JP2008055907A - 大面積スタンパーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な工程で多段の大面積スタンパーを製造することのできる大面積スタンパーの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の大面積スタンパーの製造方法は、（ａ）ポジティブフォトレジスト層２１に第１パターン２６ａが形成された第１マスク２３ａを積層する段階と、（ｂ）第１マスク２３ａの上面を露光する段階と、（ｃ）ポジティブフォトレジスト層２１を現像して凹状２７を形成する段階と、（ｄ）凹状２７に対応した凸状２８が形成されるようにモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）する段階と、（ｅ）ポジティブフォトレジスト層２１を除去する段階とを含んでスタンパー２０を製造することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、スタンパーの製造方法に関するもので、より詳細には、同様に反復されるパターンを有する大面積スタンパーの製造方法に関する。

現在、電子電気技術は、２１世紀の高度情報通信社会の実現に合わせて、さらに多くの容量の情報を保存し、さらに早い情報処理と伝送及び簡便な情報通信網の構築のために急速に発展している。

特に、与えられた情報伝送速度の有限性という条件の下で、このような条件を満たし得る一つの方法として、複数の構成素子をできるだけより一層小さく具現し、かつ、信頼性を高めて新たな機能性を付与するという方法が提示されている。

前述したように、電子製品が小型化するにつれて、印刷回路基板においても微細パターン（ｆｉｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）化、小型化及びパッケージ化が同様に進行している。これによって信号処理能力が優れた回路をより狭い面積に具現するために、高密度の基板（ｌｉｎｅ／ｓｐａｃｅ＝１０μｍ／１０μｍ、Ｍｉｃｒｏｖｉａ＜３０μｍ）の製造に対して、強い必要性がある。

今まで、最も広く使用されていた微細構造製作技術の一つとしては、ＵＶリソグラフィ（ＵＶ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）があり、これはフォトレジスト薄膜で覆われた基板の上に紫外線を照射して回路パターンを形成する方法である。

しかし、ＵＶリソグラフィ法を用いて基板を製造する時には、回路として用いられる銅箔が厚くなくてはならないという制限と、湿式エッチング法を使用しなくてはならないという制限があるため、ＵＶリソグラフィで１０μｍ以下の微細線幅を形成する場合には、製品の信頼性が落ちるという問題点があった。

一方、最近では印刷回路基板の集積度が一層高くなる趨勢があり、それに従って微細パターンを形成する方法に対する研究がさらに活発になっている。そして、前述したＵＶリソグラフィに代わる方法として、回路パターン形成用スタンパーを用いて高密度の基板を製造するという試みが注目されている。

スタンパーは、普通ニッケル電鋳メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）またはポリマーのモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）法によって製作されるが、このような方法でスタンパーを製造するためには、所望するパターンが凹状に形成されたマスターモールド（ｍａｓｔｅｒ ｍｏｌｄ）が必要である。

このマスターモールドは、シリコンウェーハ（Ｓｉ―Ｗａｆｅｒ）などのエッチング工程で作られるが、スタンパーの最大面積は、ウェーハの大きさに制限される。したがって、小型のスタンパーを反復して用いて回路パターンを形成する方法がり、従来ではＵＶ硬化性レジンを用いる方式があった。この方式は、いわゆる、‘ステップ反復（ｓｔｅｐ＆ｒｅｐａｔ）’方式と呼ばれるが、これはスタンパーをレジン上にインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）してパターンを形成し、ＵＶを照射して硬化させた後に、次の領域で再び同様の作業を反復するという方式である。しかし、このような方式は、加工時間が長くなるという問題があった。

また、他の方式として、熱硬化性樹脂上にスタンパーをインプリントする方式もあるが、この場合には、インプリントの加工面積が、使用するスタンパーの面積によることになる。

また、超微細（ナノサイズ）パターンの場合に、電子ビームやＦＩＢ（ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ）などの加工法によってスタンパーを一度に製作することができるが、加工時間が非常に長くなり、尚且つ費用が高くなる。

上述したように、既存の方法では超微細パターンの大面積スタンパーを製造するためには、時間的、費用的な側面からかなりの制限があった。

本発明は、超微細パターンを有する大面積スタンパーを簡単な工程で製造することのできる方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、（ａ）ポジティブフォトレジスト層（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｌａｙｅｒ）に第１パターンが形成された第１マスクを積層する段階と、（ｂ）第１マスクの上面を露光する段階と、（ｃ）ポジティブフォトレジスト層を現像して凹状を形成する段階と、（ｄ）凹状に対応した凸状が形成されるようにモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）する段階とを含むことを特徴とする大面積スタンパーの製造方法を提供する。

