라이브 바카라 미터 크기의 미세 가공을 가능하게하는 탁상 장치를 개발했습니다

근거리 광학 응용 엔지니어링 연구 센터 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "라이브 바카라") 슈퍼 렌즈 기술 팀 Nakano Takashi, 연구팀 책임자 인 Kurihara Kazuma, Semiconductor Lasers가시 광선 레이저 리소그래피 방법and열 비선형 재료열 리소그래피우리는 기술을 기반으로 나노 처리 장치를 성공적으로 개발했습니다 이것은 라이브 바카라와 Pulse Tech Industries, Inc [Kinoshita Tatsuo 사장 겸 CEO] 간의 공동 연구 프로젝트의 결과이며 라이브 바카라의 열 리소그래피 기술과 Pulse Tech Industries, Inc가 소유 한 광 디스크 관련 기술과 결합하여 실현되었습니다

실현 된 가공 장치는 기존의 등가물보다 1/4 비용이 저렴하며, 광학 디스크 크기 (직경 12cm)의 넓은 영역에서 50nm 라이브 바카라 구조를 제조 할 수 있으며, 탁상 유형이므로 다루기가 매우 쉽고 컴팩트 할 수 있습니다

이 가공 기계의 실현으로, 일반적으로 진공 자외선 (광학 리소그래피 방법) 및 전자 빔 (ElectroBeam 리소그래피 방법)와 같은 라이브 바카라 미터 크기의 미세한 가공은 저렴한 비용으로 처리하기 쉽습니다Photonic Crystal와 같은 미세 구조를 사용하여 광학 장치 비용이 높아질 것으로 예상됩니다 및 라이브 바카라 기술 기술에 대한 적용뿐만 아니라 광 반사 구조

또한,이 결과는 3 월 22 일부터 26 일까지 Musashi Institute of Technology에서 개최 될 Applied Physics에 관한 53rd Alliance 강의에서 발표 될 예정이며,이 장비는 컨퍼런스 전시장에서 전시 될 예정입니다

공동 개발 된 탁상 Nanomachiner		Nanopattern 그리기의 예

최근 몇 년 동안 라이브 바카라 미터 규모의 미세 구조의 독특한 현상을 활용하는 새로운 장치가 적극적으로 개발되었습니다 예를 들어, 조명 반사 라이브 바카라 구조와 같은 다양한 응용 분야가 있으며, 빛의 방향을 인위적으로 제어하는 ​​빛의 파장보다 작은 라이브 바카라 미터 크기의 구조를 배치함으로써 광 반사를 감소시켜 빛 반사를 감소시켜 광선 이동 방향을 인위적으로 제어하고 다른 광학 성분의 표면에서 라이브 바카라 미터 크기의 미세 구조를 허용하는 1/4 파이브 플레이트가 있습니다

방지 반사 구조는 광각 및 넓은 파장 대역에서 반사를 감소시킬 수 있으므로 태양 전지의 더 높은 효율과 디스플레이의 밝기에 적용될 것으로 예상됩니다 이러한 라이브 바카라 미터 크기의 미세 구조 장치를 제조하기 위해 리소그래피로 알려진 미세 패턴을 그리는 기술이 필요하며, 지금까지 진공 자외선 (광학 리소그래피 방법) 및 전자 빔 (전자 빔 리소그래피 방법)과 같은 단락 광이 사용되었습니다 그러나 광학 리소그래피를 통해 매년 단락 광원의 개발이 더욱 어려워지고 있으며 광원을 둘러싼 기술을 포함한 개발 비용도 엄청나고 있습니다 반면, 전자 빔 리소그래피는 크기가 약 10nm의 미세 드로잉 할 수 있지만 진공 대기가 필요하며 드로잉 속도는 매우 느리기 때문에 넓은 영역 드로잉에는 엄청난 시간이 필요합니다 또한, 이러한 기술은 장비가 크고 매우 비싸기 때문에 가공 제품 비용이 많이 들었습니다 따라서 누구나 사용할 수있는 저렴하고 단순하고 실용적인 드로잉 기술에 대한 수요가있었습니다

