2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of high throughput metal nano patterns stacking method
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17K06091
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
谷口 淳 東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (40318225)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノインプリント / 銀インク / 光硬化樹脂 / アライメント / 積層構造 / プラズモン / メタマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金型を用いた成型技術であるナノインプリントリソグラフィ（NIL）技術と銀インクを用いて、アライメント（位置合わせ）マークを用いた金属ナノパターン層を積層するためのアライメント技術を確立した。この成果に関して、学会発表も行い、査読付き論文１本も採択されている。
作製方法は、Siのマスターモールドを電子ビーム描画とドライエッチングを用いて作製し、ここからUV-NILでレプリカモールドを作製した。作製したマスターモールドは、３層の積層を行うため、３種類のアライメントマークとロッドパターン（150nm幅ｘ450nm長さ）があるものを使用した。それぞれのマスターモールドからレプリカモールドを作り、これに銀インクをロールプレスで押込み、焼結し、銀ナノロッドパターンをレプリカモールドの凹部に作製した。その後、このパターンを密着性の良いUV硬化樹脂を用いてUV-NILで転写を行い、樹脂上に銀ナノロッドパターンを形成した。これで、１層が完成である。
積層方法は、作製された１層目の構造に中間層である樹脂を回転塗布し、液体の状態で、１層目と同じ様にして作製された２層目のパターンを被せ、光学顕微鏡下でアライメントマークを見ながら位置合わせをして、位置があったら、UV光を照射してUV-NILを行い、硬化して１層目と２層目を積層させた。３層目も同様にして積層を行った。このような銀ナノロッドパターンはプラズモンメモリとして動作することがわかっており、大気中で位置合わせを行うことにより400nm未満の精度で位置合わせが可能となった。また、作製した銀ナノロッドからの赤いプラズモン発色も確認された。
これらの成果は、樹脂と金属の混合パターンをナノオーダーで構築できることを示唆しており、作製プロセスとして様々な用途に適用可能でかつ簡便で効率の良い方法であるといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アライメント技術に関しては、早い段階から光学顕微鏡下で合わせることを想定して、併せやすい形状をデザインしていた。また、焦点深度の深いレンズを用いることでアライメントマークも見えやすくなり、効果的に実験を行うことができ、予定通り順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度の実施予定であった、アライメント技術の確立と単純積層構造作製実験が予定通りに進んだため、H30年度は計画通り配線積層構造作製実験とロールトゥロール（RTR）用アライメント装置開発に着手する。この２つは、H29年度の技術より遙かに難しいため、進捗は遅くなる可能性がある。配線積層では、マイクロオーダーの配線にナノオーダーのビア（貫通穴）を目指しているが、まずはマイクロオーダーの配線にマイクロオーダーのビアを通すところから開始する。また、RTR用アライメント装置は、まず設計し、冶具を使っての予備実験を行い、その後、装置化を考えている。上記の手順でまず作製可能かどうかの原理実証から行っていく。
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