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    重庆时时彩四星缩水: 印模及其制备方法.pdf

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    印模 及其 制备 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200810005082.3

    申请日:

    2008.02.01

    公开号:

    CN101241725A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G11B 7/26公开日:20080813|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: G11B7/26; B29D17/00; G11B23/00 主分类号: G11B7/26
    申请人: 株式会社东芝
    发明人: 杉村忍; 鎌田芳幸; 森田成二
    地址: 日本东京都港区芝浦一丁目1番1号
    优先权: 2007.2.6 JP 2007-027119
    专利代理机构: 上海市华诚律师事务所 代理人: 徐申民;董红曼
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810005082.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2010.11.24|||2008.10.08|||2008.08.13

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明的目的是提供非描画部分的表面粗糙度较小的印模。其特征是,它具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量不足3原子%的Ni-V合金的表面层。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种印模,其特征是,具备有:
    具有凹凸面的Ni的印模主体、和
    形成于上述印模主体的凹凸面上、V含量不足3原子%的Ni-V合金的表面层。

    2.  一种印模,其特征是,具备有:
    具有凹凸面的Ni的印模主体、和
    形成于上述印模主体的凹凸面上、V含量为1~2原子%的Ni-V合金的表面层。

    3.  如权利要求1或2所述的印模,其特征是,上述表面层厚度为5nm以上200nm以下。

    4.  一种印模的制备方法,其特征是,
    准备具有凹凸面的原盘,
    在上述原盘的凹凸面上,形成V含量不足3原子%的Ni-V合金膜,
    在上述Ni-V合金上,电铸Ni,
    通过从上述原盘分离,制造出具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量不足3原子%的Ni-V合金的表面层的印模。

    5.  一种印模的制备方法,其特征是,
    准备具有凹凸面的原盘,
    在上述原盘的凹凸面上,形成V含量为1~2原子%的Ni-V合金膜,
    在上述Ni-V合金上,电铸Ni,
    通过从上述原盘分离,制造出具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量为1~2原子%的Ni-V合金的表面层的印模。