라이브 바카라Blu-rayyaHD DVD에 따라 현재 차세대 고밀도 광학 디스크를 연구하고 개발하고 있습니다 차세대 광학 디스크에서, 40 nm의 마이크로 녹음 구덩이는 기록 된 데이터의 밀도를 높이기 위해 필요하며, 라이브 바카라는 마이크로 화면 구덩이를 만들기 위해 마이크로 처리 기술을 개발하고 있으며, 직경이 12 cm의 디스크 기판에서 고속으로 녹음하는 기술을 개발하고 있습니다 라이브 바카라 and Pulse Tech Co, Ltd는 최근에 빠르고 대기업, 대규모 지역 일 수있는 나노 미터 크기의 마이크로 구조 광학 요소를 개발하기 위해 함께 노력해 왔으며, 고속, 저가 및 대규모 제조 기술을 이용하여 광학 디스크를위한 고속, 저비용 및 대규모 제조 기술을 이용할 수있는 장치를 개발하기 위해 함께 노력해 왔습니다

이 연구 및 개발은 일본 과학 기술 기관의 "Seed Development Example (2005)"계약 프로젝트의 지원으로 수행되었습니다

가시 광선 레이저 리소그래피와 열 비선형 재료를 결합한 열 리소그래피 방법은 가벼운 지점 내에서 생성 된 온도 분포를 사용하는 방법입니다 빛이 재료에 조사 될 때, 재료에 빛을 흡수하는 특성을 갖는 경우, 빛의 에너지는 열로 변환됩니다 렌즈에 의해 수집 된 빛은 기판에 가우시안 분포를 갖는 광 강도 분포가되고, 재료가 빛을 흡수하고 열을 생성하는 열 분포는 온도 분포와 유사하다 (그림 1 참조)

따라서, 빛을 흡수 할 때 빠르게 변하고 열을 생성하는 재료가있을 때, 빛의 스팟 직경보다 작은 미세 도면을 달성 할 수 있습니다 이전의 연구 에서이 방법을 보여주었습니다Photoresist내부의 작은 영역에서 물질의 열 화학적 반응과 열 확산을 통해 물질의 부피 변화를 유발함으로써 리소그래피를 수행했지만 100nm 미만의 해상도와 높은 수준종횡비구조는 제조하기가 어려웠고 재현성도 어려웠습니다 이번에는 새로운 재료 및 프로세스 기술을 검토하고 100 nm 미만의 높은 종횡비 구조를 안정적으로 재현 할 수있는 열 리소그래피 기술을 개발하고 데스크탑 라이브 바카라 미터 크기의 미세 가축 장치로 완성했습니다 [그림 2]

그림 1 : 지점 내의 광강 강도 분포 및 열 분포를 기반으로하는 드로잉 영역

그림 2 (a) 라이브 바카라 화 처리기의 개략도

(b) 라이브 바카라 크기 가공 기계의 사진

이 연구에서 개발 된 라이브 바카라 미터 크기의 미세 가공 장치는 회전 단계, 단일 축 단계 및 자동 초점 단위로 구성되며 라이브 바카라 미터 크기의 고속 도면을 실현합니다 또한, 드로잉 수집 용 레이저 빔 및 광 수집 용 광학 시스템에는 파장이 405 nm 인 반도체 레이저가 포함됩니다조리개 수(NA) : 085 대물 렌즈는 장치를 매우 소형화 할 수 있으며 설치 영역은 1m이므로 모든 사람이 사용하기 쉬운²(그림 2 (b) 참조)

