単分子膜リソグラフィによる分子組織体と半導体回路の融合化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14205107
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉村 博之 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10293656)
• 研究分担者: 穂積 篤 産業技術総合研究所, 主任研究員 ; 中桐 伸行 産業技術総合研究所, 主任研究員 ; 高井 治 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (40110712)
• キーワード: 自己組織化単分子膜 / 有機シラン / 光リソグラフィ / レーザーリソグラフィ / ナノリソグラフィ / 原子間力顕微鏡

研究概要

本申請課題では、半導体電子回路上にミクロ構造化されたインターフェース機能膜を構築し、その機能を評価することを、研究の目的とする。そのためには、微細加工技術がキーポイントとなる。申請者らの独自技術である、有機分子材料のようなソフトマテリアルのための超微細加工技術『単分子膜リソグラフィ』によって、半導体基板上の任意の位置に分子レベルでその配列構造が制御された有機分子ナノ組織膜を構築し、インターフェース機能を発現させる。
<本年度の具体的な研究成果>
1)試作VUV露光機の繰り返し重ね露光とアライメント精度を検証し、1μmの精度でのアライメント、最小線幅1μmでの単分子膜露光に成功した。
2)微小反応エリアへ選択的に機能分子を固定化するための化学プロセスの探索し、選択的シランカップリング反応による特定の有機官能基で終端化されたマイクロパターンの形成、静電吸着による微粒子マイクロパターンの形成、ならびに高分子イオンの配列化に成功した。
3)π電子共役系単分子膜をシリコン基盤表面に直接固定化するプロセスを開発した。この単分子膜は導電性であることを確認している。単分子膜被覆によって、シリコン表面をいつまでも酸化させずにその導電性を保持できる。

研究成果

• [文献書誌] K.Hayashi et al.: "Regulation of the Surface Potential of Silicon Substrates in Micrometer Scale with Organosilane Self-Assembled Monolayers"Langmuir. 18(20). 7469-7472 (2002)
• [文献書誌] H.Sugimura et al.: "Application of Self-Assembled Monolayers to Micropatterning"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27(3). 545-550 (2002)
• [文献書誌] N.Saito et al.: "Alkyl Self-Assembled Monolayer Prepared on Hydrogen-terminated Si(111) through Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition : Chemical Resistivities in HF and NH4F Solutions"Chem. Lett.. 1194-1195 (2002)
• [文献書誌] Y.Wu et al.: "Imaging Miropatterned Organozsilane Self-Assembled Monolayers on Silicon by Means of Scanning Electron Microscopy and Kelvin-probe Force Microscopy"Surf. Interf. Anal.. 35. 94-98 (2003)
• [文献書誌] N.Saito et al.: "Principle of Image Contrast in Scanning Electron Microscopy for Binary Microstructures Composed of Organosilane Self-Assembled Monolayers"J. Phys. Chem. B. 664-667 (2003)
• [文献書誌] K.Hayashi et al.: "Selective immobilization of functional organic molecules onto a micro-template fabricated using amino-teminated self-assembled monolayer"Surf. Sci.. (印刷中).