and having a thickness of 5 mm is formed on the lower stage portion 19-2.
- the alignment CCD camera of the alignment mechanism 18 optically recognizes the inner peripheral edge of the transferred substrate and the alignment mark of the lower stage 19-2, and then mounted on the lower stage 19-2.
- the transferred substrate 12 and the lower stage 19-2 are aligned using the XY minute moving mechanism.
- FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the transfer substrate 12 When the alignment between the transfer substrate 12 and the lower stage 19-2 is completed, the transfer substrate 12 is placed on the surface of the lower buffer layer 19-6 on the lower stage portion 19-2. Thereafter, it is fixed to the lower stage portion 19-2 by, for example, vacuum suction. Instead of vacuum suction, the transfer substrate 12 can be fixed to the lower stage 19-2 using a clamp mechanism.
- FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the lower stage unit 19-2 on which the transfer substrate 3 with the resin thin film is mounted is connected to the upper head unit 19-1 of the pressurizing mechanism 19 via a moving unit. Move down.
- a stamper 19-3 is mounted below the upper head portion 19-1 of the pressurizing mechanism 19 via an upper buffer layer 19-5 made of silicone and having a thickness of 5 mm.
- FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the upper head portion 19-1 is lowered to the surface of the transfer substrate 12 on which the thin film of the curable resin material is formed via the ball screw by the stepping motor control, and is pressurized for 10 seconds with a thrust of 90 N, and is then placed inside the upper head.
- the resin thin film was cured by UV irradiation at 60 mW / cm 2 for 4 seconds with the mounted LED-UV light source 19-4.
- the stamper 19-3 used in this example was the same as that used in Example 9.
- FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the lower stage 19-2 is retracted to the alignment mechanism 18 side, and at the same time, the peeling chuck 20-1 of the peeling mechanism 20 is in close contact with a stamper 19-3 fixed to the upper head 19-1 of the pressure mechanism 19. It is moved directly below the transfer substrate 12 via a moving means.
- the moving means can be composed of a guide rail on which the peeling stage is placed and a movement drive mechanism that controls the position of the peeling stage that moves on the guide rail.
- the peeling chuck 20-1 is formed with an O-ring 20-2 and an adsorption cavity 20-3 for contacting only the end of the transfer substrate 12.
- FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the upper head portion 19-1 of the processing mechanism 19 is lowered, brought into contact with the peeling chuck 20-1 of the peeling mechanism 20, and vacuum-adsorbed to the peeling chuck 20-1. Since there is an O-ring, the vacuum is not broken.
- FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing the next step shown in FIG.
- the upper head 19-1 is raised again, whereby the substrate to be transferred 12 can be peeled from the stamper 19-3.
- FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG.
- the peeling chuck 20-1 of the peeling mechanism 20 from the position immediately below the pressurizing mechanism 19 to a fixed position of the peeling mechanism 20 while holding the transfer substrate 12 having the fine structure formed on the surface of the curable resin material 13 on the surface. Move and transfer is complete. Although not shown, the fine structure transferred substrate 12 held by the peeling chuck 20-1 is then transferred to, for example, a substrate carry-out mechanism, and a series of operations is completed.
- the substrate transport from the alignment mechanism to the peeling mechanism is shared by the lower stage portion of the pressure mechanism and the peeling chuck of the peeling mechanism. It is unnecessary. As a result, the transport mechanism space between each mechanism from the alignment mechanism to the substrate transport mechanism can be omitted, and the footprint area is reduced. Further, the time required for detaching the disk substrate between these mechanisms is shortened, which contributes to the improvement of productivity. Furthermore, the substrate to be transferred is brought into close contact with the stamper of the upper head portion of the pressure mechanism, and the lower stage portion of the pressure mechanism and the peeling chuck of the peeling mechanism can be moved at the lower portion thereof, so that the disk substrate becomes linear. Since it can move and all units can be arranged on a straight line, there is no dead space, contributing to the reduction of the footprint area.
- FIG. 15 shows the surface of a disk substrate by a microstructure transfer mechanism in a double-sided microstructure transfer apparatus that automatically performs a process of forming a microstructure on a curable resin material on a disk substrate by nanoimprint technology on both sides of the disk substrate. It is a schematic block diagram which shows one process of forming a microstructure in a.
- the disk substrate 51 coated with the photocurable resin materials 54 a and 54 b on both sides is conveyed by a disk substrate chuck 53 attached to the tip of the disk substrate handling arm 52. Since the curable resin materials 54a and 54b are applied to the outer periphery of the disk 51, the outer periphery of the disk cannot be chucked, but the curable resin material is applied to the periphery of the penetrating row in the center of the disk 51. Since there is no area, it is preferable that the curable resin coated area 55 is conveyed by being vacuum-sucked by the substrate chuck 53.
- the alignment camera 41 of the lower surface stamper device 31 detects the inner mold center of the disk 51 and the alignment mark at the center of the lower stamper 44. Based on the detection signal, the stage 40 is moved by the XY minute moving mechanism, and the disk 51 and the lower stamper 4 are aligned.
- the disc handling arm 52 is lowered, the disc 51 is placed on the surface of the lower stamper 44, the vacuum chucking of the disc chuck 53 is released, and then the disc handling arm 52 is retracted.
- a known and commonly used method such as a spin coating method, an ink jet method, a spray coating method, or a roll coating method can be used.
- the disk 51 is, for example, a donut-shaped disk-shaped disk substrate having a through-hole formed at the center, such as an HDD, CD, or DVD. If necessary, a thin film such as a metal layer, a resin layer, and a participating film layer may be formed on the surface of the disk 51 to form a multilayer structure.
- the curable resin material 13 include cycloolefin polymer, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA), polypropylene, polyethylene, and polyvinyl alcohol (PVA). Can be used.
- Examples of sensitive substances include peroxides, azo compounds (eg, azobisisobutyronitrile), ketones (eg, benzoin, acetone, etc.), diaminobenzene, metal complex salts, dyes, and the like. It is done.
- the liquid resin formed by applying the curable resin material 13 into a thin film may be called a resist film.
- FIG. 16 is a partial schematic configuration diagram showing one step of the double-sided microstructure transfer operation by the double-sided microstructure transfer device.
- the lower surface stamper device 31 and the transferred object peeling device 33 detects the alignment mark of the lower stamper 44 and the alignment mark of the upper stamper 47 by the alignment camera of the lower side stamper device 31 as the movement table 34 is moved along the guide rail 36 by the movement drive mechanism 37. Based on the detection signal, the stage 40 is moved by the XY minute moving mechanism, and the disk 51 and the upper stamper 47 are aligned.
- the upper surface stamper device 32 is lowered by the elevating mechanism 38 and pressed against the disk 51 with a predetermined pressure to be brought into contact therewith.
- the movement drive mechanism 37 and the lifting mechanism 38 are controlled by the control unit 39.
- UV light is irradiated from the UV light source 48 of the lower surface side stamper device 31 and the UV light source 48 of the upper surface side stamper device 32 to cure the curable resin material 13.
- the fine structure of the lower stamper 44 is transferred to the lower surface side curable resin material of the disk 51
- the fine structure of the upper stamper 47 is transferred to the upper surface side curable resin material.
- the UV light source 48 a known and commonly used UV light source can be used.
- a mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a xenon lamp, or a UV-LED light source can be appropriately selected.
- a UV-LED light source is preferable.
- the UV-LED light source is significantly reduced in size as compared with a mercury lamp, and since ultraviolet rays are ultra-365 nm, generation of heat can be suppressed, so that there is no adverse effect or damage to the irradiated object. Furthermore, since it has low power consumption and is environmentally friendly and has a long service life (10000 to 20000 hours), there are advantages such as shortening the line stop time due to lamp replacement.
- FIG. 17 is a partial schematic configuration diagram showing one step of the double-sided microstructure transfer operation by the double-sided microstructure transfer device.
- the transferred disk 56 is then recovered.
- the upper stamper 47 is fastened to the stamper support table 46 by the clamp 49 of the upper surface side stamper device 32, and the lower side stamper device 31 is lowered to the stamper mounting stage 43 by the clamp 45. While the side stamper 44 is fastened, the fastening by the clamp 45 is released, and the upper surface side stamper device 32 is raised. Then, the transferred disk 56 and the lower stamper 44 are gradually peeled off from the clamped clamp 45 side.
- each stamper 44, 47 and the transferred disk 56 are strong in mutual contact, and therefore, the transfer disk cannot be peeled cleanly from the lower stamper 44, and if an attempt is made to peel it forcefully, the upper stamper 47, the lower stamper 44 and / or the disk 51 may be mechanically damaged.
- the transfer disk 56 is peeled from the lower stamper 44, the lower surface stamper device 31 and the transferred object peeling device 33 fixed to the upper surface of the moving table 34 are moved by the movement drive mechanism 37 as shown in FIG. It moves along the guide rail 36.
- the transfer object peeling device 33 is moved to a position facing the upper surface side stamper device 32, the transfer material peeling device 33 is stopped at that position. Thereafter, the upper-side stamper device 32 is lowered by the elevating mechanism 38, and the transferred disk 56 is brought into close contact with the transferred object peeling device 33.
- FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing a peeling mechanism of the double-sided microstructure transfer device.
- This figure shows a state where the transferred disk 56 is vacuum-sucked by the vacuum chuck portion 58.
- vacuum suction in the vacuum chuck portion 58 is performed by evacuating through the vacuum suction port 59.
- one end of the upper stamper 47 is clamped by the clamp 49 of the upper surface stamper device 32 while the transferred disk 56 is kept in close contact with the transferred object peeling device 33 by vacuum suction. While being attached, the clamp 49 is slightly lowered to release the other end of the upper stamper 47. Then, the upper surface side stamper device 32 is gradually peeled off from the clamped clamp 49 side. Finally, the transferred disk 56 is completely peeled off from the upper stamper 47, and is transferred to the transferred material peeling device 33. It is held in vacuum.
- FIG. 20 is a partial schematic configuration diagram showing the final process of the double-sided microstructure transfer operation by the double-sided microstructure transfer device.
- the lower surface side stamper device 31 and the transfer target material peeling device 33 fixed to the moving table 34 are moved along the guide rail 36, and the lower surface side stamper device 31 is moved. Is moved to a position facing the upper surface side stamper device 32, it is stopped at that position. Vacuum suction by the vacuum chuck portion 58 of the transfer target peeling mechanism 33 is stopped, and the disk support shaft 57 is raised. The transferred disk 56 supported by the upper end of the disk support shaft 57 is collected by the unloader 61.
- the present invention it is possible to simplify the nanoimprint process and the device mechanism of the fine structure transfer apparatus by eliminating the need for the release process of the resin stamper for fine structure transfer, and the cost can be greatly reduced.
- the stamper life is extended by reducing the deterioration of the transfer accuracy of the fine structure in the repetitive transfer, the material cost can be reduced and the environmental load can be reduced by reducing the material consumption. Can do.
