JP2006297571A - Method for manufacturing micro metallic structure, and micro metallic structure - Google Patents

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直樹 水野
Fumiaki Kato
文明 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a micro metallic structure with more excellent processing accuracy using a nano imprinting technology capable of transferring a micro structure or a thin sheet-like micro structure with sub μm or less. <P>SOLUTION: (1) A die with micro recessed and projected patterns formed is pressed to a processed membrane in a fluidized state on a first substrate 1, and (2) a processed membrane 3 in the fluidized state is hardened, and the die 2 is released from the hardened processed membrane 3, to obtain the processed membrane 3 having structure patterns with the recessed and projected patterns of the die transferred. (3) A face with the formed structure patterns is adhered, and the processed membrane is attached to a second substrate having conductivity. (4) The face of the processed membrane not with the formed structure patterns is removed, so that the structure patterns are opened and the second substrate 7 is exposed through the structure patterns. (5) Plating is applied using the exposed second substrate 7 as an electrode, and (6) deposited plating metal is separated from the second substrate and the processed membrane, to manufacture a micro metallic structure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えばLSIをはじめとする半導体チップ用の機能部品、各種アクチュエータやプローブヘッドなどのマイクロマシンの部品などのように、微小な機械構造体、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などに使われる微細金属構造体に関する。および、その微細金属構造体の製造方法に関する。   The present invention is a micro mechanical structure such as a functional part for a semiconductor chip such as an LSI, a micro machine part such as various actuators or a probe head, and a micro part used for MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). The present invention relates to a metal structure. And it is related with the manufacturing method of the fine metal structure.

従来、機械加工では製造困難な、数nm〜数μmスケールで、高いアスペクト比(構造体の幅に対する高さの比)を持つ微細金属構造体を、より高精度に、より低コストで製造する方法として、LIGA(Lithographie Galvanoformung Adformung)技術やシリコンのドライエッチング技術などのMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)製造技術で作製した型を用い、射出成形法を利用したものが知られている。   Conventionally, it is difficult to manufacture by machining, and a fine metal structure with high aspect ratio (ratio of height to width of structure) on a scale of several nm to several μm is manufactured with higher accuracy and lower cost. As a method, there is known a method using an injection molding method using a mold produced by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) manufacturing technique such as a LIGA (Lithographie Galvanoformung Adformung) technique or a silicon dry etching technique.

例えば特許文献1に開示されている製造方法によれば、X線リソグラフ法と電鋳とを利用して作製した親金型を用いて射出成形または反応性射出成形により樹脂型をつくり、その樹脂型を所定の厚さまで研磨して通孔パターンを有する型を作製する。そして、この型を導電性ペーストにより導電性基体に接着して電鋳型を形成し、その電鋳型を電極として電解めっきを行って後、導電性基体と導電性ペーストを除去する。   For example, according to the manufacturing method disclosed in Patent Document 1, a resin mold is formed by injection molding or reactive injection molding using a parent mold produced by using an X-ray lithography method and electroforming, and the resin The mold is polished to a predetermined thickness to produce a mold having a through hole pattern. Then, this mold is bonded to a conductive substrate with a conductive paste to form an electroforming mold, and electroplating is performed using the electroforming mold as an electrode, and then the conductive substrate and the conductive paste are removed.

一方、微細パターンの形成方法として、従来の機械加工や光リソグラフィの限界に制限されない分解能を持ち、より低コストな方法であるナノインプリント法が、近年注目されている。   On the other hand, as a method for forming a fine pattern, a nanoimprint method, which has a resolution that is not limited by the limitations of conventional machining and optical lithography and is a lower cost method, has recently attracted attention.

例えば特許文献2に開示されている内容によれば、図4に示すように、被加工膜103が形成された基板101と、25nm程度以下の微細な凹凸パターンが形成された型102を用意する(図4(A)参照)。ここで、被加工膜103は、基板101の表面に形成されるポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂よりなるレジスト膜である。そして、被加工膜103をガラス転移点以上にまで加熱することにより軟化して後、被加工膜103に型102を押し付ける(図4(B)参照)。それから、被加工膜103をガラス転移点以下になるまで冷却することにより固化して後、その固化した被加工膜103から型102を引き剥がして、型102の微細な凹凸パターンの反転パターンを被加工膜103に転写する(図4(C)参照)。   For example, according to the contents disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 4, a substrate 101 on which a film to be processed 103 is formed and a mold 102 on which a fine uneven pattern of about 25 nm or less is formed are prepared. (See FIG. 4A). Here, the film to be processed 103 is a resist film made of a thermoplastic resin such as polymethyl methacrylate formed on the surface of the substrate 101. Then, after the film to be processed 103 is softened by heating to the glass transition point or higher, the mold 102 is pressed against the film to be processed 103 (see FIG. 4B). Then, after the film to be processed 103 is solidified by cooling to the glass transition point or lower, the mold 102 is peeled off from the solidified film 103 to be processed, and a reversal pattern of the fine uneven pattern of the mold 102 is covered. Transfer to the processed film 103 (see FIG. 4C).

