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    Bereitgestellt wird ein Aufdruck-Verfahren, das enthält die Schritte des Erweichens des Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand durch Verwendung von komprimiertem Gas oder überkritischer Flüssigkeit, wobei der Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachten Resist enthält, und des Übertragens eines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einer Form, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist im Gegenstand.
    公开号:DE102004001242A1
    申请号:DE200410001242
    申请日:2004-01-07
    公开日:2004-12-23
    发明作者:Toshinori Tsukuba Sugiyama；Atsushi Toride Yusa
    申请人:Maxell Holdings Ltd；
    IPC主号:C03C17-00
    专利说明:
    [0001] DieseAnmeldung beansprucht das Prioritätsrecht nach 35 U.S.C. § 119, aufGrundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-1171, eingereichtam 7. Januar 2003, welche hiermit bezugsweise in ihrer Gesamtheit,als ob hiermit vollständigdargelegt, enthalten ist.
    [0002] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufdruck-Herstellungsverfahrenund eine Vorrichtung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, und dessenHerstellungsvorrichtung.
    [0003] DieFeinstrukturtechnik zur Halbleiter-Herstellung hat sich bemerkenswertentwickelt. Die gegenwärtigerforderliche und vorhandene kritische Verarbeitungs-Maßgenauigkeitist 100 nm oder geringer. Feinstrukturtechniken auf einem Resistauf einem Silikon-Wafer haben Fotolithographie, Direct-Imaging unterVerwendung eines Elektronenstrahls und dergleichen verwendet. DieFotolithographie hat die Auflösungmit einer verkürztenWellenlängeeiner Lichtquelle verbessert, allerdings sind die Belichtungs-Vorrichtungensehr teuer und das Übertrageneines Musters von 100 nm oder geringer ist schwierig. Andererseitshat das Direct-Imaging unter Verwendung eines Elektronenstrahlseine bessere Auflösung,aber eine schlechte Massenproduktivität.
    [0004] DieNanoaufdruck-Lithographie (nanoimprint lithography "NIL") wurde vorgeschlagen(siehe U.S. Patent Nr. 5,772,905) als Lösung für das Problem der schlechtenMassenproduktions-Technik von Feinstruktur-Vorrichtungen. Die NILpresst eine Form mit einer Feinstruktur im Nanomaßtab gegenden Resist eines Silikon-Wafers, und überträgt das Feinmuster auf den Resist.
    [0005] EinNIL-Verfahren wird mit Bezug auf 9 beschrieben.Eine Form 3 verwendet z.B. einen Film aus Silikon und thermischemOxid, der gemustert ist mittels Elektronenstrahl-Direct-Imagingusw. Wie in 9A gezeigt,wird zuerst ein Dünnfilm 5 alsResist mit Polymethylmethacrylat ("PMMA")als thermoplastisches Harz usw. auf einem Silikon-Wafer 4 gebildet. Danachwird, wie in 9B gezeigt,die Form 3, die durch einen Form-Träger 20 gehalten wird,gegen den Resist 5 gepresst, und ein Feinmuster auf der Form 3 wirdauf den Resist 5 übertragen.Der Resist 5 wird einem Press-Übertragen unterzogen, während eroberhalb der Glasübergangstemperatur(Tg) erhitzt wird, und erweicht. Nachdem die Übertragung beendet ist, wirder gekühltund gehärtet,und die Form 3 wird vom Resist 5 abgelöst. AlsNächstes,wie in 9C gezeigt, entferntSauerstoff-Ätzen 21 usw. denverbleibenden Film, um eine Silikon-Oberfläche freizulegen, wie in 9D gezeigt. Wie in 9E gezeigt, wird, nachdemdas Ätzenden Resist entfernt, sie als Einzel-Silikonvorrichtung verwendet.
    [0006] DiesesHerstellungsverfahren kann ein Muster von 10 nm oder weniger übertragen,und hat als nächsteGeneration der Fein-Verarbeitung Aufmerksamkeit auf sich gezogen,nur wenn die Form erhältlichist durch zeitaufwendige Verarbeitung, können Feinmuster massenweisehergestellt werden unter Verwendung einer kosteneffizienteren Vorrichtung alseine konventionelle Verarbeitungsmaschine.
    [0007] Umden Resist zu erweichen und die Übertragungsgeschwindigkeitzu verbessern, wurden einige Aufdruckverfahren vorgeschlagen, einschließlich einem,das überkritischeFlüssigkeitverwendet (siehe Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-270540) und einem, dasein Muster überträgt unterniedrigem Druck bei Raumtemperatur (siehe Veröffentlichung der japanischenPatentanmeldung Nr. 2002-184718).
    [0008] MagnetischeAufzeichnungsmedien, gemusterte Medien genannt, wurden kürzlich vorgeschlagen(siehe japanisches Patent Nr. 1,888,363. Japanisches Patent Nr.1,888,363 offenbart eine Grundstruktur der gemusterten Medien, welcheferromagnetische Partikel entlang einer Spur in gleichmäßigen Intervallenanordnet, und jedes Bisschen auf jedem ferromagnetischen Partikelaufnimmt. Eine Anwendung der gemusterten Medien wurde auch vorgeschlagen(siehe beispielsweise Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-110050). Die Herstellungsabläufe werdenmit Bezug auf 10 und 11 beschrieben.
    [0009] Wiein 10A gezeigt, richtetein Sputter-Verfahren einen amorphen Kohlenstoffmatrix-Dünnfilm 5600 zwischeneinem Substrat 1000 und einem Resist 2000 ein.Dann, wie in 10B gezeigt,bildet der Elektronenstrahl den Resist 2000 ab, und einreaktives Ionen-Ätz-Verfahren(reactive ion etching "RIE") unter Verwendungvon Fluorkohlenstoffen und den Resist als Maske mustert den amorphenKohlenstoffmatrix-Dünnfilm 5600,wie in 10C gezeigt ist.Wie in 10D gezeigt,wird eine magnetische Schicht 5700 durch ein Sputter-Verfahrenhergestellt, und einem Lift-Off-Verfahren unterzogen, das die Resist-Maske 2000 auflöst und entfernt,wie in 10E gezeigt.Wie in 10F gezeigt,bildet ein Sputter-Verfahren eine Schmierschicht 5800 alsamorphe Kohlenstoffschicht, wie in 10F gezeigt.
    [0010] Nunwird das Herstellungsverfahren beschrieben, das in der Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-110050 mit Bezug auf 11 offenbart ist. Zuerstwird der Resist 2000 auf einem Glas-Substrat 1000 gebildet,wie in 11 gezeigt. Wiein 11B gezeigt, folgtElektronenstrahl-Aussetzung und Entwicklung. Danach bildet RIE dasMasken-Muster 2000, wie in 11C gezeigt.Wie in
    [0011] 11D gezeigt, wird der magnetische Dünnfilm 5700 durchein Sputter-Verfahren hergestellt, gefolgt von Lift-Off, wie in 11E gezeigt. Die Oberflächen-Schmierschicht 5800 wirdgebildet, um ein gemustertes Medium zu bilden, wie in 11F gezeigt.
    [0012] Allerdingserfordert das Herstellungsverfahren, welches in U.S. Patent Nr.5,772,905 offenbart ist, den Resist oberhalb von Tg zu erhitzenund bei einem hohen Druck zu pressen. Beispielsweise erhitzte dasExperiment, das von den Erfindern des U.S. Patents Nr. 5,772,905durchgeführtwurde, den Resist mit Tg von 105°C,bis auf 200°Coder höher,und wendete einen Druck von 13 MPa an. Ein Bericht eines Beispielsgibt an, dass der angewendete Druck von 87 MPa bei 170°C erforderlichist, um ein konvexes Muster mit einer kritischen Abmessung von 2 μm und einerHöhe von340 nm auf den PMMA-Resist zu übertragen.Diese konventionellen Verfahren erfordern eine Anwendung von hohemDruck, und zerstörenungünstigerweisedie Form und das Muster auf ihr.
    [0013] EinHochfestigkeitsdiamant oder eine SiC-Form wurden vorgeschlagen alsLösungfür das obigeProblem. Allerdings wird die Herstellung derartiger Formen ungünstigerweiseteuer.
