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JP2004063694A - Pattern transfer film, manufacture thereof, functional mask and manufacture of functional mask - Google Patents

Pattern transfer film, manufacture thereof, functional mask and manufacture of functional mask Download PDF

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JP2004063694A
JP2004063694A JP2002218746A JP2002218746A JP2004063694A JP 2004063694 A JP2004063694 A JP 2004063694A JP 2002218746 A JP2002218746 A JP 2002218746A JP 2002218746 A JP2002218746 A JP 2002218746A JP 2004063694 A JP2004063694 A JP 2004063694A
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Japan
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film
pattern
bonding
pattern transfer
forming
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Application number
JP2002218746A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kimura
木村 里至
Noboru Furuya
古谷 昇
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional mask or the like and the manufacturing method of the same, high in the adhesiveness to a surface to be worked and reduced in the manufacturing cost of the same. <P>SOLUTION: A matrix is formed, in which a pattern is formed on a substrate 11 by a plating film 14 (Fig.(d)). A resin is embedded into the matrix to cure and form a resin film 15 for bearing the pattern (Fig.(e)). A base film 16 having flexibility is bonded to the resin film 15 (Fig.(f)). The pattern film is separated from the matrix and is transferred to the side of the base film 16 to form a pattern transferring film 17. The resin film 15 is bonded from the pattern transferring film 17 onto a member to be worked to separate the same from the base film 16 whereby the functional mask is formed on the member to be worked. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、微細な配線パターンなどの作製に用いられる機能性マスクとその製造方法、並びに当該機能性マスクを用いた微細構造体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
微細な配線パターンなどを作製する際に用いられる、貫通孔を有するマスクとして、メタルマスクやシャドウマスクが作製され、使用されている。メタルマスクの従来例は、例えば、特開2000−313179号公報や特許3061206号などに開示されている。上述したメタルマスク等は、エッチングによるパターン形成工程や、スパッタリング法などによる製膜工程などの工程において、マスクに張力をかけてしわのない状態にし、この状態でマスクを被加工部材に重ねるようにして使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の各種マスクでは、マスクと被加工部材の被加工面との密着性が十分に確保できているとは言えず、両者の間に隙間ができてしまい、所望の形状をパターニングすることが難しい。特に、被加工面が曲面(例えば、うねり面、球面など)である場合や、被加工部材が剛体でないもの(例えば、プラスチックシートや極薄の基板など)である場合には、密着性の確保が更に難しくなる。
【0004】
これに対して、被加工部材の被加工面に対して直接に、紫外線硬化型樹脂などを用いてパターン形成を行い、この樹脂膜をマスクとして用いることにより、密着性の高いマスクを得る方法も考えられる。しかしながら、この方法では、個々の被加工部材に対してその都度、樹脂膜の形成、パターンの露光、現像といった一連の工程(いわゆるフォトリソ工程)を行ってマスクを形成するので、フォトリソ工程を行う回数が多くなって製造コストが増加する。
【0005】
本発明は、このような点に着目して創作されたものであり、被加工部材への密着性が高く、かつ製造コストを低減することを可能とする機能性マスク等とその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、他に転写すべきパターンを担うパターン膜を有するパターン転写フィルムの製造方法であって、上記パターンが形成された母型に樹脂を埋設し、これを硬化してパターンを担うパターン膜を形成するパターン膜形成工程と、上記パターン膜に柔軟性を有するベースフィルムを貼り合わせる貼り合わせ工程と、上記母型からパターン膜を剥離し、上記ベースフィルム側に転写する転写工程と、を含む。
【0007】
柔軟性を有するベースフィルム上にパターン膜を形成しているので、このパターン転写フィルムを用いて、パターン膜を被加工部材によく密着させて転写することにより、密着性の高い機能性マスクを実現することが可能となる。また、母型に樹脂を埋設し、硬化させてパターン膜を形成しているので、1の母型を繰り返して使い、多数のパターン膜を形成し、パターン転写用フィルムを形成することが可能となる。これにより、個々の被加工部材に対してその都度、フォトリソ工程を行ってパターン膜を形成する従来方法に比較して、低コストに機能性マスクを形成することが可能となる。
【0008】
好ましくは、上記パターン膜と上記ベースフィルムの貼り合わせは、結合膜を介して行われる。
【0009】
好ましくは、上記結合膜は、熱昇華性の有機色素膜と、貼り合わせ用膜と、を含む。これにより、被加工部材とパターン膜を接着した後に、有機色素膜を紫外線照射により昇華させることにより当該結合膜の結合力を弱めることができるので、パターン膜を被加工部材に転写した後のベースフィルムの剥離を容易に行うことが可能となる。
【0010】
好ましくは、上記母型は、基板の一方面に導体化膜を形成する工程と、導体化膜上に感光性樹脂膜を形成し、この感光性樹脂膜をパターニングして導体化膜を部分的に露出させる貫通孔を形成する工程と、上記導電化膜を一方の電極として電気めっきを行い、感光性樹脂膜に形成された貫通孔内にめっき膜を成長させる工程と、基板上の感光性樹脂膜を除去する工程と、を含んで形成される。これにより、めっき膜による凹凸形状が基板上に形成されてなる母型を容易に形成することが可能となる。
【0011】
好ましくは、上記導電化膜は、少なくともクロム膜、クロム膜とニッケル膜の積層膜のいずれかを含む。
【0012】
好ましくは、上記めっき膜は、少なくともニッケル膜、ニッケル−コバルト合金膜のいずれかを含む。
【0013】
好ましくは、上記母型は、基板の一方面に感光性樹脂を形成し、この感光性樹脂をパターニングして基板を部分的に露出させる貫通孔を形成する工程と、パターニングされた感光性樹脂をエッチングマスクとして用いてエッチングを行い、基板に凹凸形状を形成する工程と、を含んで形成される。これにより、基板の感光性樹脂に形成された貫通孔に対応する部分が凹状に削られ、感光性樹脂に覆われた部分が凸状に残されてなる母型を容易に形成することが可能となる。
【0014】
好ましくは、上記パターン膜形成工程における樹脂の埋設は、母型に形成されたパターンの形成面上に液状の樹脂材料を滴下した後に、塗布具(例えば、ヘラやスキージなど)を用いて液状の樹脂材料の供給量を調整し、液状の樹脂材料の厚みをパターンの凹部の深さ以下とするように行う。これにより、各凹部に埋設される樹脂の間をより確実に隔離し、樹脂膜の形成不良を回避することが可能となる。
【0015】
好ましくは、上記パターン膜形成工程における樹脂の埋設は、母型に形成されたパターンの形成面上に液状の樹脂材料を滴下した後に、パターンの形成面の上方から気流をあてて液状の樹脂材料の供給量を調整し、液状の樹脂材料の厚みをパターンの凹部の深さ以下とするように行う。これにより、各凹部に埋設される樹脂の間をより確実に隔離し、樹脂膜の形成不良を回避することが可能となる。特に、気流を用いることにより、パターン形成面の汚染や破損などを回避することが容易となる利点がある。
【0016】
好ましくは、上記パターン膜形成工程は、樹脂の埋設に先立って、母型に付着した異物を除去する清浄化処理を行う。これにより、樹脂膜に対する異物の混入を回避することが可能となるとともに、基板上において液状の樹脂材料のはじきを生じて樹脂膜の形成不良が発生することを回避することが可能となる。
【0017】
好ましくは、上記清浄化処理は、紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理のいずれかを含む。
【0018】
好ましくは、上記パターン膜は、弾性体である。これにより、パターン膜を母型から剥離する際に、パターン膜に曲げなどの物理的ストレスがかかった場合にも、物理的ストレスを取り除いた後には形状が元通りに回復するので、パターン膜の変形、破損などをより確実に回避することが可能となる。
【0019】
好ましくは、上記ベースフィルムは、位置合わせ用のアライメントマークを有する。これにより、パターン膜を被加工部材などに転写する際の位置合わせを容易に行うことが可能となる。
