WO2011125099A1 - スタンパ製造用原盤 - Google Patents

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WO2011125099A1
WO2011125099A1 PCT/JP2010/002454 JP2010002454W WO2011125099A1 WO 2011125099 A1 WO2011125099 A1 WO 2011125099A1 JP 2010002454 W JP2010002454 W JP 2010002454W WO 2011125099 A1 WO2011125099 A1 WO 2011125099A1
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stamper
substrate
protrusion
silicon
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PCT/JP2010/002454
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柏田沙織
大沢裕一
伊藤順一
鎌田親義
鎌田芳幸
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株式会社 東芝
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Publication date
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    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/261—Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming
    • G—PHYSICS
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    • Y10T428/24612—Composite web or sheet

Definitions

  • the present invention relates to a stamper manufacturing master.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-166105 discloses an uneven pattern transfer master in which protrusions are formed on a substrate made of one kind of material.
  • the Ni electroformed layer is formed on the master for transferring the concavo-convex pattern and the Ni stamper is peeled off, the Ni electroformed layer is too close to the base layer, so that the demolding property is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a stamper manufacturing master capable of transferring a normal pattern by Ni electroforming.
  • a stamper manufacturing master includes a substrate including a first material, a region including a second material, formed on the substrate surface, and a protrusion formed on the substrate surface.
  • the first material is silicon
  • the second material is selected from silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and glass.
  • the figure explaining the master for stamper manufacture. The figure explaining the manufacturing process of a stamper.
  • the figure explaining the manufacturing process of a stamper. The figure explaining the manufacturing process of a stamper.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture. The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture. The figure which shows the original disk for stamper manufacture.
  • the figure which shows the original disk for stamper manufacture The figure which shows the original disk for stamper manufacture which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture The figure explaining the manufacturing process of the master for stamper manufacture.
  • the figure which shows the original disk for stamper manufacture The figure which shows the original disk for stamper manufacture.
  • the figure which shows the original disk for stamper manufacture The figure for demonstrating the Example of the original disk for stamper manufacture concerning 1st Embodiment.
  • the figure for demonstrating the Example of the master for stamper manufacture concerning 2nd Embodiment.
  • the present invention assumes a master for manufacturing a stamper (hereinafter referred to as a master) that transfers a nanometer-sized uneven pattern.
  • FIG. 1 is a view showing a master 10 according to the present embodiment.
  • the master 10 according to the present embodiment is scattered on the substrate 40 at intervals having a plurality of protrusions 50.
  • the substrate 40 has two different types of materials 20 and 30 (first material 20 and second material 30) alternately.
  • a protrusion 50 is formed on the boundary of the substrate 40 with two different materials. That is, in other words, the substrate 40 includes the first material 20, and a region including the second material 30 is formed on the surface of the substrate 40. Note that the substrate 40 may include the second material 30, and a region including the first material 20 may be formed on the surface of the substrate 40.
  • the protrusion 50 only needs to straddle the boundary formed from two different materials of the substrate 40 as much as possible. Moreover, it is preferable that the height of each protrusion 50 is substantially the same height.
  • One of the two different materials 20 and 30 is selected from silicon having high adhesion to a stamper described later, and the other being selected from silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and glass having low adhesion to the stamper.
  • the glass contains SiO 2 and shows an amorphous state. Furthermore, the glass may contain impurities.
  • the height of the protrusion 50 from the surface of the substrate 40 is preferably 10 nm or more and 40 nm or less, and the width of the protrusion 50 is preferably 50 nm or less.
  • the height of the protrusion is defined in the depth direction of the unevenness of the master. Further, the width of the protrusion is defined in a direction perpendicular to the depth direction of the unevenness of the master.
  • the interval between adjacent protrusions 50 formed on the substrate 40 is preferably 5 nm or more and 5 ⁇ m or less.
  • the protrusion 50 comes to a boundary between two kinds of materials.
  • the material used for the protrusion 50 is silicon, aluminum, titanium, silicon nitride, Metals such as aluminum nitride and titanium nitride, and metal nitrides (compositions other than the second material 30) can be used.
  • the surface of the master 10 is covered with a conductive film 60 using a sputtering method or the like.
  • a conductive film 60 using a sputtering method or the like.
  • Ni can be used for the conductive film 60.
  • the film thickness of the conductive film 60 is, for example, 100 ⁇ m.
  • the master 10 is immersed in a nickel sulfamate plating solution and electroformed to form a Ni electroformed layer 70 having a thickness of about 300 ⁇ m.
  • the electroformed layer 70 and the conductive film 60 become the stamper 80.
  • the stamper 80 is peeled off from the end of the master 10 to obtain a stamper 80 having an uneven shape as shown in FIG.
  • the adhesion between the master 10 and the stamper 80 can be explained using the surface energy of the material.
  • the change in free energy when the area of the interface expands by the unit area is known as interface free energy.
  • the interface free energy ⁇ AB between the materials A and B is expressed by the following formula 1 using the surface free energies ⁇ A and ⁇ B of the materials A and B.
  • Equation 1 the greater the interface free energy, the greater the total free energy, so the interface becomes thermodynamically unstable and the adhesion is poor.
  • Silicon 865 mJ / m 2 Silicon oxide ... 200-260 mJ / m 2 Glass (NaSiO 2 ) ... 310 mJ / m 2 Aluminum oxide: 420 mJ / m 2 Titanium oxide ... 320 mJ / m 2 Nickel ... 1778 mJ / m 2 Titanium ... 1650 mJ / m 2 Aluminum ... 900 mJ / m 2 That is, the smaller the surface energy difference between the surface energy of the material used for the master 10 and the material (nickel) used for the stamper 80, the better the adhesion.
  • the surface energy of silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and glass is 200 to 400 mJ / m 2
  • the surface energy of simple substances such as silicon, nickel (Ni), and titanium is about 1700 mJ / m 2 . is there.
  • the surface energy difference from nickel used for the stamper 80 is as large as 1000 mJ / m 2 . That is, the adhesion between the nickel used for the stamper 80 and the master 10 is poor. For this reason, the conductive film 60 is peeled off due to the stress of the deposited metal during the electrocasting by immersing the master 10 in the nickel sulfamate plating solution. Further, since the electroformed metal cannot be deposited on the portion where the conductive film 60 on the master 10 is peeled off, it becomes difficult to produce the stamper 80 to which the pattern of the master 10 is normally transferred.
  • the stamper 80 can be electroformed without peeling defects.
  • the stamper 80 is peeled off from the master 10
  • the stamper 80 and the master 10 are too close to each other, which makes it difficult to peel off.
