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特集:ナノインプリントの新材料と新技術
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特集にあたって
Introduction
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松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
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フッ素含有ナノインプリント材料
Fluorinated Materials for Nanoimprint Lithography
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川口泰秀(旭硝子(株) 中央研究所 主席研究員)
近年,微細加工技術として注目されているナノインプリント技術では,“離型”が重要な鍵を握っている。そこで,われわれはモールド,感光性樹脂,剥離剤などの材料として,表面エネルギーの低いフッ素材料を用いる研究を行っている。本稿では,当社が開発したナノインプリント用含フッ素材料を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. UVナノインプリント用フッ素樹脂モールド
2.1 F-templateの開発
2.2 F-templateを用いたナノインプリント試験
2.3 F-templateの展開
3. UVナノインプリント用含フッ素感光性樹脂(NIFシリーズ)
4. 剥離剤
5. 熱可塑性のフッ素樹脂
6. おわりに
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UVナノインプリント用樹脂
Photo-curable Resin for UV-nanoimprint Lithography
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平澤玉乃(東洋合成工業(株) 新規事業開発部 ナノテクグループ)
坂井信支(東洋合成工業(株) 新規事業開発部 ナノテクグループ テーマリーダー)
近年急速に発展しているUVナノインプリント技術は,新しいナノ加工技術として注目され,その実用化を間近に控えている。UVナノインプリント用樹脂には用途別特性のほか,プロセス特有の樹脂特性が要求される。主な要求特性や評価方法,ならびにUVナノインプリントプロセスを用いた加工例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. UV-NIL用樹脂の材料選択と要求特性
3. UV-NIL用樹脂の評価方法
3.1 離型性と付着力測定
3.2 転写性
3.3 機械特性
3.4 硬化速度と反応率
4. UV-NILプロセスを用いた微細加工例
4.1 ドライプロセス法
4.2 ウェットプロセス法
5. おわりに
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室温ナノインプリント材料・技術
Room Temperature Nanoimprint Material and Technology
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中松健一郎(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所)
松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
室温ナノインプリントの転写材料であるHSQを基板上に塗布する方法として,スピン塗布および液滴塗布の2種類の塗布方法があり,ナノインプリント転写特性はこれら塗布方法に依存する。スピン塗布膜を用いた場合,高圧プレスが必要で,転写深さにパターンサイズ依存性があるが,液滴塗布膜を用いた場合には,低圧プレスでナノスケールからマイクロメートルオーダーの混在パターン転写が可能である。
【目次】
1. はじめに
2. HSQスピン塗布膜を用いたナノインプリント
2.1 HSQスピン塗布膜を用いたナノインプリントプロセス
2.2 かご型HSQとはしご型HSQ
2.3 かご型HSQとはしご型HSQを転写材料として使用した室温ナノインプリントの比較
2.3.1 HSQ転写パターンのポストベーキング後のプロファイル
3. HSQ液滴塗布膜を用いたナノインプリント
3.1 HSQ液滴塗布膜を用いたナノインプリントプロセス
3.2 HSQスピン塗布膜とHSQ液滴塗布膜を用いて作製された転写パターンの比較
3.3 HSQ液滴塗布膜を用いて作製された転写パターンの残渣評価
3.4 HSQ液滴塗布膜法によるマイクロパターンとコンプレックスパターンの作製
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フッ素含有ダイヤモンドライクカーボンを用いたナノインプリント剥離剤
Fluorinated Diamond-like Carbon Coating as Antisticking Layer on Nanoimprint Mold
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中松健一郎(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所)
松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
ナノインプリント用剥離剤として,フッ素系の自己組織化単分子モノマー(SAM)がよく用いられているが,高圧力や熱ナノインプリント中の高温度により徐々に劣化する可能性がある。そこで,離型性とともに高耐久性が期待できる新規剥離剤として,フッ素含有ダイヤモンドライクカーボンを提案し,熱ナノインプリント離型特性の評価を行い,良好なナノインプリント剥離材料である可能性を示した。
【目次】
1. はじめに
2. ナノインプリントモールド上へのF-DLC膜のコーティング
3. CVD法により形成されたF-DLC膜の評価
4. F-DLCコーティングモールドの熱ナノインプリントへの適用
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シートナノインプリント技術によるナノインプリントの生産性向上
Nano-scale Productivity Enhanced 100times by Sheet Nanoimprint Technology
