CN110392624B - 电铸用原盘及使用该原盘的模具的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在电铸物剥离后的进一步的电铸时也不易发生转印不良的电铸用原盘。并且，提供一种使用了该原盘的模具的制作方法。由以下构成电铸用原盘(1)：原盘主体(10)，在其表面上形成有凹凸图案(12)；及防擦伤夹具(20)，固定于原盘主体(10)并在原盘主体(10)的周围延伸而成，防止电铸物剥离时的擦伤。

Description

电铸用原盘及使用该原盘的模具的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于形成微细图案的原盘，尤其涉及一种通过电铸制作复制模具的原盘。并且，本发明涉及一种具有使用了该原盘的复制图案的模具的制造方法。

背景技术

已知有称为压印法的技术，即将形成有凹凸图案的模具(通常还称为模制、压膜、模板)按压到涂布于被转印基板上的抗蚀剂上，并且使抗蚀剂机械变形或流动以将微细的图案精确地转印到抗蚀剂膜。作为微细的凹凸图案，存在10nm左右至100μm左右的凹凸图案。一旦制作模具，即使是纳米级的微细结构的模具，也能够简单地重复成型，因此很经济，并且由于是有害的废物及排放物少的转印技术，因此期待应用于半导体领域等各种领域中。

这种模具是通过在人造石英、蓝宝石、无碱玻璃等基板上涂布抗蚀剂图案，并从通过电子束绘制进行所期望的微细图案曝光、显影而获得的具有微细凹凸图案的母盘转印而制作。

在专利文献1中公开有如下方法：对母模(母盘)的表面实施电镀，形成与母模相反的图案形状的电铸层，从母模中剥离该电铸层而制造电铸品。该电铸品可用作上述模具。

在专利文献1中提出有如下方法：使至少具有导电性材料的加强框架与母模接触，在该状态下，对母模和加强框架实施电镀以形成与加强框架一体化的电铸层，并且从母模剥离一体化的电铸层和加强框架来制造电铸品。

母盘的制作需要相当长的时间，因此非常昂贵。于是，通过使用了该母盘的电铸形成反转图案的多个子原盘，进而有时通过使用了该子原盘的电铸进行上述模具的制作。例如，专利文献2中公开有如下内容：由主盘压膜(母盘)制作母压膜(子原盘)，进而由母压膜制作子压膜(模具)，并将子压膜用作光盘形成用压膜。而且，专利文献2中提出有使用了主盘压膜或母压膜的电铸处理后的压膜的剥离方法。剥离该压膜时，用切割器切割来进行压膜剥离起始点处理。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-167497号公报

专利文献2：日本特开2000-207785号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，如专利文献2所示，若在电铸后的压膜剥离时，在压膜之间进行通过用切割器切割的剥离起始点处理，则可能会损坏主盘压膜或母压膜。

例如，如图13所示，原盘101上设置有导通环102，并在导通环102的内侧形成有电铸物103。然后，在原盘101与导通环102之间楔入切割器等楔形物105而形成剥离起始点。若由该楔形物105的楔入而损坏原盘101的表面，则会产生刮痕转印到通过下一电铸来制作的电铸品上的不良情况，或者由于刮痕的影响导致与导通环的密合降低而产生电铸不良，从而导致转印不良。

本发明鉴于上述情况，其目的在于，作为电铸用原盘提供一种在电铸物剥离后的进一步的电铸时也不易发生转印不良的电铸用原盘。并且，其目的在于提供一种使用了该原盘的模具的制作方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的电铸用原盘为在表面具有凹凸图案的电铸用原盘，该电铸用原盘由以下构成：

原盘主体，其在表面形成有凹凸图案；及

防擦伤夹具，其固定于原盘主体并在原盘主体的周围延伸而成，防止电铸物剥离时的擦伤。

“固定”是指固定成至少在电铸物剥离时不与原盘主体分离。原盘主体与防擦伤夹具分别由不同部件构成，两个部件能够通过目视来区分，但两者通过某种方法(例如，粘接或机械固定等方法)连接固定。

