圆筒基体材料、原盘及原盘的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对光固化树脂等转印微细图案的圆筒基体材料、原盘及原盘的制造方法。本申请以在日本于2013年12月20日申请的日本专利申请号特愿2013 — 264358为基础主张优先权，该申请被参照，从而被引用到本申请。
【背景技术】
[0002]—直以来，在使用玻璃、塑料等的透光性基体材料的光学元件中，进行用于抑制光的表面反射的表面处理。作为这种表面处理，有在光学元件表面形成微细的凹凸形状(例如，蛾眼(蛾目)形状。)的方法(例如，参照专利文献1、2。)。
[0003]这些技术通过利用在基体材料表面形成期望的图案的原盘向涂敷感光性树脂、热固化性树脂等的片材转印原盘的图案，可以廉价且大量地生产。
[0004]另外，有利用光盘的原版盘制作(mastering)技术，在圆筒形状的石英基体材料制作期望的图案的方法。在该情况下，能够使用利用无机抗蚀剂(例如，由钨或钼等的1种或2种以上的过渡金属构成的金属氧化物)的热变化的热压印(hotlithography)。通过采用热压印，仅使光束直径的中心部分热反应，能够制作超过激光的析像分辨极限的微细图案。
[0005]然而，在利用光盘的原版盘制作技术的曝光中，伴随圆筒形状的石英基体材料的表面性(起伏、龟裂)或外形(正圆度)的变动，曝光光束的状态会发生变化。另外，在使用热压印的情况下，因石英基体材料的应变和无机抗蚀剂的发热的相互作用而图案精度会变差。
[0006]现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009 - 199086号公报专利文献2:日本特开2010 - 156843号公报。
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
本发明鉴于这样的现有实际情形而提出，提供能够均匀地转印微细图案的圆筒基体材料、原盘及原盘的制造方法。
[0008]用于解决课题的方案
本发明人进行认真研究的结果，发现通过使用内部应变较小的圆筒基体材料能够高精度地转印微细图案。
[0009]S卩，本发明所涉及的圆筒基体材料，其特征在于，由圆筒形状的石英构成，所述圆筒形状的内部应变以双折射量为小于70nm/cm。
[0010]另外，本发明所涉及的原盘，其特征在于，具备:前述的圆筒基体材料；以及由在所述圆筒基体材料的外周表面形成的凹部或凸部构成的结构体。
[0011]另外，本发明所涉及的原盘的制造方法，其特征在于，包括:抗蚀剂成膜工序，在前述的圆筒基体材料的外周表面成膜抗蚀剂层；曝光工序，在所述抗蚀剂层形成潜影；显影工序，使形成所述潜影的抗蚀剂层显影；以及蚀刻工序，以所述显影的抗蚀剂层的图案为掩模进行蚀刻，形成由在所述圆筒基体材料的外周表面排列多个的凹部或凸部构成的结构体。
[0012]另外，本发明所涉及的光学元件的制造方法，其特征在于，使光固化树脂层与前述的原盘的外周表面密合，使该光固化树脂层固化剥离，将所述原盘的结构体转印到光固化树脂层。
[0013]发明效果
依据本发明，由于圆筒基体材料的内部应变较小，所以热量造成的表面的变动变小，能够均匀地转印微细图案。
【附图说明】
[0014]【图1】图1是示出圆筒基体材料的概略的立体图。
[0015]【图2】图2A是示出滚筒原盘的结构的一个例子的立体图，图2B是放大图2A所示的滚筒原盘的表面的一部分的平面图。
[0016]【图3】图3是示出用于制作滚筒原盘的曝光装置的结构的一个例子的概略图。
[0017]【图4】图4是示出用于制作滚筒原盘的蚀刻装置的结构的一个例子的概略图。
[0018]【图5】图5A是示出圆筒基体材料的概略的截面图，图5B是示出在外周面成膜抗蚀剂层的圆筒基体材料的概略的截面图，图5C是示出曝光抗蚀剂层的圆筒基体材料的概略的截面图。
[0019]【图6】图6A是示出使抗蚀剂层显影后的圆筒基体材料的概略的截面图，图6B是示出蚀刻后的圆筒基体材料的概略的截面图。
[0020]【图7】图7是示出转印装置的结构的一个例子的概略图。
[0021]【图8】图8是示出实施例1的圆筒基体材料的内部应变的图像。
[0022]【图9】图9是示出实施例1的原盘的反射光强度分布的二维图像。
[0023]【图10】图10是实施例1的原盘的图案排列的SEM图像。
[0024]【图11】图11是示出比较例1的圆筒基体材料的内部应变的图像。
[0025]【图12】图12是示出比较例1的原盘的反射光强度分布的二维图像。
