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微細転写 ナノインプリント 書籍

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★MEMS,半導体,ディスプレイ,光学素子、、、さらなる高機能化を目指し、微細化の限界に迫る!!

≪大面積化・アスペクト比の向上を達成する!≫

微細転写・加工技術全集

〜ナノインプリント・電鋳・LIGAプロセス・リソグラフィ〜

The complete works of minute transcription / processing technique

発刊 2008年8月29日  体裁:B5判 上製本 475頁   定価 84,000円(税抜)

■ 執筆者(敬称略)

(株)日立製作所
首都大学東京
兵庫県立大学
大阪府立大学
東洋合成工業(株)
東洋合成工業(株)
ダイセル化学工業(株)
旭硝子(株)
丸善石油化学(株)
NTT-ATナノファブリケーション(株)
(株)協同インターナショナル
東京理科大学
リソテックジャパン(株)
オムロン(株)
オムロン(株)
アイトリックス(株)
東北大学
(株)アイテス
早稲田大学
若狭電機産業(株)

宮内昭浩
益田秀樹
松井真二
平井義彦
平澤玉乃
坂井信支
三宅弘人
角崎健太郎
高谷佳輝
栗原健二
池田謙伸
谷口淳
関口淳
鮫島裕
細川速美
古田知伸
金森 義明
三浦伸仁
水野潤
清水利寛

凸版印刷(株)
兵庫県立大学
豊橋技術科学大学
豊橋技術科学大学
オムロン(株)
兵庫県立大学
AZエレクトロマテリアルズ(株)
AZエレクトロマテリアルズ(株)
富士フイルム(株)
(株)日立製作所
(株)東芝
三井化学(株)
三井化学(株)
(株)東芝
HOYA(株)
豊田工業大学
首都大学東京
ソニー(株)
職業能力開発大学
東京電気大学

阿部秀夫
服部正
柴田隆行
川島貴弘
土田誠
野田大二
田中初幸
高橋修一
樽谷晋司
福田宏
渡辺秀弘
中野隆志
加賀山陽史
東木達彦
井原浩史
佐々木実
金村聖志
古木基裕
鳥居康弘
堀内敏行
■ 目 次
第1章 ナノインプリント

第1節 各種ナノインプリント方式による大面積・高アスペクト比加工技術

[1]シートナノインプリント技術によるナノインプリントの生産性向上
 1.シートナノインプリントの原理
 2.装置と転写例

[2]光インプリントによる微細転写技術と大面積化・高アスペクト比の向上
 1.陽極酸化ポーラスアルミナにもとづくモールド作製と光インプリト
 2.高アスペクト比モールドの作製と高アスペクト比構造の形成
 3.光ナノインプリントにもとづく反射防止構造の形成

[3]室温インプリントによる微細転写技術と大面積比・アスペクト比の向上
 1.室温ナノインプリント
 2.室温ナノインプリントにより作成されたHSQ転写パターンをマスクとして用いたSi高アスペクト比ピラーの作製
 3.有機SOGを転写材料として用いた室温ナノインプリントによるマイクロレンズアレイの作成と、有機SOGナノインプリントパターンへの紫外線照射効果

[4]ナノキャスティング法
 1.ナノキャスティング法
 2.多様な材料の成型
 3.大面積一括成型
 4.ナノ構造の成型
 5.高アスペクト比マイクロ・ナノ構造の成型
 6.キャスティングによるナノ構造の複製
 7.まとめ

第2節 ナノインプリント用樹脂材料に求められる特性

[1]光ナノインプリント用UV硬化樹脂 T
 1.UV-NIL用樹脂の材料選択と要求特性
 2.UV-NIL用樹脂の評価方法
  2.1.離型性と付着力測定
  2.2.転写性
  2.3.機械特性
  2.4.硬化速度と反応率
 3.UV-NILプロセスを用いた微細加工例
  3.1.ドライプロセス法
  3.2.ウェットプロセス法

