CN100584636C - 纳米印刷模具、其制造方法及纳米印刷装置和方法 - Google Patents

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Abstract

在纳米印刷法中，提供一种离模性和转印精度优良的模具。通过控制离模材料和形成于模具表面的金属氧化膜的厚度，从而调整形成于其外层的离模材料层的粘接量，形成离模性优良的模具。本发明还涉及纳米印刷模具的制造方法和使用该模具的纳米印刷装置及纳米印刷方法。

Description

纳米印刷模具、其制造方法及纳米印刷装置和方法
技术领域
本发明涉及一种使用形成有纳米等级的微细凹凸的模具在树脂制被转印基板上形成微细构造体的纳米印刷模具、其制造方法及纳米印刷装置和纳米印刷方法。
背景技术
近年来，随着半导体集成电路微细化、集成化的发展，作为用于实现其微细加工的的图形转印技术，光刻装置的高精度化得到推进。然而，加工方法接近光曝光的光源的波长，光刻技术也接近极限。为此，为了使微细化、高精度化得到进一步发展，使用作为带电粒子射线装置的一种的电子射线描绘装置，代替光刻技术。
使用电子射线的图形形成与使用i线、受激准分子激光器等光源的图形形成中的一次曝光方法不同，采用描绘掩模图形的方法。为此，描绘的图形越多，则曝光(描绘)时间越长，存在图形形成很费时间的缺点。为此，随着集成度按256M、1G、4G跳跃式地增大，形成图形的时间也跳跃式地变长，存在处理量显著减低的问题。因此，为了实现电子束描绘装置的高速化，一次图形照射法的开发得到进展，该一次图形照射法组合各种形状的掩模，对其一次性照射电子束，形成复杂的形状的电子束。结果，图形的微细化得到进展，另一方面，不得不使电子射线描绘装置大型化，而且需要以更高精度控制掩模位置的机构等，存在装置成本高的缺点。
针对这些问题，在下述专利文献1和2以及非专利文献1等公开了用于按低成本进行微细的图形形成的技术。该技术通过将模具推压到形成于被转印基板表面的光刻胶膜层而转印预定的图形，该模具具有与希望形成于基板上的图形相同图形的凹凸。特别是按照专利文献2或非专利文献1的纳米イン印刷技术，使用硅晶片作为模具，通过转印可形成小于等于25纳米的微细构造。
[专利文献1]美国专利5,259,926号公报
[专利文献2]美国专利5,772,905号公报
[专利文献3]日本特开2003-157520公报
[非专利文献1]S.Y.Chou et al.，Appl.Phys.Lett.，vol.67，p.3314(1995)
然而，本发明者对可形成微细图形的イン印刷技术研究后发现，在使用Ni作为模具的场合，当在转印后剥离模具和转印物时，存在以下的问题。即，由于转印的形状为非常微细的凹凸，所以，在对较宽的区域形成转印图形的场合，如在作为转印物的基板与模具不产生强机械作用，则不能分离两者，而且，可看到在模具侧残留树脂残渣的现象。
在上述专利文献3中公开了这样的技术，该技术在模具与加压面之间设置由比模具或加压面更柔软的材料构成的聚合物片或橡胶片等缓冲层，消除上述基板的起伏等，施加均匀的压力，提高离模性。然而，本发明者在将比模具或加压面更柔软的材料作为缓冲材料进行转印实验时发现，即使上述材料在加压时产生弹性变形，填充模具与加压面间的间隙，间隙较窄的部分与较宽的部分相比，缓冲材料的反弹增大。结果，不能消除面内的加压不均，离模性也不能提高。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供一种作为用于形成微细的凹凸形状的构造体的图形转印技术的纳米印刷法，该纳米印刷法不通过机械的作用进行剥离即可使Ni模具和被转印基板分离，可多次使用模具。
