專利名稱：模子生產過程中所用基片的一種制造方法及利用該方法得到的一種基片的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種模子生產過程中所用基片的制造方法。本發明還涉及在模子生產過程中所用的一種基片及在光盤制造過程中所用模子的制造方法，包括對對已涂覆到基片上的一個感光膜進行曝光、顯影和加熱。
從日本專利JP-58-077044可了解一種用于提高光致抗蝕劑膜接觸強度的方法，該方法是在將薄光致抗蝕劑層施加到一個玻璃基片上或施加到在基片上已存在的反射膜上之后，通過交聯反應來提高光致抗蝕劑膜的接觸強度。這樣，首先在一個玻璃基片上形成一個反射膜，此后，在反射膜上涂覆厚度約為100的一個光致抗蝕劑膜。通過提高溫度而在所述的兩種膜之間產生交聯反應，然后，在交聯后的膜上覆蓋一個厚度約為1000的光致抗蝕劑膜，之后對該光致抗蝕劑膜進行曝光和顯影。所述文獻對最后被曝光和顯影的光致抗蝕劑膜上的交聯后的下涂層的影響未提供任何信息。
光盤含有被記錄在幾何結構中的信息。更具體地說，所述幾何結構凹坑和平臺構成，凹坑布置在同心的圓中或布置在各個光盤表面中的螺旋內。另外，槽也被用作為光盤的結構。但是，在生產大量的這種光盤時，將模子放置在注模機的模中，之后，將光盤最后金屬化且布置一個保護性的蠟克漆和一個標簽或印記。
參考以本申請人的名義申請的、編號為No.9400225和No.1007216的荷蘭現有專利申請可了解所介紹的模子制造工藝。根據該工藝而制備了一種非結構化的模壓盤，該制備過程包括對將被涂覆的光致抗蝕劑材料所用的一個粘合層進行清潔及進行可能的涂覆。然后，將一種負性的光致抗蝕劑材料涂覆到一個已制備的非結構化的模壓盤上，將光致抗蝕劑材料選擇性地暴露于激光照射下，然后，對選擇曝光的光致抗蝕劑膜進行加熱，之后進行整體曝光。最后，對整體曝光的光致抗蝕劑膜進行顯影以提供結構化的光致抗蝕劑膜，然后對其進行加熱。在當前應用的直接式模壓記錄(DSR)工藝中，對于該工藝來說，本申請人以前已被授予專利號為No.1009106的荷蘭專利，其中，利用流電工藝在一個鎳基片上直接形成一個模子。所用的基片實際上由一個直徑約為200μm且厚度約為300μm的圓形鎳盤構成，在該鎳光盤上已通過一個粘合層而覆蓋了一種酚醛清漆基光致抗蝕劑材料。由于其厚度的原因，該粘合層的作用只能被認為是一個“單層”，該粘合層形成為一個適當的表面，酚醛清漆基光致抗蝕劑材料可被涂覆到該表面上。在隨后的DSR處理步驟中，利用激光對涂覆到基片上的光致抗蝕劑膜進行選擇曝光，然后對其進行加熱和整體曝光。在顯影步驟之后，將除存留在鎳基片后的光阻柱(photoresist posts(光致抗蝕劑位置))之外的光致抗蝕劑材料除去，然后在一個強烈UV(紫外線)區中利用具有一定波長的曝光步驟對所述光阻柱進行硬化處理，之后執行一個高溫加熱步驟(硬焙烤)，從而通過聚合物鏈的進一步交聯對已曝光的交聯區域進行加強。這樣，通過這樣一種方法得到的模子包括具有光阻柱的一個鎳殼。對光阻柱的進一步硬化就可利用這種模子制造至少5000個復制品，在注模機的模中利用這種模子以大量生產CD復制品。
經研究已發現了一些缺陷如在流電(galvanic)處理過程中，在鎳基片表面上可能會產生條紋和凹坑。在一些情況下，通過鹵素光線可在未處理的鎳基片上檢測到所述的缺陷。但是，在DSRT藝中進行上述的處理步驟之后，可顯示出這些缺陷。這種現象被假定是由衍射圖案中的局部差別引起的，這種圖案是由光阻柱的結構形成的。不僅人眼對衍射圖案中的差別很敏感，而且來自模子的電信號也受到基片質量的影響。
