无缝塑模的制造方法技术

本发明专利技术的无缝塑模的制造方法具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层的工序和通过使用激光对所述热反应型抗蚀剂层进行曝光显影形成微细的塑模图样的工序，其特征是，所述热反应型抗蚀剂层由在上述激光点径的光强度分布中，具有在规定的光强度以上进行反应的特性的热反应型抗蚀剂所构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别涉及纳米喷墨或者光学薄膜用无缝塑模的 制造方法。
技术介绍
历来，作为对纳米喷墨或者光学元件等进行微细形状的赋形方法，使用预先形成 了微细形状的塑模，在玻璃基板、塑料基板或塑料薄膜等上转印形状的方法(专利文献1、 专利文献2)。这些技术可以列举，先形成微细的槽和孔等图样，将原版塑模(或者也称金属模 具、样板)放到被转印材料上，机械地进行转印图样的方法；使用热塑性树脂进行转印的方 法；或者使用光硬化性树脂进行光转印的方法等(专利文献3)。这些方法中的图样析像度， 根据塑模的制造精度不同而不同。即，一旦塑模被制造出来，就能用低价的装置形成微细结 构。上述原版塑模的形状已知有平行平板型塑模(也称薄片或者平板)和圆筒型(滚筒) 的塑模等(专利文献4、非专利文献1)。作为平行平板型塑模有使用半导体平板印刷技术，将紫外线抗蚀剂层、电子束抗 蚀剂层或者X射线抗蚀剂层等涂在基板上，然后通过照射 曝光紫外线、电子束、X射线等， 制造出所需要的图样原版的方法和通过预先描画好图样的掩膜(标度线)等制造原版的方 法(专利文献5)。这些方法是在平面上形成lOOnm左右的极微细的图样的非常有效的方法。但是， 由于使用了利用光反应的光抗蚀剂层，形成微细图样时，原理上必须在比需要的图样更小 的点下进行曝光处理。因此，由于使用波长短的KrF和ArF激光等作为曝光光源，就需要大 型且结构复杂的曝光装置。进一步，在使用电子束、X射线等曝光光源时，曝光环境需要在 真空状态下，故有必要将原版放进真空室中。因此，想要增大原版的尺寸非常困难。另一方 面，使用这些方法制造大面积的塑模，可以考虑利用联接小曝光面积的步骤和重复的功能 来进行制作的方法，但是，图样和图样的联接精度存在着问题(专利文献6)。另一方面，制造圆筒型(滚筒)塑模的方法，历来都采取2种方法。首先，制造平 行平板的原版，通过镍等薄膜构成的电铸法转印形状，将薄膜缠绕至滚筒的方法(专利文 献7)。另一个方法是，通过激光加工和机械加工在滚筒上直接描写塑模图样的方法(无缝 滚筒塑模)(非专利文献2)。前者需要缠绕比制造面积更大的镍薄膜塑模，缠绕部位有产生 接缝的问题。另一方面，后者的方法，制造塑模出来后，虽然可以是进行高生产率的大规模 生产的塑模，但是，使用激光加工和机械加工法，形成亚微米(lPm以下)大小的图样非常 困难。另外，滚筒塑模的问题点还有很难控制微细结构深度的问题。历来，为了控制平行 平板型塑模的宽度和深度之比即纵横比，适合用具有各向异性的干燥蚀刻。这样，蚀刻时， 可以使蚀刻部分和相对的相对电极间总是保持一致的距离，由于采用了配置成平板形状的 塑模与相对电极方向相对的蚀刻方法，平板塑模面内可以在同一方向均一地进行蚀刻。使4用具有这种装置设计的干燥蚀刻装置来控制蚀刻的深度。但是，由于无缝滚筒塑模必须蚀 刻曲面，而此时使用通常的平板形状的相对电极时，会在蚀刻层和平板形状相对电极间产 生距离不等的部分，导致曲面上部分地方的蚀刻方向和蚀刻速度不同，故使用这种方法控 制纵横比在目前还比较困难。至今为止，使用唯一的亚微米大小(lym以下)的图样形成无缝滚筒塑模的方法， 有采用阳极氧化多孔氧化铝的方法(专利文献8和专利文献9)。本方法形成具有规则排 列细孔的阳极氧化多孔氧化铝层，再到卷状塑模上形成与上述细孔的排列相对应的凹凸形 状。但是，此种方法所形成的微细形状仅限于相同尺寸的有规则的细孔形状，无法制作出 像在相同卷上形成具有各种大小的细孔形状，或者是具有矩形和V字形的凹凸槽那样的形 状。专利文献1 美国专利第5，259，926号公报专利文献2 美国专利第5，772，905号公报专利文献3 日本专利特开2005-238719号公报专利文献4 日本专利特开2006-5022号公报专利文献5 日本专利特开2007-144995号公报专利文献6 日本专利特开2007-258419号公报专利文献7 日本专利特表2007-507725号公报专利文献8 :W0 2007-023960号公报专利文献9 日本专利特开2008-229869号公报非专利文献 1 :Hua Tan, Andrew Gibertson, Stephen Y. Chou，「Roller nanoimprint lithography」J. Vac. Sci. Technol. B16 (6), 3926 (1998)非专利文献2 :(株)情報機構发行「少^ ^ > V >卜応用实例集」， P. 611-P. 61
技术实现思路