  • peeling with an excessive load the protrusions of the stamper 80 are locally stretched, and a transfer defect such as a burr occurs in the stamper 80 after peeling.
  • the burr is a portion that protrudes locally with respect to the reference surface that is the average position of the upper surface of the protrusion, and causes variation in the height of the protrusion of the stamper 80.
  • two different materials such as silicon having good adhesion to the stamper 80 and silicon oxide having poor adhesion to the stamper 80 are used for the substrate 40 of the master 10.
  • the material having good adhesion prevents the stamper 80 from peeling off, electroforming defects due to the peeling of the stamper 80 are eliminated.
  • the stamper 80 is peeled off, a portion having poor adhesion becomes a peeling starting point, so that the stamper 80 is peeled off without applying an excessive load as compared with the case where only one kind of material having good adhesion is used. be able to.
  • either the first material 20 or the second material 30 may not be formed up to the bottom of the substrate 40.
  • one of the first material 30 and the second material 40 exists on the surface of the substrate 40.
  • silicon oxide two kinds of materials of the substrate 40 will be described as silicon and aluminum oxide, and the material of the protrusions 50 will be described as silicon oxide.
  • a resist layer 41 is formed on a substrate 40 made of silicon by a spin coat method, and the resist layer 41 is exposed and developed using an exposure apparatus (not shown). As shown in FIG. A pattern is formed on the layer 41.
  • the substrate 40 is etched by RIE (Reactive Ion Etching) using the pattern of the resist layer 41 as a mask to form a recess in the substrate 40.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • CF 4 or SF 6 is used as an etching gas.
  • the step of forming the recess in the substrate is not an essential step for producing the master according to the present embodiment, and may be omitted depending on the case.
  • an aluminum oxide layer 42 is formed on the resist layer 41 formed in the concave portion of the substrate 40 or the convex portion of the substrate 40 by an IBD (Ion Beam Deposition) method.
  • the thickness of the aluminum oxide layer 42 may not completely match the depth of the concave portion of the substrate 40.
  • the resist layer 41 and the aluminum oxide layer 42 formed on the resist layer 41 are removed by lift-off.
  • the aluminum oxide layer 42 remains only in the recess formed in the substrate 40.
  • chemical mechanical polishing may be performed to flatten the surface.
  • a silicon oxide layer 43 is formed on the aluminum oxide layer 42 and the substrate 40 by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and further, a spin coating method is applied on the silicon oxide layer 43.
  • a resist layer 44 is formed.
  • the resist layer 44 is exposed by an exposure apparatus (not shown), and then the pattern is developed. As shown in FIG. 11, the silicon oxide layer 43 is formed on the substrate by RIE using the pattern of the resist layer 44 as a mask. Etch up to 40 surfaces. At this time, CF 4 or SF 6 is used as an etching gas.
  • the structure of the master 10 is formed by removing the resist layer 44 by ashing using oxygen plasma.
  • the substrate 45 is made of silicon, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, glass, or the like.
  • the material of the protrusion 50 and the substrate 40 are indicated by the broken line shown in FIG. A region where the materials are the same is formed. Due to the presence of this region, when a stamper is manufactured using the master 10, the stress applied when the stamper is peeled off from the master 10 causes a transition / crack generated at the interface between different materials of the substrate 40 and the protrusion 50. Such defects can be suppressed.
  • FIG. 14 is a diagram showing the master 100 according to the present embodiment.
  • the substrate 140 has the same material as the projection 150 as one of the two different materials 120 and 130 (the first material 120 and the second material 130). It differs from the first embodiment in that it is formed on a region where the same material as the protrusion 150 of the substrate 140 is formed. That is, the substrate 140 includes the first material 120, a region including the second material 130 is formed on the surface of the substrate 140, and the protrusion 150 is formed only on the region. Note that the substrate 140 may include the second material 130 and a region including the first material 120 may be formed on the surface of the substrate 140. The description of the same configuration as the master 10 in the master 100 is omitted.
  • the two different materials 120 and 130 are one of silicon and the other one of silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and glass.
  • the projection 150 is completely connected to the substrate 140.
  • the resistance to the stress applied to the protrusion 150 is increased.
  • the protrusions 150 of the master 100 that occur in the stamper manufacturing process are less likely to be peeled or fallen. As a result, the stamper can be repeatedly manufactured with one master.
  • the width of the protrusion 150 is 10 nm or less. This can be explained as follows.
  • one of the two different materials 120 and 130 is the same as the material of the protrusion 150, and the protrusion 150 is formed on the substrate including the same material as the protrusion 150.
  • the width is 10 nm or less, since defects such as dislocations and cracks generated at the interface of different materials do not occur, the protrusions do not easily peel or fall.
  • the interface between the protrusion 150 and the substrate 140 is an interface made of a different material, if the width of the protrusion 150 is larger than 10 nm, the protrusion is not easily peeled or fallen due to an external force during electroforming peeling.
  • the material of the substrate 140 will be described as silicon and silicon oxide.
  • a carbon layer 141 is formed on the substrate 140, and the carbon layer 141 is patterned by lithography and RIE as shown in FIG.
  • the substrate 140 is etched using the pattern of the carbon layer 141 as a mask to form a recess in the substrate 140.
  • the step of forming the recess in the substrate is not an essential step for producing the master according to the present invention, and may be omitted depending on the case.
  • silicon oxide corresponding to the material 130 of the substrate 140 is formed on the carbon layer 141 formed on the concave portion of the substrate 140 and the convex portion of the substrate 140 by using ALD (Atomic Layer Deposition). Layer 142 is deposited. The thickness of the silicon oxide layer may not completely match the depth of the concave portion of the substrate.
  • a buried layer 143 is formed on the silicon oxide layer 142.
  • carbon or an organic resin material having excellent flatness can be used.
  • etching is performed uniformly using RIE or ion milling until the upper surface of the carbon layer 141 is exposed.
  • the carbon layer 141 and the buried layer 143 are removed, and the master 100 is manufactured.
  • silicon oxide 142 may be embedded in the substrate 140 as shown in FIG.
  • the silicon oxide layer 142 embedded in the substrate 140 has been described as having a rectangular shape. However, as shown in FIG. 22, the shape of the silicon oxide layer 142 embedded in the substrate 140 may be bent.
  • the master 100 having excellent durability can be provided.
