2006 Fiscal Year Annual Research Report
集束プロトン線描画によるポリマー・ガラス材料のマイクロ・ナノ加工に関する研究
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17310085
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西川 宏之 芝浦工業大学, 工学部, 助教授 (40247226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 一成 芝浦工業大学, 工学部, 講師 (10348899)
神谷 富裕 日本原子力研究開発機構, 高崎量子応用研究所ビーム技術開発課, 課長 (70370385)
佐藤 隆博 日本原子力研究開発機構, 高崎量子応用研究所ビーム技術開発課, 研究員 (10370404)
石井 保行 日本原子力研究開発機構, 高崎量子応用研究所ビーム技術開発課, 研究副主幹 (00343905)
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| Keywords | 集束プロトンビーム / 微細加工 / 高アスペクト比構造 / レジスト / マイクロフォトニクス / 導波路 / ナノバイオロジー / バイオセンサー |
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| Research Abstract |
集束プロトンビーム描画技術を利用した、ポリマー・ガラス材料のマイクロ・ナノレベルでの微細加工技術の探求のため、プロトンビーム描画基盤技術、集束プロトンビーム制御走査技術、およびマイクロフォトニクスおよびナノバイオロジー応用の検討の3点について研究を実施した。以下の成果を得た。
プロトンビーム描画基盤技術の開発として、新規なプロトンビーム描画用有機・無機レジスト材料の探索を行い、既存のPMMA,SU-8以外の市販の数種のレジストへの照射効果を調査し、高アスペクト比構造に有用な厚膜レジスト候補が得られた。また、既存レジスト(PMMA,SU-8等)の高アスペクト比構造(≧10)形成にも成功した。
集束プロトンビーム制御走査技術開発のため照射量モニタ技術開発および統合制御ソフトウェアの開発を行った。特性X線の検出によるリアルタイムの照射量検出が可能となり、照射量制御が可能となった。また、集束系の最適な調整により、250nm以下のプロトンビーム形成とそれによる微細パターン形成の評価を行った。
マイクロフォトニクス応用にあたっては、直線導波路等の光学素子形成にはmmサイズの広域プロトンビーム描画が必要となることから、照射試料用ステージ導入の検討を行い、次年度導入するステージの仕様を決定した。また、ナノバイオロジー応用のためのバイオコロイドアレイの作製・評価については、数μmサイズのコロイドを基板に配列させるためのテンプレートとして、ガラス上に種々のμmスケールのパターン形成を行った。バイオコロイドの配列体の形成を確認し、全反射蛍光顕微鏡観測に供し、ナノバイオセンサーとしての機能評価を行った。
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