また、特許文献3に開示されている内容によれば、図5に示すように、表面に被加工膜103が形成された基板101と、石英やパイレックス(登録商標)等の光透過性の材料からなる型102を用意する(図5(A)参照)。ここで、被加工膜103は、UV硬化樹脂等の光硬化性の物質からなる。そして、被加工膜103に型102を押し付ける(図5(B)参照)。それから、型102を通して光を照射することにより硬化させた被加工膜103から型102を引き剥がし、型102の微細な凹凸パターンの反転パターンを被加工膜103に転写する(図5(C)参照)。   Further, according to the contents disclosed in Patent Document 3, as shown in FIG. 5, a substrate 101 on which a film to be processed 103 is formed, and a light transmissive material such as quartz or Pyrex (registered trademark). A mold 102 is prepared (see FIG. 5A). Here, the film 103 to be processed is made of a photocurable material such as a UV curable resin. Then, the mold 102 is pressed against the workpiece film 103 (see FIG. 5B). Then, the mold 102 is peeled off from the processed film 103 cured by irradiating light through the mold 102, and a reverse pattern of the fine uneven pattern of the mold 102 is transferred to the processed film 103 (see FIG. 5C). ).

以上のように、ナノインプリント法では、所望のパターンが形成された型を用意することができれば、至って簡単なプロセスで微細パターンを複製することができる。そして、静止している被加工膜に対して型を押し付けるという方法であるので、被加工膜が薄くて広い面積を持つような板状のものであっても、精度よく微細パターンを転写することができる。型としては、数nm〜数10nmの解像度を持つ電子ビーム露光技術とエッチング技術により製造したシリコンや石英の型、またはこれらの型をマスターとした金属の型や数μmの解像度を持つLIGA(Lithographie Galvanoformung Adformung)技術により製造した金属の型を使用することができる。   As described above, in the nanoimprint method, if a mold on which a desired pattern is formed can be prepared, a fine pattern can be replicated by an extremely simple process. And since it is a method of pressing the mold against the stationary film to be processed, a fine pattern can be accurately transferred even if the film to be processed is thin and has a large area. Can do. As a mold, a silicon or quartz mold manufactured by an electron beam exposure technique and an etching technique having a resolution of several nanometers to several tens of nanometers, a metal mold using these molds as a master, or a LIGA (Lithographie having a resolution of several μm). Metal molds produced by Galvanoformung Adformung) technology can be used.

そして、ナノインプリント法を利用した従来の微細金属パターンの形成方法として、例えば特許文献4や特許文献5に開示されている内容によれば、表面の樹脂層にナノインプリント法により凹凸パターンが形成された基板に対して金属材料を蒸着する。次いで、樹脂層を除去することにより基板上に堆積された金属材料のみを残すリフトオフ法により、金属配線や電極を形成する。   And as a conventional method for forming a fine metal pattern using a nanoimprint method, for example, according to the contents disclosed in Patent Document 4 and Patent Document 5, a substrate having a concavo-convex pattern formed on the surface resin layer by the nanoimprint method A metal material is vapor deposited. Next, metal wiring and electrodes are formed by a lift-off method that leaves only the metal material deposited on the substrate by removing the resin layer.

また、特許文献6に開示されている内容によれば、ナノインプリント法により凹凸パターンを形成した絶縁性基板にシード層を形成する。その後、この絶縁基板上にスパッタ、蒸着、めっき等により金属材料を堆積させる。それから、堆積させた金属材料をエッチングや研磨により除去して、凹凸パターンの凹部に対応した金属配線を形成する。   Moreover, according to the content currently disclosed by patent document 6, a seed layer is formed in the insulating substrate in which the uneven | corrugated pattern was formed by the nanoimprint method. Thereafter, a metal material is deposited on the insulating substrate by sputtering, vapor deposition, plating, or the like. Then, the deposited metal material is removed by etching or polishing to form a metal wiring corresponding to the concave portion of the concave / convex pattern.