[2]ナノインプリント用UV硬化樹脂の特性とその評価 U
 1.UVナノインプリントの特徴
 2.UV硬化性樹脂の特徴
  2.1.ラジカル硬化系
  2.2.イオン硬化系
 3.光ナノインプリント用UV硬化樹脂
  3.1.ダイセル化学工業の取り組み
  3.2.UVナノインプリントへの適用性
  3.3.各アプリケーションへの適用性
   3.3.1.低残膜用UV-NIL検討
   3.3.2.カチオン硬化系を使用した低残膜検討
 4.UV-NILの離型性とその評価法
  4.1.離型性の検討状況
  4.2.剥離性評価法

[3]フッ素系樹脂を用いたナノインプリントの離型性向上
 1.UVナノインプリント用フッ素樹脂モールド(F-template)
 2.ナノインプリント用含フッ素感光性樹脂(NIFシリーズ)
 3.含フッ素感光性樹脂NIFシリーズによるUVナノインプリント用モールド

[4]熱インプリント用樹脂に求められる特性と今後の展望(丸善石油化学鰍フ研究開発について)
 1.熱ナノインプリントに適した樹脂材料とは(弊社の作業仮説)
  1.1.弊社熱ナノインプリント用樹脂開発の背景
  1.2.樹脂開発方針(作業仮説)
 2.開発樹脂材料物性について
  2.1.樹脂物性の指標
  2.2.開発樹脂の粘弾性評価
  2.3.開発樹脂の熱インプリント評価
 3.用途開発へのアプローチ
  3.1.ハニカム構造体
  3.2.新規高流動性・高耐熱性樹脂の開発について
  3.3.開発樹脂の薄膜化について
 4.まとめ

[5]熱ナノインプリント樹脂の最適設計
 1.ナノインプリントにおける樹脂の成型時間と材料特性
  1.1.樹脂の成形時間と圧力,粘性率の依存性
  1.2.成型時間と分子量依存性
  1.3.樹脂の成形時間と材料・プロセス
 2.まとめ

第3節 ナノインプリント用モールドの作製技術

[1]微細・高アスペクト比パターン形成に向けたナノインプリント用モールド
 1.モールド加工技術
  1.1.モールド用リソグラフィ技術
  1.2.モールド加工用エッチング技術
  1.3.電鋳
 2.各種材料によるナノインプリントモールド技術
 2.1.Siモールド
 2.2.SiCモールド
 2.3.石英モールド・SiO2モールド
 2.4.Ni電鋳モールド
 2.5.Taモールド
 2.6.炭素系モールド

[2]石英モールド作製とナノインプリントへの適用
 1.フォトマスクの製造工程
  1.1.電子線描画
  1.2.レジスト工程
  1.3.ドライエッチング工程
  1.4.検査工程
  1.5.修正工程
 2.ナノインプリント用石英モールド
  2.1.液晶ディスプレイ部材用石英モールド
  2.2.半導体用石英モールド

[3]各種モールド作製技術 〜ナノインプリント加工技術まで〜
 1.各種材料
  1.1.Siモールド
  1.2.石英モールド
  1.3.Niモールド
  1.4.その他材料によるモールド
   1.4.1.ダイヤモンドモールド
   1.4.2.Tiモールド/Wモールド
 2.離型処理
 3.インプリント加工

[4]ナノインプリント用金型における離型性向上
 1.モールドの離型処理
 2.離型処理の評価
 3.UVナノインプリントにおける剥離エネルギーの測定
 4.今後の展開

第4節 ナノインプリントプロセスの最適化とその評価

[1]NIL用光硬化樹脂をもちいたナノインプリントの最適化と評価
 1.実験装置
 2.Pre-Exposure Process(PEP)法の検討
 3.実験および考察
  3.1.実験方法
  3.2.FT-IRによる架橋率の測定
 4.Pre-Exposure Process法の効果
 5.考察
 6.まとめ