  • the masters 10 and 100 can be manufactured by using the double exposure method as described in the first embodiment in addition to the above, and the lamination method can be a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or MBE. (Molecular Beam Epitaxy) method can also be used.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • MBE Molecular Beam Epitaxy
  • the masters 10 and 100 according to the present embodiment can be used when processing a discrete track (Discrete Track Recording, DTR) medium or a bit patterned medium (Bit Patterned Media, BPM).
  • DTR Discrete Track Recording
  • BPM Bit Patterned Media
  • Example 1 A master 10 according to the first embodiment was produced according to the method shown in FIGS.
  • a resist layer 41 was formed on a substrate 40 made of silicon by a spin coating method, and a pattern was formed on the resist layer 41 by electron beam lithography.
  • the line width of the resist pattern was 40 nm.
  • the substrate 40 was etched using CF 4 gas by RIE (Reactive Ion Etching) to form a recess having a depth of 10 nm in the substrate 40.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • an aluminum oxide layer 42 having a thickness of 10 nm was formed on the resist layer 41 formed on the concave portion of the substrate 40 or the convex portion of the substrate 40 by an IBD (Ion Beam Deposition) method.
  • the aluminum oxide layer 42 formed on the resist layer 41 was removed by lift-off.
  • a 15 nm-thick silicon oxide layer 43 was formed on the aluminum oxide layer 42 and the substrate 40 by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • a resist layer 44 was formed on the silicon oxide layer 43 by spin coating. Next, a pattern was formed on the resist layer 41 by electron beam lithography. The resist pattern was formed to have a line width of 10 nm on the silicon-aluminum oxide boundary line on the substrate surface.
  • the silicon oxide layer 42 was etched to the surface of the substrate 40 by RIE using CF 4 gas.
  • the material of the substrate 10 is silicon and aluminum oxide
  • the material of the protrusions 50 is silicon oxide.
  • AFM Anatomic Force Microscopy
  • the variation in the height of the protrusion 50 given by 3 ⁇ means that the height of the protrusion 50 measured 99.7% is within a range of ⁇ 3 ⁇ from the average value of the height of the protrusion 50. Show.
  • a Ni stamper was manufactured by the method shown in FIGS. 3 to 5 using the obtained master 10.
  • the surface of the master 10 was covered with a nickel conductive film 60 using a sputtering method.
  • the master 10 was dipped in a nickel sulfamate plating solution and electroformed to form a Ni electroformed layer 70 having a thickness of about 300 ⁇ m. At this time, there was no peeling of the conductive film 60 during electroforming. The electroformed layer 70 and the conductive film 60 form the Ni stamper 80.
  • the Ni stamper 80 was peeled off from the end of the master 10. Then, when the pattern shape of the Ni stamper 80 was evaluated by AFM, the average value of the pattern height was 15.2 nm. Since this value is a difference of 0.2 nm from the average height of the protrusions 50 of the master 10, it can be seen that the concavo-convex shape of the master 10 is well transferred to the Ni stamper 80.
  • the variation in pattern height given by 3 ⁇ was 0.7 nm. Since this value has a difference of 0.3 nm from the height variation of the protrusion 50 given by 3 ⁇ of the master 10, it can be seen that the uneven shape of the master 10 is well transferred to the Ni stamper 80.
  • Example 1 A master was produced in the same manner as in Example 1 except that the substrate was a glass substrate.
  • the substrate material is glass and aluminum oxide
  • the protrusion material is silicon oxide. From the results of AFM measurement, the average height of the protrusions on the master was 15.0 nm, and the variation in the height of the protrusions given by 3 ⁇ was 0.3 nm. Further, the width of the protrusion on the master was 10 nm.
  • the surface of the master 10 was covered with a nickel conductive film 60 using a sputtering method.
  • Example 2 A master was produced in the same manner as in Example 1 except that the substrate material was silicon and aluminum.
  • the substrate material is silicon and aluminum, and the protrusion material is silicon oxide. From the results of AFM measurement, the average height of the protrusions on the master was 15.0 nm, and the variation in protrusion height given by 3 ⁇ was 0.4 nm. The width of the protrusion on the master was 10 nm.
  • a Ni stamper was manufactured by the method shown in FIGS. 3 to 5 using the completed master.
  • the surface of the master 10 was covered with a nickel conductive film 60 using a sputtering method.
  • the master 10 was dipped in a nickel sulfamate plating solution and electroformed to form a Ni electroformed layer 70 having a thickness of about 300 ⁇ m. At this time, there was no peeling of the conductive film during electroforming.
  • the electroformed layer 60 and the conductive film 70 form the Ni stamper 80.
  • the Ni stamper 80 was peeled off from the end of the master 10. Thereafter, when the pattern shape of the Ni stamper 80 was evaluated by AFM, the average value of the pattern height was 21.6 nm. Since this value has a difference of 5.6 nm from the average height of the protrusions of the master 10, it can be seen that the uneven shape of the master 10 has not been successfully transferred to the Ni stamper. .
  • the variation in pattern height given by 3 ⁇ was 8.4 nm. This value has a difference of 8.0 nm from the height variation of the projection given by 3 ⁇ of the master 10, and the uneven shape of the master 10 is not transferred well to the Ni stamper. I understand.
  • Example 2 A master 10 according to the first embodiment was produced.
  • one of the materials of the substrate 40 is selected from silicon (Si) or glass (NaSiO 2 ), and the other is selected from silicon, silicon oxide (SiO 2 ), and titanium oxide (TiO 2 ). It was for the other requirements, the master 10 was produced in the same manner as in Example 1. However, process conditions suitable for each material were adopted in each process for producing the master 10.
  • the protrusion material is aluminum oxide, and in other cases, the protrusion material is silicon oxide.
  • the master 10 was designed with a protrusion width of 10 nm and a protrusion height of 15 nm.
  • Ni stamper 80 was manufactured using each completed master 10.
  • the material of the substrate and the protrusion is selected from silicon (Si), glass (NaSiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and silicon oxide (SiO 2 ), and is a master disk Was made.
  • the column “Ni conductive film” shown in FIG. 23 indicates whether or not Ni electroforming can be performed without peeling of the Ni conductive film when the Ni stamper is manufactured using the master 10.
  • the average value of the pattern height of the Ni stamper was not different from the average value of the protrusion height of the master 10 by about 0.3 nm to 0.5 nm. Moreover, the variation in the pattern height of the Ni stamper was no more than about 0.3 nm from the variation in the height of the protrusion on the master. In other words, it was found that the uneven shape of the master was successfully transferred to the stamper.
  • Example 3 A master 100 according to the second embodiment was produced according to the method shown in FIGS.
  • a carbon layer 141 having a thickness of 15 nm was formed on the substrate 140 by a CVD method.