“在周围延伸而成”并不限于在整个圆周上连续具备，从原盘主体向外侧延伸而设置的部分可以在多个位置断续地设置。

本发明的电铸用原盘中，原盘主体可以为电铸物。

原盘主体为电铸物时能够设为由Ni构成。

本发明的电铸用原盘中，优选防擦伤夹具的表面与原盘主体的表面处于同一平面。

本发明的电铸用原盘中，优选防擦伤夹具的厚度比原盘主体的厚度厚。

本发明的电铸用原盘中，优选原盘主体与防擦伤夹具的接合界面具有凹凸结构、锥形结构或阶梯差结构。

本发明的电铸用原盘中，优选防擦伤夹具的材质为金属。

本发明的模具的制造方法中，

在围绕上述本发明的电铸用原盘的表面的凹凸图案的位置配置有电铸用导通环，

对配置于原盘上的导通环的内侧实施电铸，

在导通环与原盘的防擦伤夹具之间从外周侧楔入楔形物而形成剥离起始点，并将通过电铸形成于原盘上的导通环的内侧且固定于导通环上的电铸物从原盘剥离，

从而制造由电铸物构成的模具。

在本发明的模具的制造方法中，优选作为导通环，使用具有小于原盘主体的直径的内径的导通环。

在本发明的模具的制造方法中，能够将楔形物的材质设为金属。

在本发明的模具的制造方法中，优选在原盘的表面配置导通环之前，在原盘的表面设置剥离层。

优选设置含氟层作为剥离层。

发明效果

本发明的电铸用原盘由以下构成：原盘主体，其在表面形成有凹凸图案；及防擦伤夹具，其固定于原盘主体并在原盘主体的周围延伸而成，防止电铸物剥离时的擦伤。由于是这种结构，因此在使用了该原盘的模具的制造方法中，在将作为电铸物的模具从原盘剥离时，能够在防擦伤夹具与导通环之间放入楔形物来进行剥离，原盘主体上不会产生刮痕。由于原盘主体上不会产生刮痕，因此能够抑制如下问题，即下次电铸时产生转印不良情况、或与导通环的密合变差、产生电铸不良的问题。

附图说明

图1是第1实施方式的电铸用原盘的俯视图及剖视图。

图2是表示第1实施方式的电铸用原盘的制作工序的图。

图3是表示使用了第1实施方式的电铸用原盘的模具的制作工序的图。

图4是第2实施方式的电铸用原盘的俯视图。

图5是第3实施方式的电铸用原盘的剖视图。

图6是第4实施方式的电铸用原盘的剖视图。

图7是第5实施方式的电铸用原盘的剖视图。

图8是第6实施方式的电铸用原盘的剖视图。

图9是表示在使用第6实施方式的电铸用原盘的情况下的电铸物剥离时的楔形物楔入部分的放大剖视图。

图10是第7实施方式的电铸用原盘的剖视图。

图11是表示在使用第7实施方式的电铸用原盘的情况下的电铸物剥离时的楔形物楔入部分的放大剖视图。

图12是用于说明模具的制造方法所使用的电铸用导通环的其他例子的图。

图13是用于说明从电铸用原盘剥离电铸物时所发生的问题的图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。另外，为了容易视觉辨认，附图中的各构成要素的比例尺寸等与实际比例尺寸适当地变更。

＜第1实施方式的电铸用原盘＞

图1是示意地表示本发明的第1实施方式的电铸用原盘1的俯视图及B-B线剖视图。

原盘1为用于制造模具且在表面具有凹凸图案12的电铸用原盘，其由在表面形成有凹凸图案12的原盘主体10及固定于原盘主体10并在原盘主体10的周围延伸而成的防止电铸物剥离时的擦伤的防擦伤夹具20构成。

原盘主体10具有在形成有凹凸图案12的区域(下文中称为图案区域。)的外周具备平坦部11的表面形状。另外，将该外周的平坦部11的厚度定义为原盘主体10的厚度。在本实施方式中，原盘主体10为圆盘形状，但对形状并无限制，可以为矩形状等多边形状。

作为凹凸图案12，可以是线-空间的图案、孔图案或柱图案、微透镜阵列的图案等各种图案。凹凸图案的凸部高度和凸部间隔等在几十nm～几百μm的量级中可根据用途适当地设定。

原盘主体10的构成材料并无特别限定，例如，能够由通过对母盘的电铸获得的电铸物构成。当通过电铸制造时，作为材料，可列举包含Ni(镍)、Cr(铬)、Cu(铜)及Fe(铁)中的至少一种的金属，优选为Ni。原盘主体10的厚度为50～500μm，更优选为150～300μm。

如图1所示，防擦伤夹具20为固定在原盘主体10的周边的环状部件。防擦伤夹具20为具有中心孔的部件，该中心孔具有与原盘主体10的外周直径相等的直径。而且，构成该中心孔的内周侧壁固定在原盘主体10的外周侧壁上。在此，具有原盘主体10的凹凸图案的表面与防擦伤夹具20的表面处于同一平面。

