試作用ナノインプリント用金型についての検討

●研究期間:令和2年4月〜令和3年3月
●実施場所:海老名本部
●研究担当:電子技術部 電子材料グループ

研究概要

 写真撮影で生じるゴーストやフレアを抑制する無反射構造体、表面に形成した周期的なナノ構造(ナノ周期構造)による構造色など表面にナノ構造体を形成することにより、光学的な機能や親水性、疎水性などを表面に付与できます。また、ナノ周期構造により、疎水性を示す材料表面を親水性へ、親水性を示す材料表面を疎水性へ表面の特性を変えることが可能です。更に、絶縁材料の表面に金属製ナノ周期構造を形成することで、局在表面プラズモン共鳴と呼ばれる微弱な光の強度を著しく増幅させる現象が起こります。この現象は、バイオセンサなどに利用されています。

研究成果と今後の取り組み

 これらのキーワードとなるナノ周期構造を簡単に形成する技術として、ハンコのように金型上の微細な形状を樹脂などの粘弾性体に転写するナノインプリント技術が注目されています。しかし、ナノインプリント技術に用いる金型の製造には、製造コストがかかる半導体技術を多く使用するため、金型作製の工程数を削減する必要があります。ナノインプリントを用いた製造ラインの構築ではいかに金型の作製費用を抑えることが重要な課題となっています。

 本研究では,シリコンを含有する樹脂に電子線リソグラフィを行い、金型上のナノ周期構造部分を形成し、金型の製造コストを下げることを目指しました。そして、シリコンを含有する樹脂の一種である水素シルセスキオキサンHydrogen SilsesquioxaneHSQ)に弊所が保有する電子線描画装置(ELS-S50、図1)を用いて電子線描画を行い、写真に示すような金型を試作しました。そして,試作した金型に離型処理を行い、ナノインプリント技術を行った結果、パターン転写に使用できることを確認しました(図2)。

 今後は、ナノインプリント技術を用いた製品開発などの技術支援に取り組む予定です。

電子線描画装置(ELS-S50)

図1 使用した電子線描画装置(ELS-S50)

試作したナノインプリント用金型

図2 試作したナノインプリント用金型