  • the carbon layer 141 was patterned by lithography and RIE.
  • the patterned carbon had a line width of 30 nm and a pitch of 80 nm.
  • the substrate 140 was etched to form a recess in the substrate 140.
  • ALD Advanced Deposition
  • a thickness of 10 nm corresponding to the material 130 and the protrusion 150 of the substrate 140 is formed on the concave portion of the substrate 140 and the side surface and the upper surface of the carbon layer 141 patterned on the substrate 140.
  • a silicon oxide layer 142 was deposited.
  • a buried layer 143 is formed on the silicon oxide layer 142. Carbon is used as the buried layer 143.
  • etching was performed uniformly using ion milling until the upper surface of the carbon layer 141 was exposed.
  • the material of the substrate 140 is silicon and silicon oxide
  • the protrusion material is silicon oxide.
  • the material of the substrate 140 and the material of the protrusions are the same.
  • the average height of the protrusions of the master 100 was 15.2 nm, and the variation in the height of the protrusions given by 3 ⁇ was 0.6 nm.
  • the width of the protrusion on the master 100 was 10 nm.
  • Example 1 For the completed master 100, as in Example 1, an attempt was made to produce the Ni stamper 80 by the method shown in FIGS. As a result, the Ni stamper 80 could be produced without peeling off the conductive film during electroforming.
  • the average pattern height was 15.4 nm. Since this value is a difference of 0.2 nm from the average height of the protrusions 50 of the master 10, it can be seen that the concavo-convex shape of the master 10 is well transferred to the Ni stamper 80.
  • the variation in pattern height given by 3 ⁇ was 0.8 nm. This value is a difference of 0.2 nm from the variation in the height of the protrusion 50 given by 3 ⁇ of the master 10 and it can be seen that the uneven shape of the master 10 is well transferred to the Ni stamper 80.
  • one of the substrate materials is silicon, and the other is any one selected from silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and glass. It can be seen that if the master is used, it is suitable for Ni electroforming and the uneven shape of the master can be transferred to the Ni stamper with high accuracy.
  • Example 4 A master 100 according to the second embodiment was produced.
  • the width of the protrusion of the master 100 was designed to be 5 nm, 10 nm, 15 nm, and 50 nm. Other conditions are the same as in the third embodiment.
  • Ni stamper production was repeated 10 times from the same master. Thereafter, the shape of each master was observed by AFM.
  • a master 10 according to the first embodiment was produced.
  • the width of the protrusion was designed at 5 nm, 10 nm, 15 nm, and 50 nm. Other conditions are the same as in the first embodiment.
  • Ni stamper production was repeated 10 times from the same master for the completed master. Thereafter, the shape of each master was observed by AFM.
  • FIG. 24 shows the result of AFM measurement of the number of protrusions on the surface of the master after the Ni stamper was manufactured 10 times.
  • the measurement range was set to a 1 ⁇ m square area on the surface of the master.
  • the measured master was the master described in Example 4 and Comparative Example 4.
  • one of the two different materials 120 and 130 is the same as the material of the protrusion 150, and the protrusion 150 is formed on the substrate containing the same material as the protrusion 150. It can be seen that the durability of the projection on the master is improved. That is, it turns out that it becomes a master with higher durability with respect to Ni stamper manufacture.

