JP5073880B1 - Method of manufacturing transfer mold and transfer mold - Google Patents
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Abstract
電気鋳造により部品を形成するための、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供する。金属基板上に、その側壁が所望の角度αを有する部品形状の反転レジストパターンを形成するステップと、反転レジストパターンを熱硬化させるステップと、電気鋳造により金属基板の反転レジストパターンを除く場所に金属を電着し、レジスト補強部を形成するステップと、を含む。
【選択図】図1Provided is a transfer mold having good workability and high durability for forming parts by electroforming. On the metal substrate, a step of forming a reverse resist pattern of a part shape whose side wall has a desired angle α, a step of thermally curing the reverse resist pattern, and a metal in a place where the reverse resist pattern of the metal substrate is removed by electroforming Electrodepositing and forming a resist reinforcement.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、転写金型の製造方法及びその転写金型に係り、より詳しくは、電気鋳造法により部品を形成するための、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型の製造方法及びその転写金型に関する。 The present invention relates to a transfer mold manufacturing method and the transfer mold, and more particularly, a transfer mold manufacturing method having good workability and high durability for forming a part by electroforming. It relates to the transfer mold.
電気鋳造法は、面積の制限を受けることが少なく、厚膜導体を形成できることから、腕時計の表示文字や針などの表示部品、小型のギア、バネ、パイプ、ダイヤグラム(圧力センサ)などの機械部品、半導体装置の配線、コイルなどの電子部品に、幅広く用いられている。 The electroforming method is less subject to area restrictions and can form thick film conductors, so display parts such as wristwatch display letters and hands, small gears, springs, pipes, and mechanical parts such as diagrams (pressure sensors) It is widely used for electronic parts such as wiring of semiconductor devices and coils.
特許文献1には、入れ子を製造する際、先ず予め微細パターンが形成された切削マスタを形成し、続いて熱プレスにより切削マスタから転写マスタを形成し、続いて電気鋳造法を用いて転写マスタから入れ子を形成する、旨の記載がある。 In Patent Document 1, when manufacturing a nest, first, a cutting master having a fine pattern formed in advance is formed, and then a transfer master is formed from the cutting master by hot pressing, and then a transfer master using electroforming. There is a description to form a nesting from.
特許文献2には、シリコンウェハ表面に開口部を有するマスクパターンを形成する工程と、異方性エッチングをする工程と、共通電極膜を形成する工程と、共通電極膜から成長する電鋳膜を形成する工程と、シリコンウェハをエッチングする工程と、電鋳膜を転写マスクとして凸部を有する樹脂製の時計文字板を形成する工程により時計文字板を形成する、旨の記載がある。
In
図4は、従来の電気鋳造法による工程で形成された部品構造図である。図4aにおいて、部品50を形成するため、金属基板10上に、フォトワークによりフォトレジスト20に部品形状がパターン形成されている。このレジストパターンが形成された金属基板10に、電気鋳造(以下電鋳と呼ぶ)により所定の金属(Ag、Cu、Ni等)が電着され、部品50が形成される。
FIG. 4 is a structural view of a part formed by a conventional electroforming process. In FIG. 4a, in order to form the
図4bにおいて、電鋳により転写形成された部品50は、接着剤60を介して部品基板70に移植される。このようにして、用途に応じた任意の形状の部品が、電鋳により形成され部品基板70に移植されて用いられていた。
In FIG. 4 b, the
この場合、フォトレジスト20の側壁の角度βは、部品50の剥離を容易にして移植するため、45°以下の緩やかな側壁の傾斜角度βに設定されている。ところで、半導体基板上に形成される配線、コイルなどの電子部品を作成する場合、フォトレジスト20の側壁に沿って、電鋳により埋め込まれる状態で形成されるため、配線パターンや誘導性コイルなどが長尺であった場合、互いの側壁の接触面積が増大し、移植する際の剥離における剥離抵抗が増大することになる。部品基板70に移植するには、この増大した剥離抵抗に対抗した剥離力が加えられるため、金属基板10に密着したフォトレジスト20のレジストパターンエッジが剥がれ易くなり、2〜3回の使用でレジスト剥離を生じ、パターンが使用でき無くなるという問題を生じる。
In this case, the angle β of the side wall of the