    [0014] Daskonventionelle NIL-Verfahren hat Schwierigkeiten gehabt in der Ausrichtungzwischen einer Form und einem Silikon-Wafer, weil die Form Lichtnicht durchlässt.
    [0015] Deswegenwar dieses Verfahren nicht anwendbar auf die Halbleiterherstellungs-Verarbeitung, wegender schlechten Muster-Ausrichtung bei der Bildung mehrfacher Schichten.Eine aus transparentem Material hergestellte Form, wie Quarz, würde leichtzerstörtwerden und nicht durchführbarsein.
    [0016] Einekonventionelle Halbleiterherstellungs-Verarbeitung hinterlässt auchfeine Defekte, hauptsächlichaus organischem Material, auf dem winzig gemusterten Resist, wasdas Reinigen der Resist-Oberflächeerfordert. Die Verwendung eines organischen Lösungsmittels, wie z.B. einerSpülung, alsReinigungsflüssigkeitin diesem Reinigungsschritt, würdeungünstigerweiseein Muster auf dem Resist wegen der Oberflächenspannung an der Schnittstellezwischen den Gas- und flüssigenPhasen zerstören.Weil das Muster zunehmend feiner wird und der Aspekt Geschwindigkeitgrößer wird,hat sich das obige Problem intensiviert.
    [0017] Ebenfallsnachteilhaft ist eine hohe Temperatur eines Wafer-Substrats zumZeitpunkt des Pressens. Dies schwächt die Adhäsion zwischen dem Resist unddem Substrat, was eine teilweise Ablösung einer Polymer-Membrannach dem Pressen verursacht, und verursacht Schwierigkeiten beimBilden eines Feinmusters in großemMaßstab.Kühlender Substrat-Temperaturunterhalb von Tg des Resists beim Ablösen des Resists von der Formwürde ungünstigerweiseden Durchsatz senken.
    [0018] Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-270540 presst eine Formgegen einen Resist, der Weichmacher enthält für das Übertragen in eine Kammer, die überkritischeFlüssigkeit empfängt. DiesesVerfahren härtetden Resist durch Extraktion des Weichmachers im Resist mit überkritischerFlüssigkeit.Beibehaltung des Pressens ist erforderlich, bis die Extraktion beendetist. Um den Weichmacher zu extrahieren, sollte die überkritische Flüssigkeitdurch eine winzige Öffnungeindringen, die der Resist-Dicke zwischen der Form und dem Substratentspricht. Weil es Zeit braucht in den Resist einzudringen, wares daher schwer, ein Muster in großem Maßstab massenweise herzustellen.
    [0019] Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-184718 wählt einenchemischen Verstärkungs-Resist,behältsaure Chemikalien auf konvexen Teilen der Form bei, und sieht eineWärmebehandlungdes Substrates nach dessen Pressen vor, um auf diese Weise zu bewirken,dass der Resist eine Unlöslichmachungs-oder Löslichmachungs-Reaktion nur an denSäure-filtriertenTeilen aufweist. Danach bildet die Entwicklung des Resists konvexe undkonkave Muster, entsprechend dem Formmuster. Allerdings wird befürchtet,dass dieses Verfahren Schwierigkeiten besitzt beim selektiven Infiltrieren vonSäure nurin die konvexen Teile von Form-Mustern in großem Maßstab. Insbesondere ist esschwierig, Chemikalien nur in die konvexen Muster-Teile zu infiltrierenund sorgfältigFeinmuster zu bilden, wie jene unterhalb von 200 nm.
    [0020] EinVerfahren, das in der Veröffentlichung derjapanischen Patentanmeldung Nr. 2001-110050 offenbart ist, kanndie Kapazitäteiner magnetischen Scheibe erhöhen,aber das Elektronenstrahl-Imaging verursacht niedrigen Durchsatz.Ein Massenproduktions-Aufdruckherstellungs-Verfahren wurde vorgeschlagen (z.B.in der Veröffentlichungder japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-157520), welches ein Verfahrenzur Herstellung von gemusterten Medien bereitstellt, und effizientabgleicht den Press-Druck durch Anordnen einer Puffer-Schicht, dieeine Flächeentsprechend einer aufnehmenden Schicht und schmaler als ein Substratund eine Form-Fläche,zwischen den oberen und unteren pressenden Oberflächen undeiner des Form-Musters und dem Substrat. Eine Anwendung von Press-Druckoberhalb 500 bar würdeein Muster bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperaturdes Resists bilden und einen hohen Durchsatz erreichen. Allerdingshat dieses Verfahren ein Problem, weil ein hoher Press-Druck dieForm und das Substrat zerstört.Deswegen kann eine Form nicht viele gemusterte Medien herstellen.
    [0021] Deswegen,um die obigen Nachteile zu lösen,ist es eine beispielhaft erläuterteAufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufdruckverfahren und Vorrichtungbereitzustellen, welche die Lebensdauer der Form verlängern. Eineweitere beispielhafte Aufgabe ist es, ein Aufdruckverfahren undVorrichtung bereitzustellen, die einen Gegenstand mit einer Verarbeitungvon hoher Qualitätversehen.
    [0022] Nocheine weitere beispielhafte Aufgabe der vorliegenden Erfindung istes, ein Aufdruckverfahren, ein Herstellungsverfahren und eine Vorrichtungeines magnetischen Aufzeichnungsmediums bereitzustellen, welcheein Niedertemperatur-Verfahren unterhalb der Glasübergangs-Temperatur des Resistserreichen und ein Feinmuster in großem Maßstab auf einer Polymermembran,mit hohem Durchsatz sogar bei niedrigem Druck bilden. Eine weiterebeispielhafte Aufgabe ist es, ein Aufdruckverfahren, ein Herstellungsverfahrenund eine Vorrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums bereitzustellen,welche ein winzig gemustertes magnetisches Aufzeichnungsmedium massenweiseherstellen.
    [0023] EinAufdruckverfahren eines Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungenthältdie Schritte des Erweichens des Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand,unter Verwendung von komprimiertem Gas oder überkritischer Flüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat beinhaltet und der Resist auf demSubstrat aufgebracht ist, und des Übertragens eines vorherbestimmtenMusters auf den Resist durch Pressen einer Form, die das vorherbestimmte Musterbildet, gegen den Resist im Gegenstand. Dieses Aufdruckverfahrenkann den angewendeten Druck währenddes Übertragensreduzieren und die Lebensdauer der Form verlängern wegen des Erweichungs-Schrittesdes komprimierten Gases oder der überkritischen Flüssigkeit.Das Aufdruckverfahren dient als Herstellungsverfahren für den zuverarbeitenden Gegenstand, und deckt Zwischen- und End-Produktedes Gegenstands ab (wie Chip und LCD).
    [0024] Vorzugsweisebeinhaltet das Verfahren ferner den Schritt des Reinigens des Resistsmit überkritischerFlüssigkeitnach dem Übertragungsschritt, umauf diese Weise Defekte ohne Nachbehandlungs-Reinigung zu entfernen,und des Versehens des Gegenstandes mit einer hochwertigen Verarbeitung.Weil überkritischesCO2 eine Oberflächenspannung von 0 hat unddas Lösungsvermögen ähnlich demvon n-Hexan ist, kann der Resist gereinigt und getrocknet werdenohne Verändernund Zerstöreneines Musters. In diesem Fall hältder Reinigungsschritt vorzugsweise einen Druck der überkritischen Flüssigkeitzwischen 7 MPa und 10 MPa aufrecht.
    [0025] DieForm kann aus einem transparenten Material hergestellt sein, unddas Aufdruckverfahren beinhaltet ferner den Schritt des Aufrichtensdes Gegenstandes mit der Form. Dabei kann ein optischer Sensor usw.eine geeignete Ausrichtung durch die Form hindurch gewährleistenfür einehochwertige Verarbeitung des Gegenstandes. Das komprimierte Gasist beispielsweise komprimiertes CO2, unddie überkritischeFlüssigkeitist beispielsweise überkritischesCO2.