【0020】
また、本発明は、上述した製造方法を用いて製造されるパターン転写フィルムでもある。より具体的には、本発明のパターン転写フィルムは、他に転写されるべきパターンを担うパターン膜と、パターン膜を一面に有するベースフィルムと、パターン膜とベースフィルムとの間に介在し、エネルギの付与に応じて結合力を弱める結合膜とを含んで構成される。
【0021】
好ましくは、上記パターンはマスクパターンを含む。
【0022】
好ましくは、上記パターン膜は、樹脂膜を含む。
【0023】
好ましくは、上記ベースフィルムは、シート状である。
【0024】
好ましくは、上記ベースフィルムには、位置合わせ用のアライメントマークが形成されている。
【0025】
好ましくは、上記ベースフィルムは、ポリエチレンテレフタレートを含む。
【0026】
好ましくは、上記結合膜は、有機色素膜と貼り合わせ用膜とを含む。
【0027】
好ましくは、上記結合膜は、有機色素膜を紫外線照射によって昇華させることによって結合力を弱める。
【0028】
また、本発明は、上述した製造方法によって製造されるパターン転写フィルムに含まれる上記パターン膜を被加工部材に貼り付け、ベースフィルムをパターン膜から剥離することにより、被加工部材の加工対象面上に機能性マスクを形成する機能性マスクの製造方法でもある。かかる製造方法によれば、パターン転写フィルムの柔軟性を利用し、被加工部材との密着性に優れた機能性マスクを形成することが可能となる。特に、被加工部材の加工対象面が曲面の場合にも、高い密着性を確保した機能性マスクを容易に実現することが可能となる。
【0029】
好ましくは、上記パターン膜の貼り付けは、被加工部材とパターン膜を接着した後に、結合膜に含まれる有機色素膜を紫外線照射によって昇華させることにより当該結合膜の結合力を弱め、パターン膜からベースフィルムを剥離することにより行う。これにより、パターン膜を被加工部材に転写した後のベースフィルムの剥離を容易に行うことが可能となる。
【0030】
また、本発明は、上述した製造方法によって形成される機能性マスクでもある。
【0031】
また、本発明は、上述した製造方法によって製造される機能性マスクを用いて被加工部材を加工することにより微細構造体を形成する、微細構造体の製造方法でもある。密着性の高い機能性マスクを用いるので、形状の加工精度の高い微細構造体を実現することが可能となる。
【0032】
好ましくは、上記被加工部材に対する加工は、少なくともめっき法、物理堆積法、スピンコート法のいずれかの製膜法を含む。
【0033】
好ましくは、上記被加工部材に対する加工は、機能性マスクをエッチングマスクとして用いたエッチングを含む。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
(第1の実施形態)
本実施形態では、微細パターンを有する樹脂膜を一旦、フィルム上に形成しておき、その後、この樹脂膜をフィルムから剥離して被加工部材に転写することにより、被加工部材の加工に用いる機能性マスクを形成する。以下、その詳細について説明する。
【0036】
図1は、第1の実施形態のパターン転写フィルムの製造方法について説明する説明図である。
【0037】
まず、図1(a)に示すように、基板11の一方面に導電体膜(導電化膜)12を形成し、この導電体膜12上にフォトレジスト膜13を形成する。
【0038】
基板11としては、ガラス基板、シリコン基板、金属基板(例えば、ステンレス基板等)などを用いることができる。また、基板11の導電体膜12を形成する側の面は、面粗さRmaxが0.1μm以下、平坦度が1μm以下となるように研磨処理を行っておくことが好ましい。
【0039】
導電体膜12としては、例えば、スパッタリング法や蒸着法などの製膜法を用いて、1000〜3000Å程度の厚さのクロム膜を形成することが好適である。また、この導電体膜12は、後の工程(詳細は後述)において、電気鋳造(電鋳)によりニッケル膜を形成する際の電極として用いるため、上述したクロム膜の上に100〜1000Å程度の厚さのニッケル膜を連続して形成して導電体膜12を2層構造とすることにより、後の工程で電鋳によって形成されるニッケル膜と導電体膜12との密着性をより高めるようにしてもよい。
【0040】
フォトレジスト膜13は、30μm〜120μm程度の厚さに形成することが好ましい。また、フォトレジスト膜13は、最終的に形成する機能性マスクの厚みよりも厚くなるように形成する。フォトレジスト膜13の形成に使用するレジスト材料は、配線回路パターンの線幅に応じて、線幅が比較的に大きい場合にはドライフィルムを使用し、線幅が比較的に小さい場合にはスピンコート式のレジスト材料を使用することが好適である。
【0041】
次に、図1(b)に示すように、フォトレジスト膜13を所望形状にパターニングする。具体的には、形成したいパターン(例えば、配線パターン等)に対応してフォトレジスト膜13の露光を行い、その後アルカリ性現像液を用いて現像を行って未露光部分を除去することにより、パターンに対応する部分が開口した(すわなち、パターニングされた)フォトレジスト膜13が形成される。現像した後は、基板11の洗浄を行って現像液等を除去する。ここでは、まず、純水置換洗浄によって、アルカリ成分がなくなるまでに十分に基板11を洗浄する。次に、紫外線照射処理又は酸素プラズマを用いたアッシング(酸素プラズマアッシング処理)を行い、現像により露出した基板面の清浄度を確保する。この紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理は、フォトレジスト膜13をも分解して除去する作用があるため、パターニング後のフォトレジスト膜13が熱変形や膜厚減少を招かないように、処理条件を適宜調整して行われる。
【0042】
なお、フォトレジスト膜13に対する露光を行う際に、露光過多気味となるように露光強度を高めに設定することにより、現像後のフォトレジスト膜13の開口部の形状が基板11側からフォトレジスト膜13の上面側に向かって次第に狭くなるテーパー形状となるようにすることも可能である。
【0043】
次に、図1(c)に示すように、基板11上の導電体膜12を一方の電極として用いて電鋳を行い、フォトレジスト膜13の開口部(抜け部)を埋めるようにしてめっき膜14を成長させる。本実施形態では、めっき膜14は、厚みがフォトレジスト膜13の厚みの95%程度となるまで成長させる。
【0044】
上述した電鋳においては、低応力のニッケル又はニッケルコバルト合金のめっきを行うことが好適である。めっき方法の具体例としては、めっき液としてスルファミン酸ニッケルめっき液を用いて、液温を55℃程度とし、めっき初期電流密度を3A/mとして10分程度通電した後に、電流密度を15A/mとし、めっき膜が所望の厚さとなるまで適宜めっき時間を加減して行うことが好適である。めっき通電開始に先だって、めっき液へ基板11を短時間浸して取り出し、フォトレジスト膜13の下地になっている導電体膜12の面上でめっき液のはじきが発生しなくなることを確認した後に、めっき通電を開始する。めっき液のはじきがある場合には、はじきがなくなるまで基板11をめっき液に浸すか、あるいは基板11に対して再度、紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理を行うとよい。
【0045】
次に、図1(d)に示すように、基板11上のフォトレジスト膜13を除去する。これにより、めっき膜14によるパターン(凹凸形状)が形成された基板11が得られる。この基板11は、詳細を後述するように、本実施形態の機能性マスクを多数形成するための母型として用いられる。
【0046】
上述したフォトレジスト膜13を除去する処理は、除去溶液として、濃度を3重量%以下、液温を30〜50℃とした水酸化ナトリウム溶液を用いることが好適である。処理時間は、フォトレジスト膜13の厚みや形成されたパターンの形状により適宜設定すればよいが、除去溶液に基板11を浸している間に、除去溶液を撹拌し、又は基板11を揺動させると、処理時間を短縮することが可能である。また、超音波洗浄処理を組み合わせて除去処理を行うと更に好ましい。この場合には、比較的に低い周波数(例えば、47kHz以下)の超音波を用いるとめっき膜の変形等の欠陥を生じる場合があるので、比較的に高い周波数(例えば、800kHz以上)の超音波を用いるとよい。
【0047】
次に、基板11に対して紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理を行い、基板11の表面を清浄な状態にした後に、基板11上に液状の樹脂材料を塗布する。この液状の樹脂材料は、めっき膜14によって形成されるパターンの凹部(開口部)へほぼ均一にムラがないように広げながら滴下される。また、液状の樹脂材料は、硬化させた後の樹脂膜が弾性体となるようなものを選択し、予め真空脱泡(気泡抜き)を行っておく。
【0048】
液状の樹脂材料を充填滴下した後に、自重により凹部を埋めるまで、適当な時間(例えば、10〜60秒間程度)が経過した後、プラスチック製のヘラ又はスキージを用いて、めっき膜14の上部にあててかき取ることにより、樹脂材料をめっき膜14の厚さ以下に押さえ込む。あるいは、樹脂材料の滴下後に、適宜調整した風速(例えば、0.4〜1.0m/秒程度)の気流をめっき膜14の上面側からあてることにより、樹脂材料の高さをめっき膜14の厚さを調整してもよい。その後、熱風乾燥機などを用いて、基板11上の樹脂材料に熱処理(例えば、60℃、3時間程度)を加えて乾燥させることにより、液状であった樹脂材料を固化させる。これにより、図1(e)に示すように樹脂膜15が形成される。
【0049】
次に、片面に粘着層(貼り合わせ用膜)をもち、紙などと同様の柔軟性を有するとともに、少なくとも可視光線及び紫外線を透過する略透明なベースフィルム16を用意し、図1(f)に示すように、ベースフィルム16の粘着層を有する側の面を樹脂膜15上に当接させて、気泡が入らないように注意しながら両者を貼り合わせる。
【0050】
ここで、ベースフィルム16の詳細構造について説明する。図2は、上述したベースフィルム16の詳細構造を説明する図である。図2に示すように、本実施形態のベースフィルム16は、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂等からなる樹脂層31と、紫外線波長領域の光の照射によって昇華する特性を有する有機色素(例えば、シアニン系色素)を樹脂層31に塗布し、乾燥させて形成した色素層32と、セルロース系粘着液を色素層32に塗布し、乾燥させて形成した粘着層33を含んで構成されている。
【0051】
また、樹脂膜15を被加工部材に対して正確に位置合わせして転写するために、ベースフィルム16の所定位置に位置合わせに用いるアライメントマークを形成しておくと更に好適である。
