(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の石英ガラスからなり、
内部歪みが、複屈折量で７０ｎｍ／ｃｍ未満であり、
外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が、１００ｎｍ未満である円筒基材。
【請求項２】
前記内部歪みが、複屈折量で２０ｎｍ／ｃｍ以下である請求項１記載の円筒基材。
【請求項３】
外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が、５０ｎｍ以下である請求項１又は２記載の円筒基材。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の円筒基材と、
前記円筒基材の外周表面に複数配列された凹部又は凸部からなる構造体と
を備える原盤。
【請求項５】
前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の円筒基材の外周表面にレジスト層を成膜するレジスト成膜工程と、
前記レジスト層に潜像を形成する露光工程と、
前記潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程と、
前記現像されたレジスト層のパターンをマスクとしてエッチングし、前記円筒基材の外周表面に複数配列された凹部又は凸部からなる構造体を形成するエッチング工程と
を有する原盤の製造方法。
【請求項６】
前記露光工程では、前記レジスト層にレーザ光を照射して潜像を形成する請求項５記載の原盤の製造方法。
【請求項７】
前記露光工程では、熱リソグラフィーにより潜像を形成する請求項６記載の原盤の製造方法。
【請求項８】
前記エッチング工程では、ドライエッチングにより構造体を形成する請求項５乃至７のいずれか１項に記載の原盤の製造方法。
【請求項９】
前記請求項４項に記載の原盤の外周表面に光硬化樹脂層を密着させ、該光硬化樹脂層を硬化させて剥離し、前記原盤の構造体を光硬化樹脂層に転写する光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化樹脂などに微細パターンを転写するための円筒基材、原盤、及び原盤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス、プラスチックなどの透光性基材を用いた光学素子においては、光の表面反射を抑えるための表面処理が行われている。この種の表面処理として、光学素子表面に微細な凹凸形状（例えば、モスアイ（蛾の目）形状。）を形成する方法がある（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
これらの技術は、基材表面に所望のパターンを形成した原盤を用い、感光性樹脂、熱硬化性樹脂などを塗布したシートに原盤のパターンを転写することにより、安価且つ大量に生産することが可能となる。
【０００４】
また、光ディスクのマスタリング技術を利用して、円筒形状の石英基材に所望のパターンを作製する方法がある。この場合、無機レジスト（例えば、タングステンやモリブデンなどの１種または２種以上の遷移金属からなる金属酸化物）の熱変化を利用した熱リソグラフィーが使用可能である。熱リソグラフィーを用いることにより、ビーム径の中心部分だけ熱反応させ、レーザ光の解像限界を超えた微細パターンの作製が可能となる。
【０００５】
しかし、光ディスクのマスタリング技術を利用した露光では、円筒形状の石英基材の表面性（うねり、荒れ）や外形（真円度）の変動に伴い、露光ビームの状態が変化してしまう。また、熱リソグラフィーを使用した場合、石英基材の歪みと無機レジストの発熱の相互作用で、パターン精度が悪化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９９０８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、微細パターンを均一に転写可能な円筒基材、原盤、及び原盤の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、内部歪みが小さい円筒基材を使用することにより、微細パターンを高精度に転写可能であることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る円筒基材は、円筒形状の石英からなり、前記円筒形状の内部歪みが、複屈折量で７０ｎｍ／ｃｍ未満であり、外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が、１００ｎｍ未満であることを特徴とする。

【００１０】
