ボトムアップ方式とトップダウン方式の両アプローチによりマイクロ・ナノ表面局部成形の研究

自下而上和自上而下相结合的微纳表面局部成型研究

基本信息

批准号：
04F04736
负责人：
金範ジュン
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高い装置は使わずより簡単な方法で機能性自己組織化単分子膜(Self Assembled Monolayer, SAM)をサブマイクロメータースケールでパターニングし,そのパターンを基にマイクロマシニングの製作技術を応用すること(ボトムアップ方式)と従来のMEMS技術を用いてさらにナノスケールのステンシルマスクを製作し最終的には、製作したナノステンシルマスクで蒸着により様々な材料を直接基板の上にパターンする(トップダウン方式)新ナノパターニング技術を開発することである。その両技術を融合し、パターンだけではなくナノ構造を製作した。昨年度は、SOI基板を用いてマイクロ加工技術により、シリコン結晶構造からの異方性エッチングを利用し、Low Stressのシリコン材料でナノスケールのステンシルマスクを製作した。また、新タイプの硬いPDMSスタンプを用いたマイクロナノコンタクトプリンティング法により広範囲にわたるSAMのナノパターンを作製しているが、信頼性のあるナノスケールのパターニングテクノロジーを実現するために、分子レベルの2次元的な構造制御が必須であり、SAMを利用したナノファブリケーション技術についても研究を進めていた。この技術を用いて、バイオ・化学プロセスで必要となる流路や反応容器だけでなく、反応機構を単分子レベルで明らかにするツールとして、様々の機能を持つプローブ、形のそろった標識粒子(ナノタッグ)、ナノ電極の作製を可能とした。なお、ナノステンシルマスクパターン技術に関しては、マスクと表面の間のギャプとの関係や、現在作製可能な最先端の小さいマスクのパターンと厚み,マスクのstress等を調べって、十分対応できる性能を実現できた。

在这项研究中，我们将以更简单的方式以次级微米计尺度对功能性自组装单层（SAM）进行对，而无需使用昂贵的设备，并根据模式（自下而上的方法）应用微加工制造技术，并使用常规MEMS技术制造纳米级模具面具。最后，我们将开发一种新的纳米图案技术，其中使用制造的纳米斯甲面膜直接在基板上直接对基板上图案。通过结合这两种技术，我们不仅创建了模式，还创建了纳米结构。去年，我们使用SOI底物使用微调技术从硅晶体结构中使用各向异性蚀刻，以使用低应力硅材料制造纳米级模具面具。此外，使用一种新型的硬PDMS邮票制造了广泛的SAM纳米模式，但是为了实现可靠的纳米级图案技术，二维分子级结构控制是必不可少的，并且还对使用SAM进行了纳米制作技术进行了研究。使用这项技术，可以制造具有各种功能，标记颗粒（纳米塔）和纳米电极的探针作为工具，不仅阐明了生化过程所需的流动路径和反应容器，还阐明了单分子水平的反应机制。关于Nanostencil掩膜模式技术，我们能够通过检查面罩与表面之间的关系，最先进的小面具的模式和厚度以及可以制造的最先进的小面具以及面罩的压力来获得足够的性能。