他方、熱を利用したナノインプリント法は、従来から知られているホットエンボス法、つまり熱を利用したエンボス加工方法の解像性を向上させた技術ということができる。例えば、特許文献7に開示されているホットエンボス法を利用した微細金属構造体の製造方法によれば、図6に示すように、導電性基板201上に形成した樹脂からなる被加工膜203にX線リソグラフィで形成した金型202をホットエンボスする(図6(A)参照)。次に、反応性イオンエッチングにより導電性基板201上に残る薄い被加工膜203を除去してその部分の導電性基板201を露出させる(図6(B)参照)。そして、露出した導電性基板202を電極としてニッケル電鋳を行って後、この電鋳膜を研磨、研削、切削などにより厚さ調整を行うとともに平滑化を行うことで、インクジェットヘッドなどの金属部品204を製造する(図6(C)参照)。   On the other hand, the nanoimprint method using heat can be said to be a technique that improves the resolution of a conventionally known hot embossing method, that is, an embossing method using heat. For example, according to the method for manufacturing a fine metal structure using the hot embossing method disclosed in Patent Document 7, the processed film 203 made of resin formed on the conductive substrate 201 is formed on the conductive substrate 201 as shown in FIG. A mold 202 formed by X-ray lithography is hot embossed (see FIG. 6A). Next, the thin film 203 to be processed remaining on the conductive substrate 201 is removed by reactive ion etching to expose the portion of the conductive substrate 201 (see FIG. 6B). Then, after performing nickel electroforming using the exposed conductive substrate 202 as an electrode, the electroformed film is subjected to thickness adjustment by polishing, grinding, cutting, etc. and smoothing, thereby providing a metal component such as an ink jet head. 204 is manufactured (see FIG. 6C).

特開2003‐147570号公報JP 2003-147570 A 米国特許第5772905号公報US Pat. No. 5,772,905 特開2000‐194142号公報JP 2000-194142 A 特開2004‐363584号公報JP 2004-36358 A 特開2004‐335774号公報JP 2004-335774 A 特開2005‐5721号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-5721 特開2001‐146017号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-146017

しかしながら、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)製造技術で作製した型を用い、射出成形法を利用した微細金属構造体の製造方法では、射出成形時の樹脂の流動性などに問題があり、サブμm以下の微細構造体や、板状などの薄くて広い面積を持つような微細構造体を高精度に製造することが困難である課題があった。   However, in the method of manufacturing a fine metal structure using a mold manufactured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) manufacturing technique and using an injection molding method, there is a problem in the fluidity of the resin at the time of injection molding, and the sub-μm or less. There is a problem that it is difficult to manufacture a fine structure having a thin and wide area such as a plate shape with high accuracy.

また、従来のナノインプリント法を利用した微細金属構造体の製造方法では、金属配線や電極など、全体の中で1つの機能を提供する微細な薄膜パターンの形成方法はあっても、各種アクチュエータやプローブヘッドなどの微細金属構造体の製造方法は開示されていなかった。   In addition, in the conventional manufacturing method of a fine metal structure using the nanoimprint method, various actuators and probes can be used even if there is a method of forming a fine thin film pattern that provides one function in the whole, such as metal wiring and electrodes. A method for producing a fine metal structure such as a head has not been disclosed.

さらに、従来のホットエンボス法を利用した微細金属構造体の製造方法では、被加工膜の残渣を除去して導電性基板を露出させる際に構造体パターンが形成されている面から被加工膜をエッチングしなければならないため、このとき構造体パターンの側壁もエッチングされて加工精度が悪くなるという問題があった。特に構造体パターンの側壁がテーパを有している場合、この問題が顕著になる課題があった。   Furthermore, in the conventional method for producing a fine metal structure using the hot embossing method, the film to be processed is removed from the surface on which the structure pattern is formed when the residue of the film to be processed is removed to expose the conductive substrate. Since etching has to be performed, the sidewall of the structure pattern is also etched at this time, resulting in a problem that processing accuracy deteriorates. In particular, when the side wall of the structure pattern has a taper, there is a problem that this problem becomes significant.

そこで、この発明の目的は、サブμm以下の微細構造体や薄い板状の微細構造体の転写が可能なナノインプリント技術を利用して、微細金属構造体をよりよい加工精度で製造することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a fine metal structure with better processing accuracy by utilizing nanoimprint technology capable of transferring a fine structure of sub-μm or less or a thin plate-like fine structure. .