また、本発明に係る原盤は、前述の円筒基材と、前記円筒基材の外周表面に形成された凹部又は凸部からなる構造体とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る原盤の製造方法は、前述の円筒基材の外周表面にレジスト層を成膜するレジスト成膜工程と、前記レジスト層に潜像を形成する露光工程と、前記潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程と、前記現像されたレジスト層のパターンをマスクとしてエッチングし、前記円筒基材の外周表面に複数配列された凹部又は凸部からなる構造体を形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光学素子の製造方法は、前述の原盤の外周表面に光硬化樹脂層を密着させ、該光硬化樹脂層を硬化させて剥離し、前記原盤の構造体を光硬化樹脂層に転写することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、円筒基材の内部歪みが小さいため、熱による表面の変動が小さくなり、微細パターンを均一に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、円筒基材の概略を示す斜視図である。
【図２】図２Ａは、ロール原盤の構成の一例を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すロール原盤の表面の一部を拡大した平面図である。
【図３】図３は、ロール原盤を作製するための露光装置の構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、ロール原盤を作製するためのエッチング装置の構成の一例を示す概略図である。
【図５】図５Ａは、円筒基材の概略を示す断面図であり、図５Ｂは、外周面にレジスト層を成膜した円筒基材の概略を示す断面図であり、図５Ｃは、レジスト層を露光した円筒基材の概略を示す断面図である。
【図６】図６Ａは、レジスト層を現像した円筒基材の概略を示す断面図であり、図６Ｂは、エッチングした円筒基材の概略を示す断面図である。
【図７】図７は、転写装置の構成の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例１の円筒基材の内部歪みを示す画像である。
【図９】図９は、実施例１の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。
【図１０】図１０は、実施例１の原盤のパターン配列のＳＥＭ画像である。
【図１１】図１１は、比較例１の円筒基材の内部歪みを示す画像である。
【図１２】図１２は、比較例１の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。
【図１３】図１３は、比較例１の原盤のパターン配列のＳＥＭ画像である。
【図１４】図１４は、実施例２の円筒基材の表面うねりを示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例２の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。
【図１６】図１６は、比較例２の円筒基材の表面うねりを示すグラフである。
【図１７】図１７は、比較例２の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．円筒基材及び原盤
２．原盤の製造方法
３．光学素子の製造方法
４．実施例
＜１．円筒基材及び原盤＞
【００１６】
［円筒基材］
図１は、円筒基材の概略を示す斜視図である。円筒基材１１は、円筒形状の石英ガラスからなり、外周面に微細パターンが形成された中空円柱状のロール金型の基材として最適に用いられる。石英ガラスは、ＳｉＯ２純度が高いものであれば、特に限定されるものではなく、溶融石英ガラス、又は合成石英ガラスのいずれを用いてもよい。
【００１７】
また、円筒基材１１のサイズは、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択可能であるが、例えば、軸方向の長さＬが１００ｍｍ以上であり、外径Ｄが５０〜３００ｍｍであり、厚さＴが２〜５０ｍｍである。
【００１８】
円筒基材１１の内部歪みは、複屈折量で７０ｎｍ／ｃｍ未満であり、より好ましくは２０ｎｍ／ｃｍ以下である。円筒基材１０の内部歪みが小さいことにより、例えば熱リソグラフィー法を用いて所望のパターンを露光した場合、熱による表面の変動が小さくなり、パターンの配列乱れを抑制することができる。また、例えばモスアイ形状の反射防止パターンを露光した場合、面内分布が均一な反射防止特性を得ることができる。また、パターン配列乱れに伴う透過散乱光による白濁領域の発生を防止することができる。
【００１９】
