TW201912846A - 電鑄用母版及使用該電鑄用母版的電鑄模具的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種不使電鑄模具產生應變之電鑄用母版及電鑄模具的製造方法。將在表面具有凹凸圖案之電鑄用母版設為具備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板、及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜之電鑄用母版。並設為基板的平坦面與圖案薄膜的不具備凹凸圖案之面遍及整個面而藉由黏著層來貼合，基於黏著層之基板與圖案薄膜的接著力為0.01N/25mm以上且10N/25mm以下或超過10N/25mm，藉由對黏著層的光照射或加熱處理而能夠將接著力降低為10N/25mm以下者。

Description

電鑄用母版及使用該電鑄用母版的電鑄模具的製造方法

本發明係有關一種電鑄用母版及使用該電鑄用母版之電鑄模具的製造方法。

已知有如下技術：將在表面具有凹凸圖案之模具（一般亦稱為模、壓模或模板）按壓在塗佈於被轉印基板上之光硬化性樹脂上，並使光硬化性樹脂力學變形或流動而將微細的圖案高精確度地轉印到樹脂膜之印模法。作為微細的凹凸圖案，存在從10nm左右者到100μm左右者。若一旦製作模具，則即使係奈米級的微細結構者亦能夠簡單重複而成形，因此很經濟，並且係有害廢棄物及排出物較少的轉印技術，因此期待向半導體領域等各種領域的應用。

並且，還已知有使用在表面具有凹凸圖案之模具來製作電鑄模具之技術。專利文獻1中，揭示有使用具有凹凸圖案之樹脂層與樹脂薄膜一體化之母模具來製作電鑄模具之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-105583號公報

專利文獻1中，在大型玻璃基板上以同心圓狀排列之方式配置複數個母模具並實施電鑄。此時，完成將玻璃基板與母模具的樹脂薄膜使用接著劑或偶合材來進行貼付或者使用液體狀接著劑來進行貼付等。專利文獻1中記載有，藉由電鑄在複數個母模具上形成金屬層之後，若在母模具之間的金屬層形成切口而進行切斷，則藉由電鍍層的應力而母模具與電鍍層一起從玻璃基板浮起。

在藉由電鍍層的應力而母模具從玻璃基板浮起之狀況中，有可能在包含從樹脂薄膜剝離之電鍍層之電鑄模具中產生應變。 另一方面，藉由本發明人等的研究表明，當母模具與玻璃基板牢固地固著時，很難不對形成在表面之微細結構造成損傷而剝離電鍍層。

本發明鑑於上述情況，其目的在於提供一種不使電鑄模具產生應變之電鑄用母版及電鑄模具的製造方法。

本發明的電鑄用母版為在表面具有凹凸圖案之電鑄用母版，且具備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜，基板的平坦面與圖案薄膜的不具備凹凸圖案之面遍及整個面而藉由黏著層來貼合，基於黏著層之基板與圖案薄膜的接著力為0.01N/25mm以上且10N/25mm以下，或超過10N/25mm，藉由對黏著層的光照射或加熱處理而能夠將接著力降低為10N/25mm以下。

關於本發明的電鑄用母版，基於黏著層之接著力為1N/25mm以下為較佳。或者，關於本發明的電鑄用母版，能夠將基於黏著層之接著力降低為1N/25mm以下為較佳。

本發明的電鑄用母版中，作為黏著層能夠使用光學黏著片。

本發明的電鑄用母版中，黏著層的厚度為100μm以下為較佳。

本發明的電鑄模具的製造方法為如下電鑄模具的製造方法，亦即，所述方法中具備：準備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜，使圖案薄膜的不具備凹凸圖案之面經由遍及兩面對向之整個面而具備之黏著層來貼合於基板的平坦面，從而得到在表面具有凹凸圖案之電鑄用母版之製程；對電鑄用母版的凹凸圖案的表面進行電鑄而形成電鑄模具之電鑄製程；將圖案薄膜與電鑄模具一起從基板剝離之第1剝離製程；以及從電鑄模具剝離圖案薄膜之第2剝離製程，作為黏著層，使用以大於電鑄模具的電鑄時所產生之電鑄應力之接著力來接著基板與圖案薄膜之黏著層。