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Abstract
支持基材と、支持基材の表面に形成された微細構造体層とを有し、微細構造体層が、複数の重合性官能基を有するシルセスキオキサン誘導体と、重合開始剤とを含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有し、微細構造体層の弾性率が2.0GPaよりも小さく、微細構造体層の厚さが、微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上である微細構造転写用スタンパを用いる。
Description
本発明は、被転写体に押し付けてその表面に微細構造体を形成するための微細構造転写用スタンパ及びこれを用いた微細構造転写装置に関する。
従来、半導体デバイス等で必要とされる微細構造体を加工する技術として、フォトリソグラフィ技術が多く用いられてきた。しかし、構造体の微細化が進み、要求される加工寸法が露光に用いられる光の波長程度まで小さくなるとフォトリソグラフィ技術での対応が困難となってきた。そのため、これに代わり、荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。
この電子線を用いた微細構造体の形成は、i線、エキシマレーザ等の光源を用いた微細構造体形成における一括露光方法と異なり、マスクパターンを直接描画する方法をとる。よって、描画する微細構造体が多いほど露光(描画)時間が増加し、微細構造体の完成までに時間がかかるという欠点があり、半導体集積回路の集積度が高まるにつれて、微細構造体形成に必要な時間が増大して、スループットが低下することが懸念される。
そこで、電子線描画装置の高速化を図るために各種形状のマスクを組み合わせて、それらに一括して電子ビームを照射することで複雑な形状の電子ビームを形成する、一括図形照射法の開発が進められている。しかしながら、構造体の微細化が進む一方で、電子線描画装置の大型化や、マスク位置の高精度制御等、装置コストが高くなるという欠点があった。
これに対し、高精度の微細構造体の形成を低コストで行うための技術として、ナノインプリント技術が注目されている。このナノインプリント技術は、形成しようとする微細構造体の凹凸に対応する凹凸(表面形状)が形成されたスタンパを、例えば所定の基板上に樹脂層を形成して得られる被転写体に型押しするものであり、微細構造体を被転写体の樹脂層に形成することができる。そして、このナノインプリント技術は、大容量記録媒体における記録ビットの微細構造体形成や、半導体集積回路の微細構造体形成を初めとし、発光ダイオード(LED)の高輝度化や燃料電池・太陽電池の高効率化を可能にする微細構造体形成等への応用が検討されている。
現在、従来ナノインプリント技術に用いられてきた石英等のハード(硬質)なスタンパは、被転写基板の反りや突起・異物が存在する場合、突起や異物を中心とした広範囲にスタンパと被転写体が接触することができない非接触領域(転写不良領域)が発生する課題があった。転写不良領域を低減させるために、基板の反りと突起・異物の両方を吸収することが必要である。特許文献1では、基板の反りと突起の両方に追従する、柔軟な樹脂材料による樹脂スタンパが検討されている。更に、ガラス等の硬質な支持基材と微細な構造体を表面に有する樹脂層である微細構造体層の間に緩衝層と呼ばれる柔軟な樹脂層を有する多層型の樹脂スタンパの報告例もある。
また、ナノインプリント技術において、被転写体とスタンパの微細構造体の剥離は、転写精度に大きく影響を与えるため、両者の離型性が非常に重要となる。従来、ナノインプリントに用いられてきた石英等のスタンパは、表面をフッ素系の離型剤により処理することで両者の剥離を容易にしている。
また、ナノインプリントリソグラフィー技術は、前もって電子線露光技術等の微細加工技術を用いて、所定の微細構造体を形成した原版を、レジストを塗布した被転写基板に加圧しながら押し当て、原版の微細構造体を被転写基板上のレジスト層に転写する技術である。原版さえあれば、特別に高価な露光装置は必要なく、通常の印刷機レベルの装置で原版の複製(レプリカ)を量産できることから、電子線露光技術等と比較してスループットは飛躍的に向上し、製造コストも大幅に低減される。このような目的で使用される上記石英製、または樹脂製のスタンパを搭載した装置は、「微細構造転写装置」または「インプリント装置」などと呼ばれる。特許文献2には、アライメント工程、プレス工程、UV照射工程、剥離工程を有し、金型と基板とを対にしてユニット間を搬送する搬送工程を各ユニット間に設けてなるインプリント方法及びインプリント装置に関する技術が開示されている。
ハードスタンパは、被転写基板の反り、突起や異物が存在する場合、突起や異物を中心とした広範囲にスタンパと被転写基板が接触できない領域(転写不良領域)を生じる課題があるのに加え、従来の上記離型剤により表面処理したスタンパでは、スタンパ表面に塗布した離型剤の厚さムラによる微細構造体の転写精度の低下や微細構造体の繰り返し転写による離型剤の劣化等により微細構造体の形成不良が生じるという課題がある。
本発明の目的は、離型処理が不要で、かつ、繰り返し転写による微細構造体の転写精度が劣化しない微細構造体層を有する樹脂スタンパである微細構造転写用スタンパ、及び上記スタンパを搭載した微細構造転写装置(インプリント装置)を提供することにある。なお、本発明における微細構造体とは、ナノメートルオーダからマイクロメートルオーダまでのサイズの構造体を意味する。
本発明の微細構造転写用スタンパは、支持基材の表面に微細構造体層を有し、前記微細構造体層は、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有することを特徴とする。
本発明によれば、被転写基板に塗布した樹脂と微細構造体層との吸着力又は粘着力が小さくなり、はがしやすくなるため、被転写体である樹脂に対する離型処理が不要で、かつ繰り返し転写における微細構造体の転写精度が劣化しない微細構造体層を有する樹脂製のスタンパである微細構造転写用スタンパ、及び、この微細構造転写用スタンパを用いた微細構造転写装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態である微細構造転写装置、両面微細構造転写装置及び微細構造転写用スタンパについて説明する。
前記微細構造転写装置は、支持基材及びこの支持基材の表面に形成された微細構造体層を含むスタンパと、樹脂を塗布した被転写基板とスタンパとを挟んで加圧するための上部ヘッド部及び下部ステージ部を有する加圧機構とを備え、微細構造体層を樹脂に押し付けた状態で樹脂を硬化させ、被転写基板の表面に樹脂の微細構造体を形成する装置であって、微細構造体層は、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有する。
前記微細構造転写装置は、さらに、樹脂塗布機構と、基板ハンドリング機構と、位置合わせ機構と、剥離機構とを備え、上部ヘッド部の下面部には、スタンパを固定可能であり、下部ステージ部及び剥離機構は、水平方向に移動可能であり、下部ステージ部は、スタンパに密着した状態の被転写基板から分離された後、水平方向に移動し、剥離機構は、スタンパに密着した状態の被転写基板の下部に移動し、被転写基板をスタンパから剥離することが望ましい。
前記微細構造転写装置は、さらに、ガイドレールと、移動駆動機構とを備え、下部ステージ部及び剥離機構は、ガイドレールの上に設置され、ガイドレールに沿って移動可能とし、移動駆動機構は、上部ヘッド部に支持されたスタンパの位置を中心としてスタンパに対峙する位置に下部ステージ部及び剥離機構を交互に移動可能とすることが望ましい。
前記微細構造転写装置は、微細構造体層の弾性率が2.0GPaよりも小さく、微細構造体層の厚さは、微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上であることが望ましい。
前記微細構造転写装置においては、微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことが望ましい。
前記微細構造転写装置において、樹脂組成物は、重合開始剤を含み、この重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることが望ましい。
前記微細構造転写装置において、樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することが望ましい。
前記微細構造転写装置において、樹脂組成物は、複数種類のモノマー成分を含有し、これらのモノマー成分のうち少なくとも1種類は、パーフルオロ骨格を有することが望ましい。
前記両面微細構造転写装置は、支持基材及びこの支持基材の表面に形成された微細構造体層を含む上面側スタンパ及び下面側スタンパと、昇降機構と、ガイドレールと、移動駆動機構と、剥離機構とを備え、上面側スタンパは、昇降機構に支持され、鉛直方向に移動可能であり、下面側スタンパは、ガイドレールの上に設置された移動テーブルに固定され、剥離機構は、ガイドレールの上に設置され、移動テーブル及び剥離機構は、ガイドレールに沿って水平方向に移動可能とし、移動駆動機構は、上面側スタンパの位置を中心として上面側スタンパに対峙する位置に下部ステージ部及び剥離機構を交互に移動可能とし、上面側スタンパ及び下面側スタンパの微細構造体層を樹脂に押し付けた状態で樹脂を硬化させ、被転写基板の両面に樹脂の微細構造体を形成する装置であって、微細構造体層は、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有する。
前記両面微細構造転写装置において、微細構造体層の弾性率が2.0GPaより小さく、微細構造体層の厚さは、微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上であることが望ましい。
前記両面微細構造転写装置において、微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことが望ましい。
前記両面微細構造転写装置において、樹脂組成物は、重合開始剤を含み、この重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることが望ましい。
前記両面微細構造転写装置において、樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパは、支持基材と、支持基材の表面に形成された微細構造体層とを有し、微細構造体層は、複数の重合性官能基を有するシルセスキオキサン誘導体と、重合開始剤とを含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有し、微細構造体層の弾性率は2.0GPaよりも小さく、微細構造体層の厚さは、微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上である。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、樹脂組成物は、複数種類のモノマー成分を含有し、これらのモノマー成分のうち少なくとも1種類は、パーフルオロ骨格を有し、複数種類のモノマー成分のうち少なくとも1種類は、少なくとも2つの重合性官能基を有することが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、モノマー成分の1つが1、4-ビス(2、3-エポキシプロピル)パーフルオロブタンであることが望ましい。
前記微細構造転写用スタンパにおいて、支持基材の微細構造体層が形成された面とは反対側の面に光透過性弾性プレートと光透過性硬質基板を有することが望ましい。
以下、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
(微細構造転写用スタンパの製造方法)
本実施形態に係る微細構造転写用スタンパの製造方法について説明する。ここで参照する図1A~1Cは、微細パターン転写用スタンパの製造工程を模式的に示す側面図である。
(微細構造転写用スタンパの製造方法)
本実施形態に係る微細構造転写用スタンパの製造方法について説明する。ここで参照する図1A~1Cは、微細パターン転写用スタンパの製造工程を模式的に示す側面図である。
先ず、この製造方法では、図1Aに示すように、支持基材1が準備され、支持基材1の表面に樹脂組成物2が塗布される。
次に、図1Bに示すように、支持基材1の表面に塗布した樹脂組成物2の表面に、表面に微細構造体を有するマスタモールド3が押し付けられる。そして、マスタモールド3を押し付けた状態で、紫外線を照射して樹脂組成物2を硬化させることによって、マスタモールド3の微細構造体を樹脂組成物2に転写する。樹脂組成物2を硬化する際のマスタモールド3を押し当てる圧力は特に制限されるものではない。しかしながら、マスタモールド3の微細構造体への樹脂組成物の充填やインプリント後の樹脂組成物層の厚さなどを考慮すると、微細構造転写用スタンパの作製時の転写圧力は、0.01~10MPa程度が望ましい。なお、上記とは逆に、マスタモールド3に樹脂組成物2を塗布し、その上から支持基材1を押し当てる工程で微細構造転写用スタンパ5を作製しても構わない。
図1Dに示すように、微細構造体を転写する際に、マスタモールド3及び支持基材1の樹脂組成物2と密着していない面にはシリコーンゴムのような弾性体を上部緩衝層7及び下部緩衝層8として密着させて加圧することが望ましい。すなわち、マスタモールド3と樹脂組成物2を塗布した支持基材1とを、上部緩衝層7と下部緩衝層8との間に挟み込む。上部緩衝層7及び下部緩衝層8を設けることにより、圧力の均一化を図ることができる。また、塗布した樹脂組成物2中に気泡の内包を防止するために樹脂組成物2の中央部から外周側に向けて圧力が加わるようにすることが好ましい。この具体的な手段として、上部緩衝層7の背面から加圧面が球面である上部プレート6(球面ガラス)で加圧することがより望ましい。この際、下部緩衝層8の背面側には、平坦な下部プレート9(ガラス等)を配置することが好ましい。なお、下部プレート9を球面とし、上部プレート6を平坦としても良い。
そして、図1Cに示すように、硬化した樹脂組成物2(図1B参照)からマスタモールド3を剥離することによって、支持基材1の表面に微細構造体層4が形成された、本実施形態に係る微細構造転写用スタンパ5が得られる。剥離の方法としては、微細構造転写用スタンパ5の端部をつかんで剥離する方法やマスタモールド3及び支持基材1の裏面を真空吸着等で固定して剥離する方法などが挙げられる。微細構造体の表面の汚染防止等の観点から、真空吸着等による剥離がより好ましい。
図2A及び2Bは、本発明で作製した微細構造転写用スタンパ5の模式図である。図2Aは、本発明の微細構造転写用スタンパ5の基本構成を示したものであり、図2Bは、支持基材1の微細構造体層4とは逆の面に弾性プレート10及び光透過性硬質基板11を積層して密着させ、高転写性を実現できる構成とした微細構造転写用スタンパの構成を示したものである。なお、図2Bに示す弾性プレート10及び光透過性硬質基板11は、必ずしも微細構造転写用スタンパ5と一体である必要はなく、例えば、転写装置の加圧用のステージの表面に弾性プレート10及び光透過性硬質基板11を固定しておき、弾性プレート10の表面に微細構造転写用スタンパ5を配置しても良い。
(微細構造転写用スタンパの支持基材)
支持基材1としては、微細構造体層4を保持する機能を有するものであれば材質、サイズ、形状、作製方法は特に限定されない。形状は、円形、正方形、長方形などでもよい。特に、両面転写の際、被転写体からのスタンパの剥離のしやすさの観点から、長方形であることが好ましい。支持基材1の材料としては、例えば、シリコンウエハ、各種金属材料、ガラス、石英、セラミック、各種樹脂材料等のように強度及び加工性を有するものであればよい。具体的には、Si、SiC、SiN、多結晶Si、Ni、Cr、Cu、及びこれらを1種以上含むものが例示される。特に、少なくとも365nmの波長の光を透過するものが好ましく、中でも石英やガラスは透明性が高いので好ましい。このような透明性が高い材料で支持基材1を形成すると、微細構造体層4を後記するように光硬化性樹脂で構成する場合にこの光硬化性樹脂に光が効率的に照射されることとなる。また、このような透明性が高い材料で支持基材1を形成すると、支持基材1と微細構造体層4との間に光硬化性樹脂で形成される緩衝層(図示省略)を設ける場合においても、この緩衝層となる光硬化性樹脂に光が効率的に照射されることとなる。
(微細構造転写用スタンパの支持基材)
支持基材1としては、微細構造体層4を保持する機能を有するものであれば材質、サイズ、形状、作製方法は特に限定されない。形状は、円形、正方形、長方形などでもよい。特に、両面転写の際、被転写体からのスタンパの剥離のしやすさの観点から、長方形であることが好ましい。支持基材1の材料としては、例えば、シリコンウエハ、各種金属材料、ガラス、石英、セラミック、各種樹脂材料等のように強度及び加工性を有するものであればよい。具体的には、Si、SiC、SiN、多結晶Si、Ni、Cr、Cu、及びこれらを1種以上含むものが例示される。特に、少なくとも365nmの波長の光を透過するものが好ましく、中でも石英やガラスは透明性が高いので好ましい。このような透明性が高い材料で支持基材1を形成すると、微細構造体層4を後記するように光硬化性樹脂で構成する場合にこの光硬化性樹脂に光が効率的に照射されることとなる。また、このような透明性が高い材料で支持基材1を形成すると、支持基材1と微細構造体層4との間に光硬化性樹脂で形成される緩衝層(図示省略)を設ける場合においても、この緩衝層となる光硬化性樹脂に光が効率的に照射されることとなる。
また、支持基材1の表面には、微細構造体層4や前記した緩衝層(図示省略)との接着力を強化するためにカップリング処理を施すことができる。
支持基材の弾性率は、所定の強度を維持するために10GPa以上であることが好ましい。特に、スタンパの耐久性や転写精度の観点からは、50GPa以上であることが好ましい。
また、支持基材1は、弾性率の異なる2種以上の層で構成することもできる。このような支持基材1においては、弾性率の高い層と低い層との積層順や、組み合わせ、層数等について特に制限はない。
このような2種以上の層を有する支持基材1としては、例えば、前記した材料を2種以上選択して各層を形成したものや、前記した材料からなる層と樹脂材料からなる層とを組み合わせたもの、樹脂材料からなる層同士を組み合わせたもの等が挙げられる。