この円筒基材１１の内部歪みは、例えば、透明体内部の残留応力によって引き起こされる複屈折量を測定する歪測定器を用いて測定され、通常厚さ１ｃｍあたりのリターデーション(単位：ｎｍ／ｃｍ)として表される。
【００２０】
円筒基材１１の外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅は、１００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。光ディスク記録装置をベースとして構成された露光装置を用いて、レジストが成摸された円筒基材１１へ所望のパターンを描画する場合、円筒基材１１の外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が、１００ｎｍ未満であることにより、露光装置のフォーカスサーボ機構が追従可能となり、露光パターンのサイズ変動を抑制することができる。また、例えばモスアイ形状の反射防止パターンを露光した場合、面内分布が均一な反射防止特性を得ることができる。
【００２１】
この円筒基材１１の外周表面における円周方向のうねりは、例えば触針式表面形状粗さ測定機を使用して円筒形状の曲面の座標データを測定することにより得ることができる。
【００２２】
［原盤］
図２Ａは、ロール原盤の構成の一例を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すロール原盤の表面の一部を拡大した平面図である。この原盤１０は、いわゆるロールマスタであり、前述の円筒基材１１と、円筒基材１１の外周表面に複数配列された凹部又は凸部からなる構造体１２とを備える。
【００２３】
構造体１２は、光学素子の使用環境下の光の波長以下、例えば可視光の波長と同程度のピッチＰで複数列のトラックＴをなすように周期的に２次元配列され、また、例えば円柱基材１１の表面に同心円状又はスパイラル状上に配置されている。また、構造体１２は、例えば四方格子状、六方格子状などの規則的な所定の配置パターンをなすようにしてもよい。また、構造体１２の高さが円柱基材１１の表面において規則的または不規則的に変化していてもよい。
【００２４】
＜２．原盤の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る原盤の製造方法について説明する。本実施の形態に係る原盤の製造方法は、前述の円筒基材の外周表面にレジスト層を成膜するレジスト成膜工程と、レジスト層に潜像を形成する露光工程と、潜像が形成されたレジスト層を現像する現像工程と、現像されたレジスト層のパターンをマスクとしてエッチングし、円筒基材の外周表面に複数配列された凹部又は凸部からなる構造体を形成するエッチング工程とを有する。
【００２５】
本実施の形態では、内部歪みが複屈折量で７０ｎｍ／ｃｍ未満である円筒基材を用いるため、レジスト層にレーザ光を照射して潜像を形成する露光工程を好適に用いることができる。また、無機レジストとして、例えば、タングステン、モリブデンなどの１種以上の遷移金属からなる金属酸化物を用い、レジスト層の熱変化を利用した熱リソグラフィーにより潜像を形成する露光工程を好適に用いることができる。これにより、ビーム径の中心部分だけ熱反応させ、レーザ光の解像限界を超えた微細パターンの作製が可能となる。また、高アスペクト比の構造体を得るため、ドライエッチングを用いることが好ましい。
【００２６】
露光工程で使用可能な露光装置、及びエッチング工程で使用可能なエッチング装置としては、それぞれ下記構成例の装置が挙げられる。
【００２７】
［露光装置］
図３は、ロール原盤を作製するための露光装置の構成の一例を示す概略図である。この露光装置は、光学ディスク記録装置をベースとして構成されている。
【００２８】
レーザ光源２１は、記録媒体としての円筒基材１１の表面に成膜されたレジストを露光するための光源であり、例えば波長λ＝２６６ｎｍの記録用のレーザ光２０を発振するものである。レーザ光源２１から出射されたレーザ光２０は、平行ビームのまま直進し、電気光学素子（ＥＯＭ：Electro Optical Modulator）２２へ入射する。電気光学素子２２を透過したレーザ光２０は、ミラー２３で反射され、変調光学系２５に導かれる。
【００２９】
ミラー２３は、偏光ビームスプリッタで構成されており、一方の偏光成分を反射し他方の偏光成分を透過する機能をもつ。ミラー２３を透過した偏光成分はフォトダイオード２４で受光され、その受光信号に基づいて電気光学素子２２が制御されてレーザ光２０の位相変調が行われる。
【００３０】
変調光学系２５において、レーザ光２０は、集光レンズ２６により、ガラス（ＳｉＯ２）などからなる音響光学素子（ＡＯＭ：Acoust-Optic Modulator）２７に集光される。レーザ光２０は、音響光学素子２７により強度変調され発散した後、コリメータレンズ２８によって平行ビーム化される。変調光学系２５から出射されたレーザ光２０は、ミラー３１によって反射され、移動光学テーブル３２上に水平かつ平行に導かれる。