本發明的電鑄模具的製造方法中，作為黏著層，亦可以使用光學黏著片。

本發明的電鑄模具的製造方法中，作為黏著層，可以使用由藉由光照射或加熱而接著力下降之黏著劑形成之黏著層，在第1剝離製程中，可以對黏著層進行光照射或者對黏著層進行加熱而使黏著層的接著力下降之後，從基板剝離圖案薄膜。

本發明的電鑄模具的製造方法中，在第2剝離製程中，可以使圖案薄膜變形的同時從電鑄模具剝離。 [發明效果]

本發明的電鑄用母版為在表面具有凹凸圖案之電鑄用母版，且具備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜，基板的平坦面與圖案薄膜的不具備凹凸圖案之面遍及整個面而藉由黏著層以0.01N/25mm以上的接著力來進行貼合，因此能夠抑制電鑄時在電鑄模具中產生應變。基於黏著層之基板與圖案薄膜的接著力為10N/25mm以下，或者藉由對黏著層的光照射或加熱處理而能夠將接著力降低為10N/25mm以下，因此將電鑄模具從電鑄用母版剝離時，不對電鑄模具施加應力，就能夠使其剝離。

以下，使用附圖對本發明的實施形態進行說明，但本發明並不限定於此。另外，為了便於觀察，附圖中的各構成要素的比例尺等與實際的比例相比適宜地進行變更。

＜電鑄用母版＞ 圖1係模式表示本發明的實施形態的電鑄用母版10之剖面圖。

電鑄用母版10為在表面具有凹凸圖案之電鑄用母版，且具備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面12a之基板12及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜14。另外，在表面形成有凹凸圖案係指在一面形成有凹凸圖案。並且，基板12的平坦面12a與圖案薄膜14的不具備凹凸圖案14a之面14b遍及整個面而藉由黏著層20以0.01N/25mm以上的接著力來進行貼合。在此，黏著層20由圖案薄膜14與基板12的接著力成為10N/25mm以下之黏著劑、或者即使超過10N/25mm亦能夠藉由光照射或加熱處理而降低為10N/25mm以下的接著力之黏著劑構成。接著力為1N/25mm以下，或者藉由光照射或加熱處理而能夠降低為1N/25mm以下為較佳。

在此，楊氏係數設為藉由如下求出之方法來測定之值。圖案薄膜的楊氏係數係利用遵照JIS K 7127:1999之拉伸試驗來測定的（另外，本發明中的圖案薄膜的楊氏係數係遵照JIS K 7127:1999，並依據藉由SHIMADZU CORPORATION製Autograph AG-Plus而測定之值來選定的。）。拉伸試驗中對板狀的試驗片施加拉伸荷重，並藉由求出其位移來計算楊氏係數。另一方面，基板的楊氏係數設為藉由共振法而求出之值。另外，本發明中的基板的楊氏係數係依據藉由Nihon Techno-Plus Co.Ltd.製楊氏係數測定裝置EG-HT/JE而求出之值來選定的。 接著力設為使用測定機：SHIMADZU CORPORATION製AGS-X，並藉由JIS K 6854-2（剝離接著強度試驗方法-第2部：180°剝離）來測定之值。