次に、電鋳による従来の腕時計の表示文字や針などの表示部品、小型のギア、バネ、パイプ、ダイヤグラム(圧力センサ)などの機械部品の製造について説明する。従来の各部品についても同様に、図4の工程で作製される。この場合も、ギア等の部品の種類によっては、金属基板10と部品50との接触面積が増大し、部品50を移植する際の剥離における剥離抵抗が増大し、移植作業が困難となる。また、バネなどの場合は、互いの側壁の接触が長尺となるため、フォトレジスト20の側壁との剥離抵抗が増大し、移植する際の剥離において、フォトレジスト20のレジストパターンエッジが剥がれ易くなる。
Next, production of display parts such as display characters and hands of a conventional wristwatch by electroforming, and mechanical parts such as small gears, springs, pipes, and diagrams (pressure sensors) will be described. Similarly, each conventional component is manufactured in the process of FIG. Also in this case, depending on the type of components such as gears, the contact area between the
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電鋳により部品を形成するための、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型の製造方法及びその転写金型を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to produce a transfer mold having good workability and high durability for forming parts by electroforming, and It is to provide the transfer mold.
本発明の転写金型の第1実施例の製造方法は、金属基板上に、その側壁が所望の角度αを有する部品形状の反転レジストパターンを形成するステップと、反転レジストパターンを熱硬化させるステップと、電気鋳造により金属基板の反転レジストパターンを除く場所に金属を電着して反転レジストパターンのエッジを補強することにより、反転レジストパターンのエッジの剥がれを防止するレジスト補強部を形成するステップと、部品が形成される場所を除くレジスト補強部上に絶縁層を形成するステップと、を含むことを特徴とする。 The manufacturing method of the first embodiment of the transfer mold according to the present invention includes a step of forming a reverse resist pattern having a part shape having a desired angle α on a metal substrate, and a step of thermally curing the reverse resist pattern. And forming a resist reinforcing portion for preventing peeling of the edge of the reverse resist pattern by electrodepositing metal at a place excluding the reverse resist pattern of the metal substrate by electroforming to reinforce the edge of the reverse resist pattern; Forming an insulating layer on the resist reinforcing portion excluding a place where the component is formed .
本願発明の転写金型の第2実施例の製造方法は、金属基板の上部表面に被着物との密着性を強化する粗面層を形成するステップと、金属基板上に、その側壁が所望の角度αを有する部品形状の反転レジストパターンをパターン形成するステップと、反転レジストパターンを熱硬化させるステップと、電気鋳造により金属基板の反転レジストパターンを除く場所に金属を電着して反転レジストパターンのエッジを補強することにより、反転レジストパターンのエッジの剥がれを防止するレジスト補強部を形成するステップと、部品が形成される場所を除くレジスト補強部上に絶縁層を形成するステップと、を含むことを特徴とする。 The manufacturing method of the second embodiment of the transfer mold of the present invention includes a step of forming a rough surface layer for enhancing adhesion to an adherend on an upper surface of a metal substrate, and a side wall of the metal substrate on which a desired side wall is desired. Patterning a reverse resist pattern having a shape of a part having an angle α, a step of thermally curing the reverse resist pattern, and electrodeposition of a metal to a place excluding the reverse resist pattern of a metal substrate by electroforming to form the reverse resist pattern. Forming a resist reinforcing portion for preventing peeling of the edge of the reverse resist pattern by reinforcing the edge, and forming an insulating layer on the resist reinforcing portion excluding a place where a part is formed. It is characterized by.
本発明の転写金型は、上記記載の転写金型の製造方法により作製されたことを特徴とする。 The transfer mold of the present invention is produced by the above-described transfer mold manufacturing method.
