AFMリソグラフィによる集積型超微小電極の作製とその分子修飾

AFM光刻技术制备集成超微电极及其分子修饰

• 批准号: 10131233
• 负责人: 杉村 博之
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10131233/
• 关键词: 有機薄膜; 自己組織化単分子膜; 有機シラン; 無電解めっき; 微細加工; リソグラフィ; レジスト; 原子間力顕微鏡

本年度は下記の3つの研究項目について研究を行った。(1) 有機シラン系単分子膜レジストの気相成長気相法により有機シラン単分子膜を作製した。光洗浄したシリコン基板と原料である有機シランを密閉容器に入れ全体を加熱し、基板表面を有機シラン蒸気にさらすことによって単分子膜を作製した。原料分子としてoctadecyltrimethoxysilaneを用い、処理温度150℃・処理時間3時間で作製した、炭素数18個のアルキル基からなる単分子膜(octadecylsilyl,ODS,膜厚約2nm)が、化学エッチングに対する良好な耐久性を示したので、このODS膜をレジストとして用いた。(2) AFMによるOD3単分子膜のパターニングODS単分子膜へのパターン描画は、導電性AFMプローブの先端から単分子膜へと局所的に電流を注入することによって行われる。注入する電流をpAからnAレベルで一定に制御できる定電流制御AFMリソグラフィ技術を開発し、パターニングの再現性を向上させることができた。(3) 選択無電解めっきによる金微細構造の作製ODS膜上へ描画したパターンを、金の微細構造へと転写するプロセスを開発した。まず、描画したサンプルをフッ酸によってエッチングする。電流を注入しODS膜を分解した領域では、フッ酸により酸化膜がエッチングされシリコン基板が露出する。それに対し、電流を注入していない領域ではODS膜によって酸化膜はエッチングから保護される。次に、フッ酸処理した試料を置換型金無電解めっき液に浸漬する。シリコン基板が露出している領域では、シリコンと金イオンが反応し金が堆積するが、ODSに覆われている領域では置換反応は起こらないため、プローブ走査した領域だけが金めっきされる。その結果、プローブ走査パターンに対してポジ型の金微細パターンが形成される。線幅200nm弱の金ラインをシリコン基板上に作製することができた。

For the current year, the following に is recorded as <s:1> 3 research projects に に て て て research を lines った. (1) Organic シラ <e:1> series 単 molecular film レジスト <s:1> gas phase growth gas phase method によ <s:1> organic シラ 単 単 molecular film を preparation た. Light し at た シ リ コ と ン substrate material で あ る organic シ ラ ン を airtight container に into れ all を heating し, organic substrate surface を シ ラ ン steamed 気 に さ ら す こ と に よ っ て 単 molecular membrane を cropping し た. Raw material molecular と し て octadecyltrimethoxysilane を い, 処 temperature 150 ℃, 処 manage time 3 で cropping し た, carbon number 18 の ア ル キ ル base か ら な る 単 molecular membrane (octadecylsilyl, ODS, film thickness is about 2 nm) が, chemical エ ッ チ ン グ に す seaborne る is good The な durability を indicates that the <s:1> た で で で and the <s:1> ODS film をレジストと て are used for て た. (2) the AFM に よ る OD3 単 molecular membrane の パ タ ー ニ ン グ ODS 単 molecular membrane へ の パ タ ー ン painted は, electrical conductivity, AFM プ ロ ー ブ の apex か ら 単 molecular membrane へ と bureau に current を injection す る こ と に よ っ て line わ れ る. Injection す る current を pA か ら nA レ ベ ル で certain に suppression で き る rated current suppression AFM リ ソ グ ラ フ ィ technology を open 発 し, パ タ ー ニ ン グ の reproducibility を upward さ せ る こ と が で き た. (3) no electrolytic め sentaku っ き に よ る gold ODS membrane on the micro structure の cropping へ painted し た パ タ ー ン を, gold の fine-structure へ と planning write す る プ ロ セ ス を open 発 し た. Youdaoplaceholder0, draw たサ プ プ をフッ をフッ acid によってエッチ グする グする グする. Current を injection し ODS membrane を decomposition し た field で は, フ ッ acid に よ り acidification membrane が エ ッ チ ン グ さ れ シ リ コ ン substrate が reveal す る. そ れ に し seaborne, current を injection し て い な い field で は ODS membrane に よ っ て acidification membrane は エ ッ チ ン グ か ら protection さ れ る. The に and フッ acid treatment <s:1> た test material を displacement type gold non-electrolytic めっ に solution に impregnation する. シ リ コ ン substrate が reveal し て い る field で は, シ リ コ ン と gold イ オ ン が anti 応 し gold が accumulation す る が, ODS に fu わ れ て い る field で は displacement inverse 応 は up こ ら な い た め, プ ロ ー ブ walkthrough し た field だ け が gold め っ き さ れ る. そ の results, プ ロ ー ブ walkthrough パ タ ー ン に し seaborne て ポ ジ の gold imperceptible パ タ ー ン が form さ れ る. Youdaoplaceholder2 fabrication on a 200nm weak <s:1> gold ラ and <s:1> をシリコ をシリコ をシリコ substrate する <s:1> とがで た た.

项目成果

Hiroyuki Sugimura: "Scanning Probe Lithography for Electrode Surface Modification" J.Electroanal.Chem.in press (1999)

Hiroyuki Sugimura：“电极表面改性的扫描探针光刻”J.Electroanal.Chem.in press (1999)

Atsushi Hozumi: "Chemical Vapor Depsition of Organosilane Films on Hydroxylated Oxide Surfaces" Proceedings of the Special Symposium on Advanced Materials, May 12-15, 1998, Nagova. 314-317 (1998)

Atsushi Hozumi：“羟基氧化物表面有机硅烷薄膜的化学气相沉积”先进材料特别研讨会论文集，1998 年 5 月 12-15 日，纳戈瓦。

杉村 博之: "走査型プローブ顕微鏡を用いた微細加工"表面技術. 49巻10号. 1061-1066 (1998)

Hiroyuki Sugimura：“使用扫描探针显微镜进行微加工”表面技术，第 49 卷，第 10 期。1061-1066 (1998)