JP4584754B2 - ナノプリント金型、その製造方法及びこの金型を用いたナノプリント装置並びにナノプリント方法 - Google Patents
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Description
[実施例1]
本発明の実施例の1つである、Ni金型の表面酸化皮膜特性について、図4、5を用いて説明する。Ni金型は、離型材を塗布する直前に、酸洗により、金型表面に存在する自然酸化による酸化膜又は酸化処理による酸化膜を処理する。酸洗薬品として塩酸を用いる場合は、0.5〜10重量%の濃度の水溶液が好ましく、特に1〜5重量%の濃度の水溶液が好ましい。酸洗薬品として硫酸を用いる場合には、0.5〜3重量%の濃度の水溶液が好ましく、特に0.5〜2重量%の水溶液が好ましい。酸洗の温度は20〜27℃、酸洗時間は20〜50秒の範囲が好ましい。これらの条件は用いる金型の材質により異なるので、それに合わせて最適条件を選ぶ。
[実施例2]
本発明の実施例の1つである、金型と転写される基板との間における剥離に必要な力について図7、8を用いて説明する。実施例1と同様の方法で金型を作成し、金型と基板の離型に必要な作用力を引張試験機により計測した。図7は金型表面のNi酸化皮膜厚さに対する離型時における必要作用力である。Ni酸化皮膜の厚さが薄いほど低い力で剥離することができることがわかった。図8は金型表面におけるNi酸化皮膜厚さと離型材の厚さの和に対する離型時における必要作用力である。図7、図8のデータは、TEMによる観察と引っ張り試験機による計測により得られた。Ni酸化皮膜の厚さと離型材の厚さの和が薄いほど低い力で剥離することができることがわかった。また、Ni酸化皮膜の厚さが3nm以下の場合、剥離力が小さいために、金型に残存する樹脂が低減され、繰返し金型使用が可能であることを見出した。
[実施例3:バイオ(免疫)チップ]
バイオチップ作成用金型に適用する。図9はバイオチップ900の概略図である。ガラス製の基板901には深さ3マイクロメーター,幅20マイクロメーターの流路902が形成されており、DNA(デオキシリボ核酸),血液,蛋白質などが含まれる検体を導入孔903から導入し、流路902を流した後、排出孔904へ流す構造になっている。流路902には分子フィルター905が設置されている。分子フィルター905には直径250ナノメーターから300ナノメーター,高さ3マイクロメーターの突起物集合体100が形成されている。
[実施例4:多層配線基板]
多層配線基板(1006)を作製するためのナノプリントに本発明のNi金型が適用できる。図12は多層配線基板を作製するための工程を説明する図である。まず図12(a)に示すように、シリコン酸化膜1002と銅配線1003とで構成された多層配線基板1001の表面にレジスト702を形成した後に金型(図示省略)によるパターン転写を行う。次に、多層配線基板1001の露出領域703をCF4/H2ガスによってドライエッチングすると図12(b)に示すように多層配線基板1001表面の露出領域703が溝形状に加工される。次にレジスト702をRIEによりレジストエッチングして、段差の低い部分のレジストを除去することで図12(c)に示すように露出領域703が拡大して形成される。この状態から、先に形成した溝の深さが銅配線1003に到達するまで露出領域703のドライエッチングを行うと、図12(d)に示すような構造が得られ、次にレジスト702を除去することで図12(e)に示すような、表面に溝形状を有する多層配線基板1001が得られる。この状態から、多層配線基板1001の表面にスパッタにより金属膜を形成した後(図示省略)、電解メッキを行うことで図12(f)に示すように金属メッキ膜1004が形成される。その後、多層配線基板1001のシリコン酸化膜1002が露出するまで金属メッキ膜1004の研磨を行なえば、図12(g)に示すように金属配線を表面に有する多層配線基板1001を得ることができる。
