モノマー界面粘度の増加因子の究明に基づくサブ１５ｎｍの光ナノインプリント成形

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光ナノインプリント技術は従来の光リソグラフィに代わる新規ナノ加工技術 “More Moore Technology” の一つとして注目されている。我々は最近明らかになってきた固体表面間のナノギャップ中での液体粘度増加現象が光ナノインプリント時にも生じると着想し、光ナノインプリント界面での重合性モノマーの粘度増加に関して表面力・共振ずり測定により研究している。本研究では、次世代ナノ加工技術として注目を集める光ナノインプリント技術によるサブ15nm成形に向けて、ジアクリレートモノマーの界面粘度増加因子の究明とサブ15nm高分子成形体の作製実証に着手してきた。本年度はジアクリレートモノマーの反応性密着層修飾シリカ表面間での粘度増加に関して表面力・共振ずり測定により評価した。アクリロイル基末端を有する密着層間では表面間距離<15nm程度からジアクリレートモノマーの粘度が増加した一方、メタクリロイル基末端の密着層間では表面間距離<12nmから粘度が増大した。表面間距離10nm時の粘度を比較するとアクリロイル基末端密着層間の方がメタクリロイル基末端密着層間に比べて1-2桁高い粘度を示すことを明らかにした。これはモノマーと同種の末端官能基を有する密着層間において表面－モノマー間の相互作用が増加したためと考えた。表面－モノマー間相互作用の増加による界面粘度の増大が示唆された。一般的に、光ナノインプリントにおいて密着層の基板上への修飾は液体の基板上への濡れ性向上や離型時の密着性向上に有利である。一方、サブ15nm成形において残膜厚が薄くなった際には粘度増加によりアライメントを困難にする可能性が示された。