【0052】
図3は、ベースフィルム16上におけるアライメントマークの形成位置について説明する説明図である。図3に示すように、アライメントマーク34は、樹脂層31の色素層32が形成されていない側の面側であって、ベースフィルム16に貼り合わされる樹脂膜15と重複しない位置を適宜選んで形成される。このアライメントマーク34と、被加工部材に形成されるアライメントマーク(詳細は後述する)とを用いることにより、位置合わせを容易かつ正確に行うことが可能となる。
【0053】
上述したベースフィルム16を樹脂膜15に貼り合わせると、次に、基板11からベースフィルム16を剥離する。これにより、図1(g)に示すように、パターンを保持した状態で樹脂膜15が基板11上からベースフィルム16上へ転写され、パターン転写フィルム17が形成される。そして、詳細については後述するが、本実施形態では、このパターン転写フィルム17から樹脂膜15のみを剥離して被加工部材に転写することにより、樹脂膜15を被加工部材の加工に用いる機能性マスクを形成する。
【0054】
なお、必要に応じて、パターン転写フィルム17の裏面(樹脂膜15の形成面と反対面)に、剛性のある裏打ち板(例えば、透明アクリル板など)を貼りつける補強を行うようにしてもよい。
【0055】
また、めっき膜14によるパターンが形成された基板11(図1(d)参照)を母型として用いて、上述した図1(e)〜図1(g)の工程を繰り返して行うことにより、1つの母型から多数のパターン転写フィルム17を形成することが可能である。
【0056】
次に、上述したパターン転写フィルム17を用いて、被加工部材に機能性マスクを形成する方法について詳細に説明する。
【0057】
図4は、パターン転写フィルム17を用いて機能性マスクを形成する方法について説明する説明図である。まず、パターン転写フィルム17の表面(樹脂膜15の形成面)に対して、接着効果を有する液状材料をスプレー塗布し、乾燥させる。次いで、図4(a)に示すように、電気回路基板などのパターニングを必要とする被加工部材41の表面に、しわが発生しないように適宜張力をかけながらパターン転写フィルム17を当接させて、樹脂膜15を被加工部材41に貼り付ける。このとき、被加工部材41の所定位置には、位置合わせ用のアライメントマーク42が予め形成されており、このアライメントマーク42と、ベースフィルム16の一方面上に形成されているアライメントマーク34とを用いて位置合わせが行われる。
【0058】
次に、図4(b)に示すように、紫外線領域の波長の光を含む照射光43をパターン転写フィルム17の裏面側から照射して色素層32(図2参照)を昇華させることにより樹脂膜15とベースフィルム16の間の結合力を弱め、ベースフィルム16を樹脂膜15から剥離させる。これにより、図4(c)に示すように、被加工部材41は、樹脂膜15からなる機能性マスクが貼り付けられた状態になる。
【0059】
また、本実施形態では、パターン転写フィルム17の柔軟性(可撓性)を生かして、被加工部材の曲面部分に対して、機能性マスクの貼り付けを容易に行うことが可能である。
【0060】
図5は、被加工部材の曲面部分に機能性マスクを形成する場合の方法について説明する説明図である。まず、パターン転写フィルム17の表面に接着効果を有する液状材料をスプレー塗布し、乾燥させる。次いで、図5(a)に示すように、しわが発生しないように適宜張力をかけ、かつ被加工部材41aの曲面形状に沿って撓ませながらパターン転写フィルム17を被加工部材41aの表面(曲面部分)に当接させて、樹脂膜15を被加工部材41aに貼り付ける。
【0061】
次に、図5(b)に示すように、紫外線領域の波長の光を含む照射光43をパターン転写フィルム17の裏面側から照射して色素層32(図2参照)を昇華させることにより、ベースフィルム16を樹脂膜15から剥離させる。図5(c)に示すように、被加工部材41aは、微細パターンを有する樹脂膜15、すなわち機能性マスクが貼り付けられた状態になる。
【0062】
上述した図4(c)又は図5(c)に示した状態、すなわち、機能性マスク(樹脂膜15)が貼り付けられた状態で、被加工部材41(又は被加工部材41a)に対して各種の処理を行うことにより、被加工部材41を加工することが可能となる。例えば、機能性マスクをエッチングマスクとして用いてエッチングを行うことにより、被加工部材41に所望の形状をパターニングすることができる。また、被加工部材41に対して、スパッタリング処理、スピンコート処理、焼き付け処理などを行うことによって、機能性マスクの有するパターンと逆パターンを有する薄膜を被加工部材41の表面に形成することができる。また、薄膜の形成後、機能性マスクが不要であれば、機能性マスクが弾性体であることを利用して、エッジ部近傍の1箇所から簡単に引き剥がすことが可能である。更には、機能性マスクを剥離せずにそのまま残し、回路パターン間の絶縁層として活用することや、多層構造体における中間絶縁層として活用することも可能である。
【0063】
このように、第1の実施形態では、柔軟性を有するベースフィルム16上に樹脂膜(パターン膜)15を形成してパターン転写フィルム17を形成しているので、このパターン転写フィルム17を用いることにより、樹脂膜15を被加工部材41によく密着させて転写し、密着性の高い機能性マスクを実現することが可能となる。また、母型に樹脂を埋設し、硬化させて樹脂膜15を形成しているので、1の母型を繰り返し使って多数のパターン転写フィルムを形成し、機能性マスクを形成することが可能となる。これにより、個々の被加工部材に対してその都度、フォトリソ工程を行って機能性マスクを形成する従来方法に比較して、機能性マスクの大幅な低コスト化を実現することが可能となる。このような本実施形態のパターン転写フィルム17は、被加工部材の曲面部分に機能性マスクを形成する場合に特に有効に利用することができる。
【0064】
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態のパターン転写フィルムの製造方法について説明する説明図である。
【0065】
まず、図6(a)に示すように、基板21の一方面にフォトレジスト膜13を形成する。基板21としては、ガラス基板、シリコン基板などを用いることができる。また、基板21のフォトレジスト膜13を形成する側の面は、面粗さRmaxが0.1μm以下、平坦度が1μm以下となるように研磨処理を行っておくことが好ましい。
【0066】
また、フォトレジスト膜13は、30μm〜120μm程度の厚さに形成することが好ましい。また、フォトレジスト膜13は、最終的に形成する機能性マスクの厚みよりも厚くなるように形成する。フォトレジスト膜13の形成に使用するレジスト材料は、形成するパターンの線幅に応じて、線幅が比較的に大きい場合にはドライフィルムを使用し、線幅が比較的に小さい場合にはスピンコート式のレジスト材料を使用することが好適である。
【0067】
次に、図6(b)に示すように、フォトレジスト膜13を所望形状にパターニングする。具体的には、形成したいパターンに対応してフォトレジスト膜13の露光を行い、その後アルカリ性現像液を用いて現像を行って未露光部分を除去することにより、パターンに対応する部分が開口した(すわなち、パターニングされた)フォトレジスト膜13が形成される。現像した後は、基板11の洗浄を行って現像液等を除去する。洗浄方法については、上述した第1の実施形態の場合と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【0068】
次に、フォトレジスト膜13をエッチングマスクとして用いて基板21をエッチングし、基板21に凹凸形状を形成する。ここで、例えば、基板21がシリコン基板の場合には、フレオンガスを用いてドライエッチングを行うことが好適である。また、フォトレジスト膜13の除去速度と基板21のエッチング速度が同一でない場合には、フォトレジスト膜13が除去されるまでにエッチングを終えるようにするとよい。その後、エッチング深さ(凹部22の深さ)を測定し、深さが所望の値(例えば、30μm以上)となっていることを確認し、必要に応じて、再度のエッチングを行う。これにより、図6(c)に示すように、フォトレジスト膜13に形成されたパターンが基板21に転写され、基板21に凹部22が形成される。
【0069】
次に、基板21に対して紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理を行い、基板21の表面を清浄な状態にした後に、基板21上に液状の樹脂材料を塗布する。この液状の樹脂材料は、基板21に形成された凹部22へほぼ均一にムラがないように広げながら滴下される。その後の処理は、上述した第1の実施形態の場合と同様にして行われる。これにより、図6(d)に示すように樹脂膜15が形成される。
【0070】
次に、上述した第1の実施形態と同様のベースフィルム16を用意し、図6(e)に示すように、ベースフィルム16の粘着層を有する側の面を樹脂膜15上に当接させて、両者の間に気泡が入らないように注意しながら接着する。
【0071】
次に、基板21の周辺部の1箇所からベースフィルム16を引き剥がす。これにより、図6(f)に示すように、樹脂膜15がパターンを保持したまま基板11上からベースフィルム16上へ転写されて、パターン転写フィルム17が形成される。
【0072】
このパターン転写フィルム17を用いて、上述した第1の実施形態の場合と同様に、樹脂膜15を被加工部材へ転写することにより、密着性が高い機能性マスクを低コストに形成することが可能となる。具体的な方法については、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0073】
なお、本発明は、上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した説明では、母型となるべき基板の形成は、めっきを用いた方法又はエッチングによる方法によって行われていたが、要求されるパターンの寸法が比較的に大きい場合には、機械的な方法(例えば、ダイヤモンドバイト等の切削具を用いて基板に凹凸形状を形成するなど)などを用いて母型を形成してもよい。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、柔軟性を有するベースフィルム上にパターン膜を形成しているので、このパターン転写フィルムを用いて、パターン膜を被加工部材によく密着させて転写することにより、密着性の高い機能性マスクを実現することが可能となる。また、母型に樹脂を埋設し、硬化させてパターン膜を形成しているので、1の母型を繰り返して使い、多数のパターン膜を形成し、パターン転写用フィルムを形成することが可能となる。これにより、個々の被加工部材に対してその都度、フォトリソ工程を行ってパターン膜を形成する従来方法に比較して、低コストに機能性マスクを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のパターン転写フィルムの製造方法について説明する説明図である。