其他的研究進一步顯示出在模子制造過程的曝光步驟中，在光致抗蝕劑膜中產生了駐波。由基片的反射產生的所述駐波在光致抗蝕劑膜厚度中產生了交替的高、低曝光能量，這樣最終就得到了具有不規則形狀和尺寸的光阻柱，這是人們不希望產生的。
本發明的目的是制造一種在模子生產過程中特別是在DSR工藝中所用的基片，其中最終制造的模子中的基片的質量是次重要的。
本發明的另一個目的是提供一種模子，與現在商業中應用的DSR模子相比，這種模子具有更長的技術壽命。
本發明的另一個目的是提供一種方法，該方法用于制造在模子生產過程中所用的一種基片，其中，該方法可去除當前被用作為一個粘合層的所述單層。
本發明的另一個目的是提供一種方法以制造在模子生產過程中所用的一種基片，該方法是以這樣一種方式執行的，即可使在光阻柱上形成的、特別是在干涉曲面位置處的駐波的負面影響降至最低。
根據本發明介紹的方法的特征在于該方法包括如下步驟a)將一種可交聯的化學組合物涂覆到基片上；b)使在步驟a)中施加的下涂層經受一次交聯反應；c)將一個感光材料的頂涂層施加到在步驟b)中已交聯的下涂層上，其中，對步驟b)中的交聯下涂層的厚度進行選擇，這樣，在模子制造工藝的曝光步驟中，在將被顯影(developed)的頂涂層的所需柱高度處產生的最大能量強度。
就如在前面所述的那樣，照射到基片上的光線在光致抗蝕劑層和周圍大氣之間的界面處要經過無數次的反射，且在光致抗蝕劑層和基片之間的界面處也經受無數次的反射。所述進入的光線和出來的光波在光致抗蝕劑層中相互干涉，這樣就形成了一個所謂的干涉曲面，這種干涉會導致由光致抗蝕劑層沿膜層的厚度所接收的能量強度產生變化。通過根據本發明而選擇所述下涂層的厚度，就可在模子制作的曝光步驟中，在將顯影的頂涂層的所需柱高度處產生最大能量強度，干涉曲面的位置是移動的，這樣，在所需柱高度的區域中不會產生能造成破壞性干涉的最大值。這樣就得到一個頂涂層，從該頂涂層可得到具有所需高度和所需形狀的可復制光阻柱。
優選將酚醛清漆基光致抗蝕劑材料用作為所述適當的、可交聯的化學組合物。此外，在特殊的實施例中可利用包含有酚醛清漆例如純凈酚醛清漆的一種材料。
特別地，在150-250℃范圍內的一個溫度下通過加熱處理來執行步驟b)。該溫度范圍可使在步驟a)中提供的化學組合物的聚合鏈進行三維交聯，從而使下涂層遮蓋住基片中的任何缺陷。
根據本發明方法的一個具體實施例，利用一個曝光步驟來執行步驟b)，特別是在200-320nm的波長范圍內執行步驟b)。
曝光時間特別選擇5-180秒，這樣在轉動和/或加熱基片的同時執行曝光步驟。由于可交聯的化學組合物已在步驟b)中經歷了一次交聯反應，這樣，已交聯的組合物在溶劑中是不可溶解的，或只是少量溶解，所述溶劑用于在步驟c)中提供的感光材料。
根據本發明的方法，在附加的步驟d)中對頂涂層進行一次熱處理，步驟d)是在這樣一個溫度下執行的，即在該溫度下，在步驟c)中已施加的感光材料不發生交聯。這就意味著在最大為130℃的一個溫度下特別執行步驟d)。通過執行步驟d)而將在頂涂層中存在的溶劑除去。
對于本發明來說，在感光材料的頂涂層中不發生交聯反應是特別重要的，這是因為在進一步的DSR處理工藝中將對頂涂層進行構造以形成上述的光阻柱。
在一個具體實施例中，希望在執行步驟a)之前使基片經歷一個準備步驟，該準備步驟包括對基片進行清潔及對在步驟a)中施加的可交聯化學組合物施加一個粘合層。