在本例中，防擦伤夹具20的厚度比原盘主体10的厚度厚。通过使防擦伤夹具20的厚度比原盘主体10厚，能够提高原盘1的处理性。当原盘主体10薄时，其效果显著。

防擦伤夹具20的材料并无特别限制。然而，在通过电铸制作原盘主体10的情况下，优选将该电铸时所使用的导通环转移到防擦伤夹具20。即，优选将防擦伤夹具20用作原盘主体10制作时的导通环。因此，防擦伤夹具20的材质优选为具有导电性的金属。尤其，不锈钢板或镀镍不锈钢板等为合适，因为其处理性高且低成本。

另外，在通过电铸制作原盘主体10的情况下，若从导通环剥离，则在其外周产生飞边。在仅使用具有该飞边的原盘主体进行模具的电铸的以往的方法中，处理时飞边剥落，可能会成为电铸时的缺陷的原因。但是，如果不将原盘主体10从导通环剥离而直接用作原盘，则不会在外周产生飞边而能够抑制缺陷原因的产生。

防擦伤夹具20以在模具制造时剥离模具时不会从原盘主体10脱离的程度固定在原盘主体10上即可，但不限于从电铸用导通环转用。另外，两者的固定状态除了粘接、熔接等以外，还可以为机械固定的状态。作为机械固定的方法，例如可列举将防擦伤夹具和原盘主体从背面侧穿过锚拴而拧进的方法。

对第1实施方式的电铸用原盘1的制作方法进行说明。图2是用于说明制作工序的示意图。

如图2所示，首先，准备在玻璃基板31上的表面具备以凹凸图案(在此设为凹型图案)状形成的抗蚀剂32的母盘30(S1)。作为母盘30的尺寸，通常为直径150mm(6英寸)、200mm(8英寸)左右。

在该母盘30的凹凸图案表面通过溅射法形成几nm～几μm左右的薄的膜厚的导电层(金属膜)10a(S2)。然后，以围绕母盘30的表面的凹凸图案的方式配置作为子原盘电铸用导通环发挥功能的防擦伤夹具20，并实施电铸。通过该电铸在母盘30的表面的防擦伤夹具20的内侧成膜几10μm～几100μm左右的厚度的电铸层10b，从而形成由导电层10a和电铸层10b构成的电铸物(子原盘)即原盘主体10(S3)。作为导电层10a及电铸层10b的材料优选为Ni，但并不限于Ni。

然后，对每一抗蚀剂32从玻璃基板31剥离原盘主体10及防擦伤夹具20(S4)。为了从原盘主体10去除抗蚀剂32，进行丙酮旋转清洗(S5)。通过清洗去除抗蚀剂32，从而获得在表面转印母盘30的凹凸图案(凹型)，并且在具有凹凸相反的转印凹凸图案(凸型)12的原盘主体10上固定防擦伤夹具20而成的、第1实施方式的电铸用原盘1(S6)。

另外，由母盘30获得电铸用原盘1时增加围绕母盘30的图案区域的平坦区域的面积，若通过电铸制作具有与具备防擦伤夹具的情况相等的面积的电铸用原盘，则无需设置如本发明的防擦伤夹具。然而，若欲要维持同等区域图案，有必要增加母盘主体的大小，并且由于该母盘的增加导致成本高、并且由于电铸时的电铸槽的增加而导致成本高等。若为本发明的电铸用原盘，则能够使用现有的电铸层，并且无需大幅提高原盘成本便能够制作。

＜模具的制造方法＞

接着，对使用了本实施方式的电铸用原盘的模具的制造方法进行说明。

图3是示意地表示使用了第1实施方式的电铸用原盘1的模具的制造工序的图。

准备电铸用原盘1，在原盘1的表面作为脱模处理而形成剥离层51(S11)。作为剥离层51优选为含氟层。

在剥离层51的表面通过溅射法形成几nm～几μm左右的薄的膜厚的导电层42(S12)。然后，以围绕原盘1的表面的凹凸图案12的方式配置模具电铸用导通环50(S13)。导通环50具有小于原盘主体10的直径的内径。导通环50成为在与导电层42之间导通的状态，通过在维持导通的状态下进行电铸而在原盘主体10上的导通环50的内侧形成电铸层44(S14)。该电铸层44与导电层42成为一体并且构成电铸物40。作为导电层42及电铸层44的材料优选为Ni，但并不限于Ni。

然后，在导通环50与防擦伤夹具20之间从外周侧楔入楔形物52而形成剥离起始点(S15)。将楔形物52插入到导通环50与防擦伤夹具20之间后，可以使其沿着圆周旋转360°。楔形物52例如为切割机刀片，优选为如切割机刀片那样薄，并且在尖端具有锥形，容易插入到面与面之间，并且，插入后能够沿着圆周方向滑动。楔形物52的材质并无特别限定，可以为金属。