【図2】ベースフィルムの詳細構造を説明する図である。
【図3】ベースフィルム上におけるアライメントマークの形成位置について説明する説明図である。
【図4】パターン転写フィルムを用いて機能性マスクを形成する方法について説明する説明図である。
【図5】被加工部材の曲面部分に機能性マスクを形成する場合の方法について説明する説明図である。
【図6】第2の実施形態のパターン転写フィルムの製造方法について説明する説明図である。
【符号の説明】
11、21 基板
12 導電体膜
13 フォトレジスト
14 めっき膜
15 樹脂膜
16 ベースフィルム
17 パターン転写フィルム
31 樹脂層
32 色素層
33 粘着層
41、41a 被加工部材
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a functional mask used for manufacturing a fine wiring pattern and the like, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a fine structure using the functional mask.
[0002]
[Prior art]
Metal masks and shadow masks have been produced and used as masks having through-holes used when producing fine wiring patterns and the like. Conventional examples of the metal mask are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-313179 and Japanese Patent No. 3061206. In the above-described metal masks and the like, in a process such as a pattern forming process by etching, a film forming process by a sputtering method or the like, tension is applied to the mask so that the mask does not wrinkle, and in this state, the mask is overlapped with the workpiece. Used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional various masks, it cannot be said that the adhesiveness between the mask and the surface to be processed of the workpiece is sufficiently secured, and a gap is formed between the two, so that a desired shape is patterned. Is difficult. In particular, when the surface to be processed is a curved surface (for example, a wavy surface, a spherical surface, or the like) or when the member to be processed is not a rigid body (for example, a plastic sheet or a very thin substrate), the adhesion is ensured. Becomes more difficult.
[0004]
On the other hand, there is also a method in which a pattern is formed directly on a surface to be processed of a member to be processed using an ultraviolet curable resin or the like, and a mask having high adhesion is obtained by using this resin film as a mask. Conceivable. However, in this method, a series of steps such as resin film formation, pattern exposure, and development (so-called photolithography process) are performed on each workpiece to form a mask. And the manufacturing cost increases.
[0005]
The present invention has been created by paying attention to such points, and provides a functional mask and the like which have high adhesion to a workpiece and can reduce the manufacturing cost, and a method for manufacturing the same. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a method for producing a pattern transfer film having a pattern film that bears a pattern to be transferred to another, embedding a resin in a matrix on which the pattern is formed, A pattern film forming step of forming a pattern film that bears a pattern by curing, a laminating step of bonding a flexible base film to the pattern film, and peeling the pattern film from the matrix, on the base film side And a transfer step of transferring.
[0007]
Since a pattern film is formed on a flexible base film, a functional mask with high adhesion is realized by using this pattern transfer film to transfer the pattern film in close contact with the workpiece. It is possible to do. In addition, since the pattern film is formed by embedding and curing the resin in the matrix, it is possible to form a pattern transfer film by repeatedly using one matrix to form a large number of pattern films. Become. This makes it possible to form a functional mask at a lower cost as compared with the conventional method of forming a pattern film by performing a photolithography process on each workpiece each time.
[0008]
Preferably, the bonding of the pattern film and the base film is performed via a bonding film.
[0009]
Preferably, the bonding film includes a thermosublimable organic dye film and a bonding film. With this, the bonding force of the bonding film can be reduced by sublimating the organic dye film by irradiating ultraviolet rays after bonding the workpiece and the pattern film, and thus the base after transferring the pattern film to the processing member. It is possible to easily peel the film.
[0010]
Preferably, the matrix includes a step of forming a conductive film on one surface of the substrate, forming a photosensitive resin film on the conductive film, and patterning the photosensitive resin film to partially form the conductive film. Forming a through-hole exposed on the substrate; performing electroplating using the conductive film as one electrode; and growing a plating film in the through-hole formed in the photosensitive resin film; Removing the resin film. Thus, it is possible to easily form a master having the unevenness formed by the plating film formed on the substrate.
