(57)【要約】【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、電鋳法で成長壁を利用してスタンパーを製作する方法を提供する。【解決手段】この発明による微細構造パターンを有するスタンパーを製作する方法は、基板を提供し、基板に微細構造パターンを反転したパターンを有する第一パターン膜を形成し、基板にスタンパーの寸法を定める第二パターン膜を形成し、電鋳工程を行って第二パターン膜を成長壁として基板に少なくとも１枚のスタンパーを形成するなどのステップを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造パターンを有するスタンパーを製作する方法において、
基板を提供し、
基板に微細構造パターンを反転したパターンを有する第一パターン膜を形成し、
基板にスタンパーの寸法を定める第二パターン膜を形成し、
電鋳工程を行い、第二パターン膜を成長壁として基板に少なくとも１枚のスタンパーを形成するステップを含むことを特徴とするスタンパーの製作方法。
【請求項２】
前記スタンパーの製作方法において、更に、シード膜を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項３】
前記シード膜は基板表面に形成されて第一フォトレジスト膜をステップカバーし、第一パターン膜と同じパターンを有することを特徴とする請求項２記載のスタンパーの製作方法。
【請求項４】
前記シード膜は基板と第一フォトレジスト膜との間に形成されることを特徴とする請求項２記載のスタンパーの製作方法。
【請求項５】
前記シード膜が金属膜であることを特徴とする請求項２記載のスタンパーの製作方法。
【請求項６】
前記基板が導電材料からなることを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項７】
前記第二パターン膜と第一パターン膜が重ならないことを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項８】
前記第二パターン膜がスタンパーより厚いことを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項９】
前記第一パターン膜が感光材料からなることを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１０】
前記第一パターン膜がポジティブ型フォトレジスト材料またはネガティブ型フォトレジスト材料からなることを特徴とする請求項９記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１１】
前記第二パターン膜が感光材料からなることを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１２】
前記第二パターン膜がポジティブ型フォトレジスト材料またはネガティブ型フォトレジスト材料からなることを特徴とする請求項１１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１３】
前記第一パターン膜が導電材料からなることを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１４】
前記第二パターン膜が絶縁材料からなることを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【請求項１５】
前記スタンパーの製作方法において、更に、スタンパーを基板からはずすステップを含むことを特徴とする請求項１記載のスタンパーの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はスタンパーの製作方法に関し、特に切削不要のスタンパーの制作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は製作容易、量産可能、低コストなどの特長をもち、光ディスク、自動車部品から家電製品までプラスチック加工または金属加工で幅広く利用されている。射出成形工程において、製品表面の微細構造パターンを複製するインサートモールドは製品の歩留まりに関わる重要なポイントである。
大寸法のインサートモールドが要求される場合は普通、金型に固定するスタンパーをインサートモールドとする。従来の技術は、スタンパーの表面にパターンを形成してから機械加工でスタンパーを要求される大きさに切削する。しかし、機械加工は多少なりともスタンパーを変形させ、または切削バリが鏡面金型を損傷するなどの問題があり、特に導光板など光学素子の製作が要求する精度を満足できない。
電子製品または光学製品を製作する超精密射出成形の場合、スタンパーの表面に微細構造パターンを製作するため、電鋳法でスタンパーを製作することが普通である。しかし、電鋳法によるスタンパーは製作工程で、それを載せる基板と大きさが同じであるため、余分の部分を切り取らなければならない。したがって、電鋳法にも切削の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は前述の問題を解決するため、電鋳法で成長壁を利用してスタンパーを製作する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明による微細構造パターンを有するスタンパーを製作する方法は、基板を提供し、基板に微細構造パターンを反転したパターンを有する第一パターン膜を形成し、基板にスタンパーの寸法を定める第二パターン膜を形成し、電鋳工程を行って第二パターン膜を成長壁として、基板に少なくとも１枚のスタンパーを形成するなどのステップを含む。
【発明の効果】
【０００５】
この発明は２回のフォトリソグラフィー工程と１回の電鋳工程で切削不要のスタンパーを形成する。この発明による方法は、絶縁材料からなる第二パターン膜を成長壁としてスタンパーの寸法と形状を要求通りに規定する。したがって、スタンパーに変形とバリがなく、スタンパーを切削する必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
かかる方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１から図７を参照する。図１から図７はこの発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す。図１によれば、まずガラス基板またはその他の絶縁基板などの基板１０を提供する。続いて基板１０の表面にフォトレジスト膜１２を塗布し、フォトリソグラフィー工程でデザインされたパターンをフォトレジスト膜１２に写してから、現像工程で図２が示すような第一パターン膜１２’を形成する。第一パターン膜１２’のパターンは製作しようとするスタンパーの微細構造パターンを反転したものである。なお、この実施例による第一パターン膜１２’は感光性のあるフォトレジスト材質からなり、ポジティブ型かネガティブ型に限らない。