かかる目的を達成すべく、この発明の第一の態様は、
1)第1の基板上の、流動状態にある被加工膜に、微細な凹凸パターンが形成された型を押し付け、
2)前記流動状態にある被加工膜を硬化して、その硬化した被加工膜から前記型を剥離し、その型の凹凸パターンが転写されて構造体パターンを有する被加工膜を得、
3)前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を、導電性を有する第2の基板に取り付け、
4)その被加工膜の、前記構造体パターンを形成していない面を除去することにより前記構造体パターンを開口してその構造体パターンを通して前記第2の基板を露出し、
5)その露出した第2の基板を電極としてめっきを行い、
6)堆積しためっき金属を、前記第2の基板と前記被加工膜から分離し、
微細金属構造体を製造することを特徴とする、微細金属構造体の製造方法である。
In order to achieve such an object, the first aspect of the present invention provides:
1) Press a mold on which a fine uneven pattern is formed on a work film in a fluid state on the first substrate,
2) Curing the film to be processed in the fluidized state, peeling the mold from the cured film to be processed, and transferring the uneven pattern of the mold to obtain a film to be processed having a structure pattern.
3) Affixing the surface on which the structure pattern is formed, and attaching the film to be processed to a second substrate having conductivity,
4) Opening the structure pattern by removing the surface of the film to be processed on which the structure pattern is not formed to expose the second substrate through the structure pattern;
5) Plating using the exposed second substrate as an electrode,
6) separating the deposited plated metal from the second substrate and the film to be processed;
A method for producing a fine metal structure, comprising producing a fine metal structure.

前記被加工膜を、熱可塑性樹脂を用いてつくり、冷却することにより硬化する。もしくは、熱硬化性樹脂を用いてつくり、加熱することにより硬化する。または、前記被加工膜を、UV硬化樹脂や電子線硬化樹脂などの活性エネルギー硬化樹脂を用いてつくり、UV光や電子線などの活性エネルギーを照射することにより硬化する。   The film to be processed is made using a thermoplastic resin and cured by cooling. Alternatively, it is made using a thermosetting resin and cured by heating. Alternatively, the film to be processed is made using an active energy curable resin such as a UV curable resin or an electron beam curable resin, and cured by irradiating with an active energy such as UV light or an electron beam.

前記型を剥離して前記構造体パターンを有する被加工膜を得、その被加工膜から前記第1の基板を分離して後、前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を前記第2の基板に取り付ける。または、前記型を剥離して前記構造体パターンを有する被加工膜を得、前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を前記第1の基板とともに前記第2の基板に取り付けてから、前記第1の基板を前記被加工膜から分離する。   The mold is peeled to obtain a film to be processed having the structure pattern, the first substrate is separated from the film to be processed, and then the surface on which the structure pattern is formed is pasted. A film is attached to the second substrate. Alternatively, the processed film having the structure pattern is obtained by peeling the mold, the surface on which the structure pattern is formed is pasted, and the processed film is attached to the second substrate together with the first substrate. After the attachment, the first substrate is separated from the film to be processed.

上記目的を達成すべく、この発明の第二の態様は、そのような微細金属構造体の製造方法を用いて製造してなることを特徴とする、微細金属構造体である。   In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is a fine metal structure produced by using such a method for producing a fine metal structure.

この発明によれば、サブμm以下の微細構造体や薄い板状の微細構造体の転写が可能なナノインプリント技術を利用して、微細金属構造体を製造することができる。また、導電性を持つ基板を露出させる際に構造体パターンの側壁が影響を受けることがなく、よりよい加工精度で微細金属構造体を製造することができる。   According to the present invention, a fine metal structure can be manufactured by utilizing a nanoimprint technology capable of transferring a fine structure of sub-μm or less or a thin plate-like fine structure. In addition, the side wall of the structure pattern is not affected when the conductive substrate is exposed, and the fine metal structure can be manufactured with better processing accuracy.

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図1(A)ないし(I)には、この発明による微細金属構造体の製造工程を示す。
The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A to 1I show a manufacturing process of a fine metal structure according to the present invention.

まず、微細金属構造体を製造するときには、第1の基板1上に被加工膜3を形成し、第1の基板1に対向して型2を配置する(図1(A)参照)。   First, when a fine metal structure is manufactured, a film to be processed 3 is formed on a first substrate 1 and a mold 2 is disposed opposite to the first substrate 1 (see FIG. 1A).