第１マスクを除去した後に、段階（ｂ）と段階（ｃ）との間に、（ｂ１）ポジティブフォトレジスト層に第２パターンが形成された第２マスクを積層する段階と、（ｂ２）第２マスクの上面を露光する段階と、（ｂ３）第２マスクを除去する段階とをさらに行うことができる。複数のマスクを用いることにより、多段の大面積スタンパーを製造することができる。

この場合に、第１パターンの開口部より第２パターンの開口部を小さくすることが好ましい。これは、第１パターンによって形成された第１露光部が、後に形成された第２マスクの上面を露光した際に影響を受けないようにするためである。

段階（ｄ）は、ニッケル電鋳メッキまたは高分子ポリマーのうちいずれか一つからなるようにすることが好ましい。ニッケルと高分子ポリマーとは取り扱いやすいので、モールディング材料として好ましいからである。

一方、段階（ｃ）と段階（ｄ）との間に、ポジティブフォトレジスト層を硬化させる段階をさらに含むことが好ましい。モールディング工程を行うためには、ポジティブフォトレジスト層がある程の硬度を持つことが要求される。したがって、ポジティブフォトレジスト層を硬化させる工程を行った後にモールディング工程を行うことが好ましい。

段階（ｄ）の後に、（ｅ）ポジティブフォトレジスト層を除去する段階を行うことにより、大面積スタンパーが完成する。

本発明によれば、ポジティブフォトレジスト層と、パターンの形成された複数のマスクとを用いて多段の大面積スタンパーを簡単な工程で製造することができる。

以下、本発明に係る大面積スタンパーの製造方法における好ましい実施例を、添付した図面に基づいて詳しく説明する。添付図面において、同一の構成要素には同一の参照番号を付与し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の好ましい第１実施例に係る大面積スタンパーの製造方法を示すフローチャートであり、図２は、本発明の好ましい第１実施例に係る大面積スタンパーの製造工程を示す図である。図２を参照すると、大面積スタンパー２０、ポジティブフォトレジスト層２１、基板２２、第１マスク２３ａ、第２マスク２３ｂ、第１露光部２４ａ、第２露光部２４ｂ、モールディング部２５、第１パターン２６ａ、第２パターン２６ｂ、凹状２７、凸状２８を示している。

図１の段階Ｓ１１は、ポジティブフォトレジスト層２１に第１パターン２６ａが形成された第１マスク２３ａを積層する段階であり、図２の（ａ）及び（ｂ）は、この工程を示す図である。

ポジティブフォトレジスト層２１とは、露光された部分が除去される部分となり、特に本実施例のポジティブフォトレジスト層２１は、露光された部分が透明になる性質をもっている。

第１マスク２３ａには、第１パターン２６ａが形成されている。この第１パターン２６ａは、第１マスク２３ａに穿孔された部分である。第１マスク２３ａの第１パターン２６ａは、後に回路パターンが形成される位置に対応している。

一方、ポジティブフォトレジスト層２１は、それ自体の強度が低いため、これを支持するための基板２２に積層して工程を行うことが好ましい。基板の材質としては、ガラス、石英（ｑｕａｒｔｚ）、シリコンウェーハなどを用いることが可能であるが、特にこれらに限定されるわけではなく、金属性の材質を用いてもよい。

図１の段階Ｓ１２は、第１マスク２３ａの上面を露光する段階であって、図２の（ｃ）は、この工程に対応する図である。図２の（ｃ）に示すようにＵＶを照射する場合、ポジティブフォトレジスト層２１の光を受けた部分は透明になる。この部分を以下‘第１露光部’と称する。この第１露光部２４ａは、後に除去される部分である。一方、多段のパターンを形成するために第１露光部２４ａの厚さを調節する必要があるが、この調節方法としては、露光する光の強度と時間を調節すればよい。

図１の段階Ｓ１３は、第２マスク２３ｂを積層する段階であって、図２の（ｄ）はこの工程に対応する図である。段階Ｓ１３の前に第１マスク２３ａを除去することが好ましいが、除去せずに本段階を行うこともできる。このような段階Ｓ１３を行う理由は、ポジティブフォトレジスト層２１に多段の凹状２７を形成するためである。

図２の（ｄ）に示すように、第２マスク２３ｂを積層する場合、第２マスク２３ｂの第２パターン２６ｂは、第１マスク２３ａの第１パターン２６ａの開口部よりも小さな開口部になることが好ましい。これは、第１パターン２６ａによって形成された第１露光部２４ａが第２パターン２６ｂに対する露光で影響を受けないようにするためである。すなわち、第２パターン２６ｂはより深い凹状２７を形成するために設置されるものなので、第１露光部２４ａを変形させることがないようにする必要がある。