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Abstract

　第１の材料２０を含む基板４０と、第２の材料３０を含み、基板４０表面に形成された領域と、基板４０表面に形成された突起５０と、を備え、第１の材料２０はシリコンであり、第２の材料３０はシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とするスタンパ製造用原盤１０。

Description

スタンパ製造用原盤
　本発明は、スタンパ製造用原盤に関する。
　特開２００５－１６６１０５号公報には、１種類の材料からなる基板上に突起が形成された凹凸パターン転写用原盤が開示されている。
　しかしながら、凹凸パターン転写用原盤にＮｉ電鋳層を形成して、Ｎｉスタンパを剥離する場合、Ｎｉ電鋳層が下地層と密着し過ぎるために、離型（ｄｅｍｏｌｄｉｎｇ）性が低下する。
特開２００５－１６６１０５号公報
　そこで、本発明はＮｉ電鋳による正常なパターンの転写が可能なスタンパ製造用原盤を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るスタンパ製造用原盤は、第１の材料を含む基板と、第２の材料を含み、前記基板表面に形成された領域と、前記基板表面に形成された突起と、を備え、前記第１の材料はシリコンであり、前記第２の材料はシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とする。
本発明の第１の実施形態に係るスタンパ製造用原盤を示す図。 スタンパ製造用原盤を説明する図。 スタンパの製造工程を説明する図。 スタンパの製造工程を説明する図。 スタンパの製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤を示す図。 スタンパ製造用原盤を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るスタンパ製造用原盤を示す図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤の製造工程を説明する図。 スタンパ製造用原盤を示す図。 スタンパ製造用原盤を示す図。 第１の実施形態に係わるスタンパ製造用原盤の実施例を説明するための図。 第２の実施形態に係わるスタンパ製造用原盤の実施例を説明するための図。
　以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。また、以下説明する図面において、符号が一致するものは、同様のものを示しており、重複した説明は省略する。
　本発明は、ナノメートルサイズの凹凸のパターンを転写するスタンパ製造用原盤（以下、原盤と呼ぶ）を想定している。
（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係る原盤１０について説明する。
　図１は、本実施形態に係る原盤１０を示す図である。
　本実施形態に係る原盤１０は、基板４０上に複数の突起５０がある間隔で点在している。基板４０は、２種類の異なる材料２０、３０（第１の材料２０、第２の材料３０）を交互に有する。そして、基板４０の２種類の異なる材料との境界上に突起５０が形成されている。すなわち、別の言い方をすれば基板４０は第１材料２０を含み、基板４０の表面には、第２の材料３０を含む領域が形成されているということになる。なお、基板４０が第２の材料３０を含み、基板４０の表面に第１の材料２０を含む領域が形成されていてもよい。
　ここで、突起５０は、基板４０の２種類の異なる材料から形成される境界に少しでも跨っていれば良い。また、各突起５０の高さはほぼ同じ高さであることが好ましい。
　２種類の異なる材料２０、３０は、一方は後述するスタンパと密着性の高いシリコン、他方はスタンパと密着性の低いシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択される。なお、ガラスはＳｉＯ２を含み、アモルファス状態のものを示す。さらに、ガラスは不純物を含んでいても構わない。
　突起５０の基板４０表面からの高さは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、突起５０の幅は５０ｎｍ以下であることが好ましい。 
　なお、突起の高さとは、原盤の凹凸の深さ方向で定義される。また、突起の幅とは、原盤の凹凸の深さ方向に垂直な方向で定義される。
　また、図２に示すように、基板４０上に形成された隣り合う突起５０同士の間隔は５ｎｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。突起５０が２種類の材料の境界にくるようになっている。
　なお、突起５０に用いられる材料は、上記したシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラス（第２の材料３０と同じ組成）に加えて、シリコン、アルミニウム、チタン、シリコン窒化物、アルミ窒化物、チタン窒化物等の金属及び金属窒化物（第２の材料３０以外の組成）を用いることができる。
　次に、本実施形態に係る原盤１０を用いたスタンパ８０の製造方法について図３～図５を用いて説明する。
　初めに、図３に示すように、スパッタリング法などを用いて、原盤１０の表面を導電化膜６０で被覆する。導電化膜６０には、例えばＮｉを用いることができる。導電化膜６０の膜厚は、例えば１００μｍである。
　次に、図４に示すように、原盤１０をスルファミン酸ニッケルメッキ液に浸漬して電鋳を行い、厚さが約３００μｍのＮｉ電鋳層７０を形成する。電鋳層７０及び導電化膜６０がスタンパ８０に成る。
　次に、原盤１０の端部からスタンパ８０を剥離し、図５に示すような凹凸形状を有するスタンパ８０を得る。
　原盤１０とスタンパ８０の密着性は、材料の表面エネルギーを用いて説明することができる。
　界面の面積が単位面積だけ拡張するときの自由エネルギー変化は、界面自由エネルギーとして知られている。材料A、Bの間の界面自由エネルギーγABは、材料A、Bの表面自由エネルギーγA, γBを用いて、下記の式１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式１からわかるように、界面自由エネルギーが大きいほど、全自由エネルギーが増加するので、界面は熱力学的に不安定になり、密着性が悪くなる。
　また、各材料の表面エネルギー値を下記に示す。
　　　　シリコン…８６５　ｍＪ／ｍ２
　　　　シリコン酸化物…２００－２６０　ｍＪ／ｍ２
　　　　ガラス（ＮａＳｉＯ２）…３１０　ｍＪ／ｍ２
　　　　アルミ酸化物…４２０　ｍＪ／ｍ２
　　　　チタン酸化物…３２０　ｍＪ／ｍ２
　　　　ニッケル…１７７８　ｍＪ／ｍ２
　　　　チタン…１６５０　ｍＪ／ｍ２
　　　　アルミ…９００　ｍＪ／ｍ２
　つまり、原盤１０に用いる材料の表面エネルギーとスタンパ８０に用いる材料（ニッケル）との表面エネルギーの差が小さいほど密着性が良い。例えば、シリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスの表面エネルギーは２００～４００ｍＪ／ｍ２であり、シリコン、ニッケル（Ｎｉ）、チタン等の単体の表面エネルギーは約１７００ｍＪ／ｍ２である。
　原盤１０にシリコン酸化物のみを用いると、スタンパ８０に用いるニッケルとの表面エネルギー差が１０００ｍＪ／ｍ２と大きい。すなわち、スタンパ８０に用いるニッケルと原盤１０との密着性が悪い。このため、原盤１０をスルファミン酸ニッケルメッキ液に浸漬して電鋳を行う最中に、析出金属の応力などにより導電化膜６０が剥れてしまう。また、原盤１０上の導電化膜６０が剥れた部分には、電鋳金属を析出させることができないため、原盤１０のパターンを正常に転写したスタンパ８０を作製することが難しくなる。