前記した樹脂材料の具体例としては、例えば、フェノール樹脂(PF)、ユリア樹脂(UF)、メラミン樹脂(MF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、不飽和ポリエステル(UP)、アルキド樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂(EP)、ポリイミド(PI)、ポリウレタン(PUR)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、アクリル樹脂(PMMA)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、AS樹脂、AAS樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアリレート、酢酸セルロース、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンオキシド、シクロオレフィンポリマ、ポリ乳酸、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。これらのいずれかを単独で用いても、異なる樹脂を複数混合して用いてもよい。また、無機フィラーや有機フィラー等の充填剤を含んでいてもよい。
微細構造体層4は、支持基材1の表面に形成された層であり、表面にナノメートルオーダからマイクロメートルオーダまでのサイズの微細構造を有している。微細構造体層4は、後述する光硬化性の樹脂組成物の重合体で構成されている。
なお、微細構造体層4は、単層でも、弾性率の異なる2種以上の層で構成した多層構造でもよい。多層構造とする場合には、少なくとも微細構造を有する層が後述する光硬化性の樹脂組成物の重合体で構成される。また、微細構造を有する層の弾性率を高くし、微細構造を有する層の下に弾性率の低い層を設けることが好ましい。
(マスタモールド)
マスタモールド3は、その表面に微細構造体を有するものであれば、材質、形状、厚さなどにより制限されることはない。マスタモールド3の材質としては、例えば、シリコンウエハ、各種金属材料、ガラス、石英、セラミック、各種樹脂材料等のように強度と加工性を有するものであればよい。具体的には、Si、SiC、SiN、多結晶Si、Ni、Cr、Cu、及びこれらを1種以上含むものが例示される。また、被転写基板(上記の支持基材1)が紫外線を透過しない材質の場合には、マスタモールド3が紫外線を透過する必要があるため、石英などの紫外線透過性を有する材料とする。
(紫外線照射装置および紫外線光源)
本発明の微細構造転写用スタンパ5の作製における紫外線照射装置は、樹脂組成物を硬化することができる紫外線を照射可能な光源を搭載する紫外線照射装置であれば、光源の種類や装置構成、照射強度などにより制限されることはない。なお、ナノインプリント工程のスループットやコスト面を考慮すると、少なくとも波長365nmの紫外線を、照射強度50~200mW/cm2で照射することが可能であることが望ましい。紫外線光源としては、超高圧水銀灯やLEDなどが例示される。
(樹脂塗布方法)
上記では支持基材1の表面に樹脂組成物2を塗布した後、マスタモールド3を樹脂組成物2に密着させた。しかしながら、本発明における微細構造転写用スタンパの作製方法は、これに限られず、樹脂組成物2をマスタモールド3に塗布した後、支持基材1を樹脂組成物に密着させる順序でも構わない。
(マスタモールド)
マスタモールド3は、その表面に微細構造体を有するものであれば、材質、形状、厚さなどにより制限されることはない。マスタモールド3の材質としては、例えば、シリコンウエハ、各種金属材料、ガラス、石英、セラミック、各種樹脂材料等のように強度と加工性を有するものであればよい。具体的には、Si、SiC、SiN、多結晶Si、Ni、Cr、Cu、及びこれらを1種以上含むものが例示される。また、被転写基板(上記の支持基材1)が紫外線を透過しない材質の場合には、マスタモールド3が紫外線を透過する必要があるため、石英などの紫外線透過性を有する材料とする。
(紫外線照射装置および紫外線光源)
本発明の微細構造転写用スタンパ5の作製における紫外線照射装置は、樹脂組成物を硬化することができる紫外線を照射可能な光源を搭載する紫外線照射装置であれば、光源の種類や装置構成、照射強度などにより制限されることはない。なお、ナノインプリント工程のスループットやコスト面を考慮すると、少なくとも波長365nmの紫外線を、照射強度50~200mW/cm2で照射することが可能であることが望ましい。紫外線光源としては、超高圧水銀灯やLEDなどが例示される。
(樹脂塗布方法)
上記では支持基材1の表面に樹脂組成物2を塗布した後、マスタモールド3を樹脂組成物2に密着させた。しかしながら、本発明における微細構造転写用スタンパの作製方法は、これに限られず、樹脂組成物2をマスタモールド3に塗布した後、支持基材1を樹脂組成物に密着させる順序でも構わない。
さらに、マスタモールド3及び支持基材1の表面に樹脂組成物2を塗布する方法としては、スピンコート法、ディスペンス法、スプレー法、インクジェット法などが例示されるが、これらに制限されるものではない。ディスペンス法は、滴下する樹脂組成物2の量を簡単に調整でき、作製した微細構造体層4の厚みを制御することができる点で望ましい。
(微細構造転写用スタンパの樹脂組成物)
微細構造体層4を形成する樹脂組成物2は、シルセスキオキサン誘導体と光硬化重合開始剤とを主に含んで構成されている。機械的強度を付与し、微細構造転写用スタンパ5の耐久性を向上させるために、複数の重合性官能基を有するシルセスキオキサン誘導体を用いることが特に望ましい。なお、シルセスキオキサン誘導体成分以外にも樹脂組成物2の構成成分を含んでも良く、特に分子鎖の短いモノマー成分やパーフルオロ骨格を有するフッ素系モノマー成分等は、微細構造体層4の機械的強度や離型性を改善するのに有効な成分となる。すなわち、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物2は、被転写基板に塗布した樹脂(転写対象)との吸着力又は粘着力が小さくなるため、はがしやすくなる。このため、転写対象(被転写体)である樹脂に対する離型処理が不要となる。
<シルセスキオキサン誘導体>
シルセスキオキサン誘導体は、RSiO1.5の組成式で示されるネットワーク状ポリシロキサンの総称である。このシルセスキオキサン誘導体は、構造的には無機シリカ(組成式:SiO2)と有機シリコーン(組成式;R2SiO)との中間に位置付けられ、特性も両者の中間であることが知られている。
(微細構造転写用スタンパの樹脂組成物)
微細構造体層4を形成する樹脂組成物2は、シルセスキオキサン誘導体と光硬化重合開始剤とを主に含んで構成されている。機械的強度を付与し、微細構造転写用スタンパ5の耐久性を向上させるために、複数の重合性官能基を有するシルセスキオキサン誘導体を用いることが特に望ましい。なお、シルセスキオキサン誘導体成分以外にも樹脂組成物2の構成成分を含んでも良く、特に分子鎖の短いモノマー成分やパーフルオロ骨格を有するフッ素系モノマー成分等は、微細構造体層4の機械的強度や離型性を改善するのに有効な成分となる。すなわち、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物2は、被転写基板に塗布した樹脂(転写対象)との吸着力又は粘着力が小さくなるため、はがしやすくなる。このため、転写対象(被転写体)である樹脂に対する離型処理が不要となる。
<シルセスキオキサン誘導体>
シルセスキオキサン誘導体は、RSiO1.5の組成式で示されるネットワーク状ポリシロキサンの総称である。このシルセスキオキサン誘導体は、構造的には無機シリカ(組成式:SiO2)と有機シリコーン(組成式;R2SiO)との中間に位置付けられ、特性も両者の中間であることが知られている。
このようなシルセスキオキサン誘導体の具体例としては、例えば、下記式(1)~(5)で示されるものが挙げられる。ちなみに、下記式(1)は、はしご構造のシルセスキオキサン誘導体を示し、下記式(2)は、ランダム構造のシルセスキオキサン誘導体を示し、下記式(3)は、T8構造のシルセスキオキサン誘導体を示し、下記式(4)は、T10構造のシルセスキオキサン誘導体を示し、下記式(5)は、T12構造のシルセスキオキサン誘導体を示している。なお、シルセスキオキサン誘導体中にジメチルシロキサン骨格を含むものは、離型性の観点から好ましい。
(但し、上記式(1)~(5)中、Rは、相互に同一でも異なっていてもよく、Rは水素原子又は有機基を示すと共に、有機基は2以上、好ましくは3以上の後記する重合性官能基を示す。)
重合性官能基としては、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、及び(メタ)アクリル基からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。重合機構としては、光ラジカル重合、光カチオン重合、光アニオン重合、熱ラジカル重合、熱カチオン重合などが考えられる。
このようなシルセスキオキサン誘導体の重合性官能基は、本発明の微細構造転写用スタンパ5を使用した後記する転写方法で選ばれる硬化性樹脂材料の重合機構と異なる重合機構を有するものが望ましい。具体例としては、転写用の硬化性樹脂材料がラジカル重合性のものである場合には、カチオン重合性もしくはアニオン重合性のシルセスキオキサン誘導体が望ましい。また、転写用の硬化性樹脂材料がカチオン重合性であれば、ラジカル重合性もしくはアニオン重合性のシルセスキオキサン誘導体が望ましい。
シルセスキオキサン誘導体は、上市品を使用することができる。
樹脂組成物中のシルセスキオキサン誘導体の含有率としては、50質量%以上が望ましい。特に、離型性や耐久性を考慮に入れると、樹脂組成物中のシルセスキオキサン誘導体の含有率は、70質量%以上がより好ましい。
<モノマー成分>
シルセスキオキサン誘導体の硬化物特性を改善する目的で添加するモノマー成分としては、ビニル基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、オキセタニル基及びビニルエーテル基からなる群から選ばれる重合性官能基を1つの分子中に2つ以上含有する多官能のものが挙げられ、骨格等に制限はないが、前記したシルセスキオキサン誘導体が有する重合性官能基と同機構で硬化するモノマー成分が望ましい。
<モノマー成分>
シルセスキオキサン誘導体の硬化物特性を改善する目的で添加するモノマー成分としては、ビニル基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、オキセタニル基及びビニルエーテル基からなる群から選ばれる重合性官能基を1つの分子中に2つ以上含有する多官能のものが挙げられ、骨格等に制限はないが、前記したシルセスキオキサン誘導体が有する重合性官能基と同機構で硬化するモノマー成分が望ましい。
エポキシ基を有するモノマー成分としては、例えば、ビスフェノールA系エポキシ樹脂モノマー、水添ビスフェノールA系エポキシ樹脂モノマー、ビスフェノールF系エポキシ樹脂モノマー、ノボラック型エポキシ樹脂モノマー、脂肪族環式エポキシ樹脂モノマー、脂肪族直鎖エポキシ樹脂モノマー、ナフタレン型エポキシ樹脂モノマー、ビフェニル型エポキシ樹脂モノマー、2官能アルコールエーテル型エポキシ樹脂モノマー、パーフルオロ鎖を有するエポキシモノマー等が挙げられる。
オキセタニル基を有するモノマー成分としては、例えば、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、3-エチル-3-(フェノキシメチル)オキセタン、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、オキセタニルシルセスキオキサン、フェノールノボラックオキセタン、パーフルオロ鎖を有するオキセタニルモノマー等が挙げられる。
ビニルエーテル基を有するモノマー成分としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、イソフタル酸ジ(4-ビニロキシ)ブチル、グルタル酸ジ(4-ビニロキシ)ブチル、コハク酸ジ(4-ビニロキシ)ブチルトリメチロールプロパントリビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、パーフルオロ鎖を有するジビニルエーテルモノマー等が挙げられる。
以上、エポキシ基、オキセタニル基及びビニルエーテル基のうちいずれかの官能基を有する有機成分を例示したが、本発明はこれに限定されない。分子鎖中にビニル基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基等の重合性官能基を有するものであれば基本的に本発明に用いることができる。また、本実施形態におけるモノマー成分は、常温で液体のものを想定しているが、固体のものをも使用することもできる。
なお、本実施形態におけるモノマー成分は、1種又は2種以上の組み合わせで使用される。
<光重合反応開始剤>
光重合反応開始剤としては、樹脂組成物に含まれるシルセスキオキサン誘導体や、モノマー成分の重合性官能基に合わせて適宜選択される。特に、カチオン重合反応開始剤は酸素阻害による硬化不良を防ぐ点において望ましい。
<光重合反応開始剤>
光重合反応開始剤としては、樹脂組成物に含まれるシルセスキオキサン誘導体や、モノマー成分の重合性官能基に合わせて適宜選択される。特に、カチオン重合反応開始剤は酸素阻害による硬化不良を防ぐ点において望ましい。
カチオン重合反応開始剤としては、求電子試薬であって、カチオン発生源を有するもので、有機成分を光により硬化させるものであれば特に制限はなく、公知のカチオン重合開始剤を用いることができる。特に、紫外線により重合反応を開始させるカチオン重合反応開始剤は、室温での凹凸構造体の形成が可能となり、より高精度のマスタモールドからのレプリカ形成が可能となるので望ましい。
カチオン重合反応開始剤としては、例えば、鉄-アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体/シリルエーテルや、プロトン酸、ルイス酸等が挙げられる。
また、紫外線により硬化を開始するカチオン重合反応開始剤の具体的な例としては、IRGACURE 261(チバガイギー社製)、アデカオプトマーSP150(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP151(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP152(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP-170(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP171(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP-172(ADEKA社製)、アデカオプトマーSP300(ADEKA社製)UVE-1014(ゼネラルエレクトロニクス社製)、CD-1012(サートマー社製)、サンエイドSI-60L(三新化学工業社製)、サンエイドSI-80L(三新化学工業社製)、サンエイドSI-100L(三新化学工業社製)、サンエイドSI-110(三新化学工業社製)、サンエイドSI-180(三新化学工業社製)、CI-2064(日本曹達社製)、CI-2639(日本曹達社製)、CI-2624(日本曹達社製)、CI-2481(日本曹達社製)、Uvacure 1590(ダイセルUCB社製)、Uvacure 1591(ダイセルUCB社製)、RHODORSIL Photo Initiator 2074(ローヌ・プーラン社製)、UVI-6990(ユニオンカーバイド社製)、BBI-103(ミドリ化学社製)、MPI-103(ミドリ化学社製)、TPS-103(ミドリ化学社製)、MDS-103(ミドリ化学社製)、DTS-103(ミドリ化学社製)、DTS-103(ミドリ化学社製)、NAT-103(ミドリ化学社製)、NDS-103(ミドリ化学社製)、CYRAURE UV I6990(ユニオンカ-バイト日本社製)等が挙げられる。これら重合開始剤は単独で適用することも可能であるが、2種以上を組み合わせて使用することもできる。このほか、公知の重合促進剤及び増感剤等と組み合わせて適用することもできる。
<微細構造体層の厚み>
微細構造体層4の厚みに関しては、被転写基板の反りや被転写基板の表面に存在する突起や異物に追従し、非接触領域を最小限に抑制することができる十分な緩衝作用を発現するのに適したものである必要がある。上記の観点から、微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4は、異物の高さに対して2倍以上の厚みが必要である。具体的にナノインプリント技術の適用製品の使用を考えた場合、突起や異物のサイズを考慮すると、微細構造体の高さに対して4倍以上又は40倍以上の微細構造体層の厚みが必要となると考えらえる。ここで、微細構造体の高さとは、微細構造体を構成する凹凸形状の凸部の高さ又は凹部の深さのことである。
<微細構造体層の厚み>
微細構造体層4の厚みに関しては、被転写基板の反りや被転写基板の表面に存在する突起や異物に追従し、非接触領域を最小限に抑制することができる十分な緩衝作用を発現するのに適したものである必要がある。上記の観点から、微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4は、異物の高さに対して2倍以上の厚みが必要である。具体的にナノインプリント技術の適用製品の使用を考えた場合、突起や異物のサイズを考慮すると、微細構造体の高さに対して4倍以上又は40倍以上の微細構造体層の厚みが必要となると考えらえる。ここで、微細構造体の高さとは、微細構造体を構成する凹凸形状の凸部の高さ又は凹部の深さのことである。
製品適用の具体例としては、ハードディスクドライブ(HDD)では、異物のサイズは直径100nm程度、微細構造体の高さは50nm以下と考えられており、微細構造体層4の厚みは200nm以上、また、LED用基板の加工においては、異物のサイズは直径10μm程度、微細構造体の高さは200nm程度であり、微細構造体層の厚みは20μm以上、さらに、半導体・集積回路では、異物のサイズは直径1μm程度、微細構造体の高さは50nm以下であり、微細構造体層4の厚みは2μm以上が必要となり、微細構造体の高さの40倍以上の微細構造体層5であれば十分に追従性を発現できると考えられる。なお、その他の適用製品を考慮した場合も、微細構造体層4の厚みは、微細構造体の高さの最低でも4倍以上の微細構造体層が必要となる。