    6.  一种溅射靶,其特征是,含有V含量不足3原子%的Ni-V合金。

    7.  一种溅射靶,其特征是,含有V含量为1~2原子%的Ni-V合金。

    8.  一种印模电铸用导电膜材料,其特征是,含有V含量不足3原子%的Ni-V合金。

    9.  一种印模电铸用导电膜材料,其特征是,含有V含量为1~2原子%的Ni-V合金。

    说明书

    说明书印模及其制备方法
                                技术领域
    本发明涉及制造信息记录介质时所使用的用于注射成型和压印(imprint)技术中的印模(stamper)及其制备方法。
                                背景技术
    近年来,随着信息记录介质的记录密度的提升,介质上所形成的图形变得更为微细。要大量生产这种信息记录介质,采用的制备方法是:准备形成有图形的原盘,复印原盘的图形,形成金属印模,再通过注射成型或压印法,将印模的图形复印,制造出具有所期望的图形的介质。
    要制备具有这种微细图形的印模,要求具有形成约100nm以下的凹凸形状的微细加工技术。代表性的印模制备方法是使用电子束光刻技术(EB Lithography)和电铸法的方法,大致如下进行。
    首先,在硅片(silicon wafer)上涂布电子束光刻胶,通过电子束光刻技术,描画所期望的图形。接着,令光刻胶显影,制作表面上具有光刻胶的凹凸图形的原盘。然后,通过溅射法,在原盘的凹凸面上形成Ni导电膜后,通过电铸法形成Ni电铸层。Ni导电膜和Ni电铸层实质上所使用的是相同的材料(Ni)。接着,将电铸层和导电膜从原盘上剥离,然后进行洗净、背面研磨、冲切等工序,制造印模。
    但是,上述方法中,由于Ni导电膜与电子束光刻胶之间的附着性不好,因此多会发生由电铸开始时产生的应力引起的Ni导电膜从原盘剥落,或者即便不剥落也会在导电膜上产生褶皱。这种现象在未形成有图形的部分(非描画部分或反射(mirror)部分)上出现得特别显著。因此,如果进行遮光检测,非描画部分大多呈现白浊。实际上,该部分的表面粗糙度(Ra)已经变大。此问题虽然可以通过调整导电膜的成膜条件、电铸开始时的电流密度、电铸液温度等而得到缓和,但极其难以实现最佳条件。
    此外,还有方法提出了以抑制光刻胶残渣附着在主版(印模)的压花面(凹凸面)为目的、具备有V的比例为3-30%的Ni-V合金的金属层(导电膜)、为了将声音记录在模型中的印模的制备方法(参照专利文献1)。这种方法中,光刻胶原盘的凹凸面上形成Ni-V导电膜,电铸Ni后,能够简单地将包含电铸层和导电膜的印模从原盘剥离,表现出在剥离后的凹凸面上没有光刻胶残渣的优点。但是,这种方法中,光刻胶图形与Ni-V导电膜(V:3-30%)之间的附着性较差。因此,存在有电铸中出现剥离,或者即便不剥落也会出现褶皱造成的表面粗糙度(Ra)变大。
    [专利文献1]特开平8-273220号公报
                                    发明内容
    本发明的目的是:提供不仅是描画部分(图形部分)、甚至非描画部分(反射部分)也能正确复印光刻胶原盘的状态、表面粗糙度小、结果能得到高品质的印模及这种印模的制备方法。
    本发明的一种方式涉及的印模具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量不足3原子%的Ni-V合金的表面层。
    本发明的其他方式涉及的印模的制备方法的特征是:准备具有凹凸面的原盘,在上述原盘的凹凸面上,形成V含量不足3原子%的Ni-V合金膜,在上述Ni-V合金上,电铸Ni,通过从上述原盘上分离,制造出具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量不足3原子%的Ni-V合金的表面层的印模。
    本发明还涉及一种印模,其特征是,具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上、V含量为1~2原子%的Ni-V合金的表面层。
    本发明还涉及一种印模的制备方法,其特征是,准备具有凹凸面的原盘,在上述原盘的凹凸面上,形成V含量为1~2原子%的Ni-V合金膜,在上述Ni-V合金上,电铸Ni,通过从上述原盘分离,制造出具备有:具有凹凸面的Ni的印模主体、和形成于上述印模主体的凹凸面上的V含量为1~2原子%的Ni-V合金的表面层的印模。
    本发明还涉及一种溅射靶,其特征是,含有V含量不足3原子%的Ni-V合金。
    本发明还涉及一种溅射靶,其特征是,含有V含量为1~2原子%的Ni-V合金。
    本发明还涉及一种印模电铸用导电膜材料,其特征是,含有V含量不足3原子%的Ni-V合金。
    本发明还涉及一种印模电铸用导电膜材料,其特征是,含有V含量为1~2原子%的Ni-V合金。
    通过本发明,可以提供不仅是描画部分(图像部分)、甚至非描画部分(反射部分)也能正确复印光刻胶原盘的状态、表面粗糙度小、结果能得到高品质的印模及这种印模的制备方法。
                            附图说明
    [图1]用于说明本发明的实施方式涉及的印模的制备方法的截面图。
    [图2]表示用SIMS得到的实施方式所涉及的印模试料的测定结果(深度分布图,depthprofile)的图。