圖案薄膜14由樹脂製的基膜16及在基膜16上具備之具有凹凸圖案之樹脂層18構成。例如，在基膜16上塗佈光硬化性樹脂，藉由使用了在表面具有凹凸圖案之主母版之印記來形成反轉凹凸圖案，並使其硬化，從主母版剝離樹脂層。藉此，能夠得到在基膜16上具備具有反轉主母版的凹凸圖案而成之凹凸圖案之樹脂層18之圖案薄膜14。或者，在玻璃等基板上與上述同樣地塗佈光硬化性樹脂，藉由印記形成具有凹凸圖案之樹脂層18，並從主母版剝離。之後，從基板剝離具有凹凸圖案之樹脂層18，使與該凹凸圖案相反之面側經由易接著層而接著於樹脂製的基膜16上，藉此亦能夠得到圖案薄膜14。

作為基膜16，聚對苯二甲酸乙二酯（PET：Polyethyleneterephthalate）等為較佳。基膜16的厚度為10μm～1mm，50μm～200μm為更佳。

另外，圖案薄膜14的樹脂層18並不限於光硬化性樹脂，亦可以由熱塑性樹脂形成。當使用基於熱塑性樹脂之凹凸圖案層時，亦可以不具備基膜。

亦可考慮將圖案薄膜14直接用作電鑄用母版，但圖案薄膜14為樹脂薄膜，因此容易變形，且具有翹曲之情況較多。因此，當將圖案薄膜14直接作為母版而進行電鑄時，存在如下問題：圖案薄膜14的翹曲轉印到作為電鑄物之電鑄模具，從而電鑄模具亦翹曲。於是，藉由在具有比圖案薄膜14高的剛性且具有平坦面之基板12上固定圖案薄膜14，從而能夠抑制在電鑄模具中產生翹曲。

關於圖案薄膜14的剛性，楊氏係數為10GPa以下左右。在此若圖案薄膜的楊氏係數為5GPa以下，則從電鑄模具剝離時抑制對電鑄模具的損傷的效果高，從而進一步優選。另一方面，為了降低將圖案薄膜貼附於基板時的應變，圖案薄膜的楊氏係數為0.4MPa以上為較佳。 相對於如楊氏係數為10GPa以下，5GPa以下為較佳的剛性低的圖案薄膜14，具備具有楊氏係數為50GPa以上的剛性之基板12，藉此能夠充分抑制電鑄模具的翹曲。 作為基板12的材料，能夠使用金屬板、玻璃板或Si晶圓等。從平坦性的觀點考慮，玻璃板或Si晶圓為較佳，如後述使用藉由光的照射來接著力下降而自剝離之黏著層時，從透明性的觀點考慮，玻璃板為最佳。 接著有圖案薄膜14之基板12的接著面的平坦性很重要。本實施形態中基板12的平坦面12a上接著有圖案薄膜14。表面中沒有翹曲或應變且平坦度越高越較佳。本說明書中，平坦度由作為表示半導體晶圓領域中的平坦度之參數之WARP來定義，若為500μm以下，則視為具有平坦面。

作為圖案薄膜對基板的固定方法，專利文獻1中揭示有利用接著膠帶將圖案薄膜的周緣部固定在基板之方法或使用液體狀接著劑來進行接著之方法。然而專利文獻1中，並未對其接著力進行充分的研究。本發明人發現了根據圖案薄膜對基板的接著狀態，電鑄時及剝離時在電鑄模具中產生以應變及圖案缺損為代表之損傷。

電鑄用母版10中，基板12的平坦面12a與圖案薄膜14的不具備凹凸圖案14a之面14b遍及整個面而藉由黏著層20以0.01N/25mm以上的接著力進行貼合。藉由將接著力設為0.01N/25mm以上，能夠抑制因電鑄時所產生之電鑄應力亦即作為電鑄物之電鑄模具的內部應力而圖案薄膜14從基板12剝落。另外，基於黏著層之接著力是否大於電鑄應力，能夠藉由圖案薄膜是否從基板剝落來進行判斷，若電鑄時圖案薄膜未從基板剝落，則意味著基於黏著層之基板與圖案薄膜的接著力大於電鑄應力。