按照本发明，提供一种纳米印刷模具，其特征在于：至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成，在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形，在上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜。
另外，按照本发明，提供一种纳米印刷模具的制造方法，该纳米印刷模具是至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成的纳米印刷模具，在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形，该纳米印刷模具的制造方法的特征在于：通过对上述纳米印刷侧表面进行酸处理而在上述纳米印刷侧表面上形成厚1～3nm的Ni氧化物膜。
另外，按照本发明，提供一种纳米印刷装置，具有支承将形成纳米等级的凹凸的树脂膜的部件、具有形成了凹凸图形的纳米印刷侧表面的纳米印刷模具、及与该树脂膜的表面相对地支承上述纳米印刷模具的台，该纳米印刷装置的特征在于：上述纳米印刷模具的至少上述纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成，上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜和覆盖Ni氧化物膜的表面的憎水性树脂膜。
另外，按照本发明，提供一种纳米印刷方法，其特征在于：在使至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成、在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形、上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜和覆盖上述Ni氧化物膜的表面的憎水性树脂膜的纳米印刷模具的纳米印刷侧表面接触到将形成纳米等级的凹凸的有机树脂膜的表面的状态下，由热、光及/或二氧化碳气体控制上述有机树脂膜的软化和固化，在上述有机树脂膜的表面转印纳米印刷模具的凹凸。
按照本发明，不增大纳米印刷时的模具与作为被转印材料的树脂膜的剥离力即可实施良好的纳米印刷。另外，纳米印刷面不易受到损伤，所以，可获得长寿命的纳米印刷模具。
附图说明
图1为示出纳米印刷的模具的转印的示意截面图。
图2为示出本发明的纳米印刷装置的示意构成的截面图。
图3为说明本发明的纳米印刷方法的流程图。
图4为示出Ni氧化膜的厚度与水的接触角的关系的图。
图5为示出形成离模材料层的模具表面的Ni氧化膜的厚度与水的接触角的关系的图。
图6为示出Ni氧化膜的厚度与其上形成的离模材料层的厚度的关系的图。
图7为示出Ni氧化膜厚度与转印一侧的树脂的剥离需要的力的关系的图。
图8为示出Ni氧化膜厚度与离模材料厚度的和与转印一侧的树脂的剥离需要的力的关系的图。
图9为适用本发明的生物芯片的示意图。
图10为本发明实施例的生物芯片内过滤器部分的截面立体图。
图11为上述生物芯片内的分子过滤器的截面图。
图12为示出多层配线基板的制作工序的流程图。
图13为磁记录介质的整体图和截面放大图。
图14为利用纳米印刷将图形形成到记录介质的工序的流程图。
图15为示出适用本发明的光波导的示意构成的平面图。
图16为示出上述光波导内部的突起部分的示意布置的图。
具体实施方式
本发明者考虑到，对于Ni制的模具，在模具表面存在Ni的氧化膜，由于该氧化物的结晶特性的原因，难以在模具表面进一步形成离模材料，所以，转印后的离模产生不便。另外，考虑通过调整氧化膜的厚度从而改善离模材料的粘接特性。由此，作出了本发明。
