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ナノインプリント技術の基礎と超微細加工に向けたプロセス、材料、装置の設計と各種応用展開

~半導体・電子デバイス・メタバース・AR/VRグラス・光学材料への応用~

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■本セミナーの主題および状況

→ナノインプリントは微細なパターンや構造をナノメートル(nm)スケールで素材表面に複製または転写するために使用され、半導体製造、光学、生体医療デバイス、センサー、ディスプレイ、ナノフォトニクスなどの分野で広く応用されています。

■注目ポイント

★ナノインプリントによる微細成型に関するメカニズムの基礎、使用される樹脂やモールドについての知識、プロセス・材料の最適設計、さらには欠陥対策等を解説し、三次元構造の作成技術等様々な可能性を秘めたシーズについても紹介!

★先端半導体、メタバースなどへの応用展開やディープラーニングによるプロセス・材料設計などの最新の動向についても紹介!

★ナノインプリント装置に関して、直押し方式の微細転写装置に加え、大面積化・高スループット化へのアプローチとして注目されているRoll to Roll方式の装置開発状況について説明し、デバイスへの適用例として、LEDの高輝度化、ウエハレベルレンズ、大面積 (G2 (370×470mm) ) サイズのWGP (ワイヤーグリッド偏光子) について解説!

★高規則性ポーラスアルミナモールドの作製からナノインプリントへの適用、更にはナノインプリントプロセスによってレンズ表面にモスアイ構造形成を行った結果について紹介!

セミナー番号
S231131
セミナー名
ナノインプリント
講師名
  • 第1部  大阪府立大学  名誉教授/大阪公立大学 特選研究員/応用物理学会 ナノインプリント技術研究会 顧問/3次元ヘテロインテグレーション研究会 (3DHI) 理事  平井 義彦 氏
  • 第2部  芝浦機械株式会社  執行役員 R&Dセンター 研究開発部 部長  小久保 光典 氏
  • 第3部  東京都立大学  都市環境学部 環境応用化学科 / 教授  柳下 崇 氏
開催日
2023年11月29日(水) 10:30-17:15
会場名
※会社やご自宅のパソコンで視聴可能な講座です
受講料(税込)

【1名の場合】55,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。

詳細

定員:30名


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【第1講】 ナノインプリントリソグラフィのメカニズムと微細構造の作製技術と半導体・電子デバイスへの応用

【時間】 10:30-14:00

【講師】大阪府立大学 名誉教授/大阪公立大学 特選研究員/応用物理学会 ナノインプリント技術研究会 顧問/3次元ヘテロインテグレーション研究会 (3DHI) 理事 平井 義彦 氏

【講演主旨】

 ナノインプリントによる微細成型に関するメカニズムの基礎をしっかり理解します。そのうえで、使用される樹脂やモールドについての知識や、プロセス・材料の最適設計、さらには欠陥対策等を理解します。また、三次元構造の作成技術等様々な可能性を秘めたシーズについて紹介します。
 さらに先端半導体、メタバースなどへの応用展開やディープラーニングによるプロセス・材料設計などの最新の動向についても紹介します。


【プログラム】

1.ナノインプリント法の概要

2.熱ナノインプリントの基礎
 2.1 熱ナノインプリントの原理・特徴と長短所
 2.2 樹脂の粘弾性と成型性
 2.3 形状依存性
 2.4 成形速度依存性
 2.5 残留応力
 2.6 熱ナノインプリントプロセスの最適化
 2.7 熱ナノインプリント用樹脂への要求特性

3.光ナノインプリントの基礎
 3.1 光ナノインプリントの原理・特徴と長短所
 3.2 樹脂の流動と充填
 3.3 UV照射とパターンサイズ
 3.4 UV硬化の基礎と材料特性
 3.5 光ナノインプリント用樹脂への要求特性

4.多様な材料を用いたナノインプリントとその特徴
 4.1 ガラス材料のナノインプリント
 4.2 金属材料のナノインプリント
 4.3 生分解樹脂、有機半導体のナノインプリント

5.離型技術
 5.1 離型の基本メカニズム
  (1)破壊力学によるシミュレーション
  (2)離型のメカニズムとレジストの密着力、摩擦力
  (3)モールド側壁傾斜角と離型性
  (4)傾斜回折格子の離型
 5.2 離型欠陥の低減
  (1)離型剤による離型性改善
  (2)偏析剤による離型性改善
  (3)離型方法による離型性改善
  (4)熱ナノインプリントとUVナノインプリントの離型性

6.ナノインプリント法のバリエーション
 6.1 リバーサル・ナノインプリントによる三次元積層構造の作製
 6.2 ハイブリッドナノインプリントによる三次元マイクロ・ナノ混在構造の作製

7.  ディープラーニングを利用したナノインプリントのプロセス・材料設計の試み
 7.1 ディープラーニングとナノインプリント
 7.2 ディープラーニングによる未知材料へのナノインプリント
 7.3 ディープラーニングを利用した逆問題の解によるプロセス余裕度の予測

8.ナノインプリントのメタバース、半導体応用と最新動向
 8.1 光デバイス、メタバースへの応用
 8.2 半導体・電子デバイスへの応用
 8.3  バイオ、その他への応用

9.今後の展開と課題

【質疑応答】


【キーワード】
ナノインプリント 成型メカニズム 離型メカニズム 半導体応用 メタバース応用

【講演のポイント】
ナノインプリントの基礎について、シミュレーションと実験を比較しながら、成型と離型のメカニズムを理解します
また、ナノインプリントの特徴・メカニズムに基づき、応用事例を系統的に解説し、応用にあたってのツボを学びます