기존 장치를 사용하여 라이브 바카라 미터 크기 처리를 달성하려고 할 때 전자 빔 드로잉 장치 또는 기타 장치를 만들 수 있습니다arf를 사용한 광학 리소그래피 필요합니다 각 장치의 설치 영역이 작더라도 2m²| 장비 유지 보수가 어렵 기 때문에 누구나 자유롭게 처리 할 수있는 장치가 아닙니다 이번에 개발 된 장치는 라이브 바카라 미터 크기의 드로잉 장치로 누구나 누구나 쉽게 처리 할 수있는 테이블 탑 크기의 장치가되었습니다

그림 3 은이 장치를 사용하여 제작 된 라이브 바카라 도트 패턴을 보여줍니다 그림에 표시된 결과는 6m/s (2600-3600 rpm)의 속도로 회전하는 동안 파란색 펄스 레이저 광을 조사하여 얻어졌습니다 이 장치는 60MHz의 펄스 주파수에서 레이저 조명을 구동하고 6 백만 도트/s의 속도로 광선 스팟의 6 분의 1 미만인 50nm 닷 패턴을 생성 할 수 있습니다 일반 전자 빔 드로잉 장치 등의 드로잉 속도는 약 02m/s 이므로이 장치는 라이브 바카라 미터 크기의 미세 구조를 30 배 더 빠르게 생성 할 수 있습니다 또한,이 방법을 반도체 공정에 사용 된 건식 에칭 기술과 결합함으로써,도 1에 도시 된 바와 같이, 100 nm 직경 및 500 nm 깊이의 라이브 바카라 구조를 제조 할 수있다 4, 광학 디스크 크기 (직경 12 cm)를 갖는 기판의 전체 표면에서 따라서이 장치의 구현은 라이브 바카라 미터 크기의 미세한 패턴을 가지고 있습니다Nanoimprint에 대한 금형을 제조하는 것이 가능해졌습니다 넓은 면적, 고속 및 저렴한

그림 3 라이브 바카라 도트 패턴의 제조 예

그림 4 : 높은 종횡비 구조의 제조 예

또한 그림 5는 직경이 12cm 인 SIO를 보여줍니다₂이것은 조명 반사 기능을 갖는 미세 구조가 디스크 기판에 제작되어 광 반사를 감소시키는 예입니다₂평평한 보드에서 형광등은 강하게 반사되고 흰색으로 보이지만, 빛을 방지하기 위해 미세 구조로, 빛의 반사가 억제 될 수 있으며, 뒷면의 라이브 바카라 및 Pulstec 특성은 좋은 대조적으로 볼 수 있습니다 따라서,방지 반사 라이브 바카라 구조이후 고속, 넓은 면적 및 저렴한 가격으로 제조 할 수 있으며, 일본이 전문화하는 디스플레이 및 디지털 카메라와 같은 렌즈에 방지 반사 특성을 추가하고 국제 경쟁이 치열한 제품 개발 분야에 기여할 수 있습니다

그림 5 직경 12cm의 SIO2디스크 기판에 제작 된 방지 미세 구조의 사진 및 특성

이번에 개발 된 장치는 2006 년 봄부터 프로토 타입 기계를 배송 할 예정입니다 앞으로 열 리소그래피를위한 샘플과 마스크 재료를 계속 제공 할 것이며, 열 리소그래피 방법의 성능을 더욱 향상시키기 위해 연구 및 개발을 수행 할 것입니다

◆ 가시 광선 레이저 리소그래피 방법

단일 스트로크와 같이 약 400 nm의 파장을 가진 레이저 광원을 사용하여 레이저로 그리기하는 방법 마스크없이 고속 도면을 허용하는 특징이 있지만, 그릴 수있는 해상도는 사용 된 광원의 파장과 빛을 응축하기위한 대물 렌즈에 의해 결정되므로 한계는 대략 파장입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 열 비선형 재료

열에 대해 상태를 빠르게 변화시키는 재료[참조로 돌아 가기]

◆ 열 리소그래피

직접 빛을 사용하지 않고 빛이 생성 한 열 분포를 사용하는 리소그래피 방법[참조로 돌아 가기]

