フォトニック結晶のための異種レジスト多層膜を用いた一括リソグラフィ技術の開発

3次元微細周期構造からなる3次元フォトニック結晶は次世代光学素子として広く応用研究されている. ただし, 3次元フォトニック結晶の製造は困難であり, その大量生産技術は確立されていない.本研究の目的は, 3次元微細周期構造の大量生産のための製法として"異種レジスト一括リソグラフィ"を提案し, 実現することである. 異種レジスト一括リソグラフィとは, 感光性の異なるレジストを含むレジスト多層膜の各層に一括で2次元パターンを作製するリソグラフィ技術である.異種レジスト一括リソグラフィの実現には「感光性を維持した周期レジスト多層膜の作製」が必須であり, 昨年の研究では, レジスト多層膜作製時のレジストの混合(ミキシング)の問題を解決するために中間膜のラミネート成膜が有効であることを示した.そこで, 本年度は中間膜のラミネート成膜を用いた周期レジスト多層膜作製技術の確立を目指した. 中間膜には, ①現像液が"浸透"する②中間膜上へのレジスト膜の成膜が可能である, という二つの機能が要求される. この二つの機能を同時に満たす中間膜の成膜方法として, (A)材料による方法(B)中間膜の構造による方法, の二通りの方法を検討した.(A)では「現像液には可溶, レジスト溶液には不溶である材料」によって①②を満たそうとした. しかし, 適切な材料を発見することはできなかった.(B)では「現像液・レジスト溶液の双方に不溶だが, 現像液は通過可能, レジスト溶液は通過不可能な"隙間"のある構造」によって①②を満たそうとした. 多孔質ガラスを用いることで"隙間"のある中間膜を作製したが, 現像液を通過させることはできなかった.

3次元微細周期構造からなる3次元フォトニック結晶は次世代光学素子として広く応用研究されている. ただし, 3次元フォトニック結晶の製造は困難であり, その大量生産技術は確立されていない.本研究の目的は, 3次元微細周期構造の大量生産のための製法として"異種レジスト一括リソグラフィ"を提案し, 実現することである. 異種レジスト一括リソグラフィとは, 感光性の異なるレジストを含むレジスト多層膜の各層に一括で2次元パターンを作製するリソグラフィ技術である.異種レジスト一括リソグラフィの実現には「感光性を維持した周期レジスト多層膜の作製」が必須であり, 昨年の研究では, レジスト多層膜作製時のレジストの混合(ミキシング)の問題を解決するために中間膜のラミネート成膜が有効であることを示した.そこで, 本年度は中間膜のラミネート成膜を用いた周期レジスト多層膜作製技術の確立を目指した. 中間膜には, ①現像液が"浸透"する②中間膜上へのレジスト膜の成膜が可能である, という二つの機能が要求される. この二つの機能を同時に満たす中間膜の成膜方法として, (A)材料による方法(B)中間膜の構造による方法, の二通りの方法を検討した.(A)では「現像液には可溶, レジスト溶液には不溶である材料」によって①②を満たそうとした. しかし, 適切な材料を発見することはできなかった.(B)では「現像液・レジスト溶液の双方に不溶だが, 現像液は通過可能, レジスト溶液は通過不可能な"隙間"のある構造」によって①②を満たそうとした. 多孔質ガラスを用いることで"隙間"のある中間膜を作製したが, 現像液を通過させることはできなかった.