[2]NIL用光・熱硬化樹脂を用いたナノインプリントの最適化と評価
 1.SU-8のインプリントへの適用の問題点
 2.プロセス条件の最適化
  2.1.プリベーク条件の検討
  2.2.インプリント温度の最適化
  2.3.架橋反応のための最適PEB温度
 3.実験
  3.1.実験条件および結果
  3.2.Sub100nmパターンの転写
 4.まとめ

第5節 ナノインプリントの各種応用技術トレンド

[1]光インプリント技術の光導波路デバイスへの応用
 1.複製ポリマー光導波路
  1.1.作製方法
  1.2.作製結果
 2.複製ポリマー光導波路の応用例
  2.1.光通信デバイスへの応用
   2.1.1.光カプラモジュール
   2.1.2.WDMモジュール
   2.1.3.光トランシーバ用光モジュール
   2.1.4.光スイッチ,VOA,タップカプラ
 2.2.機器内光配線への応用
   2.2.1.フィルム光導波路の作製方法
   2.2.2.作製結果

[2]ナノインプリントによる全ポリマー型波長選択フィルターの製作
 1.全ポリマー型波長選択フィルターの原理
  1.1.導波モード共鳴格子(GMRG)
  1.2.全ポリマー型波長選択フィルターの特徴
 2.全ポリマー型波長選択フィルターの製作
  2.1.光学設計
  2.2.モールド
  2.3.構成材料
  2.4.ナノインプリント(パターン転写)
  2.5.評価
 3.アプリケーションへの応用と課題

[3]ナノインプリント法を用いた有機EL素子の作製
 1.有機ELとは
 2.有機ELと照明
 3.有機ELの光取り出し効率
 4.有機ELの光取出し効率の向上のための工夫
 5.ナノインプリントによる光学素子の作製
 6.ナノインプリント法にて作製した光学素子の効果
 7.まとめ

[4]ナノインプリントを用いたマイクロ流路デバイスの作製
 1.PMMAマイクロ流路チップの作製
  1.1.金型(モールド)の作製
  1.2.ホットエンボス加工
  1.3.直接接合
 2.低温直接接合技術
 3.COP(シクロオレフィンポリマー)マイクロ流路チップ
  3.1.ホットエンボス加工
  3.2.電極作製
  3.3.低温直接接合
  3.4.電極動作試験
  3.5.評価結果
 4.マイクロ流路チップへの応用例
  4.1.マイクロ流路アレイチップ
  4.2.堰付電気泳動チップ
  4.3.MCE−ESI−MSチップ
 5.まとめ

[5]ナノインプリントによるホログラム光学素子の作製
 1.ホログラム光学素子の現状
 2.ホログラム用モールド作製方法
 3.加速電圧変調による電子ビーム描画技術
 4.今後の展開

第2章 電鋳法

第1節 電鋳法を用いた微細金型の作成とロール金型による大面積化

 1.電鋳
  1.1.概要
  1.2.製作の流れ
  1.3.複製工程
  1.4.3-DEFの特徴
   1.4.1.独自開発電鋳装置
   1.4.2.高精度転写
   1.4.3.マスター素材
   1.4.4.厚電鋳
  2.マスタ加工
  2.1.概要
  2.2.超精密切削加工
  2.3.リソグラフィー加工
  2.4.ナノインプリンティング加工
 3.導電化処理
  3.1.概要
  3.2.無電解Ni
  3.3.スパッタリング
  3.4.蒸着
 4.ロール電鋳金型
  4.1.パターン付ロール金型の必要性
  4.2.従来のパターン付ロール電鋳金型
  4.3.パターン付ロール電鋳金型
   4.3.1.マスター製作
   4.3.2.導電化処理
   4.3.3.電鋳処理
   4.3.4.板厚
   4.3.5.ロール電鋳金型での成形
  4.4.鏡面ロール電鋳金型
 5.今後の課題