上記した厚さとともに、被転写基板の反りや被転写基板の表面に存在する突起や異物に追従し、非接触領域を最小限に抑制することができる十分な緩衝作用を発現するために、微細構造体層4の弾性率としては、2.0GPaよりも小さいことが望ましい。また、スタンパの耐久性、すなわち、微細構造体の変形や破損防止の観点から微細構造体層4の弾性率は、0.4GPa以上であることが望ましい。高い転写精度を実現するためには、1.0GPa以上であるとなお良い。
ここで、微細構造体層4を弾性率の異なる2種以上の層で構成した多層構造として耐久性と追従性の機能を分けることも可能である。すなわち、微細構造体を有する層の弾性率を0.4GPa以上、好ましくは1.0GPa以上とすることで耐久性を確保するとともに、その下層に突起や異物に対する緩衝作用を持たせるために低弾性率の層を配置することもできる。この場合、低弾性率の層の弾性率は0.4GPaより小さくしてもよい。また、緩衝作用を発現する低弾性率の樹脂層である緩衝層は単層でも複数層でも構わない。
なお、本実施形態での弾性率とは、変形のし難さを表す物性値であり、弾性変化内での応力とひずみの間の比例定数を意味する。ちなみに、弾性率は温度に依存するため、材料組成に対して一義的に決まる値ではないが、本実施形態では、光ナノインプリントプロセスの温度条件下である30℃における値とした。
このような樹脂組成物2は、光硬化重合開始剤を除く成分の全てが重合性官能基を有する樹脂であることが望ましい。
しかしながら、製造工程により意図せず混入する反応性官能基を有しない溶剤成分は、樹脂組成物に含まれていても本発明の効果を阻害するものではない。また、樹脂組成物には、本発明の課題を阻害しない範囲で、支持基材1と樹脂組成物2との密着力を強化するための界面活性剤が含まれていてもよい。また、必要に応じて重合禁止剤等の添加剤を加えてもよい。
以上のような光硬化性の樹脂組成物1は、官能基当量が180g/eq以上となっていることが望ましい。特に微細構造体層4の機械的強度を考慮すると官能基当量は150g/eqであるとより良い。さらに、硬化物の硬度をより高くし転写精度を向上させるには130g/eqであるとなお良い。
この樹脂組成物2の官能基当量は、次式(6)及び(7)で示される。
樹脂組成物2に含有される各成分の官能基当量=(各成分の分子量)/(各成分における1分子中の官能基数)・・・式(6)
樹脂組成物2の官能基当量=(各成分の官能基当量の平均値)・・・式(7)
また、微細構造体層を形成する際の微細構造体の寸法精度を良好とするために、この樹脂組成物の硬化収縮率は、8.0%以下であることが望ましい。
樹脂組成物2の官能基当量=(各成分の官能基当量の平均値)・・・式(7)
また、微細構造体層を形成する際の微細構造体の寸法精度を良好とするために、この樹脂組成物の硬化収縮率は、8.0%以下であることが望ましい。
この硬化収縮率(%)は、次式(8)で示される。
硬化収縮率=100×(樹脂組成物の重合体の比重-硬化前の樹脂組成物の比重)/(硬化前の樹脂組成物の比重)・・・式(8)
また、この樹脂組成物の重合体の無機分率、つまり微細構造体層の無機分率は、微細構造体層4の弾性率をより高くでき、高耐久性や微細構造体の高精度転写を実現できるという観点から31質量%以下であることが望ましい。
また、この樹脂組成物の重合体の無機分率、つまり微細構造体層の無機分率は、微細構造体層4の弾性率をより高くでき、高耐久性や微細構造体の高精度転写を実現できるという観点から31質量%以下であることが望ましい。
この無機分率は、樹脂組成物中の無機成分であるSiO1.5の割合であり、次式(9)で示される。
無機分率=100×(樹脂組成物中のSiO1.5に含有されるSi及びOの原子量の和)/(樹脂組成物の平均分子量)・・・式(9)
以上のような、微細構造転写用スタンパ5においては、支持基材1及び微細構造体層4は、光透過性(少なくとも365nmの波長の光を透過する。)を有するように形成することが望ましい。このような微細構造転写用スタンパ5によれば、後記する被転写体の硬化性樹脂材料に光硬化性樹脂を使用することができる。つまり、この微細構造転写用スタンパ5は、光ナノプリント用のレプリカモールドとして使用可能となる。
以上のような、微細構造転写用スタンパ5においては、支持基材1及び微細構造体層4は、光透過性(少なくとも365nmの波長の光を透過する。)を有するように形成することが望ましい。このような微細構造転写用スタンパ5によれば、後記する被転写体の硬化性樹脂材料に光硬化性樹脂を使用することができる。つまり、この微細構造転写用スタンパ5は、光ナノプリント用のレプリカモールドとして使用可能となる。
本発明の微細構造転写用スタンパにおいて重要な点は、以下の通りである。
支持基材の表面に形成された微細構造体層の弾性率を2.0GPaよりも小さくし、その厚さを微細構造体の高さの4倍以上、好ましく40倍以上とすることで、被転写基板の反りや被転写基板の表面に存在する突起や異物に追従させる。また、少なくとも微細構造体が形成された層を構成する材料を、シルセスキオキサン誘導体を主成分とする重合体とすることでスタンパの離型処理を不要にする。また、少なくとも微細構造体が形成された層の弾性率を0.4GPa以上、好ましくは1.0GPa以上とすることで耐久性を確保する。上記関係を満たせば、微細構造体層は単一の層でも多層構造であってもよい。
(微細構造転写用スタンパによる光硬化性樹脂への微細構造体の転写方法)
次に、上記微細構造転写用スタンパ5を使用した微細構造体の転写方法について説明する。
(微細構造転写用スタンパによる光硬化性樹脂への微細構造体の転写方法)
次に、上記微細構造転写用スタンパ5を使用した微細構造体の転写方法について説明する。
図3A~3Dは、微細構造転写用スタンパ5の微細構造体を被転写体に転写する工程を示す模式図である。
この転写方法では、図3Aに示すように、被転写基板12の表面に硬化性樹脂材料13を設けた被転写体105が使用される。
被転写基板12としては、特に制限はなく、微細構造を転写して得られる微細構造体の用途に応じて適宜に設定することができ、具体的には、例えば、シリコンウエハ、各種金属材料、ガラス、石英、セラミック、各種樹脂材料等が例示され、強度及び加工性を有するものであれば良い。また、基板表面には必要に応じて、金属層、樹脂層、酸化膜層などの常用の薄膜を形成し、多層構造体とすることもできる。形状は特に制限されないが、円形の板状のものは回転法により液状樹脂を塗布する上で好ましい。また、中心に同心円状の穴を有する円形基板も本発明の基板に含まれる。
硬化性樹脂材料13としては、反応性を有する複数の成分から構成され、室温における粘度が低いものであれば基本的に本発明に用いることができる。特に、光硬化性を有する材料は硬化の際の時間を短縮する上で好ましい。したがって、例えば、合成樹脂材料に感光性物質を添加したものを使用することができる。合成樹脂材料としては、例えば、主成分がシクロオレフィンポリマ、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール(PVA)などが使用できる。感応性物質としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリルなど)、ケトン類(例えば、ベンゾイン、アセトンなど)、ジアミノベンゼン、金属系錯塩類、染料類等が挙げられる。硬化性樹脂材料13を塗布し薄膜化した液状樹脂は、レジスト膜と呼ばれることもある。
硬化性樹脂材料13として、光硬化性または熱硬化性樹脂の少なくともいずれかを使用する場合には、前記したように、前記樹脂組成物の主成分であるシルセスキオキサン誘導体の硬化機構と異なる硬化機構を有する光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が望ましい。
この転写方法は、被転写体105の硬化性樹脂材料13に微細構造転写用スタンパが型押しされることで、硬化性樹脂材料13に微細構造体が転写されて微細構造体が得られる。なお、前記したように、微細構造転写用スタンパ5の支持基材1及び微細構造体層4を、波長365nm以上の光が透過可能となるように形成することで、硬化性樹脂材料13として光硬化性樹脂を使用することができる。
図3Bは、被転写体105に微細構造転写用スタンパ5を押し付ける工程を示したものである。
微細構造体層4の凹凸に対応して硬化性樹脂材料13が変形している。これにより、微細構造体層4の凹凸が硬化性樹脂材料13に転写される。
図3Cは、被転写体105に微細構造転写用スタンパ5を押し付けた状態で紫外線14を照射する工程を示したものである。
本図においては、微細構造転写用スタンパ5を透過した紫外線14を硬化性樹脂材料13に照射する構成となっている。すなわち、硬化性樹脂材料13は、光硬化性樹脂を用いている。このため、微細構造転写用スタンパ5を構成する支持基材1及び微細構造体層4は、紫外線14を透過する材料で形成されている。ここで、紫外線14の波長は、200~400nmが望ましく、365~400nmが更に望ましい。なお、硬化性樹脂材料13は、可視光(波長400~700nm)によって硬化する材料であってもよい。
図3Dは、被転写体105から微細構造転写用スタンパ5を取り外した状態を示したものである。
本図に示す状態において、硬化性樹脂材料13は硬化し、転写された形状を保持している。
(微細構造転写装置)
次に、本発明における微細構造転写装置の一実施形態について説明する。
(微細構造転写装置)
次に、本発明における微細構造転写装置の一実施形態について説明する。
図4は、微細構造転写装置における微細構造転写機構の構成の一例を示す概要側面図である。
図示されているように、本発明の微細構造転写装置は、主に、樹脂塗布機構16、基板ハンドリング機構17、位置合わせ機構18、加圧機構19及び剥離機構20で構成される微細構造転写機構21を有する。本実施形態の微細構造転写装置の微細構造転写機構によれば、樹脂塗布機構16から剥離機構20に向かって直線的に処理が行われる。
<樹脂塗布機構>
微細構造転写装置の樹脂塗布機構16は、基板の表面に樹脂を塗布できる機構であれば特に制限はなく、ディスペンス法、インクジェット法、スプレー法、スピンコート法などが例示される。特にスピンコート法は、基板全面にわたり、薄膜を均一に形成することができる点において好ましい。スピンコート法の場合、樹脂を滴下する際のタイミング、滴下位置、滴下量が制御可能で、かつ、スピン回転数、スピン保持時間の他、予定の回転数に至るまでの時間も制御可能な物が塗布膜厚を制御する上で好ましい。
<基板ハンドリング機構>
図4における微細構造転写装置の基板ハンドリング機構17は、公知慣用のハンドリング機構を使用することができる。基板の保持方法としては基板端部をメカニカルにホールドする方式や基板の表面または裏面を真空吸着する方式が例示される。図中、符号17-1は昇降可能で、かつ、回転可能な垂直ハンドリングアームを示し、17-2は伸縮可能な水平ハンドリングアームを示す。伸縮可能な水平ハンドリングアーム17-3により、樹脂塗布機構16の上部を移動して基板ロード位置15に載置されている被転写基板12をホールドし、その後、樹脂塗布機構16のスピンドルチャック16-2に移送することができる。また、同様に樹脂塗布機構16のスピンドルチャック16-2から位置合わせ機構の下部ステージ19-2に移送することができる。樹脂塗布ノズル16-1からは、所定の樹脂液を供給することができるようになっている。
<位置合わせ機構>
微細構造転写装置の位置合わせ機構18とは、被転写体上の特定の位置に微細構造体を転写するために微細構造転写用スタンパと被転写体との相対位置を合わせるための機構である。具体的には、微細構造転写用スタンパのアライメントマークと被転写基板12上のアライメントマーク又は被転写基板12端部のような特定の部分との相対位置をCCD等の光学的なデバイスを用いて認識した後、所定のアルゴリズムにより微細構造転写用スタンパか被転写基板12側のいずれかを移動させて位置合わせを行う。このほか、被転写基板12の形状が常に同じ場合には、基板の所定の端部を機械的に保持することで簡易的に位置合わせをする機構でも良い。
<加圧機構>
微細構造転写装置の加圧機構19は、樹脂が塗布された被転写基板12に対し微細構造転写用スタンパ5を押し当て、樹脂を硬化させる機構を有している。加圧機構19は、上部ヘッド部19-1及び下部ステージ部19-2を有しており、この上部ヘッド部19-1は、例えば、支持アーム19-7等により支持させることができる。また、加圧に際しては、上部ヘッド部10-1または下部ステージ部19-2のいずれかを上下に移動することにより加圧を実施する。この場合、支持アーム19-7を適当な昇降機構に接続させることができる。加圧のための推力としては、ボールネジとモータの組み合わせによるものの他、空気圧や油圧を用いることもできる。本発明における微細構造転写装置の加圧機構19の加圧推力は適宜制御可能であり、10Nから1KN程度の推力を有する。また、制御の方法としては、ロードセルによるフィードバック制御が好ましく例示される。さらに、本発明の加圧機構19の下部ステージ部19-2は、微細構造体装置における被転写基板12の移動方向と平行な方向に移動可能な構造である。また、本発明の加圧機構19の上部ヘッド部19-1は、樹脂を硬化させるための紫外線照射機構19-4を内蔵している。別法として、紫外線照射機構19-4を下部ステージ部19-2側に配設してもよい。さらに、下部ステージ部19-2の上面に弾性体から成る緩衝層19-6を配設してもよい。このような緩衝層の使用は、被転写基板12や微細構造転写用スタンパのうねりを吸収し均一な加圧を実現するのに好ましい。このほか、図示されていないが、本発明の加圧機構19には上部ヘッド部19-1と下部ステージ部19-2との平行度を確保するための平行度調整機構を配設することもできる。
<微細構造体層を有するスタンパ>
微細構造転写装置の微細構造体層を有するスタンパ19-3は、上述した支持基材1の表面に微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5が使用される。
<剥離機構>
微細構造転写装置の剥離機構20は、加圧機構19において加圧し、樹脂を硬化させた後、スタンパ19-3に密着されている被転写基板12をスタンパ19-3から剥離するためのものである。剥離に際しては、本剥離機構20がスタンパ19-3に密着した基板の下部に移動した後、剥離機構20または上部ヘッド部19-1のいずれかが上下方向に移動し、被転写基板12と剥離機構20とが接触し、剥離機構20に被転写基板12が固定された後、再度、上部ヘッド部19-1又は剥離機構20のいずれかが上下方向に移動することで、被転写基板12をスタンパ19-3より剥離する機構を有する。剥離機構20の基板の固定方式としては、被転写基板12の端部を機械的に保持する方法の他、真空吸着や静電的な吸着等が好ましい。上部ヘッド部19-1とスタンパ19-3との間には、上部緩衝層19-5が設けてある。また、剥離機構20の剥離チャック20-1には、被転写基板12の端部のみを接触させるためのOリング20-2と吸着キャビティ20-3とが形成されている。
<樹脂塗布機構>
微細構造転写装置の樹脂塗布機構16は、基板の表面に樹脂を塗布できる機構であれば特に制限はなく、ディスペンス法、インクジェット法、スプレー法、スピンコート法などが例示される。特にスピンコート法は、基板全面にわたり、薄膜を均一に形成することができる点において好ましい。スピンコート法の場合、樹脂を滴下する際のタイミング、滴下位置、滴下量が制御可能で、かつ、スピン回転数、スピン保持時間の他、予定の回転数に至るまでの時間も制御可能な物が塗布膜厚を制御する上で好ましい。
<基板ハンドリング機構>
図4における微細構造転写装置の基板ハンドリング機構17は、公知慣用のハンドリング機構を使用することができる。基板の保持方法としては基板端部をメカニカルにホールドする方式や基板の表面または裏面を真空吸着する方式が例示される。図中、符号17-1は昇降可能で、かつ、回転可能な垂直ハンドリングアームを示し、17-2は伸縮可能な水平ハンドリングアームを示す。伸縮可能な水平ハンドリングアーム17-3により、樹脂塗布機構16の上部を移動して基板ロード位置15に載置されている被転写基板12をホールドし、その後、樹脂塗布機構16のスピンドルチャック16-2に移送することができる。また、同様に樹脂塗布機構16のスピンドルチャック16-2から位置合わせ機構の下部ステージ19-2に移送することができる。樹脂塗布ノズル16-1からは、所定の樹脂液を供給することができるようになっている。
<位置合わせ機構>
微細構造転写装置の位置合わせ機構18とは、被転写体上の特定の位置に微細構造体を転写するために微細構造転写用スタンパと被転写体との相対位置を合わせるための機構である。具体的には、微細構造転写用スタンパのアライメントマークと被転写基板12上のアライメントマーク又は被転写基板12端部のような特定の部分との相対位置をCCD等の光学的なデバイスを用いて認識した後、所定のアルゴリズムにより微細構造転写用スタンパか被転写基板12側のいずれかを移動させて位置合わせを行う。このほか、被転写基板12の形状が常に同じ場合には、基板の所定の端部を機械的に保持することで簡易的に位置合わせをする機構でも良い。
<加圧機構>
微細構造転写装置の加圧機構19は、樹脂が塗布された被転写基板12に対し微細構造転写用スタンパ5を押し当て、樹脂を硬化させる機構を有している。加圧機構19は、上部ヘッド部19-1及び下部ステージ部19-2を有しており、この上部ヘッド部19-1は、例えば、支持アーム19-7等により支持させることができる。また、加圧に際しては、上部ヘッド部10-1または下部ステージ部19-2のいずれかを上下に移動することにより加圧を実施する。この場合、支持アーム19-7を適当な昇降機構に接続させることができる。加圧のための推力としては、ボールネジとモータの組み合わせによるものの他、空気圧や油圧を用いることもできる。本発明における微細構造転写装置の加圧機構19の加圧推力は適宜制御可能であり、10Nから1KN程度の推力を有する。また、制御の方法としては、ロードセルによるフィードバック制御が好ましく例示される。さらに、本発明の加圧機構19の下部ステージ部19-2は、微細構造体装置における被転写基板12の移動方向と平行な方向に移動可能な構造である。また、本発明の加圧機構19の上部ヘッド部19-1は、樹脂を硬化させるための紫外線照射機構19-4を内蔵している。別法として、紫外線照射機構19-4を下部ステージ部19-2側に配設してもよい。さらに、下部ステージ部19-2の上面に弾性体から成る緩衝層19-6を配設してもよい。このような緩衝層の使用は、被転写基板12や微細構造転写用スタンパのうねりを吸収し均一な加圧を実現するのに好ましい。このほか、図示されていないが、本発明の加圧機構19には上部ヘッド部19-1と下部ステージ部19-2との平行度を確保するための平行度調整機構を配設することもできる。