第1の基板1としては、シリコン基板、サファイア基板、石英基板など、一定の強度を持つものを使用することができる。図示例では、直径4インチのシリコン基板を使用している。その上に形成する被加工膜3としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー硬化樹脂などの高分子樹脂材料を使用する。図示例では、熱可塑性樹脂である、厚さ100μmのポリメチルメタクリレートを使用している。   As the first substrate 1, a substrate having a certain strength such as a silicon substrate, a sapphire substrate, or a quartz substrate can be used. In the illustrated example, a silicon substrate having a diameter of 4 inches is used. As the work film 3 formed thereon, a polymer resin material such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or an active energy curable resin is used. In the illustrated example, polymethyl methacrylate having a thickness of 100 μm, which is a thermoplastic resin, is used.

他方、型2は、LIGA(Lithographie Galvanoformung Adformung)技術やシリコンのドライエッチング技術などのMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)製造技術で作製することができる。図示例では、シリコンのドライエッチング技術により製造した、例えば直径4インチのシリコン製の型2を使用している。例えば、高さ50μm、幅5μmの静電アクチュエータのパターンを少なくとも1つ持つ。そして、型2の表面には、被加工膜3の剥離性を向上するための処理を施すことが好ましい。図示例では、型2の表面をフッ素系の離型剤(ダイキン工業株式会社製の「オプツールDSX」)で被覆している。   On the other hand, the mold 2 can be manufactured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) manufacturing technique such as a LIGA (Lithographie Galvanoformung Adformung) technique or a silicon dry etching technique. In the illustrated example, a silicon mold 2 having a diameter of, for example, 4 inches manufactured by a silicon dry etching technique is used. For example, at least one electrostatic actuator pattern having a height of 50 μm and a width of 5 μm is provided. And it is preferable to perform the process for improving the peelability of the to-be-processed film 3 on the surface of the type | mold 2. In the illustrated example, the surface of the mold 2 is covered with a fluorine-based mold release agent (“OPTOOL DSX” manufactured by Daikin Industries, Ltd.).

次に、被加工膜3をガラス転移点以上に加熱して軟化し、軟化して流動状態にある被加工膜3に型2を押し付ける(図1(B)参照)。型2には、微細な凹凸パターンが形成されている。図示例では、130℃程度にまで加熱し、30MPaの圧力で押し込む。   Next, the film to be processed 3 is heated to the glass transition point or higher and softened, and the mold 2 is pressed against the film to be processed 3 that is softened and in a fluid state (see FIG. 1B). The mold 2 is formed with a fine uneven pattern. In the example of illustration, it heats to about 130 degreeC and pushes in with the pressure of 30 Mpa.

それから、流動状態にある被加工膜3をガラス転移点以下になるまで冷却することにより硬化させ、硬化した被加工膜3から型2を剥離することにより、型2の凹凸パターンが転写されて構造体パターンを有する被加工膜3を得る(図1(C)参照)。図示例では、80℃程度になるまで冷却している。   Then, the processed film 3 in a fluidized state is cured by cooling it to a glass transition point or lower, and the mold 2 is peeled off from the cured processed film 3 so that the uneven pattern of the mold 2 is transferred to the structure. A processed film 3 having a body pattern is obtained (see FIG. 1C). In the illustrated example, the cooling is performed until the temperature reaches about 80 ° C.

その後、第1の基板1を研磨やエッチングにより除去して、被加工膜3から第1の基板1を分離する(図1(D)参照)。なお、被加工膜3から第1の基板1を分離する際は、第1の基板1を除去するのではなく、第1の基板1と被加工膜3との間に形成した二酸化シリコンなどの犠牲層(図示せず)のみをエッチングにより除去するようにし、作業効率を上げることもできる。   After that, the first substrate 1 is removed by polishing or etching, and the first substrate 1 is separated from the film to be processed 3 (see FIG. 1D). When the first substrate 1 is separated from the film 3 to be processed, the first substrate 1 is not removed but silicon dioxide or the like formed between the first substrate 1 and the film 3 to be processed is used. Only the sacrificial layer (not shown) can be removed by etching, and the working efficiency can be improved.

次いで、型2の凹凸パターンが転写された面を、接着剤や導電性ペーストによる接着、または超音波溶着などの溶着により貼り付けて、導電性を有する第2の基板7に被加工膜3を取り付ける(図1(E)参照)。第2の基板7としては、導電性を持つ基板の他、導電性を持つ膜を表面に形成した基板を使用することもできる。   Next, the surface of the mold 2 having the concavo-convex pattern transferred thereon is attached by adhesion such as adhesive or conductive paste or ultrasonic welding, and the film 3 to be processed is applied to the second substrate 7 having conductivity. Attach (see FIG. 1E). As the second substrate 7, in addition to a conductive substrate, a substrate on which a conductive film is formed can be used.