[0011]
Preferably, the conductive film includes at least one of a chromium film and a stacked film of a chromium film and a nickel film.
[0012]
Preferably, the plating film includes at least one of a nickel film and a nickel-cobalt alloy film.
[0013]
Preferably, the matrix has a step of forming a photosensitive resin on one surface of the substrate, patterning the photosensitive resin to form a through hole that partially exposes the substrate, Etching using the etching mask to form an uneven shape on the substrate. As a result, a portion corresponding to the through hole formed in the photosensitive resin of the substrate is shaved in a concave shape, and a matrix having a portion covered with the photosensitive resin in a convex shape can be easily formed. It becomes.
[0014]
Preferably, the embedding of the resin in the pattern film forming step is performed by dropping a liquid resin material on the pattern forming surface formed on the matrix and then using a coating tool (for example, a spatula or a squeegee). The supply amount of the resin material is adjusted so that the thickness of the liquid resin material is equal to or less than the depth of the concave portion of the pattern. This makes it possible to more reliably isolate the resin buried in each concave portion, and to avoid a defective formation of the resin film.
[0015]
Preferably, the embedding of the resin in the pattern film forming step is performed by dropping the liquid resin material on the pattern forming surface formed in the matrix and then applying an air current from above the pattern forming surface to the liquid resin material. Is adjusted so that the thickness of the liquid resin material is equal to or less than the depth of the concave portion of the pattern. This makes it possible to more reliably isolate the resin buried in each concave portion, and to avoid a defective formation of the resin film. In particular, there is an advantage that the use of the airflow makes it easy to avoid contamination, breakage, and the like of the pattern forming surface.
[0016]
Preferably, in the pattern film forming step, prior to embedding the resin, a cleaning process for removing foreign substances attached to the matrix is performed. This makes it possible to avoid the intrusion of foreign matter into the resin film, and also to prevent the occurrence of defective formation of the resin film due to repelling of the liquid resin material on the substrate.
[0017]
Preferably, the cleaning treatment includes one of an ultraviolet irradiation treatment and an oxygen plasma ashing treatment.
[0018]
Preferably, the pattern film is an elastic body. As a result, even when physical stress such as bending is applied to the pattern film when the pattern film is separated from the matrix, the shape is restored to its original shape after removing the physical stress. Deformation, breakage, and the like can be avoided more reliably.
[0019]
Preferably, the base film has an alignment mark for positioning. This makes it possible to easily perform alignment when transferring the pattern film to a workpiece or the like.
[0020]
The present invention is also a pattern transfer film manufactured using the above-described manufacturing method. More specifically, the pattern transfer film of the present invention includes a pattern film that bears a pattern to be transferred to another, a base film having the pattern film on one surface, and an energy intervening between the pattern film and the base film. And a binding film that weakens the binding force in accordance with the application of the binder.
[0021]
Preferably, the pattern includes a mask pattern.
[0022]
Preferably, the pattern film includes a resin film.
[0023]
Preferably, the base film is in a sheet shape.
[0024]
Preferably, an alignment mark for positioning is formed on the base film.
[0025]
Preferably, the base film contains polyethylene terephthalate.
[0026]
Preferably, the binding film includes an organic dye film and a bonding film.
[0027]
Preferably, the bonding film weakens the bonding force by sublimating the organic dye film by ultraviolet irradiation.
[0028]
Further, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: attaching the pattern film included in the pattern transfer film manufactured by the above-described manufacturing method to a member to be processed; This is also a method of manufacturing a functional mask for forming a functional mask on the substrate. According to such a manufacturing method, it is possible to form a functional mask having excellent adhesion to a workpiece by utilizing the flexibility of the pattern transfer film. In particular, even when the surface to be processed of the member to be processed is a curved surface, it is possible to easily realize a functional mask with high adhesion.
[0029]
Preferably, the bonding of the pattern film, after bonding the member to be processed and the pattern film, weakens the bonding force of the bonding film by sublimating the organic dye film included in the bonding film by ultraviolet irradiation, from the pattern film This is performed by peeling the base film. This makes it possible to easily peel off the base film after transferring the pattern film to the workpiece.
[0030]
The present invention is also a functional mask formed by the above-described manufacturing method.
[0031]
The present invention is also a method for manufacturing a fine structure, wherein a fine structure is formed by processing a member to be processed using a functional mask manufactured by the above-described manufacturing method. Since a functional mask with high adhesion is used, it is possible to realize a fine structure with high shape processing accuracy.
[0032]
Preferably, the processing on the member to be processed includes at least any one of a plating method, a physical deposition method, and a spin coating method.
[0033]
Preferably, the processing on the member to be processed includes etching using the functional mask as an etching mask.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
(1st Embodiment)
In this embodiment, a resin film having a fine pattern is once formed on a film, and then the resin film is peeled from the film and transferred to a member to be processed, so that a function used for processing the member to be processed is provided. Forming a conductive mask. Hereinafter, the details will be described.
[0036]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a pattern transfer film according to the first embodiment.
[0037]
First, as shown in FIG. 1A, a conductive film (conductive film) 12 is formed on one surface of a substrate 11, and a photoresist film 13 is formed on the conductive film 12.
[0038]
As the substrate 11, a glass substrate, a silicon substrate, a metal substrate (for example, a stainless steel substrate or the like) can be used. The surface of the substrate 11 on which the conductive film 12 is formed is preferably polished so that the surface roughness Rmax is 0.1 μm or less and the flatness is 1 μm or less.
[0039]
As the conductor film 12, for example, it is preferable to form a chromium film having a thickness of about 1000 to 3000 ° by using a film forming method such as a sputtering method or an evaporation method. In addition, since the conductor film 12 is used as an electrode when a nickel film is formed by electroforming (electroforming) in a later step (details will be described later), about 100 to 1000 ° is formed on the chromium film described above. By continuously forming a nickel film having a thickness to form the conductor film 12 into a two-layer structure, the adhesion between the nickel film formed by electroforming and the conductor film 12 in a later step is further improved. It may be.
[0040]
The photoresist film 13 is preferably formed to a thickness of about 30 μm to 120 μm. Further, the photoresist film 13 is formed so as to be thicker than the thickness of the functional mask to be finally formed. According to the line width of the wiring circuit pattern, a dry film is used when the line width is relatively large, and a spin film is used when the line width is relatively small, according to the line width of the wiring circuit pattern. It is preferable to use a coat type resist material.
[0041]
Next, as shown in FIG. 1B, the photoresist film 13 is patterned into a desired shape. More specifically, the photoresist film 13 is exposed to a pattern to be formed (for example, a wiring pattern or the like), and then is developed using an alkaline developer to remove unexposed portions, thereby forming a pattern. A photoresist film 13 having a corresponding portion opened (that is, patterned) is formed. After the development, the substrate 11 is washed to remove the developing solution and the like. Here, first, the substrate 11 is sufficiently cleaned by pure water replacement cleaning until the alkali component is eliminated. Next, an ultraviolet irradiation process or ashing using oxygen plasma (oxygen plasma ashing process) is performed to ensure the cleanliness of the substrate surface exposed by the development. Since this ultraviolet irradiation treatment or oxygen plasma ashing treatment has an effect of also decomposing and removing the photoresist film 13, processing conditions are set so that the photoresist film 13 after patterning does not cause thermal deformation or decrease in film thickness. The adjustment is performed appropriately.
[0042]
When the photoresist film 13 is exposed, by setting the exposure intensity to be high so as to overexpose, the shape of the opening of the photoresist film 13 after development is changed from the substrate 11 side to the photoresist film. It is also possible to have a tapered shape that gradually narrows toward the upper surface side of 13.
[0043]
Next, as shown in FIG. 1C, electroforming is performed using the conductor film 12 on the substrate 11 as one electrode, and plating is performed so as to fill the opening (opening) of the photoresist film 13. The film 14 is grown. In the present embodiment, the plating film 14 is grown until the thickness becomes about 95% of the thickness of the photoresist film 13.