<微細構造体層を有するスタンパ>
微細構造転写装置の微細構造体層を有するスタンパ19-3は、上述した支持基材1の表面に微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5が使用される。
<剥離機構>
微細構造転写装置の剥離機構20は、加圧機構19において加圧し、樹脂を硬化させた後、スタンパ19-3に密着されている被転写基板12をスタンパ19-3から剥離するためのものである。剥離に際しては、本剥離機構20がスタンパ19-3に密着した基板の下部に移動した後、剥離機構20または上部ヘッド部19-1のいずれかが上下方向に移動し、被転写基板12と剥離機構20とが接触し、剥離機構20に被転写基板12が固定された後、再度、上部ヘッド部19-1又は剥離機構20のいずれかが上下方向に移動することで、被転写基板12をスタンパ19-3より剥離する機構を有する。剥離機構20の基板の固定方式としては、被転写基板12の端部を機械的に保持する方法の他、真空吸着や静電的な吸着等が好ましい。上部ヘッド部19-1とスタンパ19-3との間には、上部緩衝層19-5が設けてある。また、剥離機構20の剥離チャック20-1には、被転写基板12の端部のみを接触させるためのOリング20-2と吸着キャビティ20-3とが形成されている。
なお、微細構造転写装置として図4に示す構成は一例であり、ナノインプリント法に用いられる微細構造転写装置に本発明の微細構造転写用スタンパを適用することが可能であり、本発明の微細構造転写用スタンパの利点を得ることが可能である。微細構造転写装置としては、少なくとも加圧機構を備える一対の加圧ステージと、被転写体を軟化させる加熱機構または被転写体の光硬化性樹脂を硬化させるための光源を備えるものであれば良い。
以上のような、本実施形態に係る微細構造転写用スタンパ5によれば、シルセスキオキサン誘導体、及びモノマー成分を主成分とする樹脂組成物の重合体(硬化物)で形成された微細構造体層4を支持基材1の表面に有しているので、被転写体に対して、離型処理を必要とせず、高精度で連続転写が可能となる。この際、被転写体の硬化性樹脂材料13の硬化機構と異なる硬化機構を有するシルセスキオキサン誘導体で微細構造体層4を形成することで、微細構造転写用スタンパ5は更に離型性に優れたものとなる。このように離型処理を必要とせずに、連続転写性を向上させることができる微細構造転写用スタンパ5は、微細構造体の製造時における工程を簡略化することができ、ランニングコスト低減によるプロセスコストを低減することができる。なお、本スタンパを搭載した微細構造転写装置においても、離型処理工程の削減による装置機構の簡略化、ランニングコスト低減等から大幅な低コスト化が図れる。また、本スタンパを搭載した図4に示す微細構造転写装置を用いれば、高精度の転写が自動で繰り返し実施することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、支持基材1の表面に微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5について説明したが、支持基材1の微細構造体層4とは反対側の面に、更に他の基板を配置することができる。
図2Bは、本発明の他の実施形態に係る微細構造転写用スタンパ5を示す模式図である。
図2Bに示すように、この微細構造転写用スタンパ5は、微細構造体層4を設けた支持基材1の反対側の面に、弾性プレート10と、光透過性硬質基板11とをこの順番に設けたものである。なお、この微細構造転写用スタンパ5は、図3A~3Dに示す被転写体105の硬化性樹脂材料として光硬化性樹脂組成物を使用することを想定しており、微細構造体層4、支持基材1、及び弾性プレート10は、光透過性のものが使用されている。
弾性プレート10は、ゴム部材で形成されている。このゴム部材の具体例としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性プレート10の厚さは、3mm~15mmの範囲が好ましい。
光透過性硬質基板11としては、例えば、透明性を有するガラス板、石英板、プラスチック板等が挙げられる。プラスチック板としては、例えば、アクリル樹脂板、硬質塩化ビニル板等が挙げられる。光透過性硬質基板11の厚さは、10mm~30mmの範囲が好ましい。
支持基材1、弾性プレート10、及び光透過性硬質基板11は、相互に接着剤を使用して接合することができる。この接着剤としては、光透過性の接着剤を使用することができ、例えば、アクリルゴム系光学接着剤、UV硬化型ポリエステル樹脂等が挙げられる。
これらの弾性プレート10と光透過性硬質基板11とは、別途用意した治具(リング等)や締結具(ボルト等)を使用して相互に機械的に接合することができる。また、光透過性硬質基板9に吸引孔を形成すると共に、この吸引孔を介して弾性プレート10を吸引ポンプで吸着することもできる。なお、この吸着と前記した機械的な接合とは、併用することもできる。
以上のような図2Bの微細構造転写用スタンパ5によれば、これを図3A~3Dに示す被転写体105に押し付けて微細構造体を転写する際に、弾性プレート10の発揮する弾性によって、微細構造体層4が図3A~3Dに示す硬化性樹脂材料13を均等な力で押圧するので、微細構造体を精度よく硬化性樹脂材料13に転写することができる。また、微細構造体層4が図3A~3Dに示す硬化性樹脂材料13を均等な力で押圧するので、微細構造体層4と硬化性樹脂材料13との間に空気が巻き込まれるのを、より確実に防止することができる。
ちなみに、前記したように、弾性プレート10の厚さを3mm以上とすることによって、支持基材1及び微細構造体層4を必要十分に変形させることができるので、微細構造体の転写精度は、より一層高められる。また、弾性プレート10の厚さを15mm以下とすることによって、この微細構造転写用スタンパ5を使用した転写時に、弾性プレートの面方向の変形を抑え、支持基材1が横方向にずれることを、より確実に防止することができる。このことによっても、微細構造体の転写精度は、より一層高められる。
また、図2Bに示される微細構造転写用スタンパ5によれば、光透過性硬質基板11の発揮する剛性によって、微細構造転写用スタンパ5の機械的強度を、より向上させることができる。
ちなみに、前記したように、光透過性硬質基板9は厚さを10mm以上とすることによって、微細構造転写用スタンパ5に、十分な機械的強度を付与することができる。また、光透過性硬質基板11の厚さを30mm以下とすることによって、光透過性硬質基板9の光透過性を良好に維持することができる。
〔実施例〕
次に、実施例を示しながら本発明を更に具体的に説明する。以下の説明において使用する「部」及び「%」は、特に示さない限りすべて質量基準である。
〔実施例1〕
本実施例では、図1A~1Cに示す工程で微細構造転写用スタンパ5を作製した。
<樹脂組成物2の調製>
はじめに、下記表1に示すように、複数のオキセタニル基を有するシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)10部とカチオン重合開始剤であるアデカオプトマーSP-172(ADEKA社製、表中では示されていない。調製した全ての樹脂組成物中に同量添加。)0.6部を配合し、均一になるまでミックスローターを用いて撹拌することで微細構造体層4を形成するための光硬化性の樹脂組成物2を調製した。
<微細構造転写用スタンパの作製>
次に、支持基材1として、表面にエポキシ基を有するシランカップリング剤であるKBM403(信越シリコーン社製)を気相蒸着により表面処理した20mm×20mm、厚さ0.7mmのガラス板を準備した。このとき、使用したKBM403の量は10μl(マイクロリットル)、真空蒸着用チャンバの体積は0.1m3である。支持基材1の上記処理表面に、微細構造体層4となる樹脂組成物2を10μl塗布した(図1A参照)。次に、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)によってその表面を離型処理したシリコン(Si)製のマスタモールド3を準備した(図1A参照)。このマスタモールド3に形成された微細構造体は、ラインアンドスペースパターン(ランド幅50nm、ピッチ90nm、高さ50nm)であった。
〔実施例〕
次に、実施例を示しながら本発明を更に具体的に説明する。以下の説明において使用する「部」及び「%」は、特に示さない限りすべて質量基準である。
〔実施例1〕
本実施例では、図1A~1Cに示す工程で微細構造転写用スタンパ5を作製した。
<樹脂組成物2の調製>
はじめに、下記表1に示すように、複数のオキセタニル基を有するシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)10部とカチオン重合開始剤であるアデカオプトマーSP-172(ADEKA社製、表中では示されていない。調製した全ての樹脂組成物中に同量添加。)0.6部を配合し、均一になるまでミックスローターを用いて撹拌することで微細構造体層4を形成するための光硬化性の樹脂組成物2を調製した。
<微細構造転写用スタンパの作製>
次に、支持基材1として、表面にエポキシ基を有するシランカップリング剤であるKBM403(信越シリコーン社製)を気相蒸着により表面処理した20mm×20mm、厚さ0.7mmのガラス板を準備した。このとき、使用したKBM403の量は10μl(マイクロリットル)、真空蒸着用チャンバの体積は0.1m3である。支持基材1の上記処理表面に、微細構造体層4となる樹脂組成物2を10μl塗布した(図1A参照)。次に、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)によってその表面を離型処理したシリコン(Si)製のマスタモールド3を準備した(図1A参照)。このマスタモールド3に形成された微細構造体は、ラインアンドスペースパターン(ランド幅50nm、ピッチ90nm、高さ50nm)であった。
次に、図1Bに示すように、加圧力0.1MPaでマスタモールド3を樹脂組成物2に押し付けた状態で、超高圧水銀灯を搭載した紫外線照射装置SP-7(ウシオ電機社製)を用いて、波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間、支持基材1側より照射して、樹脂組成物2を硬化させた。この時、マスタモールド3と支持基材1の間隔が30μmとなるように調整した。そして、図1Cに示すように、マスタモールド3を真空吸着により固定した後、硬化した樹脂組成物2(図1B参照)からマスタモールド4を剥離することで、支持基材1の表面に微細構造体層4を形成して本実施例の微細構造転写用スタンパ5を作製した。この微細構造転写用スタンパ5は、支持基材1と微細構造体層4との2層構成(表1において、スタンパ構成として記す。)となっている。
次に、微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を求めた。その結果を表1に示す。
<微細構造体の転写>
次に、この微細構造転写用スタンパ5を用いて連続転写を実施した。図3A~3Dに示す被転写体には、被転写基板12としての直径2インチのシリコンウエハの表面に、硬化性樹脂材料13としてのアクリレート系モノマーを主成分とする光ラジカル重合性の樹脂組成物を塗布したものを使用した。本実施例では、被転写基板12であるシリコンウエハへの硬化性樹脂材料13の塗布には、スピンコート法を用いた。スピンコート法の条件としては、塗布量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間15秒とした。なお、シリコンウエハはアクリレート基を有するシランカップリング剤であるKBM510により、支持基材1の表面処理と同様の方法で気相蒸着により表面処理したものを用いた。
<微細構造体の転写>
次に、この微細構造転写用スタンパ5を用いて連続転写を実施した。図3A~3Dに示す被転写体には、被転写基板12としての直径2インチのシリコンウエハの表面に、硬化性樹脂材料13としてのアクリレート系モノマーを主成分とする光ラジカル重合性の樹脂組成物を塗布したものを使用した。本実施例では、被転写基板12であるシリコンウエハへの硬化性樹脂材料13の塗布には、スピンコート法を用いた。スピンコート法の条件としては、塗布量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間15秒とした。なお、シリコンウエハはアクリレート基を有するシランカップリング剤であるKBM510により、支持基材1の表面処理と同様の方法で気相蒸着により表面処理したものを用いた。
そして、微細構造転写用スタンパ5を用いて、微細構造転写用スタンパの追従性、離型性、及び耐久性の評価を実施した。
<追従性の評価>
追従性は、以下の方法により評価した。
<追従性の評価>
追従性は、以下の方法により評価した。
被転写基板12の表面に硬化性樹脂材料13をスピンコート法により塗布した後、硬化性樹脂材料13の塗布膜の表面にシリカ製ビーズ62を分散させ(図21A参照)、その上から微細構造転写用スタンパ5で硬化性樹脂材料13に0.1MPa程度加圧することで転写(図21B参照)を実施し、微細構造体が転写された硬化性樹脂材料を走査型電子顕微鏡、レーザ顕微鏡によりシリカ製ビーズ62周辺の非接触距離63を測定することで、評価した。なお、シリカ製ビーズ62は、直径0.1、1、10μmの3種類を用いて評価を実施した。追従性の指標としてシリカ製ビーズの高さ64に対する非接触距離63の割合を算出(図21C参照)し、その値が3未満のものに関し追従性が良好とし、3以上のものに関し追従性が不良と判定した。表1及び表2において、追従性が特に良好なものを「◎」、追従性が良好なものを「○」、追従性が不良な物を「×」と記す。また、表中の左向き矢印は、「同左」を意味する(表3においても同じ。)。
<離型性の評価>
離型性は、以下の方法により評価した。
<離型性の評価>
離型性は、以下の方法により評価した。
まず、微細構造転写用スタンパ5を構成する樹脂組成物2による平坦な樹脂硬化物層をKBM403で表面処理したガラス基板65の表面に形成した。その後、硬化性樹脂材料13を0.5μl滴下し、上からKBM5103(信越シリコーン社製)で表面処理をしたガラス基板を押し当て、紫外線を照射し硬化性樹脂材料を硬化させた。この際、KBM5103は、KBM403と同様に真空蒸着による処理を実施し、ガラス基板を押し当てる際は50μmの間隔ができるようにギャップ形成用テープ69で調整し、厚さ50μmの直径1.5mm程度の液滴状硬化性樹脂67を形成した(図22参照)。その状態で、超高圧水銀灯を搭載した紫外線照射装置SP-7(ウシオ電機社製)を用いて、波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間、照射して、液状硬化性樹脂を硬化させた。その後、KBM5103処理を施したガラス基板側から0.5mm/sの速度で剥離方向68へ引張力を加え、樹脂組成物の硬化物層と硬化性樹脂材料を剥離させ、剥離した時の力(剥離力)を測定し、離型性の指標とした。剥離力が2MPa未満のものについては、離型性が良好と判定し、2MPa以上のものについては、離型性が不良と判定した。表1及び表2において、離型性が非常に良好なものを「◎」、離型性が良好なものを「○」、離型性が不良なものを「×」と記す。
<耐久性の評価>
耐久性は、以下の方法により評価した。
<耐久性の評価>
耐久性は、以下の方法により評価した。
微細構造転写用スタンパ5による硬化性樹脂材料13への50回連続転写を実施することで、微細構造転写用スタンパ5の耐久性の評価を行った。50回の転写後も微細構造転写用スタンパ5における微細構造体層4の微細構造体の形状が良好に維持されたものを良好と判定し、50回に満たないうちに微細構造体層4の微細構造体が破損したものを不良と判定した。表1において、耐久性が非常に良好なものを「◎」、耐久性が良好なものを「○」と記し、不良なものを「×」と記す。なお、離型性が不良であって耐久性評価が実施できなかったものに関しては「-」と記す。