    [0026] EinAufdruckverfahren eines weiteren Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungbeinhaltet die Schritte des Erweichens des Resists in einem zu verarbeitendenGegenstand, wobei der Gegenstand ein Substrat enthält, undder Resist auf dem Substrat aufgebracht ist, und des Übertragenseines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, bei einem angewendetenDruck von 5 MPa oder weniger gegen den Resist im Gegenstand. DiesesAufdruckverfahren erniedrigt den angewendeten Druck bis auf 5 MPaherab, und verlängertdie Lebensdauer der Form.
    [0027] Dertatsächlichangewendete Druck der vorliegenden Erfindung ist definiert als mechanischangewendeter Druck (A) auf eine übertrageneOberfläche – Druck(B), durch welchen die überkritische Flüssigkeitoder ähnlichesdie übertrageneOberflächezurückschiebt.Die überkritischeFlüssigkeitund komprimiertes CO2 haben niedrige Viskosität und Stärke, dienicht ausreichen, um ein Kontaktmaterial zu zerstören. Andererseitszerstörenein hochfestes metallisches Element, wie z.B. eine Form und ein Stempel,leicht ein Kontaktmaterial.
    [0028] Dieobige Gleichung definiert den direkt durch das metallische Elementauf den Resist angewendeten Druck. Obwohl der Schaden, der durch(B) verursacht wird, nicht geringfügig ist, ist der Druck-Schadenin der vorliegenden Erfindung auch bei Berücksichtigung genügend klein.
    [0029] EinAufdruckverfahren eines weiteren Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungbeinhaltet die Schritte des Erweichens des Resists in einem zu verarbeitendenGegenstand durch eine Druckinfiltration von komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat enthält und der Resist auf dem Substrataufgebracht ist, des Übertragenseines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand, und des Dekomprimierens des komprimierten Gases oderder überkritischenFlüssigkeit nachdem Übertragungsschritt,und des Härtensdes Resists. Weiter bevorzugt ist das komprimierte Gas komprimiertesCO2 oder die überkritische Flüssigkeit ist überkritischesCO2.
    [0030] KomprimiertesCO2 oder überkritisches CO2 dringenwirksam in den Resist (oder thermoplastischen Polymer) ein, vergrößern dieintermolekularen Abständeim Polymer, und erniedrigen die Glasübergangstemperatur und Oberflächenspannung.Deswegen ist es einfach, den Resist ohne Verursachen von Temperaturanstiegenbei Form, Substrat und Resist zu erweichen. Insbesondere dringtkomprimiertes CO2 leicht ein und erweichtgeradkettiges Polymer, daher verwendet das erfinderische Aufdruckverfahrenweiter bevorzugt PMMA (Polymethylmethacrylat), mit einer Glasübergangs-Temperaturvon etwa 100°C,für denResist. Gemäß der vorliegenden Erfindungverbessert sich der Weichmacher-Effekt wesentlich, wenn das Schleppmittel(oder Hilfsmittel), wie Alkohol, gemischt mit dem überkritischen CO2, den Resist berührt.
    [0031] Daserfinderische Aufdruckverfahren kann ein Form-Muster auf dem Resist durch Pressenbilden, schlagartig CO2 verdampfen, dasin den Resist infiltriert worden ist, durch Dekompression des Innendruckesin der Kammer und des Press-Druckes,und den Resist sogleich härten.Die schlagartige Dekompression führtzur Bildung von Mikroblasen innerhalb des Resists, wenn der Resisteine Dicke von 50 μm odermehr besitzt, weil der Resist erhärtet, bevor das verdampfteCO2 vollständig entwichen ist. Dieses Problemist vermeidbar, wenn der Resist auf eine Dicke von 50 μm oder wenigerfestgelegt wird. Weiter bevorzugt ist eine Resist-Dicke unterhalbvon 10 μm, mitder insbesondere bevorzugten von unterhalb 1 μm.
    [0032] DerSchritt des Erweichens des Resists kann das komprimierte Gas oderdie überkritischeFlüssigkeitund das niedermolekulare, wasserabweisende Mittel oder Trennmittel,das im komprimierten Gas oder der überkritischen Flüssigkeitgelöstist, in den Resist Druck-infiltrieren. Überkritisches CO2 hatLösungsmittel-Eigenschaften,die denen von n-Hexan ähnlichsind, und kann bestimmte niedermolekulare Polymere auflösen. Strukturen,wie ein aufgelöstes organischesMaterial, mit einer wasserabweisenden Funktion in überkritischemCO2, und Infiltrieren des Resultierendenin den Resist kann die Glasübergangstemperaturdes Resists erniedrigen und dessen Oberfläche verändern, um wasserabweisend zu werden.Gewöhnlichvergrößert einewasserabweisende Form-Oberflächedie Oberflächenspannung undhindert den Resist (geschmolzenes Harz) daran, ein feines Form-Muster(oder eine Feinstruktur) genügendzu übertragen.Bis der Resist dekomprimiert ist, befähigt diese Struktur die wasserabweisende Funktionallerdings dazu, sich zu verbergen, während das wasserabweisendeMittel in der überkritischenFlüssigkeitgelöstist, und hälteine niedrige Oberflächenspannungaufrecht. Auf die Dekompression nach der Press-Übertragung hin erhärtet derResist, und das wasserabweisende Mittel fällt aus, wodurch dessen Oberfläche wasserabweisendeEigenschaften entfaltet. Dadurch erniedrigt sich die Adhäsion zwischendem Resist und der Form, was eine leichte Trennung der beiden ermöglicht.Andererseits werden der Resist und das Substrat daran gehindert, voneinandergetrennt zu werden. Die Verwendung von überkritischem CO2 miteiner Oberflächenspannungvon 0 und einer hohen Infiltrationsstärke als Lösungsmittel würde einfunktionelles Mittel auf der Resistoberfläche schneller gleichmäßig anordnen.
    [0033] Daswasserabweisende Mittel kann ein Molekulargewicht zwischen 100 und10000 haben, und Silikonöloder Fluor enthalten (z.B. niedermolekulares PTFE (Polytetrafluorethylen)).Die Löslichkeitverbessert sich mit dem Hilfsmittel, Schleppmittel genannt, wieEthanol und Aceton. Füreine einheitliche Konzentration des Schleppmittels, des wasserabweisendenMittels und der überkritischenFlüssigkeitist ein gemischter Behältermit einem Rührwerkbevorzugt. Diese Struktur legt das Molekulargewicht zwischen 100und 10000 fest. Molekulargewichte, die größer sind als die Obergrenze,verursachen Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der Löslichkeit,währendMolekulargewichte, die kleiner sind als die Untergrenze, leichtdas wasserabweisende Mittel aus dem Resist desorbieren.
    [0034] DasVerfahren kann ferner den Schritt des Beibehaltens der Temperaturder Form bei einer konstanten Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperaturdes Resists beinhalten. Im allgemeinen sinkt der Durchsatz, wenndie Temperatur schwankt, aber diese Struktur behält die Temperatur bei und erniedrigtdamit den Durchsatz nicht. Der Druck des CO2 kanndie Glasübergangstemperaturund die Oberflächenspannungdes Resists steuern. Daher ist es nicht notwendig, die Temperaturder Form usw. höherals die Glastemperatur des Resists zu machen.
    [0035] DerSchritt des Erweichens des Resists kann das komprimierte Gas oderdie überkritischeFlüssigkeitbei einem Druck von 7 MPa oder höherund einer Temperatur von 31°Coder höherin den Resist Druck-infiltrieren.
    [0036] DerSchritt des Erweichens des Resists kann eine Öffnung zwischen der Form unddem Resist auf 100 μmbis 1 mm festlegen. Je kleiner die Öffnung (oder der Raum) ist,desto kürzerwird die Infiltrationszeit des CO2, unddesto leichter wird die Entwicklung der druckbeständigen Struktur.Allerdings führt ein übermäßig kleinerRaum zu Kontakten zwischen dem Resist und der Form, in Abhängigkeitvon der mechanischen Präzisionder Vorrichtung. Deswegen ist ein Raum zwischen 100 μm bis etwa1 mm vorzuziehen fürdie Verträglichkeitzwischen der Infiltrationszeit und dem Kontakt.