[0044]
In the above-mentioned electroforming, it is preferable to perform plating of low stress nickel or nickel cobalt alloy. As a specific example of the plating method, a nickel sulfamate plating solution is used as a plating solution, the solution temperature is set to about 55 ° C., and the plating initial current density is set to 3 A / m. 2 After passing the current for about 10 minutes, the current density is increased to 15 A / m 2 It is preferable that the plating time is appropriately adjusted until the plating film has a desired thickness. Prior to the start of plating energization, the substrate 11 is immersed in the plating solution for a short time and taken out, and after confirming that repelling of the plating solution does not occur on the surface of the conductor film 12 underlying the photoresist film 13, Start plating current. When the plating solution is repelled, the substrate 11 may be immersed in the plating solution until the repelling stops, or the substrate 11 may be subjected to ultraviolet irradiation treatment or oxygen plasma ashing again.
[0045]
Next, as shown in FIG. 1D, the photoresist film 13 on the substrate 11 is removed. Thereby, the substrate 11 on which the pattern (the uneven shape) by the plating film 14 is formed is obtained. This substrate 11 is used as a matrix for forming a large number of functional masks of the present embodiment, as will be described in detail later.
[0046]
In the treatment for removing the photoresist film 13 described above, it is preferable to use a sodium hydroxide solution having a concentration of 3% by weight or less and a liquid temperature of 30 to 50 ° C. as a removing solution. The processing time may be set as appropriate depending on the thickness of the photoresist film 13 and the shape of the formed pattern. However, while the substrate 11 is immersed in the removing solution, the removing solution is stirred or the substrate 11 is swung. , It is possible to reduce the processing time. More preferably, the removal treatment is performed in combination with the ultrasonic cleaning treatment. In this case, if an ultrasonic wave having a relatively low frequency (for example, 47 kHz or less) is used, a defect such as deformation of a plating film may occur, and therefore, an ultrasonic wave having a relatively high frequency (for example, 800 kHz or more) is used. Should be used.
[0047]
Next, ultraviolet irradiation treatment or oxygen plasma ashing treatment is performed on the substrate 11 to make the surface of the substrate 11 clean, and then a liquid resin material is applied onto the substrate 11. The liquid resin material is dropped while being spread almost uniformly to the concave portions (openings) of the pattern formed by the plating film 14 without unevenness. The liquid resin material is selected so that the cured resin film becomes an elastic body, and vacuum degassing (air bubble removal) is performed in advance.
[0048]
After a suitable amount of time (for example, about 10 to 60 seconds) has elapsed after filling and dropping the liquid resin material and filling the recess by its own weight, a plastic spatula or squeegee is used to cover the upper part of the plating film 14. The resin material is pressed down to a thickness equal to or less than the thickness of the plating film 14 by scraping. Alternatively, after the resin material is dropped, the height of the resin material is adjusted by applying an airflow having an appropriately adjusted wind speed (for example, about 0.4 to 1.0 m / sec) from the upper surface side of the plating film 14. The thickness may be adjusted. Thereafter, the resin material on the substrate 11 is subjected to a heat treatment (for example, at about 60 ° C. for about 3 hours) by using a hot air drier or the like, and is dried to solidify the liquid resin material. Thus, a resin film 15 is formed as shown in FIG.
[0049]
Next, a substantially transparent base film 16 having an adhesive layer (laminating film) on one side and having the same flexibility as paper or the like and transmitting at least visible light and ultraviolet light is prepared. As shown in (2), the surface of the base film 16 on the side having the adhesive layer is brought into contact with the resin film 15, and the two are adhered together while taking care not to introduce air bubbles.
[0050]
Here, the detailed structure of the base film 16 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of the above-described base film 16. As shown in FIG. 2, the base film 16 of the present embodiment includes a resin layer 31 made of PET (polyethylene terephthalate) resin or the like and an organic dye (for example, cyanine-based) having a property of sublimating by irradiation with light in an ultraviolet wavelength region. (Dye) is applied to the resin layer 31 and dried to form a dye layer 32, and a cellulose-based adhesive is applied to the dye layer 32 and dried to form an adhesive layer 33.
[0051]
Further, in order to accurately align and transfer the resin film 15 to the workpiece, it is more preferable to form an alignment mark used for alignment at a predetermined position on the base film 16.
[0052]
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a position where an alignment mark is formed on the base film 16. As shown in FIG. 3, the alignment mark 34 is appropriately selected at a position on the surface of the resin layer 31 where the dye layer 32 is not formed and does not overlap with the resin film 15 bonded to the base film 16. It is formed. By using the alignment mark 34 and an alignment mark (details will be described later) formed on the workpiece, alignment can be performed easily and accurately.
[0053]
When the above-described base film 16 is bonded to the resin film 15, the base film 16 is then separated from the substrate 11. Thus, as shown in FIG. 1G, the resin film 15 is transferred from the substrate 11 onto the base film 16 while the pattern is held, and the pattern transfer film 17 is formed. As will be described later in detail, in the present embodiment, only the resin film 15 is peeled from the pattern transfer film 17 and transferred to a workpiece, so that the resin film 15 is used for processing the workpiece. Form a mask.
[0054]
In addition, if necessary, a rigid backing plate (for example, a transparent acrylic plate or the like) may be attached to the back surface of the pattern transfer film 17 (the surface opposite to the surface on which the resin film 15 is formed) for reinforcement. .
[0055]
Further, by using the substrate 11 (see FIG. 1D) on which the pattern of the plating film 14 is formed as a matrix, the above-described steps of FIG. 1E to FIG. A large number of pattern transfer films 17 can be formed from one matrix.
[0056]
Next, a method of forming a functional mask on a workpiece using the above-described pattern transfer film 17 will be described in detail.
[0057]
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of forming a functional mask using the pattern transfer film 17. First, a liquid material having an adhesive effect is spray-coated on the surface of the pattern transfer film 17 (the surface on which the resin film 15 is formed) and dried. Next, as shown in FIG. 4A, the pattern transfer film 17 is brought into contact with the surface of the workpiece 41 which needs patterning such as an electric circuit board while appropriately applying tension so as not to generate wrinkles. Then, the resin film 15 is attached to the workpiece 41. At this time, an alignment mark 42 for positioning is formed at a predetermined position of the workpiece 41 in advance, and the alignment mark 42 and the alignment mark 34 formed on one surface of the base film 16 are aligned. Alignment is performed using
[0058]
Next, as shown in FIG. 4B, irradiation light 43 including light having a wavelength in the ultraviolet region is irradiated from the back side of the pattern transfer film 17 to sublimate the dye layer 32 (see FIG. 2). The bonding force between the film 15 and the base film 16 is weakened, and the base film 16 is separated from the resin film 15. As a result, as shown in FIG. 4C, the workpiece 41 is brought into a state where the functional mask made of the resin film 15 is attached.
[0059]
Further, in the present embodiment, it is possible to easily attach a functional mask to a curved surface portion of a workpiece by utilizing the flexibility (flexibility) of the pattern transfer film 17.
[0060]
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method for forming a functional mask on a curved surface portion of a workpiece. First, a liquid material having an adhesive effect is spray-coated on the surface of the pattern transfer film 17 and dried. Next, as shown in FIG. 5A, the pattern transfer film 17 is appropriately tensioned so as not to generate wrinkles, and the pattern transfer film 17 is bent along the curved shape of the workpiece 41a while the surface of the workpiece 41a is curved (curved surface). ), And the resin film 15 is attached to the workpiece 41a.
[0061]
Next, as shown in FIG. 5B, irradiation light 43 including light having a wavelength in the ultraviolet region is irradiated from the back side of the pattern transfer film 17 to sublimate the dye layer 32 (see FIG. 2). The base film 16 is peeled from the resin film 15. As shown in FIG. 5C, the workpiece 41a is in a state where the resin film 15 having a fine pattern, that is, the functional mask is attached.
