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2005年5月号
Lithography
ナノインプリントがCNTと融合
Aaron Hand
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 ナノインプリント・リソグラフィ技術が32nm世代以降の候補技術として急速に注目を集めている。研究者たちはこの技術を1nm以下CMOSの次の技術として適用することを模索し始めた。米イリノイ大学Urbana-Champaign校と米Dow Corning社は、カーボンナノチューブ(CNT)を使い、分子サイズレベルの微細形状の作製を行った。

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 ポリマー薄膜にエンボス加工する技術において、分子レベルの界面での基本的な物理や化学はほとんど解明されていない。イリノイ大学材料科学・エンジニアリング学科の教授であり、同大学のBechman Institute for Advanced Science and Technologyの研究者であるJohn Rogers氏は、物理的な基本原理とナノインプリントによる解像度を研究した。
 ナノインプリント・リソグラフィ技術、CNT技術、ナノサイズのポリマー形状加工、ポリマー化学など、複数の分野にわたる専門家が集結し、Single-Walled CNTをSiウェーハ上に成長させた。それから、ウェーハ上に熱硬化性のポリマーを塗布し、ナノチューブの型を作った。型をキュア後に薄い感光性のポリウレタンにやさしく押し込み、光により硬化させた。AFM(Atomic Force Microscopy)を使用し高さを測定、TEM(Transmission Electron Microscopy)により幅を測定した。
 「このアプローチにより、今まで形成したことのないほどの微小形状を作製できた。顕微鏡画像によると、2nm以下、1nm近傍のパターン形成に成功した。これらはマクロ分子1個のサイズに等しい」(Rogers氏)。このサイズは、ポリマーの1個の結合の長さの数倍でしかないとRogers氏は指摘する。ポリマーの結合密度を変えることで、解像限界とポリマーの分子構造を理解することができた。「究極の解像度は、プレポリマーの表面と、結合しているポリマーが型の形状を保持できるかにかかっている」とRogers氏は述べている。

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