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宮内昭浩((株)日立製作所 材料研究所 電子材料研究部 ナノプリントストラテジックソリューションユニット 主任研究員)
ナノインプリントは,ナノスケールの微細構造を簡便・低コストに形成できる加工技術である。従来の熱ナノインプリント法は平行平板型のプレス機構を用いるために,大面積化が困難であった。本稿では,リールtoリール方式による長尺フィルムへのナノインプリントによって大面積化を可能とする新しい熱ナノインプリント技術の開発を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シートナノインプリントの原理
3. 装置と転写例
4. おわりに
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ローラーナノインプリント技術
Roller Type Nanoimprint Process
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高橋正春((独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 インプリント製造技術研究グループ グループ長)
ナノインプリントプロセスは,型を用いて微小構造を樹脂基板などに比較的簡単なプロセスで転写複製することができるナノ加工法として注目されている。このナノインプリントプロセス技術を製造プロセスに適用して製造コストの低減や量産性を確保し,さらに用途の拡大を図るためには,大面積化などいくつかの課題解決が必要である。そこで,ロール転写プロセスを取り上げ,大面積化対応プロセスとしての有効性を検証した。
【目次】
1. はじめに
2. ローラーナノインプリント装置
3. ローラーインプリント装置と転写評価
4. おわりに
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Material Report
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R&D
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固定触媒を用いるエチレンからプロピレンの選択的合成
Selective Synthesis of Propylene from Ethylene by Using Heterogeneous Catalyst
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鈴木崇(群馬県立群馬産業技術センター)
炭化水素の合成法として,古くから一酸化炭素と水素の混合ガス(合成ガス)を原料とするFT反応が知られる。近年,プロピレンの需要増から選択的な合成方法が注目され始めている。萌芽的な研究として,鉄系触媒を用いるFT反応中にC3留分が多く生成する現象や担持酸化モリブデン触媒によるエチレンからのプロピレン合成(ETP反応)について報告されてはいるが,固体触媒を用いるC3留分の選択合成に関し十分注力されてきているとは言い切れない。本稿では,これまでのETP反応の試みと,当研究室における最近の結果を紹介したい。
【目次】
1. はじめに
2. エチレンからプロピレン合成の課題
3. 担持ルテニウム系触媒および担持コバルト系触媒を用いるETP反応
4. おわりに
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Si/SiC多孔質セラミックを用いた高効率光触媒フィルター
High-efficiency Photocatalytic Filter with Porous Si/SiC Ceramic
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谷英治((独)産業技術総合研究所 九州センター サステナブルマテリアル研究部門 主任研究員)
産総研・九州センターで開発したスポンジと同じ構造の3次元微細セルSi/SiC多孔質フィルターは,光触媒を固定化することで,非常に高効率な光触媒フィルターになることが明らかになった。これは,3次元微細セル構造は光をよく透過し,汚染物質との接触回数を増加させることが容易であるからである。
【目次】
1. はじめに
2. 2段反応焼結法
3. 光触媒用フィルターとしての性能
3.1 光触媒浄化装置でのNOx除去実験
3.2 水処理(オレンジIIの分解)実験
3.3 高効率光触媒浄化装置
4. おわりに
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連載 SPring-8の産業利用(12)
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LIGAプロセスによる微細加工とその産業への応用
Microfabrication of the LIGA Process and its Application for New Industry
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服部正(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
MEMS分野において,3次元構造であるマイクロアクチュエーターなどのデバイスにはマイクロ3次元構造加工技術が必須である。この加工技術に対して,放射光を用いたLIGAプロセスに大きな注目が集まっている。今回,ここではLIGAプロセスによる微細3次元加工の現状と産業への応用について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 産業界からのマイクロ3次元構造体加工技術の要求とその動向
3. LIGAプロセス
4. デバイスへの展開
4.1 カンチレバー型樹脂製光学スイッチの開発
4.2 3D-LIGAプロセスによる立体マイクロコイルの試作
5. おわりに
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Market data
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水濾過フィルターの市場動向
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【目次】
1. 概要
2. フィルターの種類
2.1 機能別
2.2 素材別
3. 価格
4. 市場動向
5. 企業動向
5.1 フィルターメーカーの状況
5.2 種類別比率
5.3 膜濾過装置メーカーとの関係
