AFMを用いた極微細電解析出法によるナノ加工技術の開発

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本研究は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いた極微細電解析出法による金属微細構造の形成技術の開発・確立を目的として行った。平成15年度の研究によって、シリコンやGaAs基板に形成した微細構造は基板との付着性が悪いことが示唆された。そこで平成16年度はNi上にNi細線を形成することを試みた。まず、AFM観察における目印を付けるために、Niをスパッタ堆積したSi基板をフォトリソグラフィーによってパターニングした。その基板上に、界面活性剤であるTriton100を微量添加した0.5mol/L酢酸ニッケル水溶液を、スピナーを用いてコーティングした。次に、この基板をAFMにセッティングし、金属ナノ構造の形成を試みた結果、-30V以上の条件において、深さ数nmの線状の溝構造が形成されることが分かった.しかしながら、加工後の試料を純水洗浄して酢酸ニッケルを除去した後にAFM観測を行った結果、同様の構造を確認することはできなかった。従って、この線状構造は、電界によって塗布膜が破壊されて形成された溝構造であると考えられる。本研究では、電解液をスピナーコーティングしたため、金属ソースは基板上で塗布膜となっており、このことが電界析出が起こらなかった原因であると考えられる。従って、本研究結果から、AFMによる電界析出を効率的に行うには、AFM観察雰囲気に水蒸気を導入して湿度制御を行う、または、水溶液中での観察が可能なAFM装置を導入する必要性があることが示唆された。