【００３１】
移動光学テーブル３２は、ビームエキスパンダ３３と、対物レンズ３４とを備えている。移動光学テーブル３２に導かれたレーザ光２０は、ビームエキスパンダ３３により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ３４を介して、円筒基材１１上のレジスト層へ照射される。円筒基材１１は、スピンドルモータ３５に接続されたターンテーブル３６の上に載置されている。そして、円筒基材１１を回転させるとともに、レーザ光２０を円筒基材１１の高さ方向に移動させながら、レジスト層へレーザ光２０を間欠的に照射することにより、レジスト層の露光工程が行われる。形成された潜像は、例えば、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザ光２０の移動は、移動光学テーブル３２を矢印Ｒ方向へ移動することによって行われる。
【００３２】
露光装置は、例えば六方格子、準六方格子などの２次元パターンに対応する潜像をレジスト層に形成するための制御機構３７を備えている。制御機構３７は、フォーマッタ２９とドライバ３０とを備える。フォーマッタ２９は、極性反転部を備え、この極性反転部が、レジスト層に対するレーザ光１５の照射タイミングを制御する。ドライバ３０は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子２７を制御する。
【００３３】
この露光装置では、２次元パターンが空間的にリンクするように１トラック毎に極性反転フォーマッタ信号と記録装置の回転コントロラーとを同期させ信号を発生し、音響光学素子２７により強度変調している。角速度一定（ＣＡＶ：Constant Angular Velocity）で適切な回転数と適切な変調周波数と適切な送りピッチとでパターニングすることにより、例えば六方格子、準六方格子などの２次元パターンをレジスト層に記録することができる。
【００３４】
［エッチング装置］
図４は、ロール原盤を作製するためのエッチング装置の構成の一例を示す概略図である。エッチング装置は、いわゆるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置であり、図４に示すように、エッチング反応槽４１と、カソード（陰極）である円柱電極４２と、アノード（陽極）である対向電極４３とを備える。円柱電極４２は、エッチング反応槽４１の中央に配置されている。対向電極４３が、エッチング反応槽４１の内側に設けられている。円柱電極４２は、円筒基材１１を着脱可能な構成を有している。円柱電極４２は、例えば、円筒基材１１の円筒面とほぼ同一または相似の円柱面、具体的には、円筒基材１１の内周面よりも多少小さい径を有する円柱面を有する。円柱電極４３が、ブロッキングコンデンサ４４を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源（ＲＦ）４５に対して接続される。対向電極４３は、アースに対して接続される。
【００３５】
このエッチング装置では、高周波電源４５により対向電極４３と円柱電極４２との間に高周波電圧が印加されると、対向電極４３と円柱電極４２との間にプラズマが発生する。対向電極４３はアースに接続されているため、電位が変わらないのに対して、円柱電極４２は、ブロッキングコンデンサ４４により回路が遮断されているため、マイナス電位になり電圧降下が発生する。この電圧降下により、円柱電極４２の円柱面に垂直な方向に電界が発生し、プラズマ中のプラスイオンは、円筒基材１１の外周面に垂直に入射し、異方性エッチングが行われる。
【００３６】
［原盤の製造方法の各工程］
続いて、図５及び図６を参照して本実施の形態に係る原盤の製造方法の各工程について順次説明する。
【００３７】
（レジスト成膜工程）
まず、図５Ａに示すように、前述の円筒基材１１を準備する。この円筒基材１１は、例えば石英ガラスである。次に、図５Ｂに示すように、円筒基材１１の外周面にレジスト層１３を成膜する。レジスト層の材料としては、例えば有機系レジスト、又は無機系レジストのいずれを用いてもよい。有機系レジストとしては、例えばノボラック系レジストや化学増幅型レジストを用いることができる。また、無機系レジストとしては、例えば、タングステン、モリブデンなどの１種または２種以上の遷移金属からなる金属酸化物を用いることができる。
【００３８】
（露光工程）