    [0037] Umdas komprimierte Gas oder die überkritischeFlüssigkeitin den Resist zu Druck-infiltrieren, ist ein Druck von 7 MPa oderhöher beieiner Temperatur von 31°Coder höhervorzuziehen fürden Erweichungsschritt des Resists. Weiter bevorzugt haben das komprimierteGas oder die überkritischeFlüssigkeitDrücke,die zwischen 10 MPa und 35 MPa festgelegt sind, und eine Temperaturzwischen 40°Cund 50°C.Ein Druck und eine Temperatur, die höher sind als die Obergrenzen,verursachen Schwierigkeiten beim Abdichten der Ventile usw, underhöhendie Kosten. Drückeund Temperaturen unterhalb der Untergrenze erniedrigen die Weichmachungs-Effekte.
    [0038] Wennder Übertragungsschrittdie Form presst bei einem Druck unterhalb von 10 MPa, hinzugefügt zum Druckdes komprimierten Gases oder der überkritischen Flüssigkeit,erweichen das komprimierte CO2 oder das überkritischeCO2 den Resist genügend und bringen die Oberflächenspannung naheauf 0. Dadurch werden Feinmuster-Übertragungen bei niedrigemDruck erreicht.
    [0039] EineAufdruck-Vorrichtung eines Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungbeinhaltet ein Erweichungsteil, das komprimiertes Gas oder überkritische Flüssigkeitfür dasErweichen des Resists in einen zu verarbeitenden Gegenstand einführt, wobeider Gegenstand ein Substrat beinhaltet, und der Resist auf das Substrataufgebracht ist, und ein Kompressions-Teil, das eine Form, um einvorherbestimmtes Muster zu bilden, gegen den Resist im Gegenstand presst,und ein vorherbestimmtes Muster auf den Resist überträgt. Sie kann ferner ein reinigendesTeil, das den Resist reinigt, beinhalten. Diese Aufdruck-Vorrichtungkann ähnlicheWirkungsweisen aufweisen wie jene des obigen Aufdruck-Verfahrens.
    [0040] Wennsie ein härtendesTeil fürdas Härten desResists durch Dekomprimieren des komprimierten Gases oder der überkritischenFlüssigkeitnach dem Übertragenbeinhaltet, verdampft die Dekompression des Innendruckes in derKammer und des Press-Druckes schlagartig CO2,das in den Resist eindringt und den Resists sogleich härtet, nachdem dasPressen das Form-Muster auf dem Resist bildet.
    [0041] EineAufdruck-Vorrichtung eines weiteren Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungbeinhaltet ein Versorgungs-Teil, das überkritische Flüssigkeit inden Resist in einem zu verarbeitenden Gegenstand einführt, welcherein Substrat beinhaltet, und der Resist auf das Substrat aufgebrachtist, und einen Kompressions-Mechanismus, der ein vorherbestimmtesMuster auf den Resist überträgt durchPressen einer Form, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegenden Resist im Gegenstand. Das Versorgungs-Teil kann beispielsweiseals das obige Erweichungs-Teil und/oder das reinigende Teil dienen.Die Form kann aus einem transparenten Material hergestellt sein.Dabei kann ein optischer Sensor usw. eine Ausrichtung durch dieForm hindurch, zwischen der Form und dem Gegenstand für die hochwertigeVerarbeitung des Gegenstandes gewährleisten.
    [0042] Wieoben diskutiert, ist das komprimierte Gas beispielsweise komprimiertesCO2, und die überkritische Flüssigkeitist beispielsweise überkritisches CO2.
    [0043] EinVerfahren eines weiteren Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindungfür dieHerstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet einAufdruckverfahren, das die Schritte des Erweichens des Resists ineinem zu verarbeitenden Objekt beinhaltet, durch eine Druck-Infiltrationvon komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit, wobeider Gegenstand ein Substrat beinhaltet und der Resist auf das Substrataufgebracht ist, des Übertragenseines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand, und des Dekomprimierens des komprimierten Gases oderder überkritischenFlüssigkeit nachdem Übertragungsschritt,und des Härtensdes Resists.
    [0044] Gemäß dieserStruktur dringt komprimiertes Gas oder überkritische Flüssigkeitin den Resist (oder das thermoplastische Polymer) ein, vergrößert dieintermolekularen Abständeim Polymer und erniedrigt die Glasübergangstemperatur und dieOberflächenspannung.Deswegen ist es einfach, den Resist zu erweichen ohne Verursachenvon Temperaturanstiegen in Form, Substrat und Resist. Insbesondere dringtkomprimiertes CO2 leicht ein und erweichtgeradkettiges Polymer, daher verwendet das erfinderische Aufdruck-Verfahrenweiter bevorzugt fürden Resist PMMA (Polymethylmethacrylat), das eine Glasübergangs-Temperaturvon etwa 100°Chat.
    [0045] Gemäß der vorliegendenErfindung verbessert sich der Weichmacher-Effekt wesentlich, wenn dasSchleppmittel (oder Hilfsmittel) wie Alkohol, gemischt mit überkritischemCO2, den Resist berührt. Nachdem das Pressen dasForm-Muster auf dem Resist bildet, verdampft die Dekompression desInnendruckes in der Kammer und des Press-Druckes schlagartig CO2, das in den Resist infiltriert worden ist,und härtetden Resist sogleich.
    [0046] EinVerfahren eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung zurHerstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das aufweistin einer Durchmesser-Entfernungvon 5 cm oder mehr, eine spiralförmige,rechtwinklige Rille mit einer Rillenbreite von 50 nm bis 150 nm,eine Rillentiefe von 30 nm bis 100 nm, und einen Spurenabstand von100 nm bis 200 nm, verwendet ein Aufdruck-Verfahren, das beinhaltetdie Schritte des Erweichens des Resists in einem zu verarbeitendenObjekt, durch eine Druck-Infiltration von komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat beinhaltet, und der Resist aufdem Substrat aufgebracht ist, des Übertragens eines vorherbestimmtenMusters auf den Resist durch Pressen einer Form, die das vorherbestimmteMuster bildet, gegen den Resist im Gegenstand, und der Dekompression deskomprimierten Gases oder der überkritischen Flüssigkeitnach dem Übertragen,und des Härtens desResists.
    [0047] DieseAnordnung kann ein feines Form-Muster in großem Maßstab bilden, und ein magnetisches Aufzeichnungsmediummit Genauigkeit herstellen.
    [0048] EineVorrichtung eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung zurHerstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums beinhaltet eine Aufdruck-Vorrichtung,die ein Versorgungs-Teil enthält,das überkritische Flüssigkeitin den Resist in einen zu verarbeitenden Gegenstand einführt, derein Substrat enthält,wobei der Resist auf das Substrat aufgebracht ist, einen Kompressions-Mechanismus, derein vorherbestimmtes Muster auf den Resist überträgt, durch Pressen einer Form,die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist im Gegenstand,und ein härtendesTeil, das das komprimierte Gas oder die überkritische Flüssigkeitnach dem Übertragendekomprimiert, und den Resist härtet.Diese Struktur kann ähnlicheEffekte enthalten wie die des obigen Herstellungsverfahrens desmagnetischen Aufzeichnungsmediums.
    [0049] AndereAufgaben und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werdenersichtlich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformenmit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
    [0050] Dievorliegende Erfindung kann ein Aufdruck-Verfahren und Vorrichtungbereitstellen, die die Lebensdauer der Form verlängern und/oder einen Gegenstandmit einer hochwertigen Verarbeitung versehen. Die vorliegende Erfindungkann auch ein Aufdruck-Verfahren, ein Herstellungs-Verfahren und Vorrichtungeines magnetischen Aufzeichnungsmediums bereitstellen, die ein Niedertemperatur-Verfahrenunterhalb der Glasübergangstemperaturdes Resists erreichen, und ein Feinmuster von großem Maßstab aufeiner Polymermembran mit hohem Durchsatz sogar bei niedrigem Druckbilden. Darüber hinauskann die vorliegende Erfindung ein Aufdruck-Verfahren bereitstellen, ein Herstellungs-Verfahrenund Vorrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums für die Massenproduktioneines winzig gemusterten magnetischen Aufzeichnungsmediums.