即，本发明为由Ni或Ni合金制成的纳米印刷模具的发明。本发明使用加压装置将在表面形成了微细的凹凸的模具推压到被转印基板表面，转印上述模具表面的微细的凹凸，此时，对上述模具和上述被转印基板均匀地加压。上述模具在印刷侧表面具有含Ni氧化膜，但通过将其厚度控制在某一范围，从而可按较小的力进行纳米印刷时的模具(在印刷面形成作为剥离材料的树脂膜)和被转印树脂膜的剥离。因此，相对模具的损伤也较少，模具的寿命变长，另外，转印物的变形或偏移也较少，可获得高精度的纳米印刷。另外，由于剥离力非常小，所以，模具与被转印树脂膜的剥离机构也可省略。
在本发明中，微细形状转印方法使用加压装置将形成了微细凹凸的模具推压到被转印基板，将模具表面的微细凹凸形状转印到被转印基板；其中：形成上述加压装置的上述微细凹凸的模具由含Ni氧化物膜和离模材料构成。涉及微细图形转印方法，该微细图形转印方法的特征在于使用控制了该氧化膜的厚度的模具进行加压。
下面，例示出本发明的更具体的实施形式。上述含Ni氧化物膜的表面的与水的接触角最好大于等于100度。最好在上述含Ni氧化物膜的表面具有用于离模的树脂膜。作为剥离材料的树脂膜的厚度任意，但最好小于等于200nm。作为厚度的下限，应为可保护纳米印刷面不受外部气体的影响而且不由纳米印刷时的压力损耗的程度的厚度，例如大于等于2nm。上述树脂膜与水的接触角最好大于等于100度。
最好模具的纳米印刷侧表面用氧气和羟基封端。当Ni在大气中氧化时，通常形成NiO，但有时通过与大气中的水(水蒸汽)的反应形成Ni(OH)2，成为最表面。另外，最好模具表面在用氧气和羟基封端后用树脂膜覆盖。上述树脂膜与水的接触角最好大于等于100度。
在这里，模具使用的材料最好为Ni、Ni合金或镀镍层。即，在大气环境下，腐蚀作用使其表面形状变化的金属难以维持微细的形状图形。另外，虽然氧化膜作为自然氧化膜成为NiO的晶体，但晶体形态大致成为不明确的非晶质状态，或最表面层成为置换成羟基的化合物。另外，最好形成于其表面的离模材料为氟化合物、氟混合物的耐热性树脂。特别是最好为被已知为憎水材料的有机树脂，与水的接触角最好大于等于100度。
用于本发明的模具的金属为了将来自发热体的能量高效率地传递到模具和被转印基板，最好具有高导热性。另外，本发明的模具在被转印基板的玻化温度以下的温度最好热变形量较小。通过使用这样的金属，从而使得在室温下基本上没有腐蚀产生的氧化作用，容易进行保管或处理，在加热转印时，可充分利用导热性，确保高精度转印。
在这里，作为使用于本发明的被转印基板成形的方法，最好从这样两个方法中选择，即，(1)对树脂基板或基板上的树脂膜进行加热使其变形的方法，(2)在对树脂基板或基板上的树脂膜进行加压成形后使其进行光固化的方法。
用于本发明的加压装置具有加压台和加压头以及对其施加压力的加压推力发生机构，该加压台和加压头具有用于对模具、被转印基板进行一次加压的上下2个部位的加压面。在这里，在加压头和加压台，为了对模具进行感应加热，最好具有用于冷却感应线圈和模具、被转印基板的冷却机构。另外，加压推力发生机构通过液压、空气压力、转矩电动机的电动力等产生推力。另外，有时根据需要具有真空室，该真空室对加压头整体进行减压，使得可在真空状态进行转印。
下面，参照图1和图2说明本发明的纳米印刷用模具和纳米印刷法。首先，模具也使用硅基板等，但在金属中多使用耐蚀性优良的Ni。制作在表面具有微小的图形的模具101。该模具101具有模具基座102和形成于其外表面的氧化膜103，该氧化膜103在大气中自发形成，或通过调整温度气氛而形成。另外，在形成凹凸形状的模具的氧化膜103的表面形成离模材料层104。使用该模具将微细凹凸形状转印到涂覆了树脂的基板。
图2示出作为具有无尘化的转印室的转印装置的纳米印刷装置。在无尘转印室10内，通过加压装置将缓冲片11粘贴到内装了冷却管12和感应线圈的台14和直径为6英寸的硅晶片上。另外，在形成0.5μm厚的聚苯乙烯薄膜的被转印基板15间，以及与台14同样地内装了冷却管12和感应线圈13的头17与由上述方法制作的直径为6英寸的Ni制模具16之间，配置缓冲片11。这样，可由本装置进行纳米印刷。