本発明の部品は、上記記載の転写金型を用いて電気鋳造により転写製造されたことを特徴とする。 The component of the present invention is characterized by being transferred and manufactured by electroforming using the transfer mold described above.
本発明によれば、電気鋳造により部品を形成するための、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transfer mold having good workability and high durability for forming a part by electroforming.
本発明による転写金型の製造工程について、図を用いて説明する。図1は、第1の実施例による転写金型の構造図である。図1において、部品50を形成するため、金属基板10上に、フォトワークによりフォトレジスト20に部品形状の反転パターンがその側壁に所望の傾斜角度αを有してパターン形成される。次に、フォトレジスト20を熱硬化し、固体化した絶縁層とするための熱処理が行われる。この両側壁の傾斜角度αは、塗布されたフォトレジスト20の材料や、膜厚、フォトマスク(図示せず)を介して照射される露光条件により、任意に決定することが可能である。
The manufacturing process of the transfer mold according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural diagram of a transfer mold according to the first embodiment. In FIG. 1, in order to form the
続いて、レジスト補強部30を形成するため、電鋳により金属が金属基板10に電着される。次に、部品が形成される場所を除いたレジスト補強部30上にSiO2等の絶縁層35を形成する絶縁層処理が行なわれ部品パターン以外の部分が電気的に絶縁されて、転写金型が完成する。この転写金型は、部品形状を構成するフォトレジスト20の剥離を防止するためのレジスト補強部30が形成されることにより、フォトレジスト20のエッジの剥がれが防止され、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供することができる。Subsequently, in order to form the
図2は、本発明の第2の実施例による転写金型の構造図である。図2において、フォトレジスト20による部品形状の反転パターンの形成前に金属基板10の上部表面に粗面層40を形成するための粗面化処理が行なわれる。この粗面層40は、金属基板10の表面を直接塩酸処理等により、導電性を有する程度に粗面化して形成しても良いし、また、フォトワークにより、金属基板10の表面が導電性を維持できる程度のストライプ状、格子状等の粗面化に適したフォトパターン層として形成しても良い。
FIG. 2 is a structural diagram of a transfer mold according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, a roughening process for forming a
次に、部品50を形成するため、図1と同様に金属基板10上に、フォトワークによりフォトレジスト20に部品形状の反転パターンがパターン形成される。次いで、フォトレジスト20を熱硬化し、固体化した絶縁層とするための熱処理が行われる。続いて、レジスト補強部30を形成するため、電鋳により金属が金属基板10に電着される。次に、部品が形成される場所を除いたレジスト補強部30上にSiO2等の絶縁層35を形成する絶縁層処理が行なわれ部品パターン以外の部分が電気的に絶縁されて、転写金型が完成する。この転写金型は、部品形状を構成するフォトレジスト20及びレジスト補強部30との密着性を強化する粗面層40を有し、且つ、フォトレジスト20の剥離を防止するためのレジスト補強部30が形成されているため、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供することができる。Next, in order to form the
図3は、本発明の第3の実施例による転写金型の製造工程図である。図3において、金属基板10に、レジスト補強溝15を形成するための補強溝形成処理が行われる。この補強溝形成処理は、フォトワークによりレジスト補強溝15の反転パターンをフォトレジストで形成し、この反転パターンをマスクとして、ケミカルエッチング等により化学的に、又は、ビームエッチング等により物理的に加工条件を制御して、レジスト補強溝15を形成しても良いし、電気的なビーム又は機械的な切削工具による切削手段の操作により、直接形成しても良い。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a transfer mold according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, a reinforcing groove forming process for forming the
次に、図1と同様に、レジスト補強溝15上に、フォトワークにより、側壁が所望の傾斜角度αを有した部品50形状の反転パターンを形成し、このパターン化されたフォトレジスト20を熱硬化し、転写金型が完成する。この転写金型は、フォトレジスト20の剥離を防止するためのレジスト補強溝15が形成されているため、フォトレジスト20のエッジの剥がれが防止され、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供することができる。なお、第1、第2の実施例と同様に、部品が形成される場所とフォトレジスト20上を除く金属基板10の表面に絶縁層を形成しても良い。
Next, as in FIG. 1, an inverted pattern of the shape of the
このように上記いずれの転写金型においても、作業性が良く、耐久性に富んだ転写金型を提供することができる。また剥離に対して強くなることから、側壁の傾斜角度αを、従来の45°より急峻にすることが可能となり、より高密度のパターン形成が可能となる。 Thus, in any of the above transfer molds, a transfer mold having good workability and high durability can be provided. In addition, since it is strong against peeling, the inclination angle α of the side wall can be made steeper than the conventional 45 °, and a higher density pattern can be formed.