次に、図３に示す露光装置を用いて、円筒基材１１を回転させると共に、レーザ光（露光ビーム）２０をレジスト層１３に照射する。このとき、レーザ光２０を円筒基材１１の高さ方向（中心軸に平行な方向）に移動させながら、レーザ光２０を間欠的に照射することにより、レジスト層１３を全面にわたって露光する。これにより、図５Ｃに示すように、レーザ光２０の軌跡に応じた潜像１４が、可視光波長と同程度のピッチでレジスト層１３の全面にわたって形成される。潜像１４は、例えば、円筒基材１１の外周表面において、複数列のトラックをなすように配置されるとともに、六方格子パターン又は準六方格子パターンを形成する。潜像１４は、例えば、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である。
【００３９】
（現像工程）
次に、レジスト層１３上に現像液を滴下して、レジスト層１３を現像処理する。レジスト層１３をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザ光２０で露光した露光部は、非露光部と比較して現像液に対する溶解速度が増すので、図６Ａに示すように、潜像１４（露光部）に応じたパターンがレジスト層１３に形成される。
【００４０】
（エッチング工程）
次に、円筒基材１１上に形成されたレジスト層１３のパターン（レジストパターン）をマスクとして、円筒基材１１の表面をエッチング処理する。これにより、図６Ｂに示すように、トラックの延在方向に長軸方向を持つ楕円錐形状又は楕円錐台形状の凹部、すなわち構造体１２を得ることができる。エッチングの方法としては、ドライエッチング、又はウェットエッチングのいずれを用いてもよいが、例えば図４に示すエッチング装置を用いたドライエッチングが好ましく用いられる。ドライエッチングによれば、レジスト層１３の３倍以上の深さ（選択比３以上）のガラスマスターを作製することができ、構造体１２の高アスペクト比化を図ることができる。以上により、例えば、深さ２００nm程度から３５０ｎｍ程度の凹形状の六方格子パターン又は準六方格子パターンを有する原盤１０を得ることができる。
【００４１】
＜３．光学素子の製造方法＞
本実施の形態に係る光学素子の製造方法は、前述の原盤の外周表面に光硬化樹脂層を密着させ、光硬化樹脂層を硬化させて剥離し、原盤の構造体を光硬化樹脂層に転写する。
【００４２】
図７は、転写装置の構成の一例を示す概略図である。この転写装置は、円筒形状の原盤１０と、基体供給ロール５１と、巻き取りロール５２と、ガイドロール５３，５４と、ニップロール５５、剥離ロール５６と、塗布装置５７と、光源５８とを備える。
【００４３】
基体供給ロール５１には、シート状などの基体６１がロール状に巻かれ、ガイドロール５３を介して基体６１を連続的に送出できるように配置されている。巻き取りロール５２は、この転写装置により凹凸形状が転写された樹脂層６２を有する積層体を巻き取りできるように配置されている。ガイドロール５３，５４は、基体６１と樹脂層６２との積層体を搬送できるように、この転写置内の搬送路に配置されている。ニップロール５５は、基体供給ロール５１から送出され、光硬化樹脂組成物が塗布された基体６１を、ロール状の原盤１０とニップできるように配置されている。原盤１０は、樹脂層６２を形成するための転写面を有する。剥離ロール５６は、光硬化樹脂組成物を硬化することにより得られた樹脂層６２を、原盤１０の転写面から剥離可能に配置されている。
【００４４】
基体供給ロール５１、巻き取りロール５２、ガイドロール５３，５４、ニップロール５５、及び剥離ロール５６の材質は、特に限定されるものではなく、所望とするロール特性に応じてステンレスなどの金属、ゴム、シリコーンなどを適宜選択して用いることができる。塗布装置５７としては、例えば、コーターなどの塗布手段を備える装置を用いることができる。コーターとしては、例えば、塗布する光硬化樹脂組成物の物性などを考慮して、グラビア、ワイヤバー、およびダイなどのコーターを適宜使用することができる。
【００４５】
このような転写装置を用いることにより、原盤１０の構造体１２が光硬化樹脂に転写された樹脂シートを連続的に複製することができる。
【００４６】
基体６１は、透明性を有する透明基体であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明性合成樹脂、ガラスなどを主成分とするものなどを用いることができる。
【００４７】
光硬化樹脂組成物は、例えば、単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマー、開始剤などからなり、具体的には、以下に示す材料を単独または、複数混合したものである。
【００４８】