下面，参照图3说明纳米印刷方法。制作在Ni等的表面具有微小的图形的模具(压模)。在其之外的基板上设置树脂膜(图3(a))。在模具的背面配置图中未示出的缓冲片，使用加压装置，在该树脂的玻化温度(Tg)以上的温度下，按预定的压力将模具推压到树脂膜上(图3(b))。
然后，使模具和树脂冷却、固化(图3(c))。将模具与基板剥离，将模具的微细的图形转印到基板的树脂膜(图3(d))。另外，也可使用光固化性的树脂，在成形后，将光照射到树脂，使树脂固化，由此代替加热成形的工序。
按照纳米印刷方法，具有这样的特征：(1)可按良好的效率转印集成化了的极微细图形，(2)装置成本低，(3)可应对复杂的形状，也可形成柱体等。
利用该特征，关于本发明的纳米印刷法的应用领域，可适用于(1)DNA芯片或免疫分析芯片等各种生物器件，特别是一次性使用的DNA芯片等。另外，可列举出(2)半导体多层配线，(3)印刷电路板或RF、MEMS，(4)光或磁存储器，(5)波导、衍射光栅、微型透镜、偏振元件等光器件、光子(フオトニツク)晶体，(6)片(シ-ト)，(7)LCD显示器、(8)FED显示器等。本发明最好适用于这些领域。
在本发明中，纳米印刷指数100μm到数nm程度的范围的转印。在本发明中，纳米模具具有应转印的微细的图形，在纳米印刷模具形成该图形的方法不特别限制。例如，相应于光刻或电子射线描绘法等所期望的加工精度进行选择。
在本发明中，成为基板的材料不特别限定，只要具有预定的强度即可。具体地说，可较好地例示出硅、各种金属材料、玻璃、陶瓷、塑料等。
在本发明中，转印微细的构造的树脂膜不特别限定，但可相应于所期望的加工精度进行选择。具体地说，有聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、玻璃强化聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、变性聚苯醚、聚苯硫、聚醚醚酮、液晶性聚合物、氟树脂、ポリアレ一ト、聚砜、聚醚砜、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺等热塑性树脂。另外，还有酚醛树脂、三聚氰酰胺树脂、聚尿素树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、硅酮树脂、酞酸二烯丙酯树脂、聚酰胺双马来酰亚胺、聚双酰胺三唑等热固化性树脂。另外，可使用混合其中的大于等于2种获得的材料。
[实施例]
下面，说明本发明的实施例。
[实施例1]
下面，根据图4、5说明作为本发明实施例的1个的Ni模具的表面氧化膜特性。Ni模具在即将涂覆离模材料之前，通过酸洗，对存在于模具表面的通过自然氧化形成的氧化膜或通过氧化处理形成的氧化膜进行处理。在将盐酸用作酸洗药品的场合，最好使用0.5～10重量％浓度的水溶液，特别是1～5重量％的浓度的水溶液。在使用硫酸作为酸洗药品的场合，最好使用0.5～3重量％浓度的水溶液，特别是0.5～2重量％的浓度的水溶液。最好酸洗的温度为20～27℃，酸洗时间为20～50秒的范围。这些条件随使用的模具的材质而不同，所以，与其相应地选择最佳条件。
图4、5为Ni表面的水的接触角的测定结果。这些数据通过由透射型电子显微镜(TEM)对金属表面的截面进行观察和由接触角计进行测量而获得。一般情况下，接触角越大，离模性越高，适合于模具表面。
图4示出相对Ni表面的氧化膜厚的水接触角的变化。Ni表面氧化膜在5nm～10nm的范围时，接触角大，在不涂覆离模材料的Ni表面，Ni氧化膜大于等于5nm、小于等于10nm，离模性比Ni金属表面提高。然而，其接触角小于等于90度，厚的Ni氧化膜不能说是优良的离模材料。