金属基板10は、SUS、Ni、Cuなどの金属板であっても良い。絶縁層35は、SiO2等の無機質酸化膜の他に、有機系又は無機系のレジストであっても良い。部品50の電鋳材料は、Ag、Cu、Ni、Au、Sn、Pb、Fe、Cr、Pt、Pdおよびこれらの合金であっても良い。The
また、図1〜3において、電鋳により作製される部品50は、図4bと同様に接着剤60を介して部品基板70に移植されても良いし、グリーンシート(図示せず)により移植されても良い。この場合、グリーンシートは移植後、熱処理されて硬化されるが、硬化前は部品50が埋め込まれる程度に柔らかいため、接着剤60を必要としない。
1 to 3, the
10 金属基板
15 レジスト補強溝
20 パターン化されたフォトレジスト
30 レジスト補強部
35 絶縁層
40 粗面層
50 部品
60 接着剤
70 部品基板
α 側壁の傾斜角度
β 側壁の傾斜角度DESCRIPTION OF
α Side wall inclination angle
β Side wall inclination angle
Claims (4)
前記反転レジストパターンを熱硬化させるステップと、
電気鋳造により前記金属基板の前記反転レジストパターンを除く場所に金属を電着して前記反転レジストパターンのエッジを補強することにより、前記反転レジストパターンのエッジの剥がれを防止するレジスト補強部を形成するステップと、
部品が形成される場所を除く前記レジスト補強部上に絶縁層を形成するステップと、を含むことを特徴とする転写金型の製造方法。Forming a reverse resist pattern of a part shape having a desired angle α on a metal substrate on a side wall;
Thermosetting the reverse resist pattern;
A resist reinforcing portion for preventing peeling of the edge of the reverse resist pattern is formed by electrodepositing a metal at a location excluding the reverse resist pattern of the metal substrate by electroforming to reinforce the edge of the reverse resist pattern. Steps,
And a step of forming an insulating layer on the resist reinforcing portion excluding a place where a part is to be formed .
前記金属基板上に、その側壁が所望の角度αを有する部品形状の反転レジストパターンをパターン形成するステップと、
前記反転レジストパターンを熱硬化させるステップと、
電気鋳造により前記金属基板の前記反転レジストパターンを除く場所に金属を電着して前記反転レジストパターンのエッジを補強することにより、前記反転レジストパターンのエッジの剥がれを防止するレジスト補強部を形成するステップと、
部品が形成される場所を除く前記レジスト補強部上に絶縁層を形成するステップと、を含むことを特徴とする転写金型の製造方法。Forming a rough surface layer for enhancing adhesion to an adherend on the upper surface of the metal substrate;
Patterning a reversal resist pattern of a part shape having a desired angle α on its side wall on the metal substrate;
Thermosetting the reverse resist pattern;
A resist reinforcing portion for preventing peeling of the edge of the reverse resist pattern is formed by electrodepositing a metal at a location excluding the reverse resist pattern of the metal substrate by electroforming to reinforce the edge of the reverse resist pattern. Steps,
And a step of forming an insulating layer on the resist reinforcing portion excluding a place where a part is to be formed .
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