微細金属構造体を第2の基板7から分離しやすくするために、微細金属構造体を構成する金属材料とエッチングの選択性を有する材料からなる導電性を持つ基板、または微細金属構造体を構成する金属材料とエッチングの選択性を有する材料からなる導電性を持つ膜を表面に形成した基板を使用することが好ましい。図示例では、第2の基板7として、蒸着により厚さ0.1μmの動からなる導電性を持つ膜8を表面に形成したシリコン基板を使用している。   In order to facilitate separation of the fine metal structure from the second substrate 7, a conductive substrate made of a metal material constituting the fine metal structure and a material having etching selectivity, or a fine metal structure is constituted. It is preferable to use a substrate on the surface of which a conductive film made of a metal material to be etched and a material having etching selectivity is formed. In the illustrated example, as the second substrate 7, a silicon substrate is used in which a conductive film 8 having a thickness of 0.1 μm is formed on the surface by vapor deposition.

それから、被加工膜3に形成された型2の凹凸パターンが開口するまで、被加工膜3の、構造体パターンが形成されていない面を研磨やエッチングで除去することにより、構造体パターンを開口してその構造体パターンを通して第2の基板7を露出する(図1(F)参照)。   Then, the structure pattern is opened by removing the surface of the film 3 on which the structure pattern is not formed by polishing or etching until the uneven pattern of the mold 2 formed on the film 3 is opened. Then, the second substrate 7 is exposed through the structure pattern (see FIG. 1F).

その後、被加工膜3に形成された構造体パターンを開口させることにより露出した導電性を持つ膜8を電極として電解めっきを行い、構造体パターンが形成された被加工膜3のパターン凹部にめっき金属4を堆積する(図1(G)参照)。めっき金属4としては、各種のめっき金属を使用することができる。図示例では、スルファミン酸ニッケル浴を使用し、ニッケル膜を堆積している。被加工膜3の凹部にめっき金属4を堆積させる際は、被加工膜3の凹部をはみ出して堆積させてもよい。そして、被加工膜3の凹部をはみ出すまで堆積させためっき金属を所望の厚さになるまで研磨やエッチングで除去することで、めっき金属4の厚さを均一化することができる。   Thereafter, electrolytic plating is performed using the conductive film 8 exposed by opening the structure pattern formed on the film 3 to be processed as an electrode, and plating is performed on the pattern recesses of the film 3 on which the structure pattern is formed. Metal 4 is deposited (see FIG. 1G). As the plating metal 4, various plating metals can be used. In the illustrated example, a nickel sulfamate bath is used to deposit a nickel film. When depositing the plating metal 4 in the recesses of the film to be processed 3, the recesses of the film to be processed 3 may be protruded and deposited. And the thickness of the plating metal 4 can be made uniform by removing the plating metal deposited until the concave portion of the film to be processed 3 protrudes to a desired thickness by polishing or etching.

次に、有機溶剤やプラズマアッシングで被加工膜3を選択的に除去し、またエッチングや研磨で第2の基板7を選択的に除去し、堆積しためっき金属4を第2の基板7と被加工膜3から分離する(図1(H)参照)。   Next, the film 3 to be processed is selectively removed by an organic solvent or plasma ashing, the second substrate 7 is selectively removed by etching or polishing, and the deposited plating metal 4 is covered with the second substrate 7. Separated from the processed film 3 (see FIG. 1H).

そして、微細金属構造体6を構成する金属材料に対しては低く、導電性を持つ膜8に対しては高いエッチング選択性を持つエッチングにより、導電性を持つ膜8を選択的に除去して微細金属構造体6を形成する(図1(I)参照)。図示例では、銅めっき剥離液を使用して、導電性を持つ膜8を選択的に除去することで、微細金属構造体6が得られる。なお、導電性を持つ膜8を、微細金属構造体6を第2の基板7から分離させるための犠牲層として使用してもよい。そして、第2の基板7を除去するのではなく、導電性を持つ膜8のみをエッチングにより除去し、作業性を上げることもできる。   Then, the conductive film 8 is selectively removed by etching having a low etching property with respect to the metal material constituting the fine metal structure 6 and a high etching selectivity with respect to the conductive film 8. A fine metal structure 6 is formed (see FIG. 1I). In the illustrated example, the fine metal structure 6 is obtained by selectively removing the conductive film 8 using a copper plating stripper. The conductive film 8 may be used as a sacrificial layer for separating the fine metal structure 6 from the second substrate 7. Then, instead of removing the second substrate 7, only the conductive film 8 can be removed by etching to improve workability.

