室温硬化インプリントによる DLC ナノエミッタの作製吉田捷吾（7420）指導教員：清原修二准教授 1 はじめにこれまでに本研究で開発した PDMS （Polydimethylsiloxane）[SIM-360，信越化学工業㈱]を材料とした凹形状 PDMS モールドを用いた室温硬化ナノインプリントリソグラフィ（ Room-temperature Curing-Nanoimprint Lithography：RTC-NIL）では高精度に DLC のナノパターンを形成できることがわかっている 1)。しかし，SIM-360 を材料とした PDMS モールドは高価であり，PDMS モールドとしての寿命が短いという欠点があった。そこで，安価で同様の性質を持つ KE-106 をモールドの材料として提案した。本研究では KE-106 で SIM-360 と同様の高精度な転写パターンを得られるか検討し，DLC の超微細加工を行った。この手法を用いてフラットパネルディスプレイ用ナノエミッタの作製を目指す。 2 図2 実験方法および装置 RTC-NIL によるポリシロキサンの転写パターン本研究で開発したポリシロキサン[HSG-R7-13，日立化成工業㈱ ] を転写材料に用いた凹形状 PDMS モールド RTC-NIL による凸形状 DLC ドットアレイの作製プロセスを図 1 に示す．シリコンウエハ（10 mm 角，0.5 mm 厚）上に T 字状フィルタードアーク蒸着法で作製した DLC 膜（ta-C，10 mm 角，500 nm 厚，表面粗さ Ra 2 nm）上に，膜厚 500 nm が得られるように，ポリシロキサンを回転塗布し，本研究で作製した凹形状 5 µm 径ドットの PDMS[主剤:KE-106，硬化剤:CAT-RG，信越化学工業㈱]モールドを押しつけ，ポリシロキサン膜上にモールドパターンを転写した。次に，モールドを離型し ECR CHF3 イオンシャワー加工で残膜層を除去後，ECR O2 イオンシャワー加工することで DLC ドットアレイパターンを形成した。図 3 作製した凸形状 DLC ドットアレイパターン 4 おわりに本研究で作製した KE-106 を材料とした PDMS モールドを用い，高精度なポリシロキサンの転写パターンを得ることができた。これを ECR イオンシャワー加工することで高精度な凸形状の DLC ドットアレイパターンを形成できた。今後はナノサイズの凸形状で先鋭化した DLC ドットアレイパターンの作製を目指す。 5 図1 3 凸形状 DLC ドットアレイの作製プロセス新規性・特許性 PDMS モールドを用いた RTC-NIL 法による DLC 微細加工プロセスに新規性があり，PDMS モールドを用いた RTC-NIL 法による機能性マイクロ・ナノデバイスの作製に特許性がある。実験結果本研究で作製した KE-106 を材料とした PDMS モールドによるポリシロキサンの転写パターンを図 2(a)に示し， SIM-360 のそれを図 2(b)に示す。KE-106 で同様の高精度な転写パターンを得ることができた。この結果から作製したポリシロキサンの凸形状ドットアレイを ECR CHF3 イオンシャワー加工(3 min，300 eV)で残膜層を除去後，ECR O2 イオンシャワー加工(12 min，400 eV)することで作製した DLC 微細パターンを図 3 に示す。高精度な凸形状の DLC ドットアレイパターンを得ることができた。参考文献 1) 吉田捷吾，清原修二，石川一平，他：2014 年度精密工学会関西地方定期学術講演会，pp.46-47 (2014) 謝辞本研究の一部は，日本学術振興会科学研究費基盤研究（A）および豊橋技術科学大学高専連携教育研究プロジェクトにより行われたことを付記する。