2016 Fiscal Year Research-status Report
スケール境界領域におけるパターン形成技術に関する理論的研究
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15K13978
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
安田 雅昭 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30264807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺 正敏 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | パターン形成 / マルチスケール解析 / 電子線リソグラフィ / 極端紫外線リソグラフィ / ナノインプリント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
各種の半導体リソグラフィ技術を対象に開発済みの分子動力学シミュレーションを用いてパターン形成過程を解析し、パターン形成条件とパターン形状の相関に関するデータの蓄積を行った。電子線リソグラフィについては電子線の加速電圧と露光量を変えた場合のパターン形状とパターンエッジのラフネス構造を対象に解析を行った。極端紫外線リソグラフィについては極端紫外光の露光量と集光角度を変えた場合のパターン形状とパターンエッジのラフネス構造を対象に評価を行った。ナノインプリント法についてはレジストの分子量を変えた場合のパターンエッジのラフネス、パターン幅のばらつき、設計値からの誤