[0062]
In the state shown in FIG. 4 (c) or FIG. 5 (c), that is, in a state where the functional mask (resin film 15) is stuck, the member 41 (or the member 41a) is processed. By performing various processes, the workpiece 41 can be processed. For example, by performing etching using a functional mask as an etching mask, a desired shape can be patterned on the workpiece 41. Further, by performing a sputtering process, a spin coating process, a baking process, or the like on the workpiece 41, a thin film having a pattern opposite to the pattern of the functional mask can be formed on the surface of the workpiece 41. . Further, if a functional mask is not required after the formation of the thin film, the functional mask can be easily peeled off from one location near the edge portion by utilizing the elasticity of the functional mask. Furthermore, the functional mask can be left as it is without being peeled and used as an insulating layer between circuit patterns, or used as an intermediate insulating layer in a multilayer structure.
[0063]
As described above, in the first embodiment, the pattern transfer film 17 is formed by forming the resin film (pattern film) 15 on the base film 16 having flexibility. Thereby, the resin film 15 is closely adhered to the workpiece 41 and transferred, and a functional mask having high adhesion can be realized. Further, since the resin film 15 is formed by embedding and curing the resin in the matrix, it is possible to form a large number of pattern transfer films by repeatedly using one matrix and form a functional mask. Become. This makes it possible to realize a significant reduction in the cost of the functional mask as compared with the conventional method of forming a functional mask by performing a photolithography process on each member to be processed each time. The pattern transfer film 17 of the present embodiment can be effectively used particularly when a functional mask is formed on a curved surface of a workpiece.
[0064]
(Second embodiment)
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the pattern transfer film of the second embodiment.
[0065]
First, as shown in FIG. 6A, a photoresist film 13 is formed on one surface of a substrate 21. As the substrate 21, a glass substrate, a silicon substrate, or the like can be used. The surface of the substrate 21 on which the photoresist film 13 is formed is preferably polished so that the surface roughness Rmax is 0.1 μm or less and the flatness is 1 μm or less.
[0066]
Further, the photoresist film 13 is preferably formed to a thickness of about 30 μm to 120 μm. Further, the photoresist film 13 is formed so as to be thicker than the thickness of the functional mask to be finally formed. According to the line width of the pattern to be formed, a dry film is used when the line width is relatively large, and a spin film is used when the line width is relatively small. It is preferable to use a coat type resist material.
[0067]
Next, as shown in FIG. 6B, the photoresist film 13 is patterned into a desired shape. Specifically, the photoresist film 13 is exposed to light corresponding to the pattern to be formed, and then developed using an alkaline developer to remove unexposed portions, thereby opening portions corresponding to the patterns ( That is, a (patterned) photoresist film 13 is formed. After the development, the substrate 11 is washed to remove the developing solution and the like. The cleaning method is the same as in the case of the first embodiment described above, and a detailed description is omitted here.
[0068]
Next, the substrate 21 is etched using the photoresist film 13 as an etching mask to form an uneven shape on the substrate 21. Here, for example, when the substrate 21 is a silicon substrate, it is preferable to perform dry etching using a Freon gas. If the removal rate of the photoresist film 13 and the etching rate of the substrate 21 are not the same, the etching may be completed before the photoresist film 13 is removed. Thereafter, the etching depth (depth of the concave portion 22) is measured, and it is confirmed that the depth has a desired value (for example, 30 μm or more), and etching is performed again as necessary. As a result, as shown in FIG. 6C, the pattern formed on the photoresist film 13 is transferred to the substrate 21, and the concave portion 22 is formed on the substrate 21.
[0069]
Next, an ultraviolet irradiation treatment or an oxygen plasma ashing treatment is performed on the substrate 21 to clean the surface of the substrate 21, and then a liquid resin material is applied onto the substrate 21. The liquid resin material is dropped onto the concave portion 22 formed on the substrate 21 while being spread almost uniformly without unevenness. Subsequent processing is performed in the same manner as in the above-described first embodiment. Thus, the resin film 15 is formed as shown in FIG.
[0070]
Next, a base film 16 similar to that of the above-described first embodiment is prepared, and the surface of the base film 16 having the adhesive layer is brought into contact with the resin film 15 as shown in FIG. Then, be careful not to introduce air bubbles between them.
[0071]
Next, the base film 16 is peeled off from one location on the periphery of the substrate 21. Thus, as shown in FIG. 6F, the resin film 15 is transferred from the substrate 11 onto the base film 16 while maintaining the pattern, and the pattern transfer film 17 is formed.
[0072]
By using the pattern transfer film 17 and transferring the resin film 15 to the member to be processed in the same manner as in the first embodiment, a functional mask having high adhesion can be formed at low cost. It becomes possible. Since the specific method is the same as that of the first embodiment, the description is omitted here.
[0073]
It should be noted that the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above description, the formation of a substrate to be a master was performed by a method using plating or a method by etching. However, if the required pattern size is relatively large, mechanical The matrix may be formed using any suitable method (for example, forming an uneven shape on the substrate using a cutting tool such as a diamond tool).
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the pattern film is formed on the flexible base film, the pattern film is closely adhered to the workpiece and transferred using this pattern transfer film. This makes it possible to realize a functional mask having high adhesion. In addition, since the pattern film is formed by embedding and curing the resin in the matrix, it is possible to form a pattern transfer film by repeatedly using one matrix to form a large number of pattern films. Become. This makes it possible to form a functional mask at a lower cost as compared with the conventional method of forming a pattern film by performing a photolithography process on each workpiece each time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a pattern transfer film according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of a base film.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a position where an alignment mark is formed on a base film.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a method of forming a functional mask using a pattern transfer film.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method for forming a functional mask on a curved surface portion of a workpiece;
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a pattern transfer film of a second embodiment.
[Explanation of symbols]
11, 21 Substrate
12 Conductive film
13 Photoresist
14 Plating film
15 Resin film
16 Base film
17 Pattern transfer film
31 resin layer
32 dye layer
33 Adhesive layer
41, 41a Workpiece

Claims (27)

他に転写すべきパターンを担うパターン膜を有するパターン転写フィルムの製造方法であって、
前記パターンが形成された母型に樹脂を埋設し、これを硬化して前記パターンを担うパターン膜を形成するパターン膜形成工程と、
前記パターン膜に柔軟性を有するベースフィルムを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記母型から前記パターン膜を剥離し、前記ベースフィルム側に転写する転写工程と、
を含む、パターン転写フィルムの製造方法。
A method for producing a pattern transfer film having a pattern film that bears a pattern to be transferred to another,
A pattern film forming step of embedding a resin in the matrix on which the pattern is formed, curing the resin, and forming a pattern film bearing the pattern,
A bonding step of bonding a flexible base film to the pattern film,
A transfer step of peeling the pattern film from the matrix and transferring the pattern film to the base film side,
A method for producing a pattern transfer film, comprising:
前記パターン膜と前記ベースフィルムの貼り合わせは、結合膜を介して行われる、請求項1に記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method for manufacturing a pattern transfer film according to claim 1, wherein the bonding of the pattern film and the base film is performed via a bonding film. 前記結合膜は、紫外線昇華性の有機色素膜と、貼り合わせ用膜と、を含む、請求項2に記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method for producing a pattern transfer film according to claim 2, wherein the bonding film includes an ultraviolet dye sublimable organic dye film and a bonding film. 前記母型は、
基板の一方面に導体化膜を形成する工程と、
前記導体化膜上に感光性樹脂膜を形成し、この感光性樹脂膜をパターニングして前記導体化膜を部分的に露出させる貫通孔を形成する工程と、
前記導電化膜を一方の電極として電気めっきを行い、前記感光性樹脂膜に形成された前記貫通孔内にめっき膜を成長させる工程と、
前記基板上の前記感光性樹脂膜を除去する工程と、
を含んで形成される、請求項1乃至3のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。
The matrix is
Forming a conductive film on one side of the substrate;
Forming a photosensitive resin film on the conductive film, forming a through hole that partially exposes the conductive film by patterning the photosensitive resin film;
Performing electroplating using the conductive film as one electrode, and growing a plating film in the through-hole formed in the photosensitive resin film;
Removing the photosensitive resin film on the substrate;
The method for producing a pattern transfer film according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is formed including:
前記導電化膜は、少なくともクロム膜、クロム膜とニッケル膜の積層膜のいずれかを含む、請求項4に記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method for producing a pattern transfer film according to claim 4, wherein the conductive film includes at least one of a chromium film and a laminated film of a chromium film and a nickel film. 前記めっき膜は、少なくともニッケル膜、ニッケル−コバルト合金膜のいずれかを含む、請求項4に記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method according to claim 4, wherein the plating film includes at least one of a nickel film and a nickel-cobalt alloy film. 前記母型は、
基板の一方面に感光性樹脂を形成し、この感光性樹脂をパターニングして前記基板を部分的に露出させる貫通孔を形成する工程と、
パターニングされた前記感光性樹脂をエッチングマスクとして用いてエッチングを行い、前記基板に凹凸形状を形成する工程と、
を含んで形成される、請求項1乃至3のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。
The matrix is
Forming a photosensitive resin on one surface of the substrate, forming a through hole that partially exposes the substrate by patterning the photosensitive resin,
Performing etching using the patterned photosensitive resin as an etching mask, forming a concave and convex shape on the substrate;
The method for producing a pattern transfer film according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is formed including:
前記パターン膜形成工程における前記樹脂の埋設は、
前記母型に形成された前記パターンの形成面上に前記液状の樹脂材料を滴下した後に、塗布具を用いて前記液状の樹脂材料の供給量を調整し、前記液状の樹脂材料の厚みを前記パターンの凹部の深さ以下とするように行う、請求項1乃至7のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。
The embedding of the resin in the pattern film forming step,
After dropping the liquid resin material on the pattern forming surface formed in the matrix, the supply amount of the liquid resin material is adjusted using an applicator, and the thickness of the liquid resin material is reduced. The method for producing a pattern transfer film according to any one of claims 1 to 7, wherein the method is performed so that the depth is equal to or less than the depth of the concave portion of the pattern.