本专利技术鉴于相关问题，目的在于提供一种可以高生产率并批量性地制造具有亚微 米大小(lym以下)的图样的无缝塑模的方法。本专利技术的具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层 的工序和使用激光在所述热反应型抗蚀剂层上形成微细塑模图形的工序，其特征是，所述 热反应型抗蚀剂层由在上述激光点径的光强度分布中具有在规定的光强度以上进行反应 的特性的热反应型抗蚀剂所构成。本专利技术的具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层 的工序和使用激光在所述热反应型抗蚀剂层上形成微细塑模图形的工序，其特征是，所述 热反应型抗蚀剂层由在上述激光的点径中，具有含有在规定的温度以上进行反应的区域的 温度分布的热反应型抗蚀剂层所构成。本专利技术的中，优选还具备在套筒形状的塑模上形成热反应型 抗蚀剂层之前，在上述套筒形状的塑模上形成蚀刻层的工序、将上述微细塑模图样作为掩 膜蚀刻上述蚀刻层的工序和除去上述微细塑模图样的工序。在本专利技术的中，所述热反应型抗蚀剂优选有机抗蚀剂或者无5机抗蚀剂。本专利技术的中，所述热反应型抗蚀剂优选由选自过渡金属和 XII族 XV族元素的不完全氧化物构成，并且，该元素主要氟化物的沸点在200C以上。本专利技术的中，所述无机热反应型抗蚀剂中的过渡金属优选是 选自 Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Rh、Ag、Hf、Ta 以及 Au 的元素。本专利技术的中，所述无机热反应型抗蚀剂中的XII族 XV族元 素优选是选自Al、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Pb以及Bi的元素。本专利技术制造无缝塑模的方法中，所述无机热反应型抗蚀剂中的过渡金属优选为选 自Ti、Cr、Mn、Co、Cu、Nb、Ag、Ta以及Au的元素，并且，上述XII族 XV族元素优选自Sn、 Pb以及Bi。本专利技术的中，所述蚀刻层优选选自Si和Ta以及它们的氧化 物、氮化物和碳化物的材料。在本专利技术的中，所述热反应型抗蚀剂层的膜厚优选膜厚的套 筒周长内变动幅度在士20nm以下。在本专利技术的中，所述热反应型抗蚀剂层优选至少由2层构 成。本专利技术的中，优选在所述蚀刻层上形成热反应型抗蚀剂层之 前，还具备在所述蚀刻层的上侧以及或者下侧形成热吸收层的工序。本专利技术的中，优选在所述套筒形状的塑模上形成蚀刻层之 前，还具备在所述套筒形状的塑模上形成上述热绝缘层的工序。本专利技术的中，形成热反应型抗蚀剂层，蚀刻层，热吸收层时， 积层方法优选溅射法、蒸镀法、CVD法中任意一种方法。在本专利技术的中，使用所述激光进行曝光时，所述激光的光束 形状优选椭圆状。本专利技术的中，优选使用在真空槽中配置有套筒形状的塑模和 与该塑模表面相对的位置配置有相对电极等的干燥蚀刻装置。本专利技术的中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝塑模的制造方法，其具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层的工序和使用激光对所述热反应型抗蚀剂层形成微细塑模图样的工序，其特征是，所述热反应型抗蚀剂层由在上述激光点径的光强度分布中具有在规定的光强度以上进行反应的特性的热反应型抗蚀剂所构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-25 2008-015331;JP 2008-4-11 2008-103957一种无缝塑模的制造方法，其具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层的工序和使用激光对所述热反应型抗蚀剂层形成微细塑模图样的工序，其特征是，所述热反应型抗蚀剂层由在上述激光点径的光强度分布中具有在规定的光强度以上进行反应的特性的热反应型抗蚀剂所构成。2.一种无缝塑模的制造方法，其具备在套筒形状的塑模上形成热反应型抗蚀剂层的工 序和使用激光对所述热反应型抗蚀剂层形成微细塑模图样的工序，其特征是，所述热反应 型抗蚀剂层由在上述激光点径中具有含有在规定的温度以上进行反应的领域的温度分布 的热反应型抗蚀剂所构成。3.如权利要求1或者2所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，在套筒形状的塑模上形 成热反应型抗蚀剂层之前，还具备在上述套筒形状的塑模上形成蚀刻层的工序、将上述微 细塑模图样作为掩膜蚀刻上述蚀刻层的工序、和除去上述微细塑模图样的工序。4.如权利要求1-3任意一项所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述热反应型抗 蚀剂为有机抗蚀剂或者无机抗蚀剂。5.如权利要求1-3任意一项所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述热反应型抗 蚀剂由选自过渡金属和XII族 XV族的元素的不完全氧化物构成，并且，该元素的主要氟 化物的沸点在200°c以上。6.如权利要求5所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述过渡金属是选自Ti、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Rh、Ag、Hf、Ta 以及 Au 的元素。7.如权利要求5或者6所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述XII族 XV族元 素是选自Al、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Pb以及Bi的元素。8.如权利要求5所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述过渡金属是选自Ti、Cr、 Mn、Co、Cu、Nb、Ag、Ta以及Au的元素，并且所述XII族 XV族元素是选自Sn、Pb以及Bi 的元素。9.如权利要求3-8任意一项所述的无缝塑模的制造方法，其特征是，所述蚀刻层的材 料选自Si、Ta以及它们的氧化物、氮化物和碳化物。10.如权利要求1-9...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木胜，三田村哲理，前田雅俊，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]