JP5773601B2 - 熱ナノインプリントリソグラフィ用モールド、それを作製するプロセス、およびそれを用いた熱ナノインプリントプロセス - Google Patents
熱ナノインプリントリソグラフィ用モールド、それを作製するプロセス、およびそれを用いた熱ナノインプリントプロセス Download PDFInfo
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Description
第1主面(22)および第2主面(23)と、前記第1主面(22)の第1開口(27)から前記第2主面(23)の第2開口(28)まで延びるスルーキャビティ(24)とを有し、前記第1主面(22)は、任意で、前記第1開口(27)を完全もしくは部分的に閉塞するまたは開放したままとしておく第1の膜(29)に少なくとも部分的に覆われ、前記第2開口(28)は、一方の側(31)が前記第2主面(23)上に位置して該第2主面(23)を少なくとも部分的に覆う絶縁断熱性の第2の膜(30)により完全に閉塞されている基板(21)と、
任意で、前記第2開口(28)の上方(32)において前記第2の膜(30)の前記第1の側(31)で前記第2の膜(30)を機械的に支持する熱伝導層(33)と、
任意で、前記熱伝導性機械的支持層(33)の下方に位置する絶縁層と、
前記第2開口(28)の上方(32)における前記第2の膜(30)の領域内において前記第2の膜(30)の他方の側(35)に位置する加熱手段(34)と、
前記加熱手段(34)を覆い、前記第2の膜(30)を少なくとも部分的に覆う絶縁断熱層(36)と、
前記第2開口(28)の上方における前記絶縁断熱層(36)の領域内において前記絶縁断熱層(36)上に位置するインプリントパターン(37)と、
前記加熱手段(34)に電流を供給するための手段(38)と
を備える熱ナノインプリントリソグラフィ用加熱モールドにより達成される。
a)第1主面(22)と第2主面(23)を有する基板(21)を用意する工程と、
b)任意で、前記基板(21)の前記第2主面(23)における領域に熱伝導性機械的支持層(33)を形成する工程と、
c)任意で、前記第1主面(22)上に第1の膜(29)を積層する工程と、
d)前記第2主面(23)上に絶縁断熱性の第2の膜(30)を積層する工程と、
e)前記熱伝導性機械的支持層(33)の上方における前記第2の膜(30)の領域に、電気抵抗加熱層を積層する工程と、
f)前記電気抵抗加熱層を成形する工程と、
g)前記成形された電気抵抗加熱層(34)および前記第2の膜(30)に、絶縁断熱層(36)を積層する工程と、
h)前記絶縁断熱層(36)にインプリントパターン(37)を形成する工程と、
i)前記電気抵抗加熱層に電流を供給するための少なくとも1つのリード(38)を作製する工程と、
j)任意で、前記第1の膜にエッチングを施し、次いで前記第1主面の第1開口から前記第2主面の領域内における前記熱伝導性機械的支持層(33)まで、前記基板にキャビティを形成する工程と、
任意で、前記膜層(30)内、前記絶縁層(36)内、および前記絶縁断熱層(36)上の前記インプリントパターン(37)の近傍の少なくとも一つに、位置合わせまたは位置決めマークを作製する工程と
が連続して実施される前述モールドを作製するプロセスに係る。
a)有機樹脂または低融点無機材料の層が基板の平らな表面上に積層される。
b)有機樹脂が、そのガラス転移温度Tgもしくは融点以上の温度まで加熱される。または無機材料がその融点以上の温度まで加熱される。そして有機樹脂または液状無機材料の層がナノ組織構造を備える本発明に係るモールドでインプリントされ、結果として有機樹脂または無機材料の層に、モールドのナノ構造あるいは組織構造に対応する第1のナノ構造あるいは組織構造が形成される。
c)有機樹脂または無機材料の温度が固化する温度まで下げられる。
d)基板と一体化した有機樹脂または無機材料の固化層からモールドが分離される。
24 スルーキャビティ
29 第1の膜
30 第2の膜
34 加熱素子
36 断熱層
37 パターン
Claims (13)
- 第1主面(22)および第2主面(23)と、前記第1主面(22)の第1開口(27)から前記第2主面(23)の第2開口(28)まで延びるスルーキャビティ(24)とを有し、前記第1主面(22)は、任意で、前記第1開口(27)を完全もしくは部分的に閉塞するまたは開放したままとしておく第1の膜(29)に少なくとも部分的に覆われ、前記第2開口(28)は、一方の側(31)が前記第2主面(23)上に位置して該第2主面(23)を少なくとも部分的に覆う絶縁断熱性の第2の膜(30)により完全に閉塞されている基板(21)と、
任意で、前記第2開口(28)の上方において前記第2の膜(30)の前記一方の側(31)で前記第2の膜(30)を機械的に支持する熱伝導性支持層(33)と、
任意で、前記熱伝導性支持層(33)の下方に位置する絶縁層と、
前記第2開口(28)の上方(32)における前記第2の膜(30)の領域内において前記第2の膜(30)の他方の側(35)に位置する加熱手段(34)と、