　原盤１０にシリコンなどの、スタンパ８０と密着性が良い材料を用いると、スタンパ８０と原盤１０との表面エネルギー差が小さくなり、スタンパ８０と原盤１０との密着性が向上する。したがって、スタンパ８０が剥れの不良なく電鋳を行うことができる。しかし、スタンパ８０を原盤１０から剥離する際に、スタンパ８０と原盤１０とが密着し過ぎるために剥離しにくくなる。無理な負荷をかけて剥離すると、スタンパ８０の突起が局所的に延伸するため、剥離後のスタンパ８０にバリのような転写不良が発生する。バリとは、突起上面の平均位置となる基準面に対して局所的に出っ張った部分で、スタンパ８０の突起の高さのばらつきの原因となる。
　一方で、本実施形態では、原盤１０の基板４０にスタンパ８０と密着性の良いシリコン、及びスタンパ８０と密着性の悪いシリコン酸化物等の２種類の異なる材料を用いる。この場合、密着性の良い材料がスタンパ８０の剥れを防ぐため、スタンパ８０の剥れによる電鋳不良がなくなる。また、スタンパ８０の剥離時には密着性の悪い部分が剥離起点となるため、１種類の密着性の良い材料のみを用いているときと比較して、無理な負荷をかけずにスタンパ８０を剥離することができる。
　したがって、スタンパ８０のバリの発生を抑えることができ、スタンパ８０の突起の高さのばらつきをおさえることができる。その結果、原盤１０のパターン形状を正常に転写した、高品質なスタンパを製造することができる。
　また、第１の材料２０又は第２の材料３０の何れか一方が基板４０の底まで形成されていなくてもよい。この場合、第１の材料３０又は第２の材料４０の何れか一方が基板４０の表面に存在することになる。
　次に、原盤１０の製造方法について図６～図１２Ｂを用いて説明する。
　ここでは、基板４０の2種類の材料をシリコン及びアルミ酸化物、突起５０の材料をシリコン酸化物として説明する。
　まず、シリコンからなる基板４０上に、レジスト層４１をスピンコート法により形成し、露光装置（図示せず）を用いてレジスト層４１を露光してから現像し、図６に示すように、レジスト層４１にパターンを形成する。
　次に、図７に示すように、レジスト層４１のパターンをマスクとして、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、基板４０をエッチングして、基板４０に凹部を形成する。このとき、エッチングガスにはＣＦ４やＳＦ６を用いる。基板に凹部を形成する工程は、本実施形態による原盤を作製するための必須工程ではなく、場合によっては省略可能である。
　次に、図８に示すように、ＩＢＤ（Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で基板４０の凹部や基板４０の凸部に形成されたレジスト層４１上にアルミ酸化物層４２を形成する。アルミ酸化物層４２の厚さは、基板４０の凹部の深さと完全に一致していなくても良い。
　次に、図９に示すように、リフトオフにより、レジスト層４１及びレジスト層４１上に形成されたアルミ酸化物層４２を除去する。基板４０に形成された凹部にのみアルミ酸化物層４２が残る。このとき、表面を平坦化するために化学的機械的研磨を行ってもよい。
　次に、図１０に示すように、アルミ酸化物層４２及び基板４０上にシリコン酸化物層４３をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成し、さらにシリコン酸化物層４３上にスピンコート法によりレジスト層４４を形成する。
　次に、レジスト層４４を露光装置（図示せず）により露光してからパターンを現像し、図１１に示すように、レジスト層４４のパターンをマスクとして、ＲＩＥにより、シリコン酸化物層４３を基板４０の表面までエッチングする。このとき、エッチングガスにはＣＦ４やＳＦ６を用いる。
　最後に、図１２Ａに示すように、酸素プラズマを用いたアッシングによりレジスト層４４を除去することで、原盤１０の構造を形成する。
　なお、図１２Ｂに示すように、基板４０の下に別の基板４５が形成されていてもよい。この基板４５は、シリコン、シリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、又はガラス等から形成されている。
　本実施形態によれば、離型性に優れた原盤１０を提供することができ、さらに、原盤１０を用いて転写不良の少ないスタンパを製造することができる。
　また、図１３に示すように、２種類の異なる材料２０、３０のうちの一方と突起５０の材料が同一の場合には、図１３に示す破線のように、突起５０の材料と基板４０の材料が同一となる領域が形成される。この領域があることで、原盤１０を用いてスタンパを製造する際に、スタンパを原盤１０から剥離するときに加わる応力によって、基板４０と突起５０との異種材料間の界面に生じる転移・クラックのような欠陥を抑制することができる。
（第２の実施形態）
　図１４は、本実施形態に係る原盤１００を示す図である。本実施形態に係る原盤１００は、基板１４０は２種類の異なる材料１２０、１３０（第１の材料１２０、第２の材料１３０）のうちの一方と突起１５０の材料が同一であり、突起１５０が基板１４０の突起１５０と同一の材料が形成された領域上に形成されている点が第１の実施形態と異なる。すなわち、基板１４０は第１の材料１２０を含み、基板１４０の表面に第２の材料１３０が含まれる領域が形成され、その領域上にのみ突起１５０が形成されている。なお、基板１４０が第２の材料１３０を含み、基板１４０の表面に第１の材料１２０を含む領域が形成されていてもよい。原盤１００のうち原盤１０と同様の構成については説明を省略する。
　２種類の異なる材料１２０、１３０は、一方はシリコン、他方はシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスのうちの何れか一つである。
　このようにすることで、突起１５０が基板１４０と完全に繋がったような構成になる。
　したがって、原盤１００からスタンパを剥離する工程において、突起１５０に加わる応力に対する耐性が上がる。また、スタンパの製造工程において発生する原盤１００の突起１５０剥れ・倒れが起き難くなる。その結果、１つの原盤で繰り返しスタンパを製造することができる。
　また、突起１５０の幅が１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。これは、以下のように説明できる。
　原盤１００からスタンパを剥離する場合、突起１５０の側面から外力が加わる。突起１５０の幅が１０ｎｍ以下の場合、突起１５０の底面と基板１４０の表面が重なる面積がより小さくなる。このため、スタンパ剥離時に発生する突起１５０の底面と基板１４０の表面との界面のせん断応力により、異種材料界面を持つ突起の剥れ・倒れが発生する恐れがある。
　これに対し、２種類の異なる材料１２０、１３０のうちの何れか一方の材料は突起１５０の材料と同一であり、突起１５０は突起１５０と同一の材料を含む基板上に形成され、さらに突起１５０の幅が１０ｎｍ以下である場合には、異種材料の界面に生じる転位・クラックのような欠陥が発生しないため、突起の剥れ・倒れが発生しにくい。
　なお、突起１５０と基板１４０との界面が異種材料による界面であっても、突起１５０の幅が１０ｎｍより大きければ電鋳剥離時の外力による突起の剥れ・倒れは発生しにくい。
　次に、原盤１００の製造方法について図１５～図２０を用いて説明する。
　ここでは、基板１４０の材料をシリコン及びシリコン酸化物として説明する。
　まず、基板１４０上にカーボン層１４１を形成し、図１５に示すように、カーボン層１４１をリソグラフィ及びＲＩＥによりパターニングする。
　次に、図１６に示すように、カーボン層１４１のパターンをマスクとして、基板１４０をエッチングして、基板１４０に凹部を形成する。基板に凹部を形成する工程は、本発明による原盤を作製するための必須工程ではなく、場合によっては省略可能である。
　次に、図１７に示すように、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、基板１４０の凹部と基板１４０の凸部に形成されたカーボン層１４１上に基板１４０の材料１３０に相当するシリコン酸化物層１４２を堆積させる。シリコン酸化物層の厚さは、基板の凹部の深さと完全に一致していなくても良い。