前記パターン膜形成工程における前記樹脂の埋設は、
前記母型に形成された前記パターンの形成面上に前記液状の樹脂材料を滴下した後に、前記パターンの形成面の上方から気流をあてて前記液状の樹脂材料の供給量を調整し、前記液状の樹脂材料の厚みを前記パターンの凹部の深さ以下とするように行う、請求項1乃至7のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。
The embedding of the resin in the pattern film forming step,
After dropping the liquid resin material on the pattern forming surface formed on the matrix, applying an airflow from above the pattern forming surface to adjust the supply amount of the liquid resin material, The method for producing a pattern transfer film according to claim 1, wherein the thickness of the resin material is set to be equal to or less than the depth of the concave portion of the pattern.
前記パターン膜形成工程は、前記樹脂の埋設に先立って、前記母型に付着した異物を除去する清浄化処理を行う、請求項1乃至9のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method of manufacturing a pattern transfer film according to any one of claims 1 to 9, wherein the pattern film forming step performs a cleaning process for removing foreign substances attached to the matrix before embedding the resin. 前記清浄化処理は、紫外線照射処理又は酸素プラズマアッシング処理のいずれかを含む、請求項10に記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method for manufacturing a pattern transfer film according to claim 10, wherein the cleaning treatment includes one of an ultraviolet irradiation treatment and an oxygen plasma ashing treatment. 前記パターン膜は、弾性体である、請求項1乃至11のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method of manufacturing a pattern transfer film according to claim 1, wherein the pattern film is an elastic body. 前記ベースフィルムは、位置合わせ用のアライメントマークを有する、請求項1乃至12のいずれかに記載のパターン転写フィルムの製造方法。The method according to claim 1, wherein the base film has an alignment mark for positioning. 他に転写されるべきパターンを担うパターン膜と、
前記パターン膜を一面に有するベースフィルムと、
前記パターン膜と前記ベースフィルムとの間に介在し、エネルギの付与に応じて結合力を弱める結合膜と、
を含む、パターン転写フィルム
A pattern film that carries a pattern to be transferred to another,
A base film having the pattern film on one surface,
A bonding film interposed between the pattern film and the base film, and weakening a bonding force according to application of energy;
Including, pattern transfer film
前記パターンはマスクパターンを含む、請求項14に記載のパターン転写フィルム。The pattern transfer film according to claim 14, wherein the pattern includes a mask pattern. 前記パターン膜は、樹脂膜を含む、請求項14又は15に記載のパターン転写フィルム。The pattern transfer film according to claim 14, wherein the pattern film includes a resin film. 前記ベースフィルムはシート状である、請求項14乃至16のいずれかに記載のパターン転写フィルム。The pattern transfer film according to claim 14, wherein the base film is in a sheet shape. 前記ベースフィルムには、位置合わせ用のアライメントマークが形成されている、請求項14乃至17のいずれかに記載のパターン転写フィルム。18. The pattern transfer film according to claim 14, wherein an alignment mark for positioning is formed on the base film. 前記ベースフィルムは、ポリエチレンテレフタレートを含む、請求項14乃至18のいずれかに記載のパターン転写フィルム。The pattern transfer film according to claim 14, wherein the base film includes polyethylene terephthalate. 前記結合膜は、有機色素膜と貼り合わせ用膜とを含む、請求項14乃至19のいずれかに記載のパターン転写フィルム。20. The pattern transfer film according to claim 14, wherein the bonding film includes an organic dye film and a bonding film. 前記結合膜は、前記有機色素膜を紫外線照射によって昇華させることによって結合力を弱める、請求項14乃至20のいずれかに記載のパターン転写フィルム。21. The pattern transfer film according to claim 14, wherein the bonding film weakens the bonding force by sublimating the organic dye film by ultraviolet irradiation. 請求項1乃至13のいずれかに記載のパターン転写フィルムに含まれる前記パターン膜を被加工部材に貼り付け、前記ベースフィルムを前記パターン膜から剥離することにより、被加工部材の加工対象面上に機能性マスクを形成する、機能性マスクの製造方法。14. Affixing the pattern film included in the pattern transfer film according to any one of claims 1 to 13 to a member to be processed, and peeling the base film from the pattern film, thereby forming a pattern on the surface to be processed of the member to be processed. A method for manufacturing a functional mask, which forms a functional mask. 前記パターン膜の貼り付けは、前記被加工部材と前記パターン膜を接着した後に、前記結合膜に含まれる前記有機色素膜を紫外線照射によって昇華させることにより当該結合膜の結合力を弱め、前記パターン膜から前記ベースフィルムを剥離することにより行う、請求項22に記載の機能性マスクの製造方法。The bonding of the pattern film, after bonding the workpiece and the pattern film, weakens the bonding force of the bonding film by sublimating the organic dye film included in the bonding film by irradiation with ultraviolet light, The method for manufacturing a functional mask according to claim 22, wherein the method is performed by peeling the base film from a film. 請求項22又は23に記載の製造方法によって形成される機能性マスク。A functional mask formed by the manufacturing method according to claim 22. 請求項22又は23に記載の製造方法によって製造される機能性マスクを用いて前記被加工部材を加工することにより微細構造体を形成する、微細構造体の製造方法。A method for manufacturing a fine structure, comprising forming a fine structure by processing the workpiece using a functional mask manufactured by the manufacturing method according to claim 22. 前記被加工部材に対する加工は、少なくともめっき法、物理堆積法、スピンコート法のいずれかの製膜法を含む、請求項25に記載の微細構造体の製造方法。26. The method for manufacturing a microstructure according to claim 25, wherein the processing on the workpiece includes at least any one of a plating method, a physical deposition method, and a spin coating method. 前記被加工部材に対する加工は、前記機能性マスクをエッチングマスクとして用いたエッチングを含む、請求項25に記載の微細構造体の製造方法。26. The method for manufacturing a microstructure according to claim 25, wherein the processing of the workpiece includes etching using the functional mask as an etching mask.
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