前記加熱手段(34)を覆い、前記第2の膜(30)を少なくとも部分的に覆う絶縁断熱層(36)と、
前記第2開口(28)の上方における前記絶縁断熱層(36)の領域内において前記絶縁断熱層(36)上に位置するインプリントパターン(37)と、
前記加熱手段(34)に電流を供給するための手段(38)と
を備えることを特徴とする熱ナノインプリントリソグラフィ用加熱モールド。 - 前記第1主面(22)および前記第2主面(23)が平坦かつ平行であることを特徴とする、請求項1に記載のモールド。
- 前記第1主面(22)および前記第2主面(23)が水平であることを特徴とする、請求項2に記載のモールド。
- 位置合わせマーク(39、40)をさらに備えることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のモールド。
- 前記位置合わせマークは、前記第2の膜(30)内、前記絶縁断熱層(36)内、および前記絶縁断熱層(36)上における前記インプリントパターン(37)の近傍の少なくとも一つに配置されることを特徴とする、請求項4に記載のモールド。
- シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウム、サファイア、GaAsのようなマイクロ加工およびナノ加工プロセスに適合する材料、ならびにこれらの材料のいくつかを含む複合材料から選択された材料で前記基板が作製されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のモールド。
- 前記基板がシリコン製の場合には、Si3N4のように基板材料の異方性エッチングに対して耐性を有する材料から選択された材料で前記第1の膜(29)および前記第2の膜(30)が作製されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のモールド。
- 白金、窒化チタン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、ならびにマイクロ加工およびナノ加工技術に適合する全ての導電材料から選択された材料で前記加熱手段(34)が作製されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のモールド。
- SiO2、Si3N4、Al2O3、HfO2、ならびにマイクロ加工およびナノ加工技術に適合する全ての絶縁断熱材料から選択された材料で前記絶縁断熱層(36)が作製されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のモールド。
- Si、SiO2、Si3N4、Al2O3、HfO2、ならびにマイクロ加工およびナノ加工技術に適合する全ての材料から選択された材料で前記インプリントパターン(37)が作製されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のモールド。
- a)第1主面(22)と第2主面(23)を有する基板(21)を用意する工程と、
b)任意で、前記基板(21)の前記第2主面(23)における領域に熱伝導性支持層(33)を形成する工程と、
c)任意で、前記第1主面(22)上に第1の膜(29)を積層する工程と、
d)前記第2主面(23)上に絶縁断熱性の第2の膜(30)を積層する工程と、
e)前記熱伝導性支持層(33)の上方における前記第2の膜(30)の領域に、電気抵抗加熱層を積層する工程と、
f)前記電気抵抗加熱層を成形する工程と、
g)前記成形された電気抵抗加熱層(34)および前記第2の膜(30)に、絶縁断熱層(36)を積層する工程と、
h)前記絶縁断熱層(36)にインプリントパターン(37)を形成する工程と、
i)前記電気抵抗加熱層に電流を供給するための少なくとも1つのリード(38)を作製する工程と、
j)任意で、前記第1の膜にエッチングを施し、次いで前記第1主面の第1開口から前記第2主面の領域内における前記熱伝導性支持層(33)まで、前記基板にキャビティを形成する工程と、
任意で、前記膜層(30)内、前記絶縁層(36)内、および前記絶縁断熱層(36)上の前記インプリントパターン(37)の近傍の少なくとも一つに、位置合わせまたは位置決めマークを作製する工程と
が連続して実施される請求項1から10のいずれか一項に記載のモールドを作製するプロセス。 - 前記第1の膜、前記基板、および任意で前記第2の膜を通る少なくとも1つのビアホールをエッチングで形成し、電着で当該ビアホールを充填することによって、前記少なくとも1つの電流リードが作製されることを特徴とする、請求項11に記載のプロセス。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のモールドを用いた熱ナノインプリントリソグラフィによってナノ構造面を含む基板を作製するプロセス。
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