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特集にあたって
Introduction
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松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
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フッ素含有ナノインプリント材料
Fluorinated Materials for Nanoimprint Lithography
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川口泰秀(旭硝子(株) 中央研究所 主席研究員)
近年,微細加工技術として注目されているナノインプリント技術では,“離型”が重要な鍵を握っている。そこで,われわれはモールド,感光性樹脂,剥離剤などの材料として,表面エネルギーの低いフッ素材料を用いる研究を行っている。本稿では,当社が開発したナノインプリント用含フッ素材料を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. UVナノインプリント用フッ素樹脂モールド
2.1 F-templateの開発
2.2 F-templateを用いたナノインプリント試験
2.3 F-templateの展開
3. UVナノインプリント用含フッ素感光性樹脂(NIFシリーズ)
4. 剥離剤
5. 熱可塑性のフッ素樹脂
6. おわりに
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UVナノインプリント用樹脂
Photo-curable Resin for UV-nanoimprint Lithography
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平澤玉乃(東洋合成工業(株) 新規事業開発部 ナノテクグループ)
坂井信支(東洋合成工業(株) 新規事業開発部 ナノテクグループ テーマリーダー)
近年急速に発展しているUVナノインプリント技術は,新しいナノ加工技術として注目され,その実用化を間近に控えている。UVナノインプリント用樹脂には用途別特性のほか,プロセス特有の樹脂特性が要求される。主な要求特性や評価方法,ならびにUVナノインプリントプロセスを用いた加工例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. UV-NIL用樹脂の材料選択と要求特性
3. UV-NIL用樹脂の評価方法
3.1 離型性と付着力測定
3.2 転写性
3.3 機械特性
3.4 硬化速度と反応率
4. UV-NILプロセスを用いた微細加工例
4.1 ドライプロセス法
4.2 ウェットプロセス法
5. おわりに
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室温ナノインプリント材料・技術
Room Temperature Nanoimprint Material and Technology
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中松健一郎(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所)
松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
室温ナノインプリントの転写材料であるHSQを基板上に塗布する方法として,スピン塗布および液滴塗布の2種類の塗布方法があり,ナノインプリント転写特性はこれら塗布方法に依存する。スピン塗布膜を用いた場合,高圧プレスが必要で,転写深さにパターンサイズ依存性があるが,液滴塗布膜を用いた場合には,低圧プレスでナノスケールからマイクロメートルオーダーの混在パターン転写が可能である。
【目次】
1. はじめに
2. HSQスピン塗布膜を用いたナノインプリント
2.1 HSQスピン塗布膜を用いたナノインプリントプロセス
2.2 かご型HSQとはしご型HSQ
2.3 かご型HSQとはしご型HSQを転写材料として使用した室温ナノインプリントの比較
2.3.1 HSQ転写パターンのポストベーキング後のプロファイル
3. HSQ液滴塗布膜を用いたナノインプリント
3.1 HSQ液滴塗布膜を用いたナノインプリントプロセス
3.2 HSQスピン塗布膜とHSQ液滴塗布膜を用いて作製された転写パターンの比較
3.3 HSQ液滴塗布膜を用いて作製された転写パターンの残渣評価
3.4 HSQ液滴塗布膜法によるマイクロパターンとコンプレックスパターンの作製
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フッ素含有ダイヤモンドライクカーボンを用いたナノインプリント剥離剤
Fluorinated Diamond-like Carbon Coating as Antisticking Layer on Nanoimprint Mold
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中松健一郎(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所)
松井真二(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
ナノインプリント用剥離剤として,フッ素系の自己組織化単分子モノマー(SAM)がよく用いられているが,高圧力や熱ナノインプリント中の高温度により徐々に劣化する可能性がある。そこで,離型性とともに高耐久性が期待できる新規剥離剤として,フッ素含有ダイヤモンドライクカーボンを提案し,熱ナノインプリント離型特性の評価を行い,良好なナノインプリント剥離材料である可能性を示した。
【目次】
1. はじめに
2. ナノインプリントモールド上へのF-DLC膜のコーティング
3. CVD法により形成されたF-DLC膜の評価
4. F-DLCコーティングモールドの熱ナノインプリントへの適用
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シートナノインプリント技術によるナノインプリントの生産性向上
Nano-scale Productivity Enhanced 100times by Sheet Nanoimprint Technology
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宮内昭浩((株)日立製作所 材料研究所 電子材料研究部 ナノプリントストラテジックソリューションユニット 主任研究員)