[0026]【图13】图13是比较例1的原盘的图案排列的SEM图像。
[0027]【图14】图14是示出实施例2的圆筒基体材料的表面起伏的图表。
[0028]【图15】图15是示出实施例2的原盘的反射光强度分布的二维图像。
[0029]【图16】图16是示出比较例2的圆筒基体材料的表面起伏的图表。
[0030]【图17】图17是示出比较例2的原盘的反射光强度分布的二维图像。
【具体实施方式】
[0031]以下，边参照附图，边按照下述顺序对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0032]1.圆筒基体材料及原盘
2.原盘的制造方法
3.光学元件的制造方法 4.实施例
< 1.圆筒基体材料及原盘>
[圆筒基体材料]
图1是示出圆筒基体材料的概略的立体图。圆筒基体材料11最好设为由圆筒形状的石英玻璃构成，在外周面形成微细图案的中空圆柱状的滚筒模具的基体材料而利用。石英玻璃只要S1ji度较高，并无特别限定，可以使用熔融石英玻璃或合成石英玻璃的任一种。
[0033]另外，圆筒基体材料11的尺寸并无特别限定，可以对应用途适当选择，但是，例如轴方向的长度L为100mm以上、夕卜径D为50?300mm、厚度T为2?50mmo
[0034]圆筒基体材料11的内部应变以双折射量为小于70n m/cm,更优选为20nm/cm以下。圆筒基体材料10的内部应变较小，从而例如在用热压印法曝光期望的图案的情况下，热量造成的表面的变动变小，能够抑制图案的排列错乱。另外，例如曝光蛾眼形状的防反射图案的情况下，能够得到面内分布均匀的防反射特性。另外，能够防止产生伴随图案排列错乱的透射散射光造成的白浊区域。
[0035]该圆筒基体材料11的内部应变例如使用测定通过透明体内部的残留应力引起的双折射量的应变测定器来测定，通常表示为每1cm厚度的相位延迟(retardat1n)(单位:nm/cm)ο
[0036]圆筒基体材料11的外周表面的圆周方向的周期10mm以下的起伏的振幅，优选为小于lOOnm，更优选为50nm以下。使用以光盘记录装置为基础而构成的曝光装置，对成膜有抗蚀剂的圆筒基体材料11描绘期望的图案的情况下，圆筒基体材料11的外周表面中的圆周方向的周期10mm以下的起伏的振幅为小于100nm，从而能够跟随曝光装置的聚焦伺服(focus servo)机构，能够抑制曝光图案的尺寸变动。另外，例如在曝光蛾眼形状的防反射图案的情况下，能够得到面内分布均匀的防反射特性。
[0037]关于该圆筒基体材料11的外周表面中的圆周方向的起伏，能够通过使用例如触针式表面形状粗糙度测定机测定圆筒形状的曲面的坐标数据而得到。
[0038][原盘]
图2A是示出滚筒原盘的结构的一个例子的立体图，图2B是放大图2A所示的滚筒原盘的表面的一部分的平面图。该原盘10是所谓的滚筒主盘，具备前述的圆筒基体材料11和由在圆筒基体材料11的外周表面排列多个的凹部或凸部构成的结构体12。
[0039]结构体12以在光学元件的使用环境下的光的波长以下、例如与可见光的波长相同程度的间距P形成多列的轨道T的方式周期性二维排列，另外，例如在圆柱基体材料11的表面在同心圆状或螺旋状上配置。另外，结构体12可以呈例如四方格子状、六方格子状等的规则的既定的配置图案。另外，可以使结构体12的高度在圆柱基体材料11的表面规则或不规则地变化。
[0040]< 2.原盘的制造方法>
接着，对本实施方式所涉及的原盘的制造方法进行说明。本实施方式所涉及的原盘的制造方法，包括:抗蚀剂成膜工序，在前述的圆筒基体材料的外周表面成膜抗蚀剂层；曝光工序，在抗蚀剂层形成潜影；显影工序，使形成潜影的抗蚀剂层显影；以及蚀刻工序，以显影后的抗蚀剂层的图案为掩模进行蚀刻，形成由在圆筒基体材料的外周表面排列多个的凹部或凸部构成的结构体。
[0041]在本实施方式中，由于使用内部应变以双折射量为小于70nm/cm的圆筒基体材料，所以能够适于使用对抗蚀剂层照射激光而形成潜影的曝光工序。另外，作为无机抗蚀剂，例如使用由钨、钼等的1种以上的过渡金属构成的金属氧化物，能够适于使用通过利用抗蚀剂层的热变化的热压印形成潜影的曝光工序。由此，仅使光束直径的中心部分热反应，能够制作超过激光的析像分辨极限的微细图案。另外，为了得到高纵横比的结构体，优选使用干法蚀刻。
[0042]作为能够在曝光工序中使用的曝光装置以及能够在蚀刻工序中使用的蚀刻装置，能分别举出下述结构例的装置。
[0043][曝光装置]
图3是示出用于制作滚筒原盘的曝光装置的结构的一