〔実施例2〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、8個のエポキシ基を有するシルセスキオキサン誘導体SQ-4 OG(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(b)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例2〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、8個のエポキシ基を有するシルセスキオキサン誘導体SQ-4 OG(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(b)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ3を用いて実施例1と同様に実験を実施し微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例3〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、3個のエポキシ基を有するシルセスキオキサン誘導体Tris[(epoxy-propoxypropyl) dimethylsilyloxy]-POSS(R)(ALDRICH社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(c)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例3〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、3個のエポキシ基を有するシルセスキオキサン誘導体Tris[(epoxy-propoxypropyl) dimethylsilyloxy]-POSS(R)(ALDRICH社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(c)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例4〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表1においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例4〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表1においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例5〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製、表1においてモノマー成分(b)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例5〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製、表1においてモノマー成分(b)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例6〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例6〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例7〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を3部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例7〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を3部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例8〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を6部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を4部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例8〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を6部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表1において、モノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を4部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例9〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表1において、モノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例9〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表1において、モノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例10〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表1においてモノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を3部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例10〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表1において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表1において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表1においてモノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を3部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表1に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例11〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表2において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表2において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表2においてモノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を2部、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表2においてモノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表2において、SQ(a)としてのシルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表2において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7部とし、3-エチル-3-{[3-エチルオキセタン-3-イル]メトキシメチル}オキセタン(東亞合成社製、表2においてモノマー成分(c)と記す。以下同じ。)を2部、パーフルオロ骨格を有するジエポキシである1、4-ビス(2、3-エポシキプロピル)パーフルオロブタン(ダイキン工業社製、表2においてモノマー成分(d)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例12〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、シルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表2において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、1、4-ブタンジオールジビニルエーテル(日本カーバイド株式会社製、表2においてモノマー成分(e)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
〔実施例12〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、シルセスキオキサン誘導体OX-SQ SI-20(東亞合成社製、表2において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を9部とし、1、4-ブタンジオールジビニルエーテル(日本カーバイド株式会社製、表2においてモノマー成分(e)と記す。以下同じ。)を1部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例13〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物を調製した。
〔実施例13〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物を調製した。
微細構造転写用スタンパの作製は、次の手順で行った(図示省略)。
まず、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)で離型処理を施した実施例1と同様のマスタモールドを準備した。
次に、このマスタモールドの微細構造体が形成された面に、樹脂組成物2をスピンコート法によって塗布した後、これに波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間照射して硬化させた。スピンコートの条件としては、樹脂組成物滴2の滴下量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間90秒とした。
次に、この硬化した樹脂組成物2層の表面に光硬化性のエポキシ系樹脂をスピンコート法にて塗布した後、これに光透過性を有する高弾性の支持基材1であるガラスを押し付けた状態で、エポキシ系樹脂を硬化させた。なお、支持基材1のエポキシ系樹脂と接する面には、KBM403(信越シリコーン社製)の真空蒸着とその後の加熱処理により表面処理を施した。このとき、使用したKBM403の量は10μl、真空蒸着用チャンバの体積は0.1m3であり、加熱温度は125℃、加熱時間は10分間とした。
そして、マスタモールドを剥離することで、実施例1の樹脂組成物が硬化した微細構造体層、硬化したエポキシ系樹脂からなる支持層、及び支持基材1であるガラス板(20mm×20mm、厚さ0.7mm)がこの順番に積層された3層構成(表1においてスタンパ構成として記す。)の微細構造転写用スタンパ5を作製した。なお、最終的な支持層を含む微細構造体層の厚さは合計30μmとなるように調整した。
なお、この微細構造転写用スタンパにおける支持層は、微細構造体層4よりも低弾性となっている。また、ガラス板は、微細構造体層4及び支持層よりも高弾性となっている。表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例14〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
〔実施例14〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例15〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物を調製した。
〔実施例15〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物を調製した。
微細構造転写用スタンパの作製は、次の手順で行った(図示省略)。
まず、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)で離型処理を施した実施例1と同様のマスタモールドを準備した。
次に、このマスタモールドの微細構造体が形成された面に、樹脂組成物2をスピンコート法によって塗布した後、これに波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間照射して硬化させた。スピンコートの条件としては、樹脂組成物2の滴下量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間90秒とした。
次に、この硬化した樹脂組成物2層の表面に光硬化性の不飽和ポリエステルをスピンコート法にて塗布した後、これに紫外線を照射して硬化させることで第1支持層を形成した。
次に、この第1支持層の表面に光硬化性のエポキシ系樹脂をスピンコート法にて塗布した後、これに光透過性を有する高弾性の支持基材1であるガラス板を押し付けた状態で、エポキシ系樹脂を硬化させて第1支持層と支持基材1との間に第2支持層を形成した。なお、支持基材1のエポキシ系樹脂と接する面には、KBM403(信越シリコーン社製)によりカップリング処理を施した。
そして、マスタモールドを剥離することで、実施例1の樹脂組成物が硬化した微細構造体層4、硬化した不飽和ポリエステルからなる第1支持層、硬化したエポキシ系樹脂からなる第2支持層、及び高弾性の支持基材1であるガラス板(20mm×20mm、厚さ0.7mm)がこの順番に積層された4層構成(表1において、スタンパ構成として記す。)の微細構造転写用スタンパを作製した。
なお、この微細構造転写用スタンパにおける第1支持層は、微細構造体層4よりも低弾性となっている。第2支持層は、第1支持層よりも低弾性となっており、ガラスで形成された支持基材は、第2支持層よりも高弾性となっている。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例16〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例15と同様の方法で作製した。
〔実施例16〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例15と同様の方法で作製した。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例17〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物2を調製した。微細構造転写用スタンパ5の作製は、次の手順で行った(図示省略)。
〔実施例17〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物2を調製した。微細構造転写用スタンパ5の作製は、次の手順で行った(図示省略)。
まず、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)で離型処理を施した実施例1と同様のマスタモールドを準備した。
次に、このマスタモールドの微細構造体が形成された面に、樹脂組成物2をスピンコート法によって塗布した後、これに波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間照射して硬化させた。スピンコートの条件としては、樹脂組成物2の滴下量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間90秒とした。
次に、この硬化した樹脂組成物2層の表面に光硬化性の光硬化性のエポキシ系樹脂をスピンコート法にて塗布した後、これに紫外線を照射して硬化させることで第1支持層を形成した。
次に、この硬化した樹脂組成物2層の表面に光硬化性の不飽和ポリエステルをスピンコート法にて塗布した後、これに紫外線を照射して硬化させることで第2支持層を形成した。
次に、この第2支持層の表面に光硬化性のエポキシ系樹脂をスピンコート法にて塗布した後、これに光透過性を有する高弾性の支持基材1であるガラス板を押し付けた状態で、エポキシ系樹脂を硬化させて第2支持層と支持基材1との間に第3支持層を形成した。なお、支持基材のエポキシ系樹脂と接する面には、KBM403(信越シリコーン社製)によりカップリング処理を施した。
そして、マスタモールドを剥離することで、実施例1の樹脂組成物2が硬化した微細構造体層4、硬化したエポキシ系樹脂から成る第1支持層、硬化した不飽和ポリエステルからなる第2支持層、硬化したエポキシ系樹脂からなる第3支持層、及び高弾性の支持基材1であるガラス板(20mm×20mm、厚さ0.7mm)がこの順番に積層された5層構成(表1において、スタンパ構成として記す。)の微細構造転写用スタンパ5を作製した。
なお、この微細構造転写用スタンパ5における第1支持層は、微細構造体層4よりも低弾性となっている。第2支持層は、第1支持層よりも低弾性となっており、ガラスで形成された支持基材1は、第2支持層よりも高弾性となっている。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例18〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例17と同様の方法で作製した。
〔実施例18〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例17と同様の方法で作製した。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例19〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物2を調製した。
〔実施例19〕
本実施例では、実施例1と同様の樹脂組成物2を調製した。
微細構造転写用スタンパ5の作製は、次の手順で行った(図示省略)。
まず、OPTOOL DSX(ダイキン工業社製)で離型処理を施した実施例1と同様のマスタモールドを準備した。
次に、このマスタモールドの微細構造体が形成された面に、樹脂組成物2をスピンコート法によって塗布した後、これに波長365nm、照射強度60mW/cm2の紫外線を480秒間照射して硬化させた。スピンコートの条件としては、樹脂組成物2の滴下量0.5ml、スピン回転数5000rpm、スピン時間90秒とした。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
次に、この硬化した樹脂組成物層をマスタモールドから剥離した。この樹脂組成物層を図4に示す微細構造体層4として使用すると共に、図4に示す支持基材1、弾性プレート10、及び光透過性硬質基板11を別途準備した。そして、これらを図4に示す順番で接着剤を解して積層して微細構造転写用スタンパ5を作製した。
なお、支持基材1としては、ガラス板(20mm×20mm、厚さ0.7mm)を使用し、弾性プレート10としては、シリコーンゴム(東レ・ダウコーニング社製、シルガード(登録商標)、厚さ10mm)を使用し、光透過性硬質基板11としては、石英基板(厚さ0.7mm)を使用した。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
〔実施例20〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例19と同様の方法で作製した。
〔実施例20〕
本実施例では、実施例9と同様の樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例19と同様の方法で作製した。
表2に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層及び緩衝層の厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表2に示す。