図３によれば、続いて基板１０と第一パターン膜１２’の表面に薄いシード膜１４を形成して第一パターン膜１２’と基板１０の表面をステップカバーすることによって、シード膜１４と第一パターン膜１２’のパターンを一致させる。シード膜１４は電鋳金属を付着結晶させるという作用を有するものであり、その厚さは要求によってナノメートル級に達することが可能である。シード膜１４はニッケル、銀など導電性のある金属からなり、スパッタリング、蒸着または無電解鍍金などの工程によって形成されるものである。そのほか、導電性のある炭素膜をシード膜１４とすることも可能である。
図４によれば、シード膜１４を形成した後、基板１０に絶縁性の第二パターン膜１６を形成する。この実施例において、第二パターン膜１６はポジティブ型またはネガティブ型のフォトレジストなどの感光材料からなり、そのパターンはフォトリソグラフィー工程で特定パターンのあるマスクを利用して露光、現像することによって形成される。注意すべき点は、この発明による第二パターン膜１６は電鋳工程における成長壁とされ、そのパターンは製作しようとするスタンパーの寸法を定めるので、第二パターン膜１６の厚さは数百ミクロンから数千ミクロンであり、製作しようとするスタンパーより厚いことである。
図５を参照する。図５は図４における基板１０、第二パターン膜１６及びシード膜１４の平面図である。第一パターン膜１２’はスタンパー表面の微細構造パターンを定めるものであり、第二パターン膜１６はスタンパーの寸法を定めるものであるため、両者のパターンは重ならない。図５によれば、一部のシード膜１４は突起した第一パターン膜１２’の表面を覆い、第二パターン膜１６は第一パターン膜１２’を囲む。
図６によれば、続いて電鋳工程を行い、金属材料を、第二パターン膜１６の表面に付着しないようにシード膜１４の表面に成長させ、基板１０に２枚のスタンパー１８ａ、１８ｂを形成する。前述の通り、電鋳の結果は第二パターン膜１６より薄くなければならず、よって第二パターン膜１６は成長壁としてスタンパー１８ａ、１８ｂを第二パターン膜１６の範囲内に限定する。こうしてスタンパー１８ａ、１８ｂの寸法は要求と一致して、別途に切削する必要がない。
図７によれば、最後にスタンパー１８ａ、１８ｂを基板１０、第二パターン膜１６、第一パターン膜１２’からはずし、射出成形用のインサートモールドとする。なお、シード膜１４の材質がスタンパー１８ａ、１８ｂと同一であれば（例えばニッケル）、スタンパー１８ａ、１８ｂの表面にあるシード膜１４をはずさず、両者ともインサートモールドとすることも可能である。反対に、シード膜１４の材質がスタンパー１８ａ、１８ｂと相違すれば、シード膜１４をスタンパー１８ａ、１８ｂからはずさなければならない。なお、この実施例では、２枚のスタンパーの製作を例にしているが、１回の電鋳工程で製作できるスタンパーの数量と形状は限定されない。
【実施例２】
【０００８】
この発明の実施例２によれば、第一パターン膜と第二パターン膜は非感光材料からなる。第一パターン膜と第二パターン膜を製作する場合、まず基板に非感光材料膜とフォトレジスト膜を順次に形成し、フォトリソグラフィー工程でパターンをフォトレジスト膜に写して現像してから、パターンのあるフォトレジスト膜をマスクとして非感光材料膜をエッチングし、最後にフォトレジスト膜を除去してパターン膜製作を完成する。
【実施例３】
【０００９】
図８によれば、この発明の実施例３によるシード膜３２は、基板３０と第一パターン膜３４との間にある。よって実施例３では、基板１０にまずシード膜３２を形成してから、シード膜３２の表面に第一パター膜３４と第二パターン膜３６を形成する。注意すべき点は、第一パターン膜３４と第二パターン膜３６のパターンが重ならないので、その形成順序が入れ替わり、または同じ材料膜で両者を形成することが可能である。例えば、第一パターン膜３４と第二パターン膜３６が同じ材料膜で形成される場合、第二パターン膜３６は製作しようとするスタンパー３８ａ、３８ｂより厚く、第一パターン膜３４は製作しようとするスタンパー３８ａ、３８ｂより薄くなければならないので、両パターン膜を製作するのに非感光材料を利用して、複数回のフォトレジスト膜パターン付けとエッチング工程を通して、厚さが異なる第一パター膜３４と第二パターン膜３６を形成する。なお、電鋳の効果を高めて、スタンパー３８ａ、３８ｂに第一パターン膜３４と一致する微細構造パターンの形成を確保するため、第一パターン膜３４に導電材料を使用することも可能である。この実施例では、２枚のスタンパーの製作を例にしているが、１回の電鋳工程で製作できるスタンパーの数量と形状は限定されない。
【実施例４】
【００１０】
この発明の実施例４によれば、導電材料からなる基板を利用して、その上に微細構造パターンとスタンパー寸法をそれぞれ定める第一パターン膜と第二パターン膜を形成してから、第二パターン膜を成長壁として電鋳を行ってスタンパーを形成する。同じく、電鋳の効果を高めるため、第一パターン膜に導電材料を使用することも可能である。
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
この発明は２回のフォトリソグラフィー工程と１回の電鋳工程で切削不要のスタンパーを形成する。この発明による方法は、絶縁材料からなる第二パターン膜を成長壁としてスタンパーの寸法と形状を要求通りに規定する。したがって、スタンパーに変形とバリがなく、スタンパーを切削する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第一説明図である。
【図２】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第二説明図である。
【図３】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第三説明図である。
【図４】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第四説明図である。
【図５】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第五説明図である。
【図６】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第六説明図である。
【図７】この発明の実施例１によるスタンパーの製作方法を表す第七説明図である。
【図８】この発明の実施例３によるスタンパーの製作方法を表す説明図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０   基板
１２   フォトレジスト膜
１２’  第一パターン膜
１４   シード膜
１６   第二パターン膜
１８ａ、１８ｂ スタンパー
３０   基板
３２   シード膜
３４   第一パターン膜
３６   第二パターン膜
３８ａ、３８ｂ スタンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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