第2節 電鋳における剥離膜の形成と電鋳膜の剥離機構

 1.各種金属基板上におけるクロメート皮膜の性状と成形機構
  1.1.Zn基板上のクロメート皮膜の表面と断面の観察
  1.2.金属基板の種類によるクロメート皮膜の性状
  1.3.クロメート皮膜の形成機構に関する考察
 2.基板とニッケル電鋳膜の剥離挙動解析
  2.1.基板材質および活性化処理による剥離性
  2.2.基板の表面粗さによる剥離性
  2.3.クロメート処理条件と剥離力の関係
  2.4.XPSによるクロメート皮膜内の各元素の状態分析
  2.5.剥離機構の考察
 3.まとめ

第3節 Ni電鋳法によるマイクロ金型の製作

第4節 電鋳法によるマイクロインプリント用金型の作製技術

 1.マイクロインプリント用金型
  1.1.マイクロ金型の種類と作製方法
  1.2.シリコン微細構造を鋳型に用いたニッケル電鋳金型
  1.3.厚膜フォトレジスト微細構造を鋳型に用いたニッケル電鋳金型
   1.3.1.厚膜フォトレジストのパターニング
   1.3.2.ニッケル電鋳金型の作製
   1.3.3.ニッケル鉄合金基板を用いたニッケル電鋳金型の作製
 2.マイクロインプリント
  2.1.光硬化性樹脂への光インプリント
  2.2.熱可塑性樹脂への熱インプリント
  2.3.熱インプリントによるフォトレジストパターンの形成

第5節 電鋳金型を用いた光通信用マイクロレンズアレイ成形技術

 1.光通信用マイクロレンズアレイ
 2.精密複製加工プロセス
 3.原盤/電鋳
 4.射出成形金型
 5.精密射出成形
  5.1.射出成形システム
  5.2.成形圧力
  5.3.成形充填過程
  5.4.12chマイクロレンズ間のレンズ形状精度
  5.5.形状転写精度
  5.6.マイクロレンズアレイと調芯用ガイド穴の位置精度
  5.7.45°ミラー面の面精度
 6.光学品質

第3章 LIGAプロセス

第1節 各種LIGAプロセス

[1]LIGAプロセスを用いた高アスペクト比パターン形成技術

[2]波長可変型LIGAプロセスによる大面積・高アスペクト比パターン形成技術

第2節 LIGAプロセスの応用技術トレンド

[1]LIGAプロセスの三次元化とアクチュエータへの応用

[2]LIGAプロセスを用いたMEMSデバイスの作製
 1.3次元微細プローブ作製方法
 2.6.3 実験結果および考察
  2.1.Si異方性エッチング
  2.2.X線リソグラフィ
  2.3.電気Niめっき
  2.4.プローブの剥離

第4章 リソグラフィ

第1節 リソグラフィ材料に求められる特製と高機能化

【T】レジスト材料
[1] フォトレジスト材料及び改良プロセスによる微細パターン形成技術
 1.フォトレジストによる高解像化  
  1.1.DNQ/ノボラック樹脂、ポジ型フォトレジスト
  1.2.DNQ/ノボラック樹脂、ポジ型フォトレジスト
  1.3.化学増幅 ポジ型フォトレジスト
 2.露光光学系の改良による解像力向上へのアプローチ

[2]  FPD用フォトレジストにおける高解像度化
 1. 化学増幅型レジストの解像
 2. スリット塗布方式への対応

[3] 液浸リソグラフィ用レジスト材料の開発と高解像度化
 1.塗膜への液浸プロセス適性付与
  1.1.液浸プロセスのリス  
  1.2.低溶出性光酸発生剤
  1.3.レジスト膜表面疎水化材料
  1.4.液浸特有欠陥性能とリソグラフィー性能
 2. 32 nm世代に向けた高解像力化の検討
  2.1.超高NA露光プロセス〜高屈折率材料の開発〜
  2.2.ダブルパターニングプロセス
  2.3.ネガトーン現像
  2.4. 二重現像

[4] EUV用レジスト
 1.EUVレジストの背景と課題
 2.EUVレジストの基本要件
  2.1.EUV特有の課題
  2.1.LERの抑制
 3. EUVレジスト