藉由使圖案薄膜14與基板12的接著力大於電鑄時的電鑄應力，能夠抑制電鑄時圖案薄膜14從基板12的剝落，因此不會在圖案薄膜14中產生由電鑄應力引起之應變，能夠形成電鑄模具。

另一方面，剝離電鑄模具時，若要從電鑄用母版剝離電鑄模具，則由於基板的剛性高，因此可能對電鑄模具施加應力，從而在電鑄模具中產生翹曲，或者產生圖案缺損。於是，剝離電鑄模具時，剝離圖案薄膜和基板之後，將電鑄模具從剛性小且柔軟性高的圖案薄膜剝離為較佳。這係因為藉由將電鑄模具與圖案薄膜一起從基板剝離，能夠抑制在電鑄模具中產生翹曲，或者產生圖案缺損等，且能夠抑制對電鑄模具的損傷。因此，電鑄後，圖案薄膜與基板的剝離性高為較佳。

若基板12與圖案薄膜14的接著力為10N/25mm以下，則能夠輕鬆地剝離基板12與圖案薄膜14。剝離時能夠抑制對電鑄模具施加之應力，因此能夠抑制在電鑄模具中產生翹曲，或者產生圖案缺損。

黏著層20可以預先貼附於基板12的平坦面12a，亦可以預先貼付於圖案薄膜14的不具備凹凸圖案14a之面14b。圖案薄膜14包含基膜16及樹脂層18時，在基膜16上形成具有凹凸圖案之樹脂層18之前，可以在基膜16的與形成樹脂層18之面相反的面側預先具備黏著層20。此時，黏著層為光學黏著片（OCA：Optical Clear Adhesive）為較佳。這係因為在樹脂層18的光硬化時能夠使光透過。另外，黏著層20亦可以在形成樹脂層18之後，貼附於基膜16的與形成樹脂層18之面相反的面側。

作為黏著層，能夠使用丙烯酸系、矽系及胺酯系等的材料。基於黏著層之基板與圖案薄膜的接著力係0.01～10N/25mm為較佳，0.01～1N/25mm為進一步較佳。黏著層的厚度係100μm以下為較佳，50μm以下為更佳，35μm以下為進一步較佳。作為黏著層的值的下限值，並無限定，但5μm以上為較佳。藉由將黏著層設為100μm以下，能夠更加有效地獲得基板的平坦性的效果。 作為實現上述接著力之黏著層，能夠使用市售的微黏著性的黏著膜。能夠使用LINTEC Corporation製的微黏著膠帶、TERAOKA SEISAKUSHO CO.,LTD.的再剝離用薄膜膠帶等。

並且，使用藉由光照射更具體而言藉由紫外線（UV：Ultra Violet）光的照射來接著力下降而自剝離之黏著層，藉此能夠非常簡單地進行基板12與圖案薄膜14的剝離。具體而言，可舉出SEKISUI CHEMICAL CO., LTD.製的UV自剝離膠帶等。另外，當將UV自剝離膠帶用作黏著層時，為了有效地對黏著層照射UV光，將玻璃等透明體用作基板。在此，作為即使超過10N/25mm，亦能夠藉由對前述黏著層的光照射或加熱處理而將前述接著力降低為10N/25mm以下之例，並無限定，確認到將The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.製丙烯酸系黏著劑COPONYL^TM N-4790用作黏著層時，在厚度25μm下，對UV照射前的黏著力15.2N/25mm進行UV照射（180mJ/cm² 、高壓水銀燈）之後的黏著力下降為0.07N/25mm，能夠非常簡單地進行基板12與圖案薄膜14的剝離。

並且，使用藉由加熱處理來接著力下降而能夠輕鬆剝離之黏著層，亦同樣能夠輕鬆地進行基板12與圖案薄膜14的剝離。具體而言，能夠使用Nitto公司製的熱剝離片等。例如，確認到將Nitto公司製REVALPHA（登錄商標、120℃剝離型）用於黏著層時，在室溫下的黏著力大於10N/25mm，以120℃進行加熱之後黏著力下降為小於0.3N/25mm，能夠非常簡單地進行基板12與圖案薄膜14的剝離。