さて、上述した図示例では、第1の基板1上に形成する被加工膜3を、熱可塑性樹脂であるポリメチルメタクリレートを用いてつくり、冷却することにより硬化した。しかし、それに代えて、フェノール、エポキシ、メラミン、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を用いてつくり、それに同様に型2を押し付けて構造体パターンを形成してから、加熱することにより硬化し、またはUV硬化樹脂や電子線硬化樹脂などの活性エネルギー硬化樹脂を用いてつくり、それに同様に型2を押し付けて構造体パターンを形成してから、UV光や電子線などの活性エネルギーを照射することにより硬化し、その硬化した被加工膜3から型2を剥離することにより、構造体パターンが形成された被加工膜3を得るようにしてもよい。   In the illustrated example described above, the film 3 to be processed formed on the first substrate 1 is made of polymethyl methacrylate, which is a thermoplastic resin, and is cured by cooling. However, instead, it is made using a thermosetting resin such as phenol, epoxy, melamine, unsaturated polyester, etc. Similarly, the mold 2 is pressed to form a structure pattern, and then cured by heating, Or, use an active energy curable resin such as UV curable resin or electron beam curable resin, and press the mold 2 in the same way to form a structure pattern, and then irradiate active energy such as UV light or electron beam. The film to be processed 3 on which the structure pattern is formed may be obtained by separating the mold 2 from the cured film 3 to be processed.

他方、上述した図示例では、型2を剥離して、構造体パターンが形成された被加工膜3を得、その被加工膜3から第1の基板1を分離し、構造体パターンを形成した面を貼り付けて、被加工膜3を第2の基板7に取り付けた。しかし、型2を剥離して構造体パターンが形成された被加工膜3を得て後、図2(A)に示すように構造体パターンを形成した面を貼り付けて、被加工膜3を第1の基板1とともに、導電性を有する第2の基板7に取り付けてから、図2(B)に示すように第1の基板1を研磨やエッチングにより除去する。または、被加工膜3と第1の基板1との間に形成した二酸化シリコンなどの犠牲層(図示せず)をエッチングにより除去することで、第1の基板1を被加工膜3から分離するようにしてもよい。   On the other hand, in the illustrated example described above, the mold 2 is peeled to obtain the film to be processed 3 on which the structure pattern is formed, and the first substrate 1 is separated from the film to be processed 3 to form the structure pattern. The processed film 3 was attached to the second substrate 7 by pasting the surface. However, after the mold 2 is peeled to obtain the film to be processed 3 on which the structure pattern is formed, the surface on which the structure pattern is formed is pasted as shown in FIG. After being attached to the conductive second substrate 7 together with the first substrate 1, as shown in FIG. 2B, the first substrate 1 is removed by polishing or etching. Alternatively, the first substrate 1 is separated from the processed film 3 by removing a sacrificial layer (not shown) such as silicon dioxide formed between the processed film 3 and the first substrate 1 by etching. You may do it.

また、型2を剥離して構造体パターンが形成された被加工膜3を得て後、図3(A)に示すように、型2の凹凸パターンが転写された面を、接着剤や導電性ペーストによる接着、または超音波溶着などの溶着により貼り付けて被加工膜3を第1の基板1とともに、導電性を有する第2の基板7に取り付けてから、図3(B)に示すように第1の基板1と被加工膜3を同時に研磨やエッチングで除去するようにしてもよい。   Further, after the mold 2 is peeled to obtain the film 3 to be processed on which the structure pattern is formed, the surface on which the concave / convex pattern of the mold 2 is transferred is bonded to an adhesive or conductive material as shown in FIG. As shown in FIG. 3 (B), the film 3 to be processed is attached to the second substrate 7 having conductivity together with the first substrate 1 by adhering with an adhesive paste or ultrasonic welding. In addition, the first substrate 1 and the film to be processed 3 may be simultaneously removed by polishing or etching.