    [图3]表示印模表面层的V含量和印模的非描画部分的表面粗糙度之间关系的图。
    符号的说明
    10...原盘、11...原盘基板、12...光刻胶层、30...Ni-V导电膜、50...电铸层。
                                具体实施方式
    本发明人发现,通过将添加了不足3原子%的V(钒)的Ni作为用于Ni电铸的导电膜,提高了导电膜与光刻胶之间的附着性。此外还发现,提高导电膜与光刻胶之间的附着性的话,电铸时导电膜不易从光刻胶上剥落,因此可以避免电铸开始时所产生的应力的影响,减小非描画部分(反射部分)的表面粗糙度。
    此外,即使从原盘剥落后的印模上附着有大量光刻胶也无妨。这是因为,通过后面的光刻胶残渣去除工序,可容易地完全去除印模上附着的光刻胶残渣。
    以下参照附图,对本发明的实施方式进行说明。此外,通过实施方式,对相同的结构赋予相同的符号,省略重复说明。另外,附图为用以帮助理解发明的模式图,各结构的形状、尺寸、比例等与实际可能不同,它们可参照以下的说明和已知的技术,酌情变更设计。
    参照图1(a)-(f)所示的截面图,概略说明本发明的一个实施方式涉及的印模的制备方法。
    如图1(a)所示,在基板11上旋涂光刻胶12,然后通过电子束光刻技术描画所期望的图形。作为基板11,可使用例如硅片等的半导体基板。作为光刻胶12,可使用电子束光刻胶(EB光刻胶)等。
    如图1(b)所示,将光刻胶12显影,形成以EB照射部分为凹部的凹凸,制作原盘10。
    如图1(c)所示,通过溅射法、CVD(化学气相淀积Chemical Vapor Deposition)等方法,在原盘10的凹凸面上,形成V含量不足3原子%的Ni-V合金的导电膜30。在溅射过程中,使用V的添加比例不足3原子%的Ni-V合金的靶。
    如图1(d)所示,通过电铸法,在导电膜30上形成Ni的电铸层50,复印原盘10的凹凸。作为电铸层50的材料,可使用Ni、或Ni中添加了Co、S、B或P的金属。但是,很有可能会无意识地混入杂质。
    如图1(e)所示,从原盘10的端部进行真空破坏,从原盘10剥离电铸层50和导电膜30。
    如图1(f)所示,用氧进行蚀刻,除去光刻胶12的残渣,制造印模。该印模具备有:具有凹凸面的Ni的电铸层50(印模主体)、和V含量不足3原子%的Ni-V合金的导电膜30(表面层)。
    通过本发明的实施方式,提高了V含量不足3原子%的Ni-V合金的导电膜30与光刻胶12之间的附着性,因此,不仅是描画部分(图像部分)、甚至非描画部分(反射部分)也能正确复印光刻胶原盘的状态、表面粗糙度小、结果能提供高品质的印模。
    以下对本发明的实施方式涉及的印模的制备方法的一个例子进行更具体的说明。
    作为基板,准备直径6英寸的硅片(表面粗糙度Ra:0.3nm)。另一方面,用苯甲醚对日本zeon公司制造的电子束光刻胶ZEP-520进行2倍稀释,用0.2μm的膜过滤器过滤,得到光刻胶溶液。在硅片上旋涂光刻胶溶液后,进行200℃、3分钟预焙,形成厚度约为0.1μm的光刻胶层。
    将硅片装载至具有热电场发射型的ZrO/W构成的电子枪发射体(emitter)的电子束描画装置的载物台上,在硅片上的光刻胶层上描画所期望的图形。例如,加速电压设为50kV,令载物台以线速度700mm/s的CLV(恒定线速度constant linear velocity)旋转,适当地在直径方向也移动、描画。描画构成同心圆的轨迹(track)区域时,每旋转1次向电子束施加偏转。描画时,令控制描画装置的载物台驱动系统的控制信号和电子束的偏转控制信号等信号同步,从信号源将所期望的描画信号送至描画装置。
    使用旋涂机,令硅片以500rpm旋转,将显像剂ZED-N50(日本zeon公司制造)滴下60秒,令光刻胶层显影。然后,将有机溶剂ZMD-B(日本zeon公司制造)滴下90秒,进行冲洗,以3000rpm的高速旋转进行旋转干燥,得到原盘。
    为了通过溅射法形成导电膜,将原盘放入腔(chamber)内,将腔压设定为8×10-3Pa的真空后,导入Ar气体将腔压调整为1Pa。作为靶,使用添加了1原子%V的Ni-V合金,施加100W的直流电,进行2.5分钟的溅射,在原盘的凹凸面上形成厚约20nm的Ni-V合金的导电膜。
    将原盘在氨基磺酸镍电镀液中浸渍90分钟进行电铸,形成厚约300μm的Ni电铸层。电铸条件的一个例子是:氨基磺酸镍:600g/L、硼酸:40g/L、表面活性剂(十二烷基硫酸钠):0.15g/L、液温:50℃、pH:4.0、电流密度:20A/dm2。
    从原盘的端部进行真空破坏,从原盘上剥离电铸层以及导电膜。这里,一般较难将真空吸附的原盘与印模垂直剥离,因此,从原盘的端部一边进行真空破坏一边斜向剥离。此时,作为导电膜,使用含有不足3原子%的V的Ni-V的话,在剥离前仍为一体化的原盘与印模上,洒上纯水,洗去所附着的电铸液,再擦拭后可在干燥状态下剥离。这样,印模的表面干燥,可在除光刻胶残渣以外什么都不存在的洁净状态下剥离,因此可以防止沾有的液体等对印模的表面污染,提供高品质的印模。