    [0051] 1 ist eine schematischeSchnittansicht einer Nanoaufdruck-Vorrichtung vor Pressen einer erstenAusführungsformgemäß der vorliegendenErfindung.
    [0052] 2 ist eine schematischeSchnittansicht der Nanoaufdruck-Vorrichtung nach dem in 1 gezeigten Pressen.
    [0053] 3 ist eine schematischeSchnittansicht einer Nanoaufdruck-Vorrichtung vor Pressen einer zweitenAusführungsformgemäß der vorliegenden Erfindung.
    [0054] 4 ist eine schematischeSchnittansicht der Nanoaufdruck-Vorrichtung nach dem in 3 gezeigten Pressen.
    [0055] 5 ist eine vergrößerte Ansichtvon Teil A in der in 4 gezeigtenNanoaufdruck-Vorrichtung, die Einführung von CO2 zeigend.
    [0056] 6 ist eine vergrößerte Ansichtvon Teil A in der in 4 gezeigtenNanoaufdruck-Vorrichtung, die zeigt, dass eine Form gegen den Resistgepresst wird.
    [0057] 7 ist eine vergrößerte Schnittansichtfür dieErklärungeines Resist-Musters auf einem Substrat.
    [0058] 8 ist eine schematischeSchnittansicht fürdie Erklärungder Herstellungsweise gemusterter Medien aus einem Substrat in derNachbehandlung.
    [0059] 9 ist eine schematischeSchnittansicht fürdie Erklärungeines konventionellen Nanoaufdruck-Verfahrens.
    [0060] 10 ist ein Ablauf für die Erklärung eines konventionellenVerfahrens zur Herstellung gemusterter Medien.
    [0061] 11 ist ein Ablauf für die Erklärung eines konventionellenVerfahrens zur Herstellung gemusterter Medien.
    [0062] Nunwerden Ausführungsformengemäß der vorliegendenErfindung beschrieben.
    [0063] 1 zeigt eine NIL-Vorrichtungfür dieVerwendung mit der ersten Ausführungsform.Diese Ausführungsformpresst eine überkonvexe und konkave Muster verfügendeForm 3 gegen eine Polymermembran 5 als Resistauf einem Substrat 4, wie einem Silikon-Wafer und Quarz-Glas,währendHochdruck-CO2 oder überkritisches CO2 mitder Polymermembran 5 in Kontakt gebracht wird, und überträgt dadurchdas feine Muster auf die Polymermembran 5.
    [0064] DieseAusführungsformfüllt einegeschlossene Kammer 6 mit überkritischem CO2 undverwendet eine Vorrichtung, die in der Kammer 6 presst. CO2-Gas, das einem Generator 1 für superkritische Flüssigkeitaus einem CO2-Tank 2 zugeführt wird,tritt in einem überkritischenZustand ein und wird dann der Außenseite durch das Öffnen undSchließeneines eingebauten elektromagnetischen Ventils zugeführt. ÜberkritischesCO2 kann willkürlichen Druck und Temperaturhaben, allerdings würdeein höherer Druckvorzugsweise die Infiltration in ein festes Polymer erhöhen undTg, Viskositätund Oberflächenspannungsenken. Allerdings würdeein übermäßig hoherDruck Schwierigkeiten beim Schließen und Abdichten erzeugen,was die Vorrichtung teuer macht. Deswegen ist ein Druck zwischen10 und 35 MPa eher vorzuziehen. Diese Ausführungsform verwendete überkritischesCO2 bei 40°C und 15 MPa.
    [0065] Diemit überkritischemCO2 gefüllteKammer 6 schließteinen oberen Block 9 und einen unteren Körper 7,und verwendet einen O-Ring 19, um sie abzudichten. Derobere Block 9 enthälteine Substratträger-Platte 8,welche das Substrat 4 und die auf das Substrat 4 geschichtetePolymermembran 5 trägt. EineVakuumpumpe (nicht gezeigt) Vakuum-absorbiert das Substrat 4 aufeine Oberflächedes Trägers 8 über eineringförmigeVakuum-Rille 16 und ein verbundenes Vakuum-Entlüftungsloch 14.
    [0066] JedesMaterial kann fürdas Substrat 4 und die Polymermembran 5 verwendetwerden. Diese Ausführungsformverwendete einen 2 mm dicken Silikon-Wafer für das Substrat 4 undPMMA mit einer Glasübergangs-Temperaturvon 100°Cfür diePolymermembran 5. Die Polymermembran hatte eine Dicke von2 μm.
    [0067] EinringförmigerTemperatur-Regelkreis 13 befindet sich auf der Substratträger-Platte 8,und ist angeschlossen an ein Rohr 15 und einen Temperatur-Regler(nicht gezeigt) fürdie Regelung der Temperatur in einem Bereich von 30°C bis 145°C unter Verwendungdes Temperatur-Reglers, der Wafer als ein Medium verwendet. EineForm 3, die auf einem Kolbenblock 17 gehaltenwird, ist ebenfalls Vakuumabsorbiert, ähnlich dem Substrat 4,durch Absaugung überdie Vakuumrille 16. Der Kolbenblock 17, eingebautin den unteren Körper 7,bewegt sich nach oben und unten, während sich Öl (nicht gezeigt) bei einemwillkürlichenDruck in den Zylinder 18 hinein und hinaus bewegt. DerKolbenblock 17 wird gegen die Substratträger-Platte 8 gepresst,währender hydraulisch angetrieben wird. Diese Ausführungsform stellt einen Positionierungsring 12 bereit,um die Entfernung zwischen dem Substrat 4 und der Form 3 einzustellen,wenn der Kolbenblock 17 sich nach oben bewegt.
    [0068] Wiein 2 gezeigt, war, wennder Kolbenblock steigt, die Distanz zwischen dem Substrat und derForm 0,5 μm.Anders ausgedrückt,wenn keine Polymermembran auf dem Substrat 4 ist, berührt das Substrat 4 nichtdie Form 3.
    [0069] DieseAusführungsformkann jedes Material und Verarbeitungs-Verfahren usw. für die Form 3 verwenden,allerdings verwendet diese Ausführungsform5 mm dickes Quarz-Glas und bildete eine Linie und einen Raum miteiner kritischen Abmessung von 0,1 μm, einer Tiefe von 0,5 μm, und einemAbstand von 0,2 μmunter Verwendung von Elektronenstrahl-Direct-Imaging. Ein feinesMuster auf der Form 3 wurde übertragen wie folgt: die Form 3,hergestellt aus einem transparenten Material, ermöglicht einem optischenSensor eine Ausrichtung durch die Form 3 zwischen der Form 3 undeinem Gegenstand, der verarbeitet werden soll, welcher das Substrat 4 und denResist 5 enthält,zu gewährleisten.Hochwertiges Verarbeiten des Gegenstandes nach Ausrichtung und Überdeckenist damit gewährleistet.
    [0070] Einelektromagnetisches Ventil 10 wurde geöffnet, wenn ein elektromagnetischesVentil 11 geschlossen wurde, und der Generator 1 der überkritischenFlüssigkeitführt überkritischesCO2 in die geschlossene Kammer 6 ein.Der Kolbenblock 17 bewegt sich nach oben, wenn der Druckin der Kammer 6 stabilisiert wurde. Sowohl die Substratträger-Platte 8,als auch der Kolbenblock 17 wurden Temperaturgeregelt bei140°C. Während des Übertragenswurde der Öldruckdes Zylinders 18 kontrolliert, so dass der Press-Druck gegen die Polymermembran17 MPa wurde. Anders gesagt, der Druck auf die Polymermembran beträgt 2 MPa,was eine Subtraktion ist von dem Druck, der an den Kolbenblock angelegtwird, durch 15 MPa als Druck der überkritischen Flüssigkeit.
    [0071] DieseAusführungsformtränktCO2 in einem überkritischen Flüssigkeits-Zustandin dem Polymer und erniedrigt drastisch dessen Tg, Viskosität und Oberflächenspannung.Damit kann die Polymerviskositäts-Flüssigkeitin eine Nanomaßstab-Feinstruktureindringen unter einem ultraniedrigen Druck. Die überkritischeFlüssigkeitselbst und das Polymer haben bemerkenswert niedrige Härte undzerstörenselten die Form.