単官能モノマーとしては、例えば、カルボン酸類（アクリル酸）、ヒドロキシ類（２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート）、アルキル、脂環類（イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート）、その他機能性モノマー（２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレンクリコールアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレート、２−（パーフルオロー３−メチルブチル）エチルアクリレート）、２，４，６−トリブロモフェノールアクリレート、２，４，６−トリブロモフェノールメタクリレート、２−（２，４，６−トリブロモフェノキシ）エチルアクリレート）、２−エチルヘキシルアクリレートなどを挙げることができる。
【００４９】
二官能モノマーとしては、例えば、トリ（プロピレングリコール）ジアクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
【００５０】
多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ、ヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどを挙げることができる。
【００５１】
開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンなどを挙げることができる。
【００５２】
また、光硬化樹脂組成物は、必要に応じてフィラー、機能性添加剤、溶剤、無機材料、顔料、帯電防止剤、増感色素などを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、無機微粒子又は有機微粒子のいずれを用いてもよい。無機微粒子としては、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの金属酸化物微粒子を挙げることができる。機能性添加剤としては、例えば、レベリング剤、表面調整剤、吸収剤、消泡剤などを挙げることができる。
【実施例】
【００５３】
＜４．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、内部歪み又は表面うねりの異なる円筒基材を用いて原盤を作製し、反射光強度分布、及びパターン配列について評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５４】
円筒基材の内部歪みの測定、円筒基材の表面うねりの測定、原盤の反射光強度分布の観察、及び原盤のパターン配列の観察は、次のように行った。
【００５５】
［円筒基材の内部歪みの測定］
歪測定器（ＳＶＰ−縦型、旭テクノグラス製）を用いて、円筒基材の内部歪みを測定した。
【００５６】
［円筒基材の表面うねりの測定］
表面形状粗さ測定機（フォームタリサーフＰＧＩ １２５０Ａ、テーラーホブソン製）を用いて、円筒基材の表面うねりを測定した。
【００５７】
［原盤の反射光強度分布の測定］
原盤を回転させるとともに、レーザ（λ＝６５０ｎｍ）と受光素子（ＰＤフォトダイオード）を搭載する測定ヘッドを原盤の高さ方向に移動させながら、レーザ光の反射強度を測定し、ロギングし、マップ化して原盤の反射光強度分布を示す２次元画像を得た。
【００５８】
［原盤のパターン配列の観察］
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて、原盤表面の観察を行った。
【００５９】
［実施例１］
内部歪みが２０ｎｍ／ｃｍ未満、外周表面の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が１００ｎｍ以下である石英ガラスの円筒基材を準備した。図８は、実施例１の円筒基材の内部歪みを示す画像である。歪測定器により内部の残留応力によって引き起こされる複屈折量に応じた色画像が得られ、２０ｎｍ／ｃｍ未満の内部歪みを示した。
【００６０】
この円筒基材の外周表面にタングステンの金属酸化物からなるレジスト層を成膜した。その後、露光装置を用いてレーザ光による熱リソグラフィーによりレジスト層に準六方格子パターンをなす潜像をパターニングした。次に、円筒基材上のレジスト層に現像処理を施して、露光した部分のレジストを溶解させた。これにより、レジスト層が準六方格子パターンに開口しているレジスト原盤が得られた。次に、エッチング装置を用いて、レジスト原盤をＲＩＥエッチングし、ガラスロールの表面に対して垂直方向に向かう凹部を形成した。最後に、アッシングによりレジストパターンを完全に除去した。以上により、目的とするガラスロールマスタ（原盤）を得た。
【００６１】
図９及び図１０は、それぞれ実施例１の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像、及び実施例１の原盤のパターン配列のＳＥＭ画像である。図９に示すように実施例１の原盤の反射光強度分布は均一であり、また、図１０に示すようにパターン乱れも発生しなかった。
【００６２】
［比較例１］