图5示出在Ni表面的氧化膜上形成离模材料时的水接触角的变化。图5的数据在进行离模处理后通过TEM观察和接触角测量获得。本实施例的离模材料层的厚度为2～4nm。
成为基底的Ni表面氧化膜越薄，则接触角越大，在涂覆了离模材料的Ni表面，Ni氧化膜小于等于5nm，离模性显著提高。其接触角大于等于100度，可以说是优良的离模材料。
图6示出Ni氧化膜与离模材料厚度的关系。图6的数据通过截面TEM观察获得。Ni氧化膜厚度在3nm附近时离模材料厚度最小。另外，当Ni氧化膜厚度增加时，离模材料厚度也增加。然而，该离模材料附着于表面粗糙度增大的氧化膜，为平面的二维连续性下降的岛状附着，后面说明的剥离力增大。
然后，使用本发明的模具进行了转印实验。下面使用图6说明进行该转印时形成微细的凹凸的模具的制作法。准备直径6英寸×厚约0.5mm的Si晶片。然后，使用旋转涂覆机，使用电子射线曝光用的光刻胶(OEBR1000，东京应化制造)，形成0.5μm的涂膜。接着，使用电子描绘装置JBX6000FS(日本电子制造)，用电子射线束直接描绘而进行曝光，并显影，从而形成凹凸。光刻胶按节距150nm将直径100nm的圆形图形排列成矩阵状地残留。如图形为数百nm级或其以上，则也可不为电子射线，而是使用Kr激光器(波长351nm)等。将凹凸作为掩模图形进行Ni金属的干腐蚀，在Ni表面形成凹凸，然后，通过氧气抛光(O2アツシング)，除去光刻胶。在以上的工序中，获得在1面形成直径100nm的圆柱状突起的Ni制的模具。
然后，由加压装置将本发明的模具推压到台和在直径为6英寸的硅晶片上形成了0.5μm厚的聚苯乙烯薄膜的被转印基板进行重转印实验。转印的条件为转印温度200℃，压力10kgf/cm2，保持时间3分钟。转印时，对从60℃到200℃的升温时间和从200℃到60℃的冷却时间的测定和面内图形形状也进行评价。结果，升温时间和冷却时间低于1分钟。另外，在转印图形的面内看不到偏差，在直径为6英寸的前面不发生转印不均匀，获得了良好的转印图形。在实现了均匀的转印的背景下，按照本发明，转印基板全面和模具不受到外力作用即可离模。其原理可以认为是，通过将在基板与模具间产生的粘接力用于本发明的氧化膜和离模材料层，从而降低树脂与模具的物理的力(范德瓦斯力)和化学的力(离子接合力)。结果，可实现均匀地实现离模。
[实施例2]
下面，根据图7、8说明作为本发明实施例的1个的、模具与转印的基板间的剥离所必要的力。按与实施例1相同的方法制作模具，由拉伸试验机测量模具与基板的离模所必要的作用力。图7为相对模具表面的Ni氧化膜厚度的离模时的必要作用力。Ni氧化膜的厚度越薄，则可按较低的力进行剥离。图8为相对模具表面的Ni氧化膜厚度与离模材料的厚度的和与离模时的必要作用力的关系。图7、图8的数据通过由TEM进行观察和由拉伸试验机进行测量而获得。可以看出，Ni氧化膜的厚度与离模材料的厚度的和越薄，则可用越低的力进行剥离。另外，可以发现，当Ni氧化膜的厚度小于等于3nm时，由于剥离力较小，所以，残存于模具的树脂减少，可反复使用模具。
下面，说明使用本发明的带剥离机构的模具的纳米印刷可得到较好适用的几个领域。
[实施例3：生物(免疫)芯片]
适用于生物芯片制作用模具。图9为生物芯片900的示意图。在玻璃制的基板901形成深3μm、宽20μm的流路902，使其成为这样的构成，在该构成中，从导入孔903导入包含DNA(脱氧核糖核酸)、血液、蛋白质等的试样，在流路902中流过，流到排出孔904。在流路902设置分子过滤器905。在分子过滤器905形成直径250nm～300nm、高3μm的突起物集合体100。
图10为形成分子过滤器905的近旁的截面立体图。在基板901形成流路902，在流路902的一部分形成突起物集合体100。基板901由上部基板1001加盖，试样在流路902的内部移动。例如，在DNA的链长解析的场合，包含DNA的试样在流路902电泳时，相应于DNA的链长由分子过滤器905高分解地分离DNA。对通过分子过滤器905的试样照射来自安装于基板901表面的半导体激光器906的激光。