◆ 광학 리소그래피 방법

반도체 장치 제조에 주로 사용되는 패턴 드로잉 방법 일반적으로, 마스크라고 불리는 회로를 묘사 한 금속 플레이트는이 회로의 투영을 줄이고 반도체 기판으로 옮기는 데 사용됩니다 현재이 방법을 사용하여 60 nm 라인 폭이있는 장치는 제조되지만 특수하고 매우 비싼 광원이 필요하며 전자 빔 그리기 리소그래피 방법을 사용하여 그려진 마스크가 필요하므로 매우 비싸다[참조로 돌아 가기]

◆ Electrobeam 리소그래피 방법

전자 ​​빔을 사용하여 회로 패턴 등을 직접 그리는 방법 전자 빔이므로 라이브 바카라 미터 크기의 패턴을 그릴 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Photonic Crystal

방출 및 광 전파와 같은 광학 함수를 인위적으로 제어하기위한 새로운 재료이며, 빛의 파장과 거의 같은 주기적 굴절률 분포가있는 인공 결정입니다 구성 패턴은 결정의 파장 범위의 빛이 전파되지 않는 광 밴드 갭이라고 불리는 부분을 형성합니다 빛이 실질적으로 존재할 수없는 광자 밴드 갭의 특성을 이용하여 결정 내부의 빛을 제어하기위한 연구가 수행되고 있습니다 광 결정은 초고속 광전자 회로와 레이저 및 센서 기판 재료와 같은 광 방출 장치의 고성능을 가능하게하는 재료로서 많은 관심을 끌고있다[참조로 돌아 가기]

◆Blu-ray및 HD DVD

DVD에 따른 차세대 광 디스크의 표준[참조로 돌아 가기]

◆ Photoresist

이것은 photolithography 방법을 사용하여 수지 패턴을 생성하기위한 감광성 수지이며, 양수 및 부정적인 유형이 있습니다 양성 유형은 조사 된 부분의 감광성 수지가 자외선으로 조사 될 때 녹고 사라집니다 또한, 음성 유형에서, 자외선 치료 및 수지로 조사 된 부분은 남아있다[참조로 돌아 가기]

◆ 종횡비

이 경우 가공 홈의 너비와 깊이 사이의 비율을 요소의 종횡비를 나타냅니다 너비가 클수록 그루브가 더 깊습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 조리개 수

목표 렌즈의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소 일반적으로, 대물 렌즈를 사용하여 좁히는 빔의 크기는 사용 된 파장과 대물 렌즈의 수치 조리개 (κλ/na)에 의해 결정됩니다 여기서, κ는 광선에 의해 결정된 상수이고, λ는 파장이며, Na는 대물 렌즈의 수치 조리개이다 따라서, 대물 렌즈의 수치 조리개가 클수록 해상도 이미지가 높을 수 있으며 미세한 물체를 처리 할 수 ​​있습니다 일반적으로, 대물 렌즈의 배율이 높을수록 수치 조리개가 클수록[참조로 돌아 가기]

◆ ARF

ARF Excimer Laser (파장 193nm)[참조로 돌아 가기]

◆ Nanoimprint

이것은 수지와 같은 중합체 물질의 가공 될 기판이 라이브 바카라 미터 크기의 작은 불규칙성을 갖는 금형에 대해 압축되고 곰팡이의 모양을 전달하는 미세 성형 처리 기술입니다열) 방정식과 Photocuring (UV) 방정식으로 분류됩니다 니켈, 실리콘, 석영 등은 일반적으로 라이브 바카라 임프인 몰드에 사용되는 기질 재료로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 조명 방지 반사 라이브 바카라 구조

광학 파장 아래 기간을 갖는 라이브 바카라 구조를 구성하고 빛의 반사를 감소시킬 수있는 구조 반사율은 광각의 발생률 및 고 파장 밴드에서 감소 될 수 있기 때문에 태양 전지, 디스플레이, 렌즈 등과 같은 광학 성분에 적응할 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]