    [0072] Nachdemdie Übertragungbeendet ist, erniedrigt der Temperatur-Regelkreis für die Regelung derSubstratträger-Platte 8 unddes Kolbenblocks 17 die Temperatur herab auf 80°C. Sobalddie Polymermembran genügenderhärtetist, wird der Kolbenblock 17 nach unten bewegt, um dieForm 3 vom Substrat 4 abzulösen.
    [0073] DasInnere der Kammer 6 wird in einem überkritischen Zustand beibehalten,und überkritischesCO2 wird verwendet, um die Oberfläche der Polymermembranzu reinigen. Weil überkritisches CO2 eine Oberflächenspannung von 0 hat, unddas Lösungsvermögen ähnlich demvon n-Hexan ist, kann der Resist gereinigt und getrocknet werden ohneVerändernund Zerstörendes Musters. ÜberkritischesCO2 und organisches Material, das daringelöstist, welche noch in der Kammer 6 sind, werden der Außenseiteder Kammer durch eine Röhrenanordnung(nicht gezeigt) zugeführt.Nachdem der Generator 1 der überkritischen Flüssigkeitdie Versorgung mit überkritischemCO2 stoppt, werden die elektromagnetischenVentile 10 und 11 geöffnet, um die Atmosphäre in derKammer 6 an die Luft freizulassen.
    [0074] Derobere Block 9 wird vom unteren Körper 7 getrennt, unddas Substrat 4 wurde herausgenommen. SEM-Beobachtungeneines Muster-Abschnittes der Polymermembran in dieser Ausführungsform fandeneine ungefährgenaue Reproduktion des Form-Musters auf.
    [0075] Gemäß dem Verfahrender gegenwärtigen Ausführungsform,verschlechterte sich die Form 3 und dessen Oberflächen-Muster auch dannnicht, nachdem dieselbe Form 3 10000 Übertragungen auf mehrere Substrate 4 durchgemachthat.
    [0076] Diegleiche Vorrichtung wie in der Ausführungsform wird unter der gleichenBedingung verwendet, um ein Muster von der Form 3 auf diePolymermembran zu übertragen,ohne Einführenvon überkritischemCO2 in die Kammer 6. Weil das Pressenin Luft durchgeführtwurde, wurde der Öldruck desZylinders 18 so geregelt, dass der Oberflächen-Druckgegen die Polymermembran 2 MPa betrug. Eine Übertragungsleistung mit nureiner Tiefe von etwa 0,1 μmwurde erhalten füreine Form 3 mit einer Tiefe von 0,5 μm. Eine ungefähr komplette Übertragungder Rillentiefe der Form 3 in Luft wurde bei Temperaturenvon 200°Cder Form 3 und des Substrats 4 und angewendetenOberflächen-Drücken andie Polymermembran von 5 bis 40 MPa bedingt. Als Folge einiger sichwiederholender Übertragungenauf mehrere Substrate 4 unter Verwendung derselben Form 3 unterdiesen Bedingungen wurde die Form 3 an dessen Oberfläche beschädigt.
    [0077] 3 zeigt eine NIL-Vorrichtungfür dieVerwendung mit der zweiten Ausführungsform.Diese Ausführungsformpresst eine Form 300 mit fünf konvexen und konkaven Musterngegen Resist (Polymermembran) 200 auf einem Substrat 100,wie einem Silikon-Wafer und Quarz-Glas, während Hochdruck-CO2 oder überkritischesCO2 in Kontakt mit dem Resist 200 gebrachtwird, wodurch ein Feinmuster auf die Polymermembran übertragenwird.
    [0078] Für eine einfacheGestaltung eines Druckcontainers bevorzugt die vorliegende Erfindungdie Verwendung von komprimiertem CO2 odersuperkritischem CO2 für das Befüllen der Druckkammer. Diese Ausführungsformbildet die Hochdruck-Kammer, indem ein äußerer Ring 110 außerhalbeines Glas-Substrates 100 einen Kolben 270 berührt. Hochdruck-CO2, eingeführtdurch einen Kanal 320, bewegt den äußeren Ring 110 nachoben. Auch wenn das Substrat 100 die Form 300,wie ein Stempel, nicht berührt,berührtein O-Ring 120 denKolben 270 und behältdas Hochdruck-Gas in der Kammer bei.
    [0079] DerPress-Mechanismus der jetzigen Ausführungsform wird erklärt. Feedback,geregelt durch die Erhitzer 420 und 430, und Thermoelemente 290 und 302,die in einen oberen Zylinder 590 und eine untere Platte 610 eingebautsind, sind vorgesehen, um den Kolben 270 zu erhitzen undzu ummanteln. Diese Erhitzer 420 und 430 werdenfür das Erhitzen derPlatte 100 und der Form 300 oberhalb 150°C verwendet.Zum Beispiel werden diese Erhitzer 420 und 430 verwendet,wenn das thermoplastische Polyimid usw. mit einer Glasübergangs-Temperaturvon 180°C oderhöher alsResist verwendet wird. Allerdings erhitzt Temperaturgeregeltes Wasser,geregelt durch einen Temperatur-Regler (nicht gezeigt), das durch Temperatur-Regelkreise 400 und 410 fließt, dieResists 200, wenn der Resist 200 PMMA usw. verwendet,welche eine Glasübergangstemperaturunterhalb von 180°Chaben. Ein oberer, hydraulisch arbeitender Zylinder 590 erzeugtden maximalen Press-Druck von 25 t. Der obere Zylinder 590 indieser Ausführungsformist erforderlich fürdie Handhabung des Druckes des komprimierten CO2 oderdes überkritischenCO2, und um den Press-Druck von etwa 10MPa zusätzlichzum Druck des komprimierten CO2 oder überkritischenCO2 zu realisieren. Diese Ausführungsformverwendet eine Glasplatte mit einem äußeren Durchmesser von 3,5 inch(= 8,89 cm) fürdas Substrat 100 mit dem Resist 200. Der Druck wirdauf etwa 15 t festgelegt, was notwendig ist, um die Hochdruckkammervom Öffnenabzuhalten, wenn ein Gasdruck von 20 MPa im Raum innerhalb des O-Ringes 120 des äußeren Ringes 110 (oderder Hochdruckkammer) aufrechterhalten wird.
    [0080] EineEinführungs-Vorrichtungfür daskomprimierte CO2 oder das überkritischeCO2 in die jetzige Ausführungsform wird mit Bezug auf 3 beschrieben. Ein Generator 304 vonkomprimiertem CO2/überkritischer Flüssigkeit,wie z.B. eine Vorpumpe, erhöhtden Druck und die Temperatur in einem CO2-Behälter 402.CO2 hat einen regelbaren Druck zwischen1 und 35 MPa, und eine regelbare Temperatur zwischen 25 und 55°C. Dekompressions-Ventile 210, 220 und 230 regelndie Einführungs-Drücke P1 bisP3 zur Press-Maschine. Automatische Ventile 160, 190, 202 regelndie Einführungs-Zeitpunkte.
    [0081] DieVorrichtung der jetzigen Ausführungsformführt Hochdruck-CO2, das in Reserve-Behältern 240 und 250 gespeichertwird, bei DrückenP1 und P2 in eine Öffnung(Raum) zwischen die Form 300 und den Resist 200 ein.Ein Erhitzer (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um die Temperatur desRohrs von den Reserve-Behältern 240 und 250 zurPress-Maschine zwischen45 und 50°Caufrechtzuerhalten. CO2 wird auch eingeführt beieinem Druck P3 vom Ende des äußeren Ringes 110.Die jetzige Ausführungsform legteP1 auf 5 MPa, P2 auf 20 MPa und P3 auf 10 MPa fest.
    [0082] Öffnendeautomatische Ventile 180 und 380 lassen CO2 von der Hochdruck-Kammer in den Rückgewinnungs-Behälter 260 ab,wo es gespeichert wird. Der Druck P4 im Wiedergewinnungs-Behälter wirdbei 1 MPa beibehalten. Ein Entspannungs-Druckventil 280 istvorgesehen, um automatisch zusätzlichesCO2 abzulassen.