将插入上述楔形物52而形成的剥离起始点作为起点，将原盘1与电铸物40剥离(S16)。

从原盘1剥离后的电铸物40处于固定在导通环50上的状态(S17)，因此从导通环50卸下电铸物40(S18)。如此能够制作由电铸物40构成的模具。模具中，被转印电铸用原盘1的凹凸图案12，并且凹凸与原盘1相反，并且具有与母盘30的抗蚀剂32的凹凸图案相同的凹凸图案(凹型)。

＜第2实施方式的电铸用原盘＞

图4是本发明的第2实施方式的电铸用原盘2的俯视图。对与第1实施方式的电铸用原盘1相同的构成要素附加相同的符号并省略详细说明。以下附图中相同。

如图4所示，本实施方式的电铸用原盘2中，防擦伤夹具22不是在原盘主体10的整个周边区域连续设置，而是在此断续地分开设置在周围的4个位置。在使用本原盘2制造模具时，将楔入从原盘2剥离电铸物时的楔形物的部位仅限定在断续地设置的防擦伤夹具22的部分而进行。由此，与使用第1实施方式的原盘1时同样地，不会刮伤原盘主体10就能够从原盘2剥离电铸物。

如此，在本发明的原盘中，不需要在原盘主体10的整个圆周上设置防擦伤夹具22，可以沿着原盘主体10的外周设置在多处，以便设置剥离起始点。

＜第3～第5实施方式的电铸用原盘＞

图5～图7分别为本发明的第3～第5实施方式的电铸用原盘的剖视图。

第3～第5实施方式的电铸用原盘3～5中，原盘主体13～15与防擦伤夹具23～25的接合界面的结构与第1实施方式的电铸用原盘1不同。接合界面是指原盘主体的外周侧壁面与环状的防擦伤夹具的内径侧壁面接触的部分。

如图5所示，第3实施方式的电铸用原盘3中，原盘主体13和防擦伤夹具23分别在接合界面具有微细的凹凸结构13a、23a。防擦伤夹具23及原盘主体13的凹凸结构彼此啮合并接合。通过使用具有构成微细的凹凸结构的表面粗糙度的防擦伤夹具23作为导通环进行电铸，由此获得具有沿着防擦伤夹具23的表面粗糙度的外周侧壁面的原盘主体13。

如图6所示，第4实施方式的电铸用原盘4在原盘主体14与防擦伤夹具24的接合界面具有锥形结构。即，防擦伤夹具24在接合界面具有内径朝向表面侧减小的锥形部24a，原盘主体14具有锥形部14a，其沿着防擦伤夹具24的锥形部24a，直径朝向表面侧减小。

如图7所示，第5实施方式的电铸用原盘5在原盘主体15与防擦伤夹具25的接合界面具有阶梯差结构。即，防擦伤夹具25在接合界面具有阶梯差部25a，其由具有第1内径φ₁的部分和具有大于第1内径φ₁的第2内径φ₂的部分构成，原盘主体15具有阶梯差部15a，其由具有第1外径φ1的部分和具有第2外径φ2的部分构成。

第3～第5实施方式的电铸用原盘3～5根据原盘主体与防擦伤夹具的接合界面处的各形状，在模具的制造工序中从原盘剥离电铸物(模具)时即使对接合界面施加力，原盘主体与防擦伤夹具也不易剥离。

＜第6实施方式的电铸用原盘＞

图8是本发明的第6实施方式的电铸用原盘的剖视图。

第6实施方式的电铸用原盘6与第1实施方式的电铸用原盘1的不同点在于防擦伤夹具的形状。防擦伤夹具26的与原盘主体10的接触部分的表面与原盘主体10在同一平面，具有越是朝向外径侧，越远离原盘主体10的表面，并在剖面处描绘平缓的曲线的形状。

若使用本结构的原盘6制作模具，则从原盘剥离电铸物时，如图9所示，导通环50与原盘6的防擦伤夹具26的外周侧产生间隙，因此能够顺利地从该间隙向导通环50与原盘6之间楔入楔形物52。

＜第7实施方式的电铸用原盘＞

图10是本发明的第7实施方式的电铸用原盘的剖视图。

第7实施方式的电铸用原盘7与第1实施方式的电铸用原盘1不同，防擦伤夹具27的表面与原盘主体10不处于同一平面，位于向原盘主体10的背面侧偏离的位置。

这样，即使在原盘主体10的表面与防擦伤夹具27的表面存在阶梯差时，也具有与第6实施方式的电铸用原盘6相同的效果。即，若使用本结构的原盘7制作模具，则从原盘剥离电铸物时，如图11所示，导通环50与原盘7的防擦伤夹具27的外周侧产生间隙，因此能够顺利地从该间隙向导通环50与原盘7之间楔入楔形物52。