　次に、図１８に示すように、シリコン酸化物層１４２上に埋め込み層１４３を形成する。埋め込み層１４３としては、カーボンや平坦性に優れた有機樹脂材料を用いることができる。
　次に、図１９に示すように、ＲＩＥやイオンミリングを用いて、カーボン層１４１の上面が露出するまで均一にエッチングをする。
　最後に、図２０に示すように、カーボン層１４１及び埋め込み層１４３を除去して、原盤１００を製造する。
　なお、原盤１００は、図２１に示すようにシリコン酸化物１４２が基板１４０に埋め込まれていても構わない。
　また、本実施形態では、基板１４０に埋め込まれたシリコン酸化物層１４２が矩形形状であるとして説明した。しかしながら、図２２に示すように、基板１４０内に埋め込まれたシリコン酸化物層１４２の形状が曲がっていてもよい。
　本実施形態により、突起と基板界面に発生する転移・クラックを抑制することができるので、耐久性に優れた原盤１００を提供することができる。
　原盤１０、１００の製造方法は、上記した以外にも実施形態１に記載したような二回露光方法を用いても製造することができるし、積層方法は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法を用いることもできる。
　なお、本実施形態に係わる原盤１０、１００は、ディスクリートトラック（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｔｒａｃｋ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ、ＤＴＲ）媒体、又はビットパターンド媒体（Ｂｉｔ　Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ　Ｍｅｄｉａ、ＢＰＭ）を加工する際に用いることができる。
　（実施例１）
　図６～１２に示した方法に従い、第１の実施形態に係る原盤１０を作製した。
　シリコンからなる基板４０上に、レジスト層４１をスピンコート法により形成し、電子ビームリソグラフィによりレジスト層４１にパターンを形成した。レジストパターンの線幅は４０ｎｍとした。
　次に、レジスト層４１のパターンをマスクとして、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、ＣＦ４ガスを用いて基板４０をエッチングし、基板４０に１０ｎｍの深さの凹部を形成した。
　次に、ＩＢＤ（Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で、基板４０の凹部や基板４０の凸部に形成されたレジスト層４１上に厚さ１０ｎｍのアルミ酸化物層４２を形成した。
　次に、リフトオフにより、レジスト層４１上に形成されたアルミ酸化物層４２を除去した。
　次に、アルミ酸化物層４２及び基板４０上に厚さ１５ｎｍのシリコン酸化物層４３をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成した。
　シリコン酸化物層４３上にスピンコート法によりレジスト層４４を形成した。次に、電子ビームリソグラフィによりレジスト層４１にパターンを形成した。レジストパターンは、基板表面のシリコン－アルミ酸化物の境界線上に、線幅１０ｎｍとなるよう形成した。
　レジスト層４４のパターンをマスクとして、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより、シリコン酸化物層４２を基板４０の表面までエッチングした。
最後に、酸素プラズマを用いたアッシングによりレジスト層４４を除去することで、本実施例の原盤１０を得た。
　本実施例の原盤１０は、基板１０の材料がシリコンとアルミ酸化物、突起５０の材料がシリコン酸化物である。また、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）測定により、原盤１０の突起５０の高さの平均値は１５．０ｎｍ、３σで与えられる突起５０の高さのばらつきは０．４ｎｍであった。また、原盤１０の突起の幅は１０ｎｍであった。
　ここで、３σで与えられる突起５０の高さのばらつきとは、突起５０の高さの平均値から±３σの範囲に範囲内に９９．７％測定した突起５０の高さが存在することを示す。
　得られた原盤１０を用いて、図３～５に示す方法によりＮｉスタンパを製造した。
　スパッタリング法を用いて、原盤１０の表面をニッケル導電化膜６０で被覆した。
　次に、原盤１０をスルファミン酸ニッケルメッキ液に浸漬して電鋳を行い、厚さが約３００μｍのＮｉ電鋳層７０を形成した。このとき、電鋳中に導電化膜６０の剥れ等はなかった。電鋳層７０及び導電化膜６０がＮｉスタンパ８０に成る。
　次に、原盤１０の端部からＮｉスタンパ８０を剥離した。この後、Ｎｉスタンパ８０のパターン形状をＡＦＭで評価したところ、パターン高さの平均値は１５．２ｎｍであった。この値は、原盤１０の突起５０の高さの平均値と０．２ｎｍの差であることから、良好に原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパ８０に転写されていることがわかる。
　また、３σで与えられるパターン高さのばらつきは０．７ｎｍであった。この値は、原盤１０の３σで与えられる突起５０の高さのばらつきと０．３ｎｍの差があることから、良好に原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパ８０に転写されていることがわかる。
（比較例１）
　基板をガラス基板とした以外、実施例１と同じ方法で原盤を作製した。本比較例の原盤は、基板材料がガラスとアルミ酸化物、突起材料がシリコン酸化物である。また、ＡＦＭ測定の結果から、原盤の突起の高さの平均は１５．０ｎｍ、３σで与えられる突起の高さのばらつきは０．３ｎｍであった。また、原盤の突起の幅は１０ｎｍであった。
　完成した原盤を用いて、図３～５に示す方法によりＮｉスタンパを製造することを試みた。
　スパッタリング法を用いて、原盤１０の表面をニッケル導電化膜６０で被覆した。
　次に、原盤１０をスルファミン酸ニッケルメッキ液に浸漬し、Ｎｉ電鋳を行ったところ、電鋳中に導電化膜が剥れてしまった。このため、Ｎｉスタンパを作製することができなかった。
　（比較例２）
　基板材料をシリコンとアルミニウムとした以外、実施例１と同じ方法で原盤を作製した。本比較例の原盤材料は、基板材料がシリコンとアルミニウム、突起材料がシリコン酸化物である。また、ＡＦＭ測定の結果から、原盤の突起の高さの平均値は１５．０ｎｍ、３σで与えられる突起の高さのばらつきは０．４ｎｍであった。原盤の突起の幅は１０ｎｍであった。
　完成した原盤を用いて、図３～５に示す方法によりＮｉスタンパを製造した。
　スパッタリング法を用いて、原盤１０の表面をニッケル導電化膜６０で被覆した。
　次に、原盤１０をスルファミン酸ニッケルメッキ液に浸漬して電鋳を行い、厚さが約３００μｍのＮｉ電鋳層７０を形成した。このとき、電鋳中に導電化膜の剥れ等はなかった。電鋳層６０及び導電化膜７０がＮｉスタンパ８０に成る。
　次に、原盤１０の端部からＮｉスタンパ８０を剥離した。この後、Ｎｉスタンパ８０のパターン形状をＡＦＭで評価したところ、パターン高さの平均値は２１．６ｎｍであった。この値は、原盤１０の突起の高さの平均値と５．６ｎｍの差があることから、原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパに良好に転写できていないことが実施例１と比較してわかる。
　また、３σで与えられるパターン高さのばらつきは８．４ｎｍであった。この値は、原盤１０の３σで与えられる突起の高さのばらつきと８．０ｎｍの差があることから、原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパに良好に転写できていないことが実施例１と比較してわかる。
　（実施例２）
　第１の実施形態に係わる原盤１０を作製した。
　本実施例では、基板４０の材料の一方をシリコン（Ｓｉ）又はガラス（ＮａＳｉＯ２）、他方をシリコン、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、及びチタン酸化物（ＴｉＯ２）から選択される何れか一つとした。その他の要件については、実施例１と同じ方法で原盤１０を作製した。ただし、原盤１０を作製する各工程で、それぞれの材料に適したプロセス条件を採用した。