【U】マスク
[1] 光リソグラフィ用フォトマスクにおける信頼性向上と高精度化対応
 1.光リソグラフィ用フォトマスクにおける信頼性向上と高精度化対応
  1.1.マスク上パタン忠実度の向上
  1.2.EB電子の統計的ゆらぎ
 2.光リソグラフィ用フォトマスクの信頼性向上
  2.1. マスク洗浄工程の課題
  2.2. ArF光堆積異物

【V】 液浸リソグラフィ用液体における高屈折率化
 1.高屈折率液体の開発
  1.1.屈折率推算
  1.2.透過率推算
  1.3.分子設計
 2.候補化合物の液浸露光への適合性評価

第2節リソグラフィを用いた微細転写・パターン形成技術とデバイス応用

[1] リソグラフィによる半導体製造技術と今後の展望
 1.32nmHP以降のリソグラフィ技術
 2.微細加工技術の動向
  2.1.ダブルパターニング技術
  2.2.EUVL(extreme ultra violet lithography)
  2.3.ナノインプリント
 3.デバイス構造の変革とリソグラフィ

[2] フォトリソグラフィを用いたLCDのパターニング技術
 1.LCD向け大型フォトマスク
 2.フォトマスクの大型化
 3.マルチトーンマスク(多階調マスク)
 4.コスト削減に向けた新規技術

[3] MEMS用途フォトリソグラフィプロセス
 1.厚膜レジストとMEMS応用
 2.スプレーコーティングとMEMS応用

[4] フォトリソグラフィによるリチウム二次電池の電極パターン形成
 1.リチウムイオン電池の動作原理
 2.全固体電池の構造と問題点
 3.構造制御型リチウムイオン電池の概要
 4.フォトリソグラフを用いたリチウムイオン電池の作製
  4.1.カーボン負極系
  4.2.V2O5正極系 4.3.櫛型電極を用いたマイクロ電池

[5] 電子線リソグラフィを用いた光ディスクマスタリング
 1.光ディスク用電子ビーム露光装置
 2.電子線マスタリング
 3.光ディスク再生評価

[6] 電子線リソグラフィによる回折光学素子・ホログラム光学素子の作製技術
 1.回折光学素子作製に要求される加工形状、加工性能
 2.バイナリ回折光学素子・ホログラム光学素子の作製プロセス
 3.電子線リソグラフィ・ICPエッチングによるバイナリサブ波長周期格子の作製
  3.1. ポイント電子ビームによるレジストマスクの作製
  3.2.誘導結合型プラズマ(ICP)エッチングによるクロムマスク、石英サブ波長周期格子の作製
   3.2.1.ICPエッチングによるクロムマスクの作製
   3.2.2.クロムマスクを用いた石英のエッチング
 4. バイナリ回折光学素子・ホログラム光学素子の作製
  4.1.バイナリサブ波長周期格子を用いた1/4波長板、偏光分岐素子の作製
  4.2.バイナリサブ波長周期格子の複屈折性を利用した偏光分岐素子の作製
   4.2.1.直交サブ波長周期格子を用いた偏光分岐素子の作製
  4.3バイナリホログラム光学素子の作製
 5. マルチレベル回折光学素子・ホログラム光学素子の作製
  5.1.クロムマスクを用いた段差のある石英光学素子の作製プロセス
  5.2.クロムマスクを用いた石英4値ブレーズド回折格子の作製
  5.3.クロムマスクを用いた石英4値計算機ホログラムの作製1

[7] フォトリソグラフィによる円柱・円筒面へのパターン形成技術
 1.円柱・円筒試料へのレジスト塗布
 2.投影露光による円柱・円筒面上へのパターン形成
 3. レーザ走査による円柱・円筒面上へのパターン形成
 4.エッチング

[8] フォトリソグラフィによる高アスペクト比めっき雌型の作成
 1.垂直側壁レジストパターンの形成
 2.マイクロ部品の製作

[9] 液晶パネルを用いたパターン形成技術
 1.液晶パネルをレチクルの代替とする投影露光の課題
 2.セルの円形化による任意パターンの形成
 3. アナログ液晶パネルを利用した任意パターンの形成

 

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