针对第2实施方式至第6实施方式的电铸用原盘2～6，也能够利用与第1实施方式的电铸用原盘1相同的方法进行制作，并且，能够利用相同的方法制造模具。而且，在模具的制造工序中，从原盘剥离电铸物(模具)时不会刮伤原盘主体就能够进行剥离，因此反复制造模具时也能够进行良好的图案转印。

在上述实施方式中，防擦伤夹具的厚度均比原盘主体的厚度厚，但作为本发明，防擦伤夹具的厚度也可以比原盘主体的厚度薄。是因为，即使防擦伤夹具的厚度薄，在模具的制作中，为了从圆盘剥离作为电铸物的模具而放入楔形物时也充分发挥防止对原盘主体的损伤的功能。

另外，在上述模具的制造方法中，作为导通环50使用了具有比原盘主体10的直径小的内径的导通环，如图12所示，可以使用具有原盘主体10的直径以上的大小的内径的导通环55。

即使在使用了这种导通环55的情况下，制造工序也与上述情况(参考图3)相同。但是，在工序S12中，在原盘的表面中比导通环55的开口窄的范围、例如只在原盘主体10部分形成导电层(图12中省略导电层。)的情况下，防擦伤夹具20必须具有导电性。是因为通过防擦伤夹具20及原盘主体上的导电层与导通环55导通来实现对导通环55的整个内侧的电铸。在原盘的整个表面形成有导电层，当导通环55与导电层接触时，防擦伤夹具20可以不具有导电性。

符号说明

1～7-电铸用原盘，10、13～15-原盘主体，10a-导电层，10b-电铸层，11-平坦部，12-凹凸图案，13a-凹凸结构，14a-锥形，15a-阶梯差部，20、22～27-防擦伤夹具，23a-凹凸结构，24a-锥形，25a-阶梯差部，30-母盘，31-玻璃基板，32-抗蚀剂，40-电铸物(模具)，42-导电层，44-电铸层，50、55-导通环，51-剥离层，52-楔形物，101-原盘，102-导通环，103-电铸物，105-楔形物。

Claims (12)

1.一种电铸用原盘，其在表面具有凹凸图案，所述电铸用原盘由以下构成：

原盘主体，其在表面形成有所述凹凸图案；及

防止电铸物剥离时的擦伤的防擦伤夹具，其在所述原盘主体的周围延伸而成，并且以在电铸物剥离时不与所述原盘主体分离的方式被固定于所述原盘主体。

2.根据权利要求1所述的电铸用原盘，其中，

所述原盘主体为电铸物。

3.根据权利要求2所述的电铸用原盘，其中，

所述原盘主体由Ni构成。

4.根据权利要求1所述的电铸用原盘，其中，

所述防擦伤夹具的表面与所述原盘主体的所述表面处于同一平面。

5.根据权利要求1所述的电铸用原盘，其中，

所述防擦伤夹具的厚度比所述原盘主体的厚度厚。

6.根据权利要求1所述的电铸用原盘，其中，

在所述原盘主体的外周侧壁面与所述防擦伤夹具的内径侧壁面接触的部分即接合界面具有凹凸结构、锥形结构或阶梯差结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电铸用原盘，其中，

所述防擦伤夹具的材质为金属。

8.一种模具的制造方法，其中，

在围绕凹凸图案的位置配置电铸用导通环，该凹凸图案是权利要求1至7中任一项所述的电铸用原盘的表面的所述凹凸图案，

对配置于所述原盘上的所述导通环的内侧实施电铸，

通过在所述导通环与所述原盘的所述防擦伤夹具之间从外周侧楔入楔形物，由此形成剥离起始点，将通过该电铸形成于所述原盘上的所述导通环的内侧且固定于该导通环上的电铸物从所述原盘剥离，

从而制造由该电铸物构成的模具。

9.根据权利要求8所述的模具的制造方法，其中，

作为所述导通环，使用具有小于所述原盘主体的直径的内径的导通环。

10.根据权利要求8所述的模具的制造方法，其中，

所述楔形物的材质为金属。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的模具的制造方法，其中，

在所述原盘的表面配置所述导通环之前，在所述原盘的表面设置剥离层。

12.根据权利要求11所述的模具的制造方法，其中，

设置含氟层作为所述剥离层。

Images