＜電鑄模具的製造方法＞ 對使用了上述本實施形態的電鑄用母版10之本發明的第1實施形態的電鑄模具的製造方法進行說明。圖2的S1~S7係模式表示第1實施形態的製造方法的製程之圖。

準備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面12a之基板12及楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案14a之圖案薄膜14（S1）。 之後，使圖案薄膜14的不具備凹凸圖案14a之面經由遍及兩面對向之整個面而具備之黏著層20來貼合於基板12的平坦面12a，從而得到在表面具有凹凸圖案14a之電鑄用母版10（S2）。 在此，使用在圖案薄膜14的與凹凸圖案14a相反的面14b預先貼付有黏著層20者。黏著層20亦可以貼付於基板12的平坦面12a的表面。

對電鑄用母版10的凹凸圖案14a的表面進行電鑄而形成電鑄模具。首先，作為電鑄的前處理，在凹凸圖案14a的表面藉由濺射而形成Ni等金屬層32（S3）。之後，實施電鑄製程而形成電鑄模具34（S4）。作為電鑄金屬，能夠使用Ni、Cu、Fe或它們的合金等。 黏著層20使用以大於形成電鑄模具34時所產生之電鑄應力之接著力接著基板12與圖案薄膜14者。藉此即使受到電鑄應力，圖案薄膜14亦不會從基板12剝離，能夠保持支撐於基板12的平坦面之狀態。因此，亦能夠抑制在作為電鑄物之電鑄模具中產生應變。

之後，作為第1剝離製程，將圖案薄膜14與電鑄模具34一起從基板12剝離（S5）。此時，與剛性高的基板12相比，將剛性低的圖案薄膜14及電鑄模具34的積層體稍微變形的同時進行剝離。基板12與圖案薄膜14的接著力為10N/25mm以下，因此能夠輕鬆地剝離兩者。尤其係若為1N/25mm以下，則能夠從基板12剝離圖案薄膜14及電鑄模具34，而幾乎不會進行彎曲或翹曲的變形。

接著，作為第2剝離製程，從電鑄模具34剝離圖案薄膜14（S6）。此時，不使電鑄模具34變形，而是使圖案薄膜14側以彎曲之方式變形的同時進行剝離。藉此，不會在電鑄模具34中產生圖案缺陷或翹曲，而能夠剝離電鑄模具34與圖案薄膜14。

藉由以上，能夠得到電鑄模具34（S7）。

而且，對使用了上述本實施形態的電鑄用母版10之本發明的第2實施形態的電鑄模具的製造方法進行說明。圖3的S1~S7係模式表示第2實施形態的製造方法的製程之圖。在此，對電鑄用母版10的黏著層20為藉由UV照射而接著力下降之UV自剝離片之情況進行說明。對與第1實施形態的製造方法相同的製程標註相同的符號，並省略詳細說明。

準備基板12及圖案薄膜14（S1），得到電鑄用母版10（S2），藉由電鑄而在電鑄用母版10的表面形成電鑄模具34（S3-S4）為止的製程與上述第1實施形態的製造方法相同。

第1剝離製程中，從基板12的與接著有圖案薄膜14之面相反的面12b側透過基板12而對黏著層20照射UV光（S5-1）。黏著層20受到UV光的照射而失去接著力，從而簡單地剝離基板12與圖案薄膜14（S5-2）。另外，當黏著層由熱剝離薄膜構成時，代替照射UV光，以與基板一起載置於熱板上而進行加熱等方法對黏著層進行加熱即可。