(A)ないし(I)はこの発明による微細金属構造体の製造工程図である。(A) thru | or (I) is a manufacturing-process figure of the fine metal structure by this invention. 別の製造工程の変更部分工程図である。It is a change partial process drawing of another manufacturing process. さらに別の製造工程の変更部分工程図である。It is a change partial process figure of another manufacturing process. 従来のナノインプリント法を用いた微細パターンの製造工程図である。It is a manufacturing-process figure of the fine pattern using the conventional nanoimprint method. 従来の別の微細パターンの製造工程図である。It is a manufacturing process figure of another conventional fine pattern. 従来のホットエンボス法を利用した微細金属構造体の製造工程図である。It is a manufacturing-process figure of the fine metal structure using the conventional hot embossing method.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の基板
2 型
3 被加工膜
4 めっき金属
6 微細金属構造体
7 第2の基板
8 導電性を持つ膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate 2 type | mold 3 Processed film 4 Plating metal 6 Fine metal structure 7 2nd board | substrate 8 Film | membrane with electroconductivity

Claims (7)

1)第1の基板上の、流動状態にある被加工膜に、微細な凹凸パターンが形成された型を押し付け、
2)前記流動状態にある被加工膜を硬化して、その硬化した被加工膜から前記型を剥離し、その型の凹凸パターンが転写されて構造体パターンを有する被加工膜を得、
3)前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を、導電性を有する第2の基板に取り付け、
4)その被加工膜の、前記構造体パターンを形成していない面を除去することにより前記構造体パターンを開口してその構造体パターンを通して前記第2の基板を露出し、
5)その露出した第2の基板を電極としてめっきを行い、
6)堆積しためっき金属を、前記第2の基板と前記被加工膜から分離し、
微細金属構造体を製造することを特徴とする、微細金属構造体の製造方法。
1) Press a mold on which a fine uneven pattern is formed on a work film in a fluid state on the first substrate,
2) Curing the film to be processed in the fluidized state, peeling the mold from the cured film to be processed, and transferring the uneven pattern of the mold to obtain a film to be processed having a structure pattern.
3) Affixing the surface on which the structure pattern is formed, and attaching the film to be processed to a second substrate having conductivity,
4) Opening the structure pattern by removing the surface of the film to be processed on which the structure pattern is not formed to expose the second substrate through the structure pattern;
5) Plating using the exposed second substrate as an electrode,
6) separating the deposited plated metal from the second substrate and the film to be processed;
A method for producing a fine metal structure, comprising producing a fine metal structure.
前記被加工膜を、熱可塑性樹脂を用いてつくり、冷却することにより硬化することを特徴とする、請求項1に記載の微細金属構造体の製造方法。   The method for producing a fine metal structure according to claim 1, wherein the film to be processed is made by using a thermoplastic resin and is cured by cooling. 前記被加工膜を、熱硬化性樹脂を用いてつくり、加熱することにより硬化することを特徴とする、請求項1に記載の微細金属構造体の製造方法。   The method for producing a fine metal structure according to claim 1, wherein the film to be processed is made by using a thermosetting resin and is cured by heating. 前記被加工膜を、活性エネルギー硬化樹脂を用いてつくり、活性エネルギーを照射することにより硬化することを特徴とする、請求項1に記載の微細金属構造体の製造方法。   The method for producing a fine metal structure according to claim 1, wherein the film to be processed is made using an active energy curable resin and cured by irradiating with active energy. 前記型を剥離して前記構造体パターンを有する被加工膜を得、その被加工膜から前記第1の基板を分離し、前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を前記第2の基板に取り付けることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1に記載の微細金属構造体の製造方法。   The mold is peeled to obtain a film to be processed having the structure pattern, the first substrate is separated from the film to be processed, and the surface on which the structure pattern is formed is attached. The method for manufacturing a fine metal structure according to claim 1, wherein the fine metal structure is attached to the second substrate. 前記型を剥離して前記構造体パターンを有する被加工膜を得、前記構造体パターンを形成した面を貼り付けて、前記被加工膜を前記第1の基板とともに前記第2の基板に取り付けてから、前記第1の基板を前記被加工膜から分離することを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1に記載の微細金属構造体の製造方法。   The mold is peeled to obtain a film to be processed having the structure pattern, the surface on which the structure pattern is formed is attached, and the film to be processed is attached to the second substrate together with the first substrate. 5. The method for manufacturing a fine metal structure according to claim 1, wherein the first substrate is separated from the film to be processed. 請求項1ないし6のいずれか1に記載の微細金属構造体の製造方法を用いて製造してなることを特徴とする、微細金属構造体。   A fine metal structure produced by the method for producing a fine metal structure according to any one of claims 1 to 6.
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