    [0083] EinAufdruck-Verfahren der jetzigen Ausführungsform wird nun beschrieben.Diese Ausführungsformverwendete fürden Resist 200 Polymethylmethacrylat (oder PMMA) mit einerGlasübergangs-Temperaturvon 100°C.Die Temperatur-Regelkreise 400 und 410 setztendie Temperaturen auf 70°C,so dass die Form 300 und das Substrat 100 die gleicheTemperatur haben. Spin-Coat stimmt eine Filmdicke des Resists 200 auf0,5 μm ab.
    [0084] Wiein 7 gezeigt, hat dieForm-Gestaltung des Ni-Stempels 300 konkaveund konvexe Formen, so dass der Resist 200 eine Rillenbreite 900 von100 nm und eine Rillentiefe 902 von 50 nm haben kann. DerNi-Stempel 300 wurde hergestellt durch spiralförmiges Musterndes Resists 200 auf einen Silikon-Wafer durch ein Elektronenstrahl-Imaging-Verfahren, gefolgtvon einem Ni-Elektrogieß-Verfahren.
    [0085] Nachdemdie NIL-Vorrichtung das obige Substrat 100 über eineZufuhreinrichtung (nicht gezeigt) einrichtet, wird der Kolben 270 nachunten bewegt und die Press-Übertragungwurde durchgeführt, wiein 4 gezeigt. Der Übertragungs-Schrittwird mit Bezug auf 5 und 6 als vergrößerte Ansichten vonTeil A in 4 erklärt.
    [0086] Wiein 5 gezeigt, wird derPress-Druck so eingestellt, dass ein Raum von 0,2 μm zwischen demResist 200 auf dem Substrat 100 und der Form 300 alsein Ni-Stempel ist.Das Ventil 202 wird dann geöffnet, um CO2 inden Raum zwischen den Resist 200 und den Stempel 300 über denKanal 150 in Richtung des Pfeils einzuführen. Niederdruck-CO2, eingestellt auf 5 MPa, wird eingeführt, weileine schlagartige Einführungvon Hochdruck-CO2 das mechanisch nicht fixierteSubstrat 100 in die Kammer blasen würde.
    [0087] Ventile 190 und 380 werden2 Sekunden lang geöffnet,unmittelbar nachdem Ventil 202 eine Sekunde lang geöffnet wird,um das Innere der Kammer mit Hochdruck-CO2 von25 MPa auszutauschen. Danach werden die Ventile 190 und 380 geschlossen,und CO2 wird zwei Sekunden lang in der Kammergehalten. Dann überträgt der 20t Press-Druck das Muster auf die Form 300. Während desPressens wird überschüssiges CO2, das in den Räumen zwischen dem Stempel 300 unddem Resist 200 verbleibt, in den Reserve-Raum (nicht gezeigt)abgelassen. Diese Entleerung hältden Druck in der Kammer aufrecht, und realisiert ein Hochgeschwindigkeits-Pressen.Die jetzige Ausführungsformlegt die Pressdauer auf 5 Sekunden fest. Danach werden die Ventile 180 und 380 geöffnet. Danachwird das Ventil 170 geöffnet,und die Kammer wird dekomprimiert, um den Resist 200 zuhärten.Die notwendige Dekompressionsdauer ist etwa 2 Sekunden. Das Substrat 100 wirddann herausgenommen durch Bewegen des Kolbens 270 nachoben.
    [0088] AlsErgebnis einer AFM (Rasterkraftmikroskop)-Beobachtung hatte die Resist-Muster-Rille 900, gezeigtin 7, eine Dicke von10 nm an dessen Ende 700. Obwohl es vorzuziehen ist, dassdas Ende 700 eine schmale Dicke hat, um die Entfernungs-Dauerwährenddes Sauerstoff-Plasma- Veraschensin der Nachbehandlung zu verkürzen,ist es weiter vorzuziehen, dessen Dicke unterhalb von 50 nm oder20 nm zu steuern. Gemäß dieserAusführungsformwurde ein gutes Muster bestätigtals Ergebnis von Beobachtungen der inneren, Zwischen- und äußeren Ausdehnungendes Resists 200, auf den das Muster übertragen wurde.
    [0089] Esbrauchte 20 Sekunden, um das Substrat 100 zu verarbeitenund zu entfernen. Nachdem 100 Substrate 100 kontinuierlichMuster-übertragenwurden, haftete nur eines an der Form 300.
    [0090] Diein 8 gezeigte Nachbehandlungstellte ein Medien-gemustertes Substrat als magnetisches Aufzeichnungsmediumauf Grundlage des Substrats 100 her, auf welches das Musternach dem Aufdruck-Verfahren der zweiten Ausführungsform übertragen wurde. Wie in 8A und 8B gezeigt, wurde das Muster durch Pressendes Stempels 300 unter komprimiertem CO2 gegenden Resist-Film 200 gebildet (mit einer Filmdicke von etwa100 nm), der auf dem Substrat 100 gebildet worden war.Hierbei hatte das Muster eine Rillenbreite von 100 nm und eine Rillentiefevon 120 nm. Der Resist hatte eine Dicke von 10 nm am Rillenende,wie oben beschrieben.
    [0091] Wiein 8C und 8D gezeigt, verdünnte dasSauerstoff-Plasma-Veraschen am Substrat 100, welches dasResist-Muster unter Verwendung der Form 300 geformt hatte,den Resist 200 herab auf eine Dicke von 20 nm, und setztedas Substrat am Ende des Resist-Musters frei. Hierbei wurden die Veraschungs-Bedingungenauf eine überschlagene Leistungvon 100 W, Sauerstoff-Gasdruck von 1 Pa, und eine Prozessdauer von15 Sekunden festgelegt.
    [0092] AlsNächstesersetzte Fluorkohlenstoff-Gas, wie C2F6, das Gas, und RIE-Ätzen des Glas-Substrats 100 verringertedessen Tiefe herab auf 100 nm. Hierbei wurden die Ätz-Bedingungen auf eine überschlageneLeistung von 300 W, C2F6-Gasdruckvon 1 Pa und eine Prozessdauer von 90 Sekunden festgelegt. Für das Ätzen verwendbaresFluorkohlenstoff-Gas kann zusätzlichzu C2F6 beinhaltenCF9, CHF3, usw.
    [0093] Alsnächsteswurde das Gas wiederum mit Sauerstoff von Fluorkohlenstoff-Gas ersetzt,um den verbleibenden Resist zu entfernen. Als Folge wurde das gemusterteSubstrat 100 hergestellt, wie in 8E gezeigt. Die Veraschungs-Bedingungen wurdendiesmal auf eine überschlageneLeistung von 100 W, einem Sauerstoff-Gasdruck von 1 Pa und eineProzessdauer von 100 Sekunden festgelegt. Ein magnetischer Dünnfilm undein schützenderFilm, gebildet durch ein bekanntes Filmbildungs-Verfahren (nichtgezeigt), vervollständigtendie gemusterten Medien.
    [0094] Dasauf diese Weise hergestellte Substrat 100 bildet einenmagnetischen Film auf der gesamten Oberfläche von dessen Muster. Wennein magnetischer Kopf vom schwebenden Typ die gemusterten Medienaufzeichnet und reproduziert, die hergestellt worden sind auf Grundlagedieses Substrats 100, erniedrigt die lange Entfernung zwischendem Muster-Rillenendeund dem magnetischen Kopf (oder eine beträchtliche schwebende Höhe des magnetischenKopfes relativ zum Muster-Rillenende) das magnetische Feld vom magnetischenKopf zum Rillenende genügend.Auf diese Weise wird Kreuzkopplung verringert und die Medium-Spurwird schmaler, weil der magnetische Kopf nicht das Rillenende magnetisiertund die Breite am Bodenteil zwischen den Rillen eine aufzeichnendeMarke beschränkt.