之後，經過從電鑄模具34剝離圖案薄膜14之第2剝離製程（S6），能夠得到電鑄模具34（S7）。

本發明的電鑄用母版將剛性低的圖案薄膜固定在剛性高的基板的平坦面而構成，因此圖案薄膜的翹曲得到抑制。並且，使圖案薄膜的與凹凸圖案相反的面與基板的平坦面經由遍及兩者對向之區域的整個面而設置之黏著層來接著並進行固定。在接著面的整個面均等地具備黏著層，藉由基於該黏著層之兩者的接著力設定為大於電鑄時的電鑄應力，能夠抑制電鑄時圖案薄膜產生應變等變形。而且，基於黏著層之基板與凹凸圖案的接著力大於電鑄時的電鑄應力，但是為能夠輕鬆剝離之程度，或者能夠藉由光照射或加熱來降低接著力。因此，電鑄模具形成於凹凸圖案表面之後，不會在電鑄模具形成應變或翹曲，能夠剝離基板與圖案薄膜，並且能夠從電鑄模具剝離圖案薄膜。亦即，藉由使用本發明的電鑄用母版，能夠得到沒有翹曲或應變的電鑄模具。

10‧‧‧電鑄用母版

12‧‧‧基板

12a‧‧‧基板的平坦面

12b‧‧‧基板的相反面

14‧‧‧圖案薄膜

14a‧‧‧凹凸圖案

14b‧‧‧圖案薄膜的相反面

16‧‧‧基膜

18‧‧‧樹脂層

20‧‧‧黏著層

32‧‧‧金屬層

34‧‧‧電鑄模具

圖1係實施形態的電鑄用母版的剖面圖。 圖2的S1~S7係表示第1實施形態的電鑄模具的製造製程之圖。 圖3的S1~S7係表示第2實施形態的電鑄模具的製造製程之圖。

Claims (8)

1. 一種電鑄用母版，其在表面具有凹凸圖案，該電鑄用母版具備： 楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板；及 楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有該凹凸圖案之圖案薄膜， 該基板的該平坦面與該圖案薄膜的不具備該凹凸圖案之面遍及整個面而藉由黏著層來貼合， 基於該黏著層之該基板與該圖案薄膜的接著力為0.01N/25mm以上且10N/25mm以下，或者即使超過10N/25mm，亦能夠藉由對該黏著層的光照射或加熱處理而將該接著力降低為10N/25mm以下。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電鑄用母版，其中 該接著力為1N/25mm以下。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電鑄用母版，其中 該黏著層為光學黏著片。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電鑄用母版，其中 該黏著層的厚度為100μm以下。
5. 一種電鑄模具的製造方法，該方法具備： 準備楊氏係數為50GPa以上之具有平坦面之基板、及 楊氏係數為10GPa以下之在表面形成有凹凸圖案之圖案薄膜， 使該圖案薄膜的不具備該凹凸圖案之面經由遍及兩面對向之整個面而具備之黏著層來貼合於該基板的該平坦面，從而得到在表面具有該凹凸圖案之電鑄用母版之製程； 電鑄製程，對該電鑄用母版的該凹凸圖案的表面進行電鑄而形成電鑄模具； 第1剝離製程，將該圖案薄膜與該電鑄模具一起從該基板剝離；以及 第2剝離製程，從該電鑄模具剝離該圖案薄膜， 作為該黏著層，使用以大於該電鑄模具的電鑄時所產生之電鑄應力的接著力來接著該基板與該圖案薄膜之黏著層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電鑄模具的製造方法，其中 作為該黏著層，使用光學黏著片。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電鑄模具的製造方法，其中 作為該黏著層，使用由藉由光照射或加熱而接著力下降之黏著劑形成之黏著層， 該第1剝離製程中，對該黏著層進行光照射，或者對該黏著層進行加熱，從而使該黏著層的接著力下降之後，從該基板剝離該圖案薄膜。
8. 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之電鑄模具的製造方法，其中 該第2剝離製程中，使該圖案薄膜變形的同時從該電鑄模具剝離。