内部歪みが約７０ｎｍ／ｃｍの帯状領域を含み、外周表面の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が１００ｎｍ以下である石英ガラスの円筒基材を準備した。図１１は、比較例１の円筒基材の内部歪みを示す画像である。歪測定器により内部の残留応力によって引き起こされる複屈折量に応じた色画像が得られ、内部歪みが約７０ｎｍ／ｃｍの帯状領域が現れた。この円筒基材を用い、実施例１と同様にしてガラスロールマスタ（原盤）を作製した。
【００６３】
図１２及び図１３は、それぞれ比較例１の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像、及び比較例１の原盤のパターン配列のＳＥＭ画像である。図１２に示すように比較例１の原盤の反射光強度分布は帯状であった。また、透過光検査にて帯状領域内に白濁が観察された。また、図１３に示すように帯状領域内でパターン乱れが発生していた。
【００６４】
［実施例２］
内部歪みが２０ｎｍ／ｃｍ未満、外周表面の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が約５０ｎｍである石英ガラスの円筒基材を準備した。図１４は、実施例２の円筒基材の表面うねりを示すグラフである。実施例２の外周表面における円周方向のうねりの振幅は５０ｎｍ程度と小さかった。この円筒基材を用い、実施例１と同様にしてガラスロールマスタ（原盤）を作製した。
【００６５】
図１５は、実施例２の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。図１５に示すように実施例２の原盤の反射光強度分布は均一であった。
【００６６】
［比較例２］
内部歪みが２０ｎｍ／ｃｍ未満、外周表面の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が約１００ｎｍである石英ガラスの円筒基材を準備した。図１６は、比較例２の円筒基材の表面うねりを示すグラフである。比較例２の外周表面における円周方向のうねりは、５ｍｍピッチで振幅は１００ｎｍ程度であった。この円筒基材を用い、実施例１と同様にしてガラスロールマスタ（原盤）を作製した。
【００６７】
図１７は、比較例２の原盤の反射光強度分布を示す２次元画像である。図１７に示すように比較例２の原盤の反射光強度分布はうねりに沿った縞状の特性分布が発生した。
【００６８】
［評価結果］
比較例１に示すように、レジスト材料の熱変化を利用した熱リソグラフィー法を用いて、所望のパターンを露光する際、円筒基材の内部歪みが７０ｎｍ／ｃｍ以上の場合、露光時の熱により石英表面が変動し、露光パターン乱れを引き起こしてしまい、反射光強度に帯状の分布が発生した。また、パターン配列乱れに伴う透過散乱光により、透過光検査にて白濁領域が発生した。
【００６９】
一方、実施例１に示すように、円筒基材の内部歪みが７０ｎｍ／ｃｍ未満の場合、露光パターン乱れは抑制され、面内均一な反射光強度分布が得られ、回折光起因の白濁領域も発生しなかった。
【００７０】
また、比較例２に示すように、円筒基材の外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が１００ｎｍ以上である場合、所望のパターンを描画する際、フォーカスサーボ機構が追従できず、露光パターンのサイズ変動を引き起こし、反射光強度分布はうねりに沿った縞状の特性分布が発生した。
【００７１】
一方、実施例２に示すように、円筒基材の外周表面における円周方向の周期１０ｍｍ以下のうねりの振幅が１００ｎｍ未満である場合、露光パターンのサイズ変動の抑制が可能となり、反射光強度分布は均一であった。
【符号の説明】
【００７２】
１０  原盤、１１  円筒基材、１２  構造体、１３  レジスト層、１４  潜像、２０  レーザ光、２１  レーザ光源、２２  電気光学素子、２３  ミラー、２４  フォトダイオード、２５  変調光学系、２６  集光レンズ、２７  音響光学素子、２８  コリメータレンズ、２９  フォーマッタ、３０  ドライバ、３１  ミラー、３２  移動光学テーブル、３３  ビームエキスパンダ、３４  対物レンズ、３５  スピンドルモータ、３６  ターンテーブル、３７  制御機構、４１  エッチング反応槽、４２  円柱電極、４３  対向電極、４４  ブロッキングコンデンサ、４５  高周波電源、５１  基体供給ロール、５２  巻き取りロール、５３，５４  ガイドロール、５５  ニップロール、５６  剥離ロール、５７  塗布装置、５８  光源、６１  基体、６２  樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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