[実施例5:磁気ディスク]
本実施例によるNi金型を用いて磁性記録媒体のナノインプリントによる作製が可能である。図13は本実施例による磁性記録媒体の全体図及び断面拡大図である。基板は微細な凹凸を有するガラスで構成される。基板上には、シード層、下地層、磁性層、保護層が形成されている。以下、図14を用いて、本実施例による磁性記録媒体の製造方法を説明する。図14にナノプリント法によるガラスへの凹凸形成方法を、半径方向に切った断面図で示す。まずガラス基板を準備する。本実施の態ではソーダライムガラスを用いた。基板の材料については平坦性を有していれば特に限定されるものではなく、アルミノシリケートガラスなどの他のガラス基板材料やAlなどの金属基板を用いても良い。そして図14(a)のように樹脂膜を200nm厚みになるようにスピンコーターを用いて形成した。ここで樹脂としては、PMMA(ポリメチルメタクリレート)を用いた。
[実施例6:光導波路]
本実施例では入射光の進行方向が変わる光デバイスを光情報処理装置に適用した一例を述べる。図15は作製した光回路500の概略構成図である。光回路500は縦30ミリメートル,横5ミリメートル,厚さ1ミリメートルの窒化アルミニウム製の基盤501の上に、インジウムリン系の半導体レーザーとドライバ回路からなる10個の発信ユニット502,光導波路503,光コネクタ504から構成されている。なお、10個の半導体レーザーの発信波長は50ナノメートルずつ異なっており、光回路500は光多重通信系のデバイスの基本部品である。
Claims (7)
- 少なくともナノプリント側表面がNi、Ni合金又はNiメッキからなる金型のナノプリント側表面に、転写すべき凹凸と、酸素及び水酸基で終端され、厚さ1−3nmの、酸洗処理されたNi含有酸化物皮膜及びその上に形成された離型のための樹脂膜を有し、かつ該樹脂膜と水との接触角が100度以上であることを特徴とするナノプリント金型。
- 上記Ni含有酸化物皮膜の表面と水との接触角が100度以上であることを特徴とする請求項1記載のナノプリント金型。
- 表面に転写すべき凹凸を有する、Ni、Ni合金又はNiメッキのナノプリント側表面に、自然酸化による酸化膜を酸洗処理して酸素及び水酸基で終端された、厚さ1−3nmのNi含有酸化物皮膜を形成し、上記酸洗処理されたNi含有酸化物皮膜の表面に、水との接触角が100度以上の離型のための樹脂膜を形成することを特徴とするナノプリント金型の製造方法。
- 上記Ni含有酸化物皮膜の水との接触角が100度以上であることを特徴とする請求項3記載のナノプリント金型の製造方法。
- ナノメーターレベルの凹凸を形成すべき樹脂膜を支持する手段と、ナノプリント面を有するナノプリント金型と、該樹脂膜面に対向するようにナノプリント金型を支持するステージとを有し、上記ナノプリント金型の少なくともナノプリント面はNi、Ni合金又はNiメッキからなり、該ナノプリント面に厚さ1−3nmの、酸洗処理されたNi含有酸化物皮膜及びその表面を覆う、離型のための樹脂膜が形成され、該樹脂膜は水との接触角が100度以上の撥水性樹脂膜であることを特徴とするナノプリント装置。
- 表面に転写すべき凹凸と厚さが1−3nmの、酸洗処理されたNi含有酸化物皮膜及びその表面を被覆する撥水性樹脂膜を有するNi、Ni合金又はNiメッキからなる金型のナノプリント面を、ナノメートルレベルの凹凸を形成すべき有機樹脂膜表面に接触し、熱、光及び/又は炭酸ガスにより上記有機樹脂膜の軟化と硬化を制御して、上記有機樹脂膜面にナノプリント金型の凹凸を転写することを特徴とするナノプリント方法。
- 上記Ni含有酸化物皮膜の水との接触角が100度以上であることを特徴とする請求項6記載のナノプリント方法。
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