3次元構造を分解能サブμmで複製するマイクロ・メカニカル・リプロダクションの試み

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10355006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中尾 政之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90242007)
• 研究分担者: 米山 猛 金沢大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30175020) ; 松本 潔 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10282675) ; 畑村 洋太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40010863)
• キーワード: 転写 / マイクロマシン / 情報機器 / レプリカ / 高速原子線 / 近接場光

研究概要

本研究では、サブμmの分解能を有し、3次元構造を複製できる新しい微細転写技術、すなわち「マイクロ・メカニカル・リプロダクション」を試みる。この転写技術では、微細化のためにリソグラフィ技術だけでなく、従来の切削・塑性加工・鋳造・印刷などのメカニカルな加工技術を融合して用いる。本技術は、次の3つのプロセスからなる。つまり、(1)従来のリソグラフィ技術や金型作成技術を応用した「微細な原盤の作成」、(2)従来の樹脂によるレプリカ転写技術を応用した「原盤からマスクへの複製」、(3)新しい加工原理を用いる「マスクから被加工物への複製」、である。具体的には、(a)近接場光リソグラフィ、(b)犠牲層マスクエッチング、(c)再加圧式射出成形、を試みる。
平成12年度は、(a)ではTi層を用いた3層レジスト法を開発し、近接場光リソグラフィと高速原子線エッチングを組み合わせて、従来の1層のレジストでは露光深さ80nmであったものを230nmとすることができた。(b)では、従来はエッチング時の犠牲層マスクでのディンプル発生、波打ち現象が問題となっていたが、原盤を犠牲層マスクにプレスしている時にベークを行うことでこの現象を解消し、十分実用となるプロセスを確立した。(c)では、圧電素子による再加圧機構および熱流束の制御機構を備えたマイクロ金型を作成し、1ミクロンの微細構造を備えた部品も射出成形できることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] M.Hatakeyama, et.al.: "Integrated Fast Atom Beam Processes for Fabricating Micro Diffractive Grating Structures and Micro Textured Surface"Adv.Info.Storage Syst.. Vol.10. 369-381 (1999)
• [文献書誌] Shuji Tanaka, et.al.: "Printing Sub-100 Nanometer Features Near-field Photolithography"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.37. 6739-6744 (1998)
• [文献書誌] M.Nakao, et.al.: "Multi-layered Circuit Board Precisely Pressed/Damascened on Glass Plates"Proc.of ASPE'00. 551-554 (2000)
• [文献書誌] M.Nakao, et.al.: "Stamp and Damascene Process for Micro-Structure Reproduction on Glass Substrate"Proc.of ASPE Precision Fabrication and Reproduction. 64-68 (1999)
• [文献書誌] M.Nakao, et.al.: "Injection Molding for Micro-Structure of Optical Elements Using Mold-Core Extrusion"Proc.of ASPE Precision Fabrication and Reproduction. 50-54 (1999)
• [文献書誌] M.Nakao, et.al.: "Hologram Diffraction Grating of Glass with Triangular Grooves Fabricated by Sacrificial Mask FAB Etching"Proc.of ASPE'98. 338-341 (1998)