図１の段階Ｓ１４は、第２マスク２３ｂの上面を露光する段階であって、図２の（ｅ）は、この工程に対応する図である。図２の（ｅ）に示すように露光が行われると、第２露光部２４ｂが形成される。ポジティブフォトレジスト層２１は、露光されると透明な材質に変化するので、照射されたＵＶは透明な第１露光部２４ａを貫通して第２露光部２４ｂを形成することになる。第１パターン２６ａの開口部の大きさよりも第２パターン２６ｂの開口部の大きさのほうが小さいので、第１露光部２４ａと第２露光部２４ｂは多段の形状となる。

図１の段階Ｓ１５は、第２マスク２３ｂを除去して現像する段階である。ポジティブフォトレジスト層２１の露光された部分が現像されるので、この現像工程により第１露光部２４ａと第２露光部２４ｂとが除去される。結果的に、図２の（ｆ）に示すように凹状２７が形成されたポジティブフォトレジスト層２１を得ることができる。

図１の段階Ｓ１６は、ポジティブフォトレジスト層２１の凹状２７に対応した凸状２８が形成されるようにモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）する段階であって、図２の（ｇ）は、この工程に対応する図である。

ここで、段階Ｓ１６の前にポジティブフォトレジスト層２１を硬化させる作業を行うことも可能である。ポジティブフォトレジスト層２１は、一般的に強度が低いのでモールディング作業を行うには好ましくない。よって、硬化工程を経ることにより、段階Ｓ１６のモールディング作業を円滑に行うことができる。

モールディングは、ニッケル電鋳メッキや、高分子ポリマーを用いて行う。しかし、一定した硬度とスタンパーとしての信頼性が保障される材質であれば、その他の材質を用いてもかまわない。

図２の（ｈ）に示すようにポジティブフォトレジスト層２１と基板２０とを除去すると、大面積スタンパー２０が完成する。大面積スタンパー２０には、凸状２８が形成されている。この凸状２８は、ポジティブフォトレジスト層２１の凹状２７に対応した形状となっている。

本発明の技術的思想を上述した実施例に基づいて具体的に記述したが、上述した実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。また、本発明が属する技術分野の通常の専門家であれば、本発明の技術的思想の範囲内で多様な実施例があることを理解できるであろう。

本発明の好ましい第１実施例に係る大面積スタンパーの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の好ましい第１実施例に係る大面積スタンパーの製造工程を示す図である。

符号の説明

２０ 大面積スタンパー
２１ ポジティブフォトレジスト層
２２ 基板
２３ａ 第１マスク
２３ｂ 第２マスク
２４ａ 第１露光部
２４ｂ 第２露光部
２５ モールディング部
２６ａ 第１パターン
２６ｂ 第２パターン
２７ 凹状
２８ 凸状

Claims (7)

1. （ａ）ポジティブフォトレジスト層（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｌａｙｅｒ）に第１パターンが形成された第１マスクを積層する段階と、
   （ｂ）前記第１マスクの上面を露光する段階と、
   （ｃ）前記ポジティブフォトレジスト層を現像して凹状を形成する段階と、
   （ｄ）前記凹状に対応した凸状が形成されるようにモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）する段階と
   を含むことを特徴とする大面積スタンパーの製造方法。
2. 前記段階（ｂ）と段階（ｃ）との間に、
   （ｂ１）前記ポジティブフォトレジスト層に第２パターンが形成された第２マスクを積層する段階と、
   （ｂ２）前記第２マスクの上面を露光する段階と、
   （ｂ３）前記第２マスクを除去する段階と
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の大面積スタンパーの製造方法。
3. 前記第１パターンの開口部より前記第２パターンの開口部のほうが小さいことを特徴とする請求項２に記載の大面積スタンパーの製造方法。
4. 前記段階（ｂ１）の以前に、
   前記第１マスクを除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の大面積スタンパーの製造方法。
5. 前記段階（ｄ）は、ニッケル電鋳メッキまたは高分子ポリマーのうちいずれか一つからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の大面積スタンパーの製造方法。
6. 前記段階（ｃ）と前記段階（ｄ）との間に、
   前記ポジティブフォトレジスト層を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の大面積スタンパーの製造方法。
7. 前記段階（ｄ）の後に、
   （ｅ）前記ポジティブフォトレジスト層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の大面積スタンパーの製造方法。

Images