(比較例1)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、ラジカル重合性のアクリル基を有するシルセスキオキサン誘導体ACSQ(東亞合成社製、表3において樹脂組成物成分SQ(d)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、ラジカル重合性のアクリル基を有するシルセスキオキサン誘導体ACSQ(東亞合成社製、表3において樹脂組成物成分SQ(d)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例2)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、カチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表3においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、カチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表3においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例3)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表3において、シルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表3において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7.5部とし、表2のモノマー成分(b)として、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表2においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を2.5部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
(比較例3)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、表3において、シルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表3において、樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7.5部とし、表2のモノマー成分(b)として、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(信越シリコーン社製、表2においてモノマー成分(a)と記す。以下同じ。)を2.5部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例4)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、シルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表3において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7.5部とし、表2のモノマー成分(b)として、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製、表2においてモノマー成分(b)と記す。以下同じ。)を2.5部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
(比較例4)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、シルセスキオキサン誘導体OXSQ SI-20(東亞合成社製、表3において樹脂組成物成分SQ(a)と記す。以下同じ。)を7.5部とし、表2のモノマー成分(b)として、同じカチオン重合性のエポキシ基を2個含有するビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製、表2においてモノマー成分(b)と記す。以下同じ。)を2.5部使用した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、構造体層厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例5)
本比較例では、比較例1と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
(比較例5)
本比較例では、比較例1と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体と緩衝層の厚さ合計[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例6)
本比較例では、比較例2と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
(比較例6)
本比較例では、比較例2と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体と緩衝層の厚さ合計[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例7)
本比較例では、比較例3と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
(比較例7)
本比較例では、比較例3と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体と緩衝層の厚さ合計[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例8)
本比較例では、比較例4と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
(比較例8)
本比較例では、比較例4と同様の樹脂組成物を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を実施例13と同様の方法で作製した。
表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体と緩衝層の厚さ合計[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
(比較例9)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、不飽和ポリエステル系樹脂材料(DHマテリアル社製、表3においてモノマー成分(f)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。
(比較例9)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、不飽和ポリエステル系樹脂材料(DHマテリアル社製、表3においてモノマー成分(f)と記す。以下同じ。)を10部とした以外は、実施例1と同様に樹脂組成物2を調製し、これを用いて微細構造転写用スタンパ5を作製した。
表3に、樹脂組成物2の微細構造体層4の弾性率[Pa]、微細構造体厚さ[μm]、接触角[°]、硬化収縮率[%]、及び無機分率[質量%]を記す。
そして、この微細構造転写用スタンパ5を用いて実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性、離型性、及び耐久性を評価した。その結果を表3に示す。
実施例1-20、比較例1-9の結果から、追従性は微細構造体層の弾性率が0.03~1.9GPaであれば特に良好、2.0GPaであると不良となる。離型性は、樹脂組成物にポリジメチルシロキサン(表1及び表2においてモノマー成分(a))を1部、またはパーフルオロ骨格を有するジエポキシ(表1及び表2においてモノマー成分(d))を1~3部含有する場合は特に良好、モノマー成分を含有しないSQ(a)、SQ(b)、SQ(c)は良好、離型性に寄与しない成分(表1及び表2においてモノマー成分(b))を2.5部以上含有する場合は不良である。なお、硬化性樹脂材料と同機構で硬化するSQ(d)を用いた場合、離型性は不良である。耐久性は、樹脂組成物にポリジメチルシロキサン(表1及び表2においてモノマー成分(a))以外のモノマー成分を1~4部含有し弾性率が0.8GPa以上であると特に良好、0.4~0.7GPaであると良好、0.3GPa以下であると不良となる。
以上より、微細構造体層の弾性率が0.8~1.9GPaであり、樹脂組成物の組成としては、ポリジメチルシロキサンやパーフルオロ骨格を有するジエポキシなどの離型性を有する材料を主成分であるシルセスキオキサン誘導体に1部又は3部程度添加すると、追従性、離型性、及び耐久性に特に優れる微細構造体層を形成することができる。
〔実施例21~29〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ3を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.2、1、5、10、20μmとした。
〔実施例21~29〕
本実施例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ3を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.2、1、5、10、20μmとした。
上記のように作製した微細構造転写用スタンパ5を用いて、実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性を評価した。その結果を表4に示す。
〔実施例30~38〕
本実施例では、実施例9と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.2、1、5、10、20μmとした。
〔実施例30~38〕
本実施例では、実施例9と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.2、1、5、10、20μmとした。
上記のように作製した微細構造転写用スタンパ3を用いて、実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性を評価した。その結果を表5に示す。
(比較例10~比較例18)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.1、0.2、1、5、10μmとした。
(比較例10~比較例18)
本比較例では、実施例1と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.1、0.2、1、5、10μmとした。
上記のように作製した微細構造転写用スタンパ5を用いて、実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性を評価した。その結果を表4に示す。
(比較例19~比較例27)
本比較例では、実施例9と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.1、0.2、1、5、10μmとした。
(比較例19~比較例27)
本比較例では、実施例9と同様の方法で微細構造体層4を有する微細構造転写用スタンパ5を作製した。この際、滴下する樹脂組成物2の量と支持基材1とマスタモールド3の位置とを調整することで微細構造転写用スタンパ5の微細構造体層4の厚みを変化させた。微細構造体層4の厚みは5種類あり、0.1、0.2、1、5、10μmとした。
上記のように作製した微細構造転写用スタンパ5を用いて、実施例1と同様に実験を実施し、微細構造転写用スタンパ5の追従性を評価した。その結果を表5に示す。
実施例21~38、比較例10~27の結果から、追従性は、微細構造体層の厚さがビーズ直径の2倍以上あれば、十分な追従性が発現し、転写不良領域を低減することができる。一方、微細構造体層の厚さが1倍以下であると、緩衝作用が不十分であり、追従性が発現されない。表4及び表5の結果において、それぞれ微細構造体層の弾性率が異なるものの結果であるが、同様な傾向の結果であった。これより、微細構造体層の弾性率が0.6~1.1GPa程度の範囲では、弾性率の変化は追従性には大きい影響を与えず、微細構造体層の厚さが大きな要因となる。
〔実施例39〕
図4に示す微細構造転写装置を用いて微細構造体を転写した例について、図5~図14を用いて説明する。
図4に示す微細構造転写装置を用いて微細構造体を転写した例について、図5~図14を用いて説明する。
図5は、微細構造転写機構21による被転写基板12の表面に微細構造体を形成する一工程を示す概略構成図である。
被転写基板12は、基板ハンドリング機構17のディスク搬送チャックヘッド17-2により、ディスクの内周開口端部を機械的に保持され、基板ロード位置15より、樹脂塗布機構16のスピンドルチャック16-2に搬送された後、スピンドルチャック16-2によりディスク内周開口端部を保持される。次に700rpmでディスクを回転させながら、樹脂塗布ノズル16-1からアクリル系のモノマーおよびポリマ成分とラジカル系光反応開始剤とを含む低粘度の液状樹脂材料を1ml吐出させた後、5000rpmで60秒間回転させ、被転写基板12の表面に樹脂薄膜を形成する。
図6は、図5に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
硬化性樹脂材料13の薄膜が形成された被転写基板12は再び被転写基板搬送チャックヘッド17-2により、位置合わせ機構18まで移送される。位置合わせ機構18には加圧機構19から下部ステージ部19-2が図示していないガイドレール等の移動手段を介して予め移動してきている。移動手段としては、下部ステージを乗せるガイドレールと、ガイドレール上を移動する下部ステージの位置を制御する移動駆動機構で構成することができる。下部ステージ部19-2にはシリコーン製で厚さ5mmの下部緩衝層19-6が形成されている。次に、位置合わせ機構18の位置合わせCCDカメラにより被転写基板の内周端部と下部ステージ部19-2の位置合わせマークとを光学的に認識した後、下部ステージ部19-2に搭載されているX-Y微小移動機構を用い、被転写基板12と下部ステージ19-2の位置合わせを行う。
図7は、図6に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
被転写基板12と下部ステージ19-2との位置合わせが完了した時点で被転写基板12は下部ステージ部19-2上の下部緩衝層19-6の表面に設置される。その後、例えば、真空吸着により下部ステージ部19-2に固定される。真空吸着の代わりに、クランプ機構を用いて被転写基板12を下部ステージ19-2に固定することもできる。
図8は、図7に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
被転写基板12を下部ステージ部19-2に固定したら、樹脂薄膜付き被転写基板3を搭載した下部ステージ部19-2は、移動手段を介して加圧機構19の上部ヘッド部19-1の下に移動する。加圧機構19の上部ヘッド部19-1の下にはスタンパ19-3がシリコーン製で厚さ5mmの上部緩衝層19-5を介して搭載されている。その後、下部ステージ部19-2が上部ヘッド部19-1の下に移動したら、予め決められたオフセット量だけX-Y微小移動機構により下部ステージ部19-2を移動させ、スタンパ19-3との相対位置合わせを行った。
図9は、図8に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
上部ヘッド部19-1がステッピングモータ制御によりボールネジを介し、硬化性樹脂材料の薄膜が形成された被転写基板12の表面に下降し、90Nの推力で10秒間加圧の後、上部ヘッド内部に搭載されたLED-UV光源19-4により60mW/cm2で4秒間UV照射を行い、樹脂薄膜を硬化させた。なお、本実施例に使用したスタンパ19-3は、実施例9と同様にして作製したものを用いた。
図10は、図9に示した工程の次の工程を示す概略構成図である。
硬化性樹脂材料13の薄膜を硬化させた後、下部ステージ部19-2による被転写基板12の吸着を開放した後、被転写基板12が、スタンパ19-3に密着した状態で上部ステージ19-1を上昇させる。
図11は、図10に示した工程の次の工程を示す概略構成図である。
下部ステージ部19-2を位置合わせ機構18側に退避させると同時に剥離機構20の剥離チャック20-1を加圧機構19の上部ヘッド19-1に固定されたスタンパ19-3に密着されている被転写基板12直下に移動手段を介して移動させる。移動手段としては、剥離ステージを乗せるガイドレールと、ガイドレール上を移動する剥離ステージの位置を制御する移動駆動機構で構成することができる。この剥離チャック20-1には被転写基板12の端部のみを接触させるためのOリング20-2と吸着キャビティ20-3とが形成されている。
図12は、図11に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
加工機構19の上部ヘッド部19-1を下降させ、剥離機構20の剥離チャック20-1と接触させ、剥離チャック20-1に真空吸着させる。Oリングがあるため、真空は破られない。
図13は、図12に示された次の工程を示す概略構成図である。
剥離チャック20-1に被転写基板12を確実に真空吸着させた後、再度上部ヘッド19-1を上昇させることにより、スタンパ19-3から被転写基板12を剥離させることができる。
図14は、図13に示された工程の次の工程を示す概略構成図である。
表面に硬化性樹脂材料13の表面に微細構造体が形成された被転写基板12を保持した状態で剥離機構20の剥離チャック20-1は、加圧機構19直下より剥離機構20の定位置まで移動し転写が完了する。図示されていないが、剥離チャック20-1に保持されている微細構造転写済み被転写基板12は、その後、例えば、基板搬出機構に受け渡され一連の作業が終了する。
本実施例で説明した微細構造転写装置によれば、位置合わせ機構から剥離機構までの基板搬送を加圧機構の下部ステージ部および剥離機構の剥離チャックが兼用しており、専用の基板搬送機構を不要としている。その結果、位置合わせ機構から基板搬送機構に至る各機構間の搬送機構スペースを省略でき、フットプリント面積を縮小している。また、これら機構間におけるディスク基板の脱着に要する時間も短縮するため、生産性の向上に寄与する。更に、加圧機構の上部ヘッド部のスタンパに被転写基板を密着させ、その下部を加圧機構の下部ステージ部および剥離機構の剥離チャックが移動できる構成とすることで、ディスク基板が直線状に移動できるとともにすべてのユニットを直線上に配置できるため、デットスペースが発生せず、フットプリント面積の縮小に貢献する。