当DNA通过时，对于光检测器907的入射光下降约4％，所以，可根据来自光检测器907的输出信号解析试样中的DNA的链长。由光检测器907检测出的信号通过信号配线908输入到信号处理芯片909。在信号处理芯片909连接信号配线910，信号配线910连接到输出垫911，与来自外部的端子连接。电源从设置于基板901的表面的电源垫912供给到各部件。
图11示出分子过滤器905的截面图。本实施例的分子过滤器905由具有凹部的基板901、形成于基板901的凹部的多个突起物、及覆盖基板的凹部地形成的上部基板1001构成。在这里，突起物的前端部分与上部基板接触地形成。突起物集合体100的主要成分为有机物，所以，可变形，因此，当将上部基板1001覆盖到流路902时突起物集合体100不会破损。
因此，可使上部基板1001与突起物集合体100紧密接触。通过形成为这样的构成，试样不会从突起物与上部基板1001的间隙漏出，可进行高灵敏度的分析。实际实施DNA的链长解析后得知，在玻璃制的突起物集合体100中，碱基对的分辨能力在按半幅值表示时为10碱基对，而在有机物制的突起物集合体100的场合，碱基对的分辨能力改善为按半幅值表示时的3碱基对。在本实施例的分子过滤器中，形成为突起物与上部基板直接接触的构造，但如在上部基板例如形成与突起物相同材料的膜，形成突起物与该膜接触的构造，则可提高紧密接触性。
在本实施例中，流路902为1条，但也可通过配置多条设置了不同大小的突起物的流路902，同时进行不同的分析。另外，在本实施例中，作为试样检测DNA，但通过在突起物集合体100的表面预先修饰与糖链、蛋白质、抗原反应的分子，从而也可分析特定的糖链、蛋白质、抗原。这样，通过在突起物的表面修饰抗体，从而可提高免疫分析的灵敏度。
通过将本发明适用于生物芯片，从而可获得能够简便地形成直径为纳米等级的有机材料制的分析用突起物。另外，通过控制模具表面的凹凸或有机材料薄膜的粘度，从而也可获得能够控制有机材料制突起物的位置、直径、高度的效果。可提供高灵敏度的分析用微型芯片。
[实施例4：多层配线基板]
在用于制作多层配线基板1006的纳米印刷中可适用本发明的Ni模具。图12为说明用于制造多层配线基板的工序的图。首先，如图12(a)所示那样，在由硅氧化膜1002和铜配线1003构成的多层配线基板1001的表面形成光刻胶702后，由模具(图示省略)进行图形转印。然后，由CF4/H2气体对多层配线基板1001的露出区域703进行干腐蚀时，如图12(b)所示那样，将多层配线基板1001表面的露出区域703加工成槽形。然后，由RIE对光刻胶702进行干腐蚀，除去台阶低的部分的光刻胶，从而如图12(c)所示那样扩大形成露出区域703。当从该状态进行露出区域703的干腐蚀直到先前形成的槽的深度达到铜配线1003，则获得图12(d)所示那样的构造，然后，除去光刻胶702，从而获得图12(e)所示那样的、在表面具有槽形的多层配线基板1001。从该状态在多层配线基板1001的表面通过溅镀形成金属膜后(省略图示)，进行电解电镀，从而如图12(f)所示那样形成金属镀膜1004。此后，进行金属镀膜1004的抛光直到露出多层配线基板1001的硅氧化膜1002，则如图12(g)所示那样可获得在表面具有金属配线的多层配线基板1001。
另外，说明用于制作多层配线基板的别的工序。当从图12(a)所示状态进行露出区域703的干腐蚀时，进行腐蚀直到到达多层配线基板1001内部的铜配线1003，从而获得图12(h)所示构造。然后，由RIE对光刻胶702进行腐蚀，除去台阶低的部分的光刻胶，从而获得图12(i)所示构造。当从该状态在多层配线基板1001的表面通过溅镀形成金属膜1005时，获得图12(j)的构造。然后，通过剥离将光刻胶702除去，从而获得图12(k)所示构造。然后，使用残留的金属膜1005进行非电解电镀，从而可获得图12(l)所示构造的多层配线基板1001。