    水洗、干燥后,通过氧等离子体灰化,除去附着在印模的导电膜上的光刻胶残渣。例如,在腔中,以100sccm的流量导入氧气,将腔压调整为4Pa,以100W的电力进行15分钟氧等离子体灰化。通过氧等离子体灰化,不仅可以去除光刻胶残渣,还可在图形表面覆盖氧化皮膜,它可在其后的复制工序中作为脱模层发挥功能。
    将得到的印模作为父印模(father stamper),将它与上述的光刻胶原盘进行相同的操作,通过重复进行Ni-V导电膜成膜、电铸、剥离、水洗、干燥、氧等离子体灰化,复制出凹凸翻转了的母印模。此外,使用该母印模,得到凹凸翻转了的(即与父印模同形状的)子印模。通过这种方法,可以从1片父印模得到多片母印模,再可从1片母印模得到多片子印模。复制时,可能并不一定要设置导电膜。但是,由于相当于原盘的印模虽然极薄但覆盖有非导体的氧化皮膜,因此较为理想的是,赋予由光刻胶原盘制作父印模时相同的导电膜。
    此外,由于复制母印模时没有使用光刻胶,也没有光刻胶残渣去除工序,因此,仅需为了形成作为子印模复制时的脱模层的氧化皮膜而进行氧等离子体灰化即可。具体而言,在与上述相同条件下,将时间缩短至3分钟,照射氧等离子即可。
    由于子印模再现了父印模的形状,因此与父印模一样,可在注射成型和压印等在所期望的基板上复印图形的方法中作为金属模子使用。
    使用旋涂机,一边将得到的父印?;蜃佑∧R?00rpm旋转,一边涂布?;つと芤篠ILITECT-II(トライレイナ一インタ一ナシヨナル公司制造),然后,以500rpm旋转2秒,成为一样的膜。将涂布了?;つさ挠∧7胖迷?0℃的加热板上,干燥15分钟。
    传统的Ni印模由于?;つず械腃l(氯)成分从而表面容易被腐蚀。与此相对,表面形成有含有不足3原子%的V的Ni-V表面层的实施方式所涉及的印模对于Cl的耐腐蚀性优异。
    使?;つじ稍锖?,根据需要,通过背面研磨使电铸面平坦化,修剪至所期望的尺寸。这样得到的印??梢杂米饕匝褂》ㄖ频玫拇排痰刃畔⒓锹冀橹实慕鹗裟W?。
    实施方式的印模中,形成表面层的Ni-V合金所含的V的含量较低,表面层具有与Ni印模主体类似的性质,因此印模主体与表面层的融合性优异。因此,即使将该印模用于通过注射成型或压印等大量复制图形,也不会出现印模主体与表面层之间的剥离,可连续制造具有高品质形状的信息记录介质。与此相对,例如,具有反磁体V的含量为约8原子%的Ni-V合金的表面层的印模中,由于表面层的性质与Ni印模主体不同,因此印模主体与表面层之间的融合性可能变差。
    如上所述,对于使用Ni-1原子%V的溅射靶得到的印模试料,运用二次离子质量分析仪(二次离子质谱仪Secondary Ionization Mass Spectrometer:SIMS),对从表面至深度方向的组成进行分析。图2表示SIMS测得的实施方式所涉及的印模试料的测定结果(深度分布图,depth profile)。
    从图2可知:与导电膜的厚度一致、到约20nm的深度为止,可以测出V。此外,在印模最外表面,?;つに耐涯N镏食煞纸鲇形⒘坎辛?,该最外表面下存在有Ni-V表面层。Ni-V表面层中,表层附近富含Ni,趋深度方向变为富含V。这是依赖于用于导电膜成膜的溅射法条件的结果,在溅射法初期,被溅射的主要是含有Ni-V合金的靶中的Ni成分,之后V成分被溅射。
    接着,使用Ni-1原子%V的溅射靶,对于以上述相同条件成膜的飞溅膜,用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(inductively coupled plasma atomic emission spectrometer:ICP-AES)进行组分的定量分析。得到的结果是Ni=99.0(原子%)、V=0.98(原子%),与靶的组成基本相等。
    此外,对于具备有:使用Ni-1原子%V的溅射靶成膜的表面层(导电膜)与Ni印模主体的实施方式的印模,以AFM(原子间力显微镜)测定非描画部分(反射部分)的表面粗糙度Ra。结果是,实施方式的印模中,非描画部分的表面粗糙度Ra为0.8nm,与基板的Ra值0.3nm接近。
    另一方面,具备有Ni表面层和Ni印模主体的传统的印模中,非描画部分的表面粗糙度Ra为1.2nm。
    为了比较,制造具有Ni-8原子%V(7重量%V)的表面层和Ni印模主体的印模时,非描画部分的表面粗糙度Ra为2.2nm,是传统的印模的Ra值(1.2nm)的近2倍。
    基于以上结果,图3显示出了印模的表面层(导电膜)的V含量(原子%)与印模的非描画部分的表面粗糙度Ra(nm)之间的关系。从图3可以知道,印模的表面层(导电膜)的V含量不足3原子%的话,非描画部分的表面粗糙度Ra较传统的印模的Ra值(1.2nm)小。特别是,当印模的表面层(导电膜)的V含量为1~2原子%时,Ra值在1nm以下,由于遮光检测中非描画部分无白浊,还是较好的。
    以上根据实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不局限于这些实施方式,在专利申请范围内描述的发明要点的范畴内,可进行各种变化。此外,本发明也可在不脱离其要点的范围内进行各种变形。另外,通过将上述实施方式中提出的多个构成要素进行适当组合,可构成各种发明?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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