また、シルセスキオキサン誘導体を主成分とする樹脂組成物の重合体を微細構造体層に適用したスタンパを用いたことにより、スタンパの離型処理が不要で、かつ繰り返し転写における微細構造体の転写精度が劣化を低減することができる。また、スタンパの離型処理不要化により、ナノインプリントプロセス工程と微細構造転写装置の装置機構の簡略化が可能であり、プロセス及び微細構造転写装置における大幅な低コスト化を図ることができる。また、スタンパ寿命が延び、材料費低減による低コスト化、及び材料消費量低減による環境負荷低減などの効果も図れる。
〔実施例40〕
図15は、ナノインプリント技術によりディスク基板上の硬化性樹脂材料に微細構造体を形成する工程を、ディスク基板の両面に自動で実施する両面微細構造転写装置における、微細構造転写機構によるディスク基板の表面に微細構造体を形成する一工程を示す概略構成図である。
〔実施例40〕
図15は、ナノインプリント技術によりディスク基板上の硬化性樹脂材料に微細構造体を形成する工程を、ディスク基板の両面に自動で実施する両面微細構造転写装置における、微細構造転写機構によるディスク基板の表面に微細構造体を形成する一工程を示す概略構成図である。
両面に光硬化性樹脂材料54a,54bが塗布されたディスク基板51は、ディスク基板ハンドリングアーム52の先端に取り付けられたディスク基板チャック53により搬送される。ディスク51は外周部まで硬化性樹脂材料54a,54bが塗布されているので、ディスク外周部をチャックすることはできないが、ディスク51の中央の貫通行周辺部には硬化性樹脂材料が塗布されていない領域があるので、この硬化性樹脂被塗布領域55を基板チャック53により真空吸着して搬送することが好ましい。基板ハンドリングアーム52によりディスク51が下側スタンパ44の直上に搬送されてきたら、下面側スタンパ装置31のアライメントカメラ41がディスク51の内型中心と下側スタンパ44の中心のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、X-Y微小移動機構によりステージ40を移動させ、ディスク51と下側スタンパ4とを位置合わせする。ディスク51と下側スタンパ44とが位置合わせされたら、ディスクハンドリングアーム52を下降させ、ディスク51を下側スタンパ44の表面に載置し、ディスクチャック53の真空吸着を解除した後、ディスクハンドリングアーム52を退避させる。ディスク51の両面に硬化性樹脂材料13を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、ロールコート法など公知慣用の方法を使用することができる。
ディスク51は、例えば、HDD、CD、DVDなどのような中心に貫通孔が形成されたドーナツ形の円盤状ディスク基板がある。ディスク51の表面には必要に応じて、金属層、樹脂層、参加膜層などの薄膜を形成し、多層構造体とすることもできる。硬化性樹脂材料13としては、例えば、主成分がシクロオレフィンポリマ、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール(PVA)などが使用できる。感応性物質としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリルなど)、ケトン類(例えば、ベンゾイン、アセトンなど)、ジアミノベンゼン、金属系錯塩類、染料類等が挙げられる。硬化性樹脂材料13を塗布し薄膜化した液状樹脂は、レジスト膜と呼ばれることもある。
図16は、両面微細構造転写装置による両面微細構造転写作業の一工程を示す部分概略構成図である。
図15を用いて説明したように、両面に硬化性樹脂材料13が塗布されたディスク51が下側スタンパ44の上面に載置されたら、下面側スタンパ装置31および被転写体剥離装置33(剥離機構)は、移動駆動機構37により移動テーブル34がガイドレール36に沿って移動され、下側面スタンパ装置31のアライメントカメラにより、下側スタンパ44のアライメントマークと上側スタンパ47のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、X-Y微小移動機構によりステージ40を移動させ、ディスク51と上側スタンパ47とを位置合わせする。下側スタンパ44と上側スタンパ47とが位置合わせされたら、昇降機構38により上面側スタンパ装置32を下降させて、ディスク51に所定の圧力で押圧し、当接させる。なお、移動駆動機構37及び昇降機構38は、制御部39によって制御する。
ついで、下面側スタンパ装置31のUV光源48および上面側スタンパ装置32のUV光源48からUV光を照射し、硬化性樹脂材料13を硬化させる。これにより、ディスク51の下面側硬化性樹脂材料に下側スタンパ44の微細構造体が転写され、上面側硬化性樹脂材料に上側スタンパ47の微細構造体が転写される。UV光源48としては公知慣用のUV光源を用いることができる。例えば、水銀ランプ、高圧水銀ランプ低圧水銀ランプ、キセノンランプまたはUV-LED光源を適宜選択することができる。特にUV-LED光源が好ましい。UV-LED光源は水銀ランプに比べて大幅に小型化され、紫外線は超365nmのため熱の発生が抑制できるので、照射物への悪影響またはダメージがない。さらに、低消費電力で環境にやさしく、長寿命(10000~20000時間)なので、ランプ交換によるライン停止時間を短くできる等の利点がある。
図17は、両面微細構造転写装置による両面微細構造転写作業の一工程を示す部分概略構成図である。
図16で説明したように、ディスク51の両面への微細構造転写が完了したら、次に転写済ディスクの56を回収する。その際、図17に示されるように、上面側スタンパ装置32のクランプ49でスタンパ支持テーブル46に上側スタンパ47を締着しつつ、下面側スタンパ装置31のクランプ45でスタンパ載置ステージ43に下側スタンパ44を締着しながら、クランプ45による締着を解放し、上面側スタンパ装置32を上昇される。すると、転写済みディスク56と下側スタンパ44は締着されているクランプ45側から徐々に剥離されていく。このような一端剥離方式によらず、クランプ49で上側スタンパ47を締着し、かつ、クランプ45で下側スタンパ44を締着させたまま上面側スタンパ装置32を上昇させると、各スタンパ44、47と転写済みディスク56の相互の密着力が強いために転写ディスクを下側スタンパ44からきれいに剥離させることができず、無理に剥離しようとすると、上側スタンパ47、下側スタンパ44および/またはディスク51に機械的な損傷を与えてしまう可能性がある。
転写済みディスク56が下側スタンパ44から剥離されたら、図18に示されるように、移動テーブル34の上面に固定された下面側スタンパ装置31および被転写体剥離装置33を、移動駆動機構37によりガイドレール36に沿って移動する。被転写体剥離装置33が上面側スタンパ装置32に対峙する位置まで移動されたら、その位置で停止させる。その後、昇降機構38により上面側スタンパ装置32を下降させて、転写済みディスク56を被転写体剥離装置33に密着させる。
図19は、両面微細構造転写装置の剥離機構を示す概略構成図である。
本図においては、転写済みディスク56が真空チャック部58に真空吸着された状態を示している。ここで、真空チャック部58における真空吸着は、真空吸引口59を介して真空引きをすることによって行われる。
本図に示されるように、真空吸着により転写済みディスク56を被転写体剥離装置33に密着させたままの状態で、上面側スタンパ装置32のクランプ49で上側スタンパ47の一方の端部を締着しながら、クランプ49をわずかに下降させることにより上側スタンパ47の他方の端部の締着を解放する。そして、上面側スタンパ装置32は締着しているクランプ49側から徐々に剥離していき、最後には、転写済みディスク56は、上側スタンパ47から完全に剥離され、被転写体剥離装置33に真空吸着されたまま保持される。
図20は、両面微細構造転写装置による両面微細構造転写作業の最終工程を示す部分概略構成図である。
転写済みディスク56が上面スタンパ47から剥離されたら、移動テーブル34に固設された下面側スタンパ装置31および被転写体剥離装置33を、ガイドレール36に沿って、移動し、下面側スタンパ装置31が上面側スタンパ装置32に対峙する位置まで移動したら、その位置で停止させる。被転写体剥離機構33の真空チャック部58による真空吸着を停止し、ディスク支持軸57を上昇させる。ディスク支持軸57の上端部に支持された転写済みディスク56をアンローダ61により回収する。
本実施例で説明した微細構造転写装置によれば、実施例39の効果とあわせて、被転写体への両面転写を実現することができる。
最後に、本発明の付随的効果について説明する。
本発明によれば、微細構造転写用樹脂スタンパの離型処理不要化により、ナノインプリントプロセスと微細構造転写装置の装置機構の簡略化が可能であり、大幅にコストを低減することができる。
さらに、本発明によれば、繰り返し転写における微細構造体の転写精度の劣化低減により、スタンパ寿命が延びるため、材料費を低減することができるとともに、材料消費量の低減により環境負荷を低減することができる。
1:支持基材、2:樹脂組成物、3:マスタモールド、4:微細構造体層、5:微細構造転写用スタンパ、6:上部プレート、7:上部緩衝層、8:下部緩衝層、9:下部プレート、10:弾性プレート、11:光透過性硬質基板、12:被転写体、13:硬化性樹脂材料、14:紫外線、15:基板ロード位置、16:樹脂塗布機構、16-1:樹脂塗布ノズル、16-2:スピンドルチャック、17:基板ハンドリング機構、17-1:垂直ハンドリングアーム、17-2:チャックヘッド、17-3:水平ハンドリングアーム、18:位置合わせ機構、19:加圧機構、19-1:上部ヘッド部、19-2:下部ステージ部、19-3:スタンパ、19-4:紫外線照射機構、19-5、19-6:緩衝層、19-7:支持アーム、20:剥離機構、20-1:剥離チャック、20-2、60:Oリング、20-3:吸着キャビティ、21:微細構造転写機構、31:下面側スタンパ装置、32:上面側スタンパ装置、33:被転写体剥離装置、34:移動テーブル、35:台座、36:ガイドレール、37:移動駆動機構、38:昇降機構、39:制御部、40:XYステージ、41:アライメントカメラ、42:UV光源、43:スタンパ載置ステージ、44:下側スタンパ、45a、45b、49a、49b:スタンパクランプ、46:スタンパ支持テーブル、47:上面側スタンパ、48:UV光源、50a、50b:ストッパ、51:ディスク、52:ディスクハンドリングアーム、53:ディスクチャック、54:未硬化レジスト、55:未硬化レジスト非塗布領域、56:転写ディスク、57:ディスク支持軸、58:真空チャック部、59:真空吸引口、61:アンローダ、62:シリカ製ビーズ、63:非接触距離(非転写距離)、64:シリカ製ビーズ高さ、65:ガラス基板、66:スタンパ用樹脂組成物硬化物、67:液滴状硬化性樹脂材料、68:引張(剥離)方向、69:ギャップ形成用テープ、105:被転写体。
Claims (20)
- 支持基材及びこの支持基材の表面に形成された微細構造体層を含むスタンパと、樹脂を塗布した被転写基板と前記スタンパとを挟んで加圧するための上部ヘッド部及び下部ステージ部を有する加圧機構とを備え、前記微細構造体層を前記樹脂に押し付けた状態で前記樹脂を硬化させ、前記被転写基板の表面に前記樹脂の微細構造体を形成する微細構造転写装置であって、前記微細構造体層は、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有することを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、さらに、樹脂塗布機構と、基板ハンドリング機構と、位置合わせ機構と、剥離機構とを備え、前記上部ヘッド部の下面部には、前記スタンパを固定可能であり、前記下部ステージ部及び前記剥離機構は、水平方向に移動可能であり、前記下部ステージ部は、前記スタンパに密着した状態の前記被転写基板から分離された後、水平方向に移動し、前記剥離機構は、前記スタンパに密着した状態の前記被転写基板の下部に移動し、前記被転写基板を前記スタンパから剥離することを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項2に記載の微細構造転写装置において、さらに、ガイドレールと、移動駆動機構とを備え、前記下部ステージ部及び前記剥離機構は、前記ガイドレールの上に設置され、前記ガイドレールに沿って移動可能とし、前記移動駆動機構は、前記上部ヘッド部に支持された前記スタンパの位置を中心として前記スタンパに対峙する位置に前記下部ステージ部及び前記剥離機構を交互に移動可能とすることを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、前記微細構造体層の弾性率が2.0GPaよりも小さく、前記微細構造体層の厚さは、前記微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上であることを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、前記微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、前記樹脂組成物は、重合開始剤を含み、この重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、前記樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することを特徴とする微細構造転写装置。
- 請求項1に記載の微細構造転写装置において、前記樹脂組成物は、複数種類のモノマー成分を含有し、これらのモノマー成分のうち少なくとも1種類は、パーフルオロ骨格を有することを特徴とする微細構造転写装置。
- 支持基材及びこの支持基材の表面に形成された微細構造体層を含む上面側スタンパ及び下面側スタンパと、昇降機構と、ガイドレールと、移動駆動機構と、剥離機構とを備え、前記上面側スタンパは、前記昇降機構に支持され、鉛直方向に移動可能であり、前記下面側スタンパは、前記ガイドレールの上に設置された移動テーブルに固定され、前記剥離機構は、前記ガイドレールの上に設置され、前記移動テーブル及び前記剥離機構は、前記ガイドレールに沿って水平方向に移動可能とし、前記移動駆動機構は、前記上面側スタンパの位置を中心として前記上面側スタンパに対峙する位置に前記下部ステージ部及び前記剥離機構を交互に移動可能とし、前記上面側スタンパ及び前記下面側スタンパの前記微細構造体層を前記樹脂に押し付けた状態で前記樹脂を硬化させ、前記被転写基板の両面に前記樹脂の微細構造体を形成する両面微細構造転写装置であって、前記微細構造体層は、シルセスキオキサン誘導体を含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有することを特徴とする両面微細構造転写装置。
- 請求項9に記載の両面微細構造転写装置において、前記微細構造体層の弾性率が2.0GPaより小さく、前記微細構造体層の厚さは、前記微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上であることを特徴とする両面微細構造転写装置。
- 請求項9に記載の両面微細構造転写装置において、前記微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことを特徴とする両面微細構造転写装置。
- 請求項9に記載の両面微細構造転写装置において、前記樹脂組成物は、重合開始剤を含み、この重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることを特徴とする両面微細構造転写装置。
- 請求項9に記載の両面微細構造転写装置において、前記樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することを特徴とする両面微細構造転写装置。
- 支持基材と、前記支持基材の表面に形成された微細構造体層とを有する微細構造転写用スタンパにおいて、前記微細構造体層は、複数の重合性官能基を有するシルセスキオキサン誘導体と、重合開始剤とを含む樹脂組成物の重合体を含む表面層を有し、前記微細構造体層の弾性率は2.0GPaよりも小さく、前記微細構造体層の厚さは、前記微細構造体層の表面に形成されている微細構造体の高さの4倍以上であることを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項14に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記微細構造体層の弾性率が0.3GPaより大きいことを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項14に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記重合開始剤は、紫外線によりカチオンを発生し硬化を開始させるカチオン重合開始剤であることを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項14に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記樹脂組成物は、少なくとも2つの重合性官能基を有するモノマー成分を含有することを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項14に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記樹脂組成物は、複数種類のモノマー成分を含有し、これらのモノマー成分のうち少なくとも1種類は、パーフルオロ骨格を有し、前記複数種類のモノマー成分のうち少なくとも1種類は、少なくとも2つの重合性官能基を有することを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項18に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記モノマー成分の1つが1、4-ビス(2、3-エポキシプロピル)パーフルオロブタンであることを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
- 請求項14に記載の微細構造転写用スタンパにおいて、前記支持基材の前記微細構造体層が形成された面とは反対側の面に光透過性弾性プレートと光透過性硬質基板を有することを特徴とする微細構造転写用スタンパ。
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