ナノインプリントは,ナノスケールの微細構造を簡便・低コストに形成できる加工技術である。従来の熱ナノインプリント法は平行平板型のプレス機構を用いるために,大面積化が困難であった。本稿では,リールtoリール方式による長尺フィルムへのナノインプリントによって大面積化を可能とする新しい熱ナノインプリント技術の開発を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シートナノインプリントの原理
3. 装置と転写例
4. おわりに
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ローラーナノインプリント技術
Roller Type Nanoimprint Process
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高橋正春((独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 インプリント製造技術研究グループ グループ長)
ナノインプリントプロセスは,型を用いて微小構造を樹脂基板などに比較的簡単なプロセスで転写複製することができるナノ加工法として注目されている。このナノインプリントプロセス技術を製造プロセスに適用して製造コストの低減や量産性を確保し,さらに用途の拡大を図るためには,大面積化などいくつかの課題解決が必要である。そこで,ロール転写プロセスを取り上げ,大面積化対応プロセスとしての有効性を検証した。
【目次】
1. はじめに
2. ローラーナノインプリント装置
3. ローラーインプリント装置と転写評価
4. おわりに
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Material Report
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R&D
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固定触媒を用いるエチレンからプロピレンの選択的合成
Selective Synthesis of Propylene from Ethylene by Using Heterogeneous Catalyst
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鈴木崇(群馬県立群馬産業技術センター)
炭化水素の合成法として,古くから一酸化炭素と水素の混合ガス(合成ガス)を原料とするFT反応が知られる。近年,プロピレンの需要増から選択的な合成方法が注目され始めている。萌芽的な研究として,鉄系触媒を用いるFT反応中にC3留分が多く生成する現象や担持酸化モリブデン触媒によるエチレンからのプロピレン合成(ETP反応)について報告されてはいるが,固体触媒を用いるC3留分の選択合成に関し十分注力されてきているとは言い切れない。本稿では,これまでのETP反応の試みと,当研究室における最近の結果を紹介したい。
【目次】
1. はじめに
2. エチレンからプロピレン合成の課題
3. 担持ルテニウム系触媒および担持コバルト系触媒を用いるETP反応
4. おわりに
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Si/SiC多孔質セラミックを用いた高効率光触媒フィルター
High-efficiency Photocatalytic Filter with Porous Si/SiC Ceramic
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谷英治((独)産業技術総合研究所 九州センター サステナブルマテリアル研究部門 主任研究員)
産総研・九州センターで開発したスポンジと同じ構造の3次元微細セルSi/SiC多孔質フィルターは,光触媒を固定化することで,非常に高効率な光触媒フィルターになることが明らかになった。これは,3次元微細セル構造は光をよく透過し,汚染物質との接触回数を増加させることが容易であるからである。
【目次】
1. はじめに
2. 2段反応焼結法
3. 光触媒用フィルターとしての性能
3.1 光触媒浄化装置でのNOx除去実験
3.2 水処理(オレンジIIの分解)実験
3.3 高効率光触媒浄化装置
4. おわりに
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連載 SPring-8の産業利用(12)
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LIGAプロセスによる微細加工とその産業への応用
Microfabrication of the LIGA Process and its Application for New Industry
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服部正(兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授)
MEMS分野において,3次元構造であるマイクロアクチュエーターなどのデバイスにはマイクロ3次元構造加工技術が必須である。この加工技術に対して,放射光を用いたLIGAプロセスに大きな注目が集まっている。今回,ここではLIGAプロセスによる微細3次元加工の現状と産業への応用について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 産業界からのマイクロ3次元構造体加工技術の要求とその動向
3. LIGAプロセス
4. デバイスへの展開
4.1 カンチレバー型樹脂製光学スイッチの開発
4.2 3D-LIGAプロセスによる立体マイクロコイルの試作
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
Market data
--------------------------------------------------------------------------------
水濾過フィルターの市場動向
--------------------------------------------------------------------------------
【目次】
1. 概要
2. フィルターの種類
2.1 機能別
2.2 素材別
3. 価格
4. 市場動向
5. 企業動向
5.1 フィルターメーカーの状況
5.2 種類別比率
5.3 膜濾過装置メーカーとの関係