　基板４０の材料がシリコンとシリコン酸化物の組み合わせの場合のみ、突起材料をアルミ酸化物とし、それ以外の場合は突起材料をシリコン酸化物とした。原盤１０の突起の幅を１０ｎｍ、突起の高さを１５ｎｍとして設計した。
　完成したそれぞれの原盤１０を用いてＮｉスタンパ８０を製造した。
　図２３は、原盤１０の突起の高さの平均値と突起の高さのばらつき及び、原盤１０を用いて作製したＮｉスタンパのパターン高さの平均値、パターン高さのばらつきをＡＦＭで観察した結果を示す図である。
　基板及び突起の材料には、シリコン（Ｓｉ）、ガラス（ＮａＳｉＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）、アルミ酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、及びシリコン酸化物（ＳｉＯ２）から選択して原盤を作製した。
　また、図２３に示すＮｉ導電化膜という欄は、原盤１０を用いてＮｉスタンパを作製する際に、Ｎｉ導電化膜の剥れが無くＮｉ電鋳できたかどうかを示す。
　図２３に示すように、Ｎｉスタンパのパターン高さの平均値は原盤１０の突起の高さの平均値と０．３ｎｍ～０．５ｎｍ程度の差しかなかった。また、Ｎｉスタンパのパターン高さのばらつきは、原盤の突起の高さのばらつきと０．３ｎｍ程度の差しかなかった。つまり、原盤の凹凸形状がスタンパに良好に転写できたことがわかった。
　また、図２３に示すように、Ｎｉ導電化膜の剥れによる電鋳不良は見られなかった。
　（実施例３）
　図１５～２０に示した方法に従って第２の実施形態に係わる原盤１００を作製した。
　まず、基板１４０上に厚さ１５ｎｍのカーボン層１４１を、ＣＶＤ法により成膜した。
　カーボン層１４１をリソグラフィ及びＲＩＥによりパターニングした。パターニングしたカーボンの線幅は３０ｎｍ、ピッチは８０ｎｍとした。
　次に、カーボン層１４１のパターンをマスクとして、基板１４０をエッチングして、基板１４０に凹部を形成した。
　次に、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、基板１４０の凹部と基板１４０上にパターニングされたカーボン層１４１の側面及び上面に、基板１４０の材料１３０及び突起１５０に相当する、厚さ１０ｎｍのシリコン酸化物層１４２を堆積した。
　次に、シリコン酸化物層１４２上に埋め込み層１４３を形成する。埋め込み層１４３として、カーボンを用いた。
　次に、イオンミリングを用いて、カーボン層１４１の上面が露出するまで均一にエッチングした。
　最後に、カーボン層１４１及び埋め込み層１４３を除去することで、本実施例の原盤１００を得た。
　本実施例の原盤１００は、基板１４０の材料がシリコンとシリコン酸化物、突起材料がシリコン酸化物となる。すなわち、基板１４０の材料と突起の材料が一致している点が特徴である。
　また、ＡＦＭ測定の結果から、原盤１００の突起の高さの平均は１５．２ｎｍ、３σで与えられる突起の高さのばらつきは０．６ｎｍであった。原盤１００の突起の幅は１０ｎｍであった。
　完成した原盤１００に対して、実施例１と同様、図３～５に示す方法によりＮｉスタンパ８０を作製することを試みた。その結果、電鋳中に導電化膜が剥れることなくＮｉスタンパ８０を作製することができた。
　Ｎｉスタンパ８０のパターン形状をＡＦＭで評価したところ、パターン高さの平均は１５．４ｎｍであった。この値は、原盤１０の突起５０の高さの平均値と０．２ｎｍの差であることから、良好に原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパ８０に転写されていることがわかる。また、３σで与えられるパターン高さのばらつきは０．８ｎｍであった。この値は、原盤１０の３σで与えられる突起５０の高さのばらつきと０．２ｎｍの差であることから、良好に原盤１０の凹凸形状がＮｉスタンパ８０に転写されていることがわかる。
　本実施例の結果から、基板材料の１つと突起材料とが同一の場合でも、Ｎｉスタンパを作製する場合の導電化膜の剥れを抑制することができることがわかる。さらにＮｉスタンパに対して原盤の凹凸形状を良好に転写することができることもわかる。
　また、実施例１～３の結果から、本発明のように基板材料の一方がシリコンであり、他方がシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、ガラスから選択される何れか一つである原盤を用いれば、Ｎｉ電鋳に適しており、かつ高い精度で原盤の凹凸形状をＮｉスタンパに転写できることがわかる。
　（実施例４）
　第２の実施形態に係わる原盤１００を作製した。原盤１００の突起の幅を５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、及び５０ｎｍで設計した。その他の条件については実施例３と同様である。完成した原盤１００に対して、同一の原盤からＮｉスタンパ製造を１０回繰り返し行った。その後、それぞれの原盤の形状をＡＦＭにより観察した。
　（比較例４）
　第１の実施形態に係わる原盤１０を作製した。突起の幅を５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、及び５０ｎｍで設計した。その他の条件については、実施例１と同様である。完成した原盤に対して、同一の原盤からＮｉスタンパ製造を１０回繰り返し行った。その後、それぞれの原盤の形状をＡＦＭにより観察した。
　図２４はＮｉスタンパ製造を１０回繰り返して行った後の原盤表面の突起剥れの数をＡＦＭで測定した結果である。測定の範囲は原盤表面の１μｍ四方の領域に設定した。また、測定した原盤は、実施例４と比較例４で説明した原盤である。
　実施例４の原盤では、突起の幅５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、及び５０ｎｍの全てについて、１μｍ四方の領域内に突起剥れは無かった。
　これに対し、比較例４の原盤では突起の幅が１０ｎｍと５ｎｍで突起剥れが存在した。
　比較例４の結果から、原盤の突起の幅が１０ｎｍ以下になると原盤の突起の耐久性が劣化することがわかる。
　また、実施例４の結果から、２種類の異なる材料１２０、１３０のうちの何れか一方の材料は突起１５０の材料と同一であり、突起１５０は突起１５０と同一の材料を含む基板上に形成されていると、原盤の突起の耐久性が向上することがわかる。すなわち、Ｎｉスタンパ製造に対してより耐久性の高い原盤となることがわかる。
　１０…スタンパ製造用原盤（原盤）　２０、３０…材料　４０…基板　５０…突起

Claims (5)

  1. 　第１の材料を含む基板と、
    　第２の材料を含み、前記基板表面に形成された領域と、
    　前記基板表面に形成された突起と、
    　を備え、
    　前記第１の材料はシリコンであり、前記第２の材料はシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とするスタンパ製造用原盤。
  2. 　前記突起は、シリコン、シリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とする請求項１に記載のスタンパ製造用原盤。
  3. 　第１の材料を含む基板と、
    　第２の材料を含み、前記基板表面に形成された領域と、
    　前記領域上のみに形成された突起と、
    　を備え、
    　前記第１の材料はシリコンであり、前記第２の材料はシリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とするスタンパ製造用原盤。
  4. 　前記突起は、シリコン、シリコン酸化物、アルミ酸化物、チタン酸化物、及びガラスから選択されることを特徴とする請求項３に記載のスタンパ製造用原盤。
  5. 　前記突起の幅は１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のスタンパ製造用原盤。
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