高分子ナノ相分離構造を鋳型とする構造転写プロセスの開発と新規ナノ材料の創製

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本研究では、ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)が形成するミクロ相分離構造を鋳型とし、ウェットエッチングによって多種類の基板へナノ構造を転写するプロセスとし、簡便かつ大面積に基板表面をナノパターニングするプロセスを開発してきた。基板表面に形成されたホール配列の深さの評価、ウェットナノパターニングの大面積化、サイズ制御、作製されたホール配列の第2次テンプレート機能について、シリコン基板と原子平坦性金基板を用いて検討を行った。本年度の主な課題であった原子平坦性金基板のウェットエッチングについては、フェリフェロシアン化物からなるエッチャントの組成と濃度の最適化を通し、希薄なフェリフェロシアン化物エッチャントを用いて金基板表面に周期25nmと40nmのナノホール配列を作製することに成功した。STM観察からは、ホールの深さは金原子のステップ高さ、つまりと1原子層とほぼ等しいことが示唆された。また、金の結晶性のため、多角形のホール形状が見られ、酸化シリコンのようなアモルファス基板との違いを考察することができた。このように、金基板は原子レベルでエッチング挙動を議論するのに適切であることがわかった。第2次テンプレート機能としては、金属微粒子を触媒としたHFとH_2O_2によるシリコンの異方エッチグを行い、ヘキサゴナル配列の転写性については改良が必要なものの、高アスペクト比(20)のホール配列の作製に成功した。以上より、本研究では、シリコン基板と金基板表面におけるナノホール配列の作製を実証し、トップダウン型リソグラフィーなどの既存の微細加工では実現困難である微細領域でのナノパターニングを簡便に行える新規な微細加工プロセスを示すことができた。