【習得できる知識】
ナノインプリントのメカニズムに関わる力学(粘弾性、流体力学、破壊力学)、界面工学、高分子化学。
ナノインプリントの応用に関わる光学、半導体集積回路プロセス、メタバース、AI応用の基本



【第2講】 ナノインプリント装置の設計と光学材料への適用例(仮題)

【時間】 14:10-15:50

【講師】芝浦機械株式会社 執行役員 R&Dセンター 研究開発部 部長 小久保 光典 氏

【講演主旨】

 低コスト微細構造形成技術である、ナノインプリント成形技術の概要について紹介するとともに、超精密加工機による金型加工にも触れる。
 ナノインプリント装置に関しては直押し方式の微細転写装置に加え、大面積化・高スループット化へのアプローチとして注目されているRoll to Roll方式の装置開発状況について説明し、デバイスへの適用例として、LEDの高輝度化、ウエハレベルレンズ、大面積 (G2 (370×470mm) ) サイズのWGP (ワイヤーグリッド偏光子) について解説する。

【プログラム】

1.芝浦機械株式会社の紹介

2.ナノインプリントプロセス
 2.1 ナノインプリントプロセスの概要と特徴
 2.2 ナノインプリントプロセス適用デバイス例
 2.3 ナノインプリント装置構成と特徴

3.ナノインプリント装置と転写事例の紹介
 3.1 直押し方式ナノインプリント装置 ST series
 3.2 Roll to Roll方式UVナノインプリント装置 RT series

4.ナノインプリント手法を用いたデバイス適用例の紹介
 4.1 LED
  4.1.1 プロセス説明
  4.1.2 Roll to Roll方式UVナノインプリント装置 RT seriesによるフィルムモールド作製
  4.1.3 高輝度LED専用ナノインプリント装置  ST50S-LED
 4.2 WLL(Wafer Level Lens ウエハレベルレンズ)
  4.2.1 プロセス説明
  4.2.2 機械加工およびStep & Repeat方式ナノインプリントによるマイクロレンズアレイモールド製作
  4.2.3 WLL専用ナノインプリント装置 ST01S-WL
 4.3 ワイヤーグリッド偏光子(大面積転写)
  4.3.1 プロセス説明
  4.3.2 インクジェットレジスト塗工による大面積(G2(370×470mm))サイズのWGP作製(残膜(RLT:Residual Layer Thickness)目標50nm以下への挑戦
  4.3.3 G2(370×470mm)サイズWGP転写用Roll to Plate(RtP)装置 ST(G2)-RtP

【質疑応答】


【キーワード】
ナノインプリント,LED,深紫外LED,ウエハレベルレンズ,WLL,ワイヤーグリッド偏光子,Wire Grid Polarizer,大面積インプリント,Roll to Roll,Roll to Sheet,Roll to Plate

【講演ポイント】
●講演内容について
 「講演主旨」参照ですが,LEDの高輝度化,ウエハレベルレンズの製作,大面積 (G2 (370×470mm) ) サイズのWire Grid Polarizer (ワイヤーグリッド偏光子)といった実際のデバイスに適用した発表事例は非常に少ないと思います。
●講演者について
 各デバイス対応の装置に関して,装置仕様策定,設計,製造およびテスト成形に関して,実際携わってきましたので,困難な点や気にしなければならない点についての紹介をさせていただきます。

【習得できる知識】
ナノインプリント手法を様々なデバイス作製,様々な箇所へ適用することに関しての問題点,注意点に加え,判断基準なども紹介いたします。


【第3講】 陽極酸化によるナノインプリント用モールドの作製と無反射レンズ形成への応用

【時間】 16:00-17:15

【講師】東京都立大学 都市環境学部 環境応用化学科 / 教授 柳下 崇 氏

【講演主旨】

 アルミニウムの陽極酸化によって得られる陽極酸化ポーラスアルミナは,サイズの均一な細孔が規則的に配列したハニカム構造を大面積で作製できることから,ナノインプリント用モールドとして優れた材料である.陽極酸化ポーラスアルミナの細孔径は数nm~1.5μmの範囲で制御可能であり,細孔深さも任意に制御できる.加えて細孔形状の制御も可能であるため,反射防止構造として機能するモスアイ構造の形成に適したテーパー形状に制御することもできる.本講演では,高規則性ポーラスアルミナモールドの作製から,ナノインプリントへの適用,更には,ナノインプリントプロセスによってレンズ表面にモスアイ構造形成を行った結果について紹介する.


【プログラム】

1.    アルミニウムの陽極酸化による高規則性ポーラスアルミナの形成と幾何学構造制御
2.    陽極酸化ポーラスアルミナを用いたナノインプリントによるナノ規則表面の形成
3.    陽極酸化ポーラスアルミナを用いたモスアイ構造の形成と特性最適化
4.    ナノインプリントプロセスによるレンズ表面へのモスアイ構造の形成
5.    陽極酸化ポーラスアルミナを用いた射出成型による無反射レンズの作製


【質疑応答】


【キーワード】

陽極酸化ポーラスアルミナ,ナノインプリントモールド,モスアイ,反射防止,無反射レンズ


【講演のポイント】

アルミニウムの陽極酸化には,高価な装置が必要ないが,実験条件を変化することで表面構造をナノスケールで高度に制御することができる.また,設備のスケールアップによって大面積化も可能であるため,本手法は,工業的に利用できるナノインプリント用モールドの作製技術としても有望である.


【習得できる知識】

アルミニウムの陽極酸化による高規則性ポーラスアルミナ形成の基礎
陽極酸化ポーラスアルミナを用いたナノインプリント
曲面へのナノインプリント形成技術
無反射レンズの作製


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