該準備步驟的目的特別是為增大基片和在步驟a)中提供的下涂層之間的粘合性，從而使下涂層存在于前面已施加到基片上的粘合層上。
優選定情況為，利用金屬特別是鎳來制作基片。
為得到具有均勻厚度的層，優選通過一種旋涂工藝來執行步驟a)和步驟c)，從而使在步驟a)中涂覆到基片上的可交聯化學組合物與在步驟c)中施加的感光材料相同。
本發明還涉及一種在模子制造工藝中所用的基片，根據本發明的基片的特征在于它連續性地包括一個交聯的化學組合物下涂層和一個感光材料頂涂層，其中所述下涂層的厚度在10-100nm范圍內，而頂涂層的厚度在150-250nm的范圍內，優選在150-200nm的范圍內。光阻柱的高度優選在100-150nm范圍內，特別優選在120-130nm范圍內。
本發明的基片特別適用于制造模子的一種方法中，在該方法中將模子放置在注模機的模中以大批量生產CD復制品，該方法包括對在步驟c)中涂覆到基片上的感光材料進行曝光、顯影和加熱。
在下面的內容中將參考多個附圖而對本發明進行更詳細的描述，這些附圖是非限制性的，它們僅起到顯示本發明的作用。
圖1所示為通過利用一個未布置下涂層的基片得到的光阻柱的形狀。
圖2所示為通過利用一個未布置下涂層的基片而得到的另一個光阻柱的形狀。
圖3所示為通過利用一個布置有下涂層的基片而得到的光阻柱的形狀。
圖4所示為兩個實施例的干涉曲面，其中，一個實施例中的基片包括有下涂層，而另一個實施例中的基片不包括下涂層。
圖1顯示了光阻柱的一個例子，其中，從圖中可清楚地看到通過AFM檢測到的駐波效果。鎳基片布置有厚度為165nm的光致抗蝕劑層，在曝光和顯影之后得到的光阻柱的高度為129nm。由于不具有下涂層，從而得到了形狀非常不規則的光阻柱，這在實踐中是不希望產生的。
圖2示意性地顯示了一個光阻柱，從圖中可清楚地看到通過AFM檢測到的駐波效果。在鎳基片上布置有一個厚度為165nm的光致抗蝕劑材料膜，光阻柱的高度為121nm。圖2清楚地顯示了在不利用下涂層的情況下所得到的一個具有不穩定尺寸的光阻柱。
圖3示意性地顯示了一個光阻柱，其中，利用了一個鎳基片，該鎳基片具有一個30nm的下涂層和一個185nm的光致抗蝕劑層。光阻柱的高度為122nm。從該示意性的附圖可明確所需厚度的下涂層的應用改變了干涉曲面的位置，在新位置處產生了一個可復制的平滑光阻柱。
圖4顯示了由于在基片上應用一個下涂層而使干涉曲面產生的變化情況。在縱軸上標示的是參數z，該參數顯示了與基片的垂直距離，其中，z＝0的值與基片區域相對應。在橫軸上標示的是能量強度，其中E0為感光表面處的強度，其值為1。如圖4所示，利用一個使干涉曲面的位置變化的且厚度為30nm的下涂層，而在光阻柱的所需高度的區域內即在120-130nm的范圍內產生最大的能量強度。
權利要求
1.模子生產工藝中所用基片的一種制造方法，其特征在于該方法包括如下步驟a)將一種可交聯的化學組合物涂覆到基片上；b)使在步驟a)中施加的下涂層經受一次交聯反應；c)將感光材料的頂涂層施加到在步驟b)中已交聯的下涂層上，其中，對在步驟b)中交聯的下涂層的厚度進行選擇，從而在模子制造工藝的曝光步驟中，在將顯影的頂涂層的所需柱高度處產生最大能量強度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于將一種酚醛清漆基光致抗蝕劑材料用作為所述適當的可交聯化學組合物。
3.根據權利要求1-2之一所述的方法，其特征在于所述方法還包括一個附加的步驟d)，即d)對在步驟c)中施加的頂涂層進行熱處理。