    [0095] EinAspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass nachfolgende Schrittekonventionelle Verfahren nach dem Hochgeschwindigkeits-Resist-Musternmit komprimiertem CO2 anwenden können. Andersgesagt, nach dem Bilden eines Resist-Musters wie in 8D gezeigt, durch die gleiche Methodewie die zweite Ausführungsform,würde dieseAusführungsformin Kombination mit den konventionellen Verfahren, die 11D nachfolgen, in effizienterWeise die gemusterten Medien bilden.
    [0096] DasAufdruck-Verfahren, ähnlichdem der ersten Ausführungsform,führteSilikon-Öl(mit einem Molekulargewicht von 1000) als Wasser-abweisendes Mittelin den Reserve-Tank 250 ein, löste darin überkritisches CO2 auf,und infiltrierte es in den Resist 2000. Die dritte Ausführungsformverbesserte die Freigabe-Eigenschaften zwischen der Form 300 und demResist 200, wobei das Substrat 100 nicht an der Form 300 haftetund/oder kein Problem beim Übertragenauftrat.
    [0097] Desweiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugtenAusführungsformenbeschränkt,und verschiedene Abweichungen und Modifikationen können gemachtwerden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Beispielsweise verwendeten diese Ausführungsformen komprimiertesCO2 oder überkritisches CO2,allerdings beschränktdie vorliegende Erfindung das komprimierte Gas oder die überkritischeFlüssigkeitnicht auf CO2 und kann komprimiertes Heverwenden, überkritischesHe, oder ähnliches.
    权利要求:
    Claims (26)
    [1] Aufdruck-Verfahren mit den Schritten: Erweichendes Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand unter Verwendungvon komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachtenResist enthält;und Übertrageneines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand.
    [2] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich mitdem Schritt des Reinigens des Resists mit überkritischer Flüssigkeitnach dem Übertragungs-Schritt.
    [3] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Reinigungs-Schritteinen Druck der überkritischenFlüssigkeitzwischen 7 MPa und 10 MPa aufrechterhält.
    [4] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Formaus einem transparenten Material hergestellt ist, und das Aufdruck-Verfahrenzusätzlichden Schritt des Ausrichtens des Gegenstandes mit der Form aufweist.
    [5] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 1, wobei das komprimierteGas komprimiertes CO2 ist.
    [6] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 1, wobei die überkritischeFlüssigkeit überkritischesCO2 ist.
    [7] Aufdruck-Verfahren mit den Schritten: Erweichendes Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand, wobei der Gegenstandein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachten Resist enthält; und Übertrageneines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, mit einem angewendeten Druckvon 5 MPa oder weniger gegen den Resist im Gegenstand.
    [8] Aufdruck-Verfahren mit den Schritten: Erweichendes Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand, durch eine Druck-Infiltrationvon komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachtenResist enthält; Übertrageneines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand; und Dekomprimieren des komprimierten Gases oderder überkritischenFlüssigkeitnach dem Übertragungs-Schritt, und Härten desResists.
    [9] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei das komprimierteGas komprimiertes CO2 ist.
    [10] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei die überkritischeFlüssigkeit überkritischesCO2 ist.
    [11] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Resistaus Polymethylmethacrylat hergestellt ist.
    [12] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Resisteine Dicke von 50 μmoder weniger hat.
    [13] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schrittdes Erweichens des Resists das komprimierte Gas oder die überkritischeFlüssigkeitund niedermolekulares Wasser-abweisendes Mittel, das im komprimiertenGas oder der überkritischenFlüssigkeitgelöstist, in den Resist Druck-infiltriert.
    [14] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei das WasserabweisendeMittel ein Molekulargewicht in einem Bereich von 100 bis 10000 hat,und Silikon-Öloder Fluor enthält.
    [15] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, zusätzlich mitdem Schritt des Aufrechterhaltens einer Temperatur der Form beieiner konstanten Temperatur, unterhalb der Glasübergangs-Temperatur des Resists.
    [16] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schrittdes Erweichens des Resists das komprimierte Gas oder die überkritischeFlüssigkeitbei einem Druck von 7 MPa oder höherund einer Temperatur von 31°Coder höherin den Resist Druck-infiltriert.
    [17] Aufdruck-Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Übertragungs-Schrittdie Form bei einem Druck unterhalb von 10 MPa, hinzugefügt zu einemDruck des komprimierten Gases oder der überkritischen Flüssigkeit,presst.
    [18] Aufdruck-Vorrichtung mit: einem Erweichungs-Teil,welches komprimiertes Gas oder überkritischeFlüssigkeitfür dieErweichung des Resists in einen zu verarbeitenden Gegenstand einführt, wobeider Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachtenResist enthält;und einem Kompressions-Teil, das eine Form, die ein vorherbestimmtesMuster bildet, gegen den Resist im Gegenstand presst, und das vorherbestimmteMuster auf den Resist überträgt.
    [19] Aufdruck-Vorrichtung nach Anspruch 18, zusätzlich miteinem reinigenden Teil, welches den Resist reinigt.
    [20] Aufdruck-Vorrichtung mit: einem Versorgungs-Teil,das überkritischeFlüssigkeitin einen Resist in einem zu verarbeitenden Gegenstand, welcher einSubstrat und den auf das Substrat aufgebrachten Resist enthält, einführt; und einemKompressions-Mechanismus, der ein vorherbestimmtes Muster auf denResist durch Pressen einer Form, die das vorherbestimmte Musterbildet, gegen den Resist im Gegenstand, überträgt.
    [21] Aufdruck-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis20, wobei die Form aus einem transparenten Material hergestelltist.
    [22] Aufdruck-Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei daskomprimierte Gas komprimiertes CO2 ist.
    [23] Aufdruck-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis21, wobei die überkritischeFlüssigkeit überkritischesCO2 ist.
    [24] Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediumsunter Verwendung eines Aufdruck-Verfahrens,wobei das Aufdruck-Verfahren die Schritte umfasst: Erweichendes Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand, durch eine Druck-Infiltrationvon komprimiertem Gas über überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachtenResist enthält; Übertrageneines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand; und Dekomprimieren des komprimierten Gases oderder überkritischenFlüssigkeitnach dem Übertragungs-Schritt, und Härten desResists.
    [25] Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums,das, in einem Durchmesser-Abstandvon 5 cm oder mehr, eine spiralförmige,rechtwinklige Rille mit einer Rillenbreite von 50 nm bis 150 nm,eine Rillentiefe von 30 nm bis 100 nm, und einen Spurenabstand von100 nm bis 200 nm hat, unter Verwendung eines Aufdruck-Verfahrens,wobei das Aufdruck-Verfahren die Schritte umfasst: Erweichendes Resists in einem zu verarbeitenden Gegenstand, durch eine Druck-Infiltrationvon komprimiertem Gas oder überkritischerFlüssigkeit,wobei der Gegenstand ein Substrat und den auf das Substrat aufgebrachtenResist enthält; Übertrageneines vorherbestimmten Musters auf den Resist durch Pressen einerForm, die das vorherbestimmte Muster bildet, gegen den Resist imGegenstand; und Dekomprimieren des komprimierten Gases oderder überkritischenFlüssigkeitnach dem Übertragen,und Härtendes Resists.
    [26] Vorrichtung fürdie Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, mit einerAufdruck-Vorrichtung, wobei die Aufdruck-Vorrichtung enthält: einVersorgungs-Teil, das überkritischeFlüssigkeitin einen Resist in einem zu verarbeitenden Gegenstand, welcher einSubstrat und den auf das Substrat aufgebrachten Resist enthält, einführt; einenKompressions-Mechanismus, der ein vorherbestimmtes Muster auf denResist durch Pressen einer Form, die das vorherbestimmte Musterbildet, gegen den Resist im Gegenstand, überträgt; und ein härtendesTeil, das das komprimierte Gas oder die überkritische Flüssigkeitnach dem Übertragen dekomprimiert,und den Resist härtet.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CN1518070A|2004-08-04|
    JP2008179151A|2008-08-07|
    US7736558B2|2010-06-15|
    US20040211755A1|2004-10-28|
    JP4111997B1|2008-07-02|
    CN100399514C|2008-07-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-04-07| 8141| Disposal/no request for examination|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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