図：ナノインプリント技術の位置づけ
「ナノインプリント技術」とは、ナノスケールの凹凸パターンを形成したナノスタンパを樹脂薄膜が塗布された基板に押し当てて、樹脂薄膜に凹凸パターンを転写する成形加工技術です。
従来の半導体リソグラフィのコア技術である光リソグラフィ、電子線直接描画法に比べて簡便・低コストにナノスケールの加工が可能です。
代表的なナノインプリント方式には、「熱サイクル方式」と「光硬化方式」があります。
転写する樹脂材料に熱可塑性樹脂を使用し、ガラス転移温度以上まで加熱することで軟化させた樹脂にナノスタンパをプレス転写する技術です。 本技術は多様な樹脂材料への転写、大面積への一括転写、高アスペクト比のパターン転写が可能です。
熱ナノインプリントプロセスの概念図
樹脂材料に光硬化樹脂を使用し、ナノスタンパをプレスし、紫外線を照射することで樹脂を硬化させ転写する技術であり、高精度加工、高スループットが実現可能です。
図：光ナノインプリントプロセスの概念図
シートナノインプリントでは、熱ナノインプリントの基本工程である加熱⇒加圧⇒冷却⇒剥離の各工程を連続化でき、高スループット化が図れます。
加熱ロールによってベルト状ナノ金型を加熱し、送り出される樹脂シートを加圧ロールに挟み込んで加圧し転写します。加圧した後は、ベルト状ナノ金型と樹脂シートを密着させたまま、搬送しながら冷却を行い、剥離ロールによって剥離を行います。その為、樹脂シートを充分に冷ました後に、ベルト状ナノ金型から剥離させることができる為、高精度の転写が可能となります。
シートナノインプリント装置の模式図
「NEDO，ナノテク・先端部材実用化研究開発成果」
現時点においては、ナノスタンパの耐久性、検査技術の確立、スループットの向上など量産化に向け課題はあるものの、ナノインプリント技術は次世代の微細加工技術として研究されています。ナノインプリント技術を利用した代表的なアプリケーションとして、光デバイス、ストレージメディア、バイオチップ等への展開が考えられています。
また、樹脂薄膜上への成形だけではなく、低融点ガラス、アルミニウム板、シリコン基板などへ直接転写出来ることも報告されており、今後更なる応用アプリケーションの拡大が期待されています。
図：ナノ加工インフラとハイテク産業への展開