4.根據權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于特別在150-250℃范圍內的一個溫度下通過加熱處理來執行步驟b)。
5.根據權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于利用一個曝光步驟來執行步騾b)。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于在200-320nm的波長范圍內執行曝光步驟。
7.根據權利要求5-6之一所述的方法，其特征在于曝光時間為5-180秒。
8.根據權利要求5-7之一所述的方法，其特征在于在轉動所述基片的同時執行所述曝光步驟。
9.根據權利要求5-8之一所述方法，其特征在于在對所述基片進行加熱的同時執行所述曝光步驟。
10.根據權利要求1-9之一所述的方法，其特征在于用于步驟a)中的下涂層的涂層厚度在10-100nm范圍內。
11.根據權利要求1-10之一所述的方法，其特征在于步驟c)中的頂涂層的涂層厚度在150-250nm范圍內，優選在150-200nm范圍內。
12.根據權利要求3-11之一所述的方法，其特征在于步驟d)是在這樣一個溫度下執行的，即在該溫度下，在步驟c)中已施加的感光材料不發生交聯。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于在最大為130℃的溫度下執行步驟d)。
14.根據權利要求1-13之一所述的方法，其特征在于在執行步驟a)之前使基片經歷一個準備步驟，該準備步驟包括對基片進行清潔及可能對在步驟a)中施加的可交聯化學組合物施加一個粘合層。
15.根據權利要求1-14之一所述的方法，其特征在于利用一種金屬、特別是鎳來制造基片。
16.根據權利要求1-15之一所述的方法，其特征在于在步驟a)中涂覆到基片上的可交聯化學組合物與在步驟c)中施加的感光材料可相同。
17.根據權利要求1-16之一所述的方法，其特征在于通過一種旋涂工藝來執行步驟a)和步驟c)。
18.在模子制造工藝中所用的一種基片，其特征在于該基片連續地包括一個可交聯的化學組合物下涂層和一個感光材料頂涂層。
19.根據權利要求18所述的基片，其特征在于將一種酚醛清漆基光致抗蝕劑材料用作為所述可交聯的化學組合物。
20.根據權利要求18-19之一所述的基片，其特征在于所述基片是一種金屬，特別是鎳。
21.根據權利要求18-20之一所述的基片，其特征在于所述下涂層的厚度在10-100nm范圍內。
22.根據權利要求18-21之一所述的基片，其特征在于所述頂涂層的厚度在150-250nm的范圍內，優選在150-200nm范圍內。
23.用于制造生產光盤所用模子的一種方法，該方法包括對已涂覆到基片上的感光材料層進行曝光、顯影和加熱，其特征在于利用根據權利要求1-17所限定方法的基片或利用根據權利要求18-22的基片。
全文摘要
本發明涉及一種在模子制造工藝中所用基片的生產方法。本發明還涉及一種在模子制造工藝中所用的基片及在生產光盤中所用模子的一種制造方法，該方法包括對已涂覆到基片上的感光材料膜進行曝光、顯影和加熱。
文檔編號G11B7/26GK1449563SQ01814652
公開日2003年10月15日 申請日期2001年6月25日 優先權日2000年6月26日
發明者C·E·亨德里克斯, R·A·塔肯 申請人:Otb集團有限公司