通过将本发明适用于多层配线基板，从而可形成具有高尺寸精度的配线。按照本发明的实施例，当使用模具特别是Ni模具通过纳米印刷将微小凹凸图形形成于基板上树脂或树脂时，通过由薄的氧化膜和离模材料构成Ni模具的转印表面，从而消除转印后的离模不良。另外，可由减薄氧化膜的厚度的效果提高向模具表面的导热性。也可不设置用于剥离的机构，可提高导热性。为此，可缩短转印所需时间，而且，可反复使用模具，另外，通过由氧化膜赋予硬度，从而可提高模具的耐久性。
[实施例5：磁盘]
使用本实施例的Ni模具可通过纳米印刷制作磁性记录介质。图13为本实施例的磁性记录介质的整体图和截面放大图。基板由具有微细凹凸的玻璃构成。在基板上形成种子(シ-ド)层、基底层、磁性层、保护层。下面，使用图14说明本实施例的磁性记录介质的制造方法。图14为用沿径向剖开的截面图示出利用纳米印刷法在玻璃形成凹凸的方法。首先，准备玻璃基板。在本实施形式中，使用钠钙玻璃。基板的材料只要具有平坦性，则不特别限定，也可使用硅铝酸盐玻璃等其它玻璃基板材料或Al等金属基板。另外，如图14(a)那样，成为200nm厚地使用旋转涂覆机形成树脂膜。在这里，作为树脂，使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
另一方面，作为模具，准备在磁记录介质中央的孔成为同心圆状地形成槽的Ni模具。槽尺寸为宽88nm、深200nm，槽与槽的间隔为110nm。本模具的凹凸非常微细，所以，按使用电子射线束的光刻形成。然后，如图14(b)那样加热到250℃，降低树脂粘度，在该状态下，推压模具。当在树脂的玻化温度以下的温度下离模时，获得图14(c)所示那样的凹凸与模具反转的图形。当使用纳米印刷法时，可形成比可视光波长更小的微细的、超越了一般光刻的可曝光尺寸极限的图形。
另外，通过干腐蚀，除去残留于树脂图形底部的残膜，从而形成图14(d)那样的图形。使用该树脂膜作为掩模，用氟酸对基板进行腐蚀，可如图14(e)那样对基板进行加工，通过用剥离液除去树脂，从而可形成图14(f)那样的宽度110nm深150nm的槽。此后，在玻璃基板上通过非电解电镀形成由NiP构成的种子层。一般的磁盘仅按大于等于10μm的厚度形成NiP层，但在本实施形式中，为了在上层也反映形成于玻璃基板的微细的凹凸形状，留下100nm。另外，使用一般在磁记录介质形成中使用的溅镀法，依次形成Cr基底层15nm、CoCrPt磁性层14nm、C保护层10nm，从而制作本实施形式的磁记录介质。本实施形式的磁记录介质由宽88nm的非磁性层壁沿径向隔离磁性体。这样，可提高面内磁各向异性。利用抛光带形成(构造)同心圆状的图形的技术过去就已经知道，但图形间隔为较大的微米等级，难以适用到高密度记录介质。
本实施例的磁记录介质由使用纳米印刷法获得的微细图形确保磁各向异性，实现400Gb/平方英寸的高密度记录。通过纳米印刷进行的图形形成不限于周向，也可在径向形成非磁性分隔壁。另外，在本实施形式中说明的磁各向异性赋予效果不由种子层、基底层、磁性层、保护层的材料特别限定。
[实施例6：光波导]
在本实施例中，说明了将入射光的行进方向变化的光器件适用于光信息处理装置的一例。图15为制作的光回路500的示意构成图。光回路500在纵30mm、横5mm、厚1mm的氮化铝制的基底501上，由包括铟磷系的半导体激光器和驱动电路的10个发送单元502、光波导503、及光连接器504构成。10个半导体激光器的发送波长依次相差50nm，光回路500为光复用通信系统的器件的基本部件。
图16为在光波导503内部的突起物406的大致布置图。光波导503的端部成为宽20μm的喇叭状，使得可容许发送单元502与光波导503的对准误差，由光子带间隙将信号光引导至宽1μm的区域。突起物406按0.5μm的间隔排列，在图16中，进行了简化，突起物406比实际的条数少。
在光回路500中，可重合输出10种不同波长的信号光，但可改变光的行进方向，所以，可使光回路500的宽度为5mm，非常地短，具有可将光通信用器件小型化的效果。另外，由于可通过推压模具而形成突起物406，所以，还可获得降低制造成本的效果。在本实施例中，为重合输入光的器件，但在控制光的路径的所有光器件中光波导503有用。
通过将本发明适用于光波导，从而使信号光在周期性排列了以有机物为主成分的突起物的构造体中行进，从而获得可改变光的行进方向的效果。另外，由于可用模具的推压这样简便的制造技术形成突起物，所以，具有可低成本地制造光器件的效果。

Claims (11)

1.一种纳米印刷模具，其特征在于：至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成，在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形，在上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜。
2.根据权利要求1所述的纳米印刷模具，其特征在于：在上述Ni氧化物膜的表面具有用于离模的树脂膜。
3.根据权利要求2所述的纳米印刷模具，其特征在于：上述树脂膜与水的接触角大于等于100度。
4.根据权利要求1所述的纳米印刷模具，其特征在于：上述Ni氧化物膜的表面用氧和羟基封端。
5.根据权利要求4所述的纳米印刷模具，其特征在于：用氧和羟基封端的上述Ni氧化物膜的表面由树脂膜覆盖。
6.一种纳米印刷模具的制造方法，该纳米印刷模具是至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成的纳米印刷模具，在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形，该纳米印刷模具的制造方法的特征在于：通过对上述纳米印刷侧表面进行酸处理而在上述纳米印刷侧表面上形成厚1～3nm的Ni氧化物膜。
7.根据权利要求6所述的纳米印刷模具的制造方法，其特征在于：在上述Ni氧化物膜的表面上形成树脂膜。
8.根据权利要求7所述的纳米印刷模具的制造方法，其特征在于：上述树脂膜与水的接触角大于等于100度。
9.一种纳米印刷装置，具有支承将形成纳米等级的凹凸的树脂膜的部件、具有形成了凹凸图形的纳米印刷侧表面的纳米印刷模具、及与该树脂膜的表面相对地支承上述纳米印刷模具的台，该纳米印刷装置的特征在于：上述纳米印刷模具的至少上述纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成，上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜和覆盖Ni氧化物膜的表面的憎水性树脂膜。
10.一种纳米印刷方法，其特征在于：在使至少纳米印刷侧表面由Ni或Ni合金构成、在上述纳米印刷侧表面形成了凹凸图形、上述Ni或Ni合金的表面具有厚1～3nm的Ni氧化物膜和覆盖上述Ni氧化物膜的表面的憎水性树脂膜的纳米印刷模具的纳米印刷侧表面接触到将形成纳米等级的凹凸的有机树脂膜的表面的状态下，由热、光及/或二氧化碳气体控制上述有机树脂膜的软化和固化，在上述有机树脂膜的表面转印纳米印刷模具的凹凸。
11.根据权利要求10所述的纳米印刷方法，其特征在于：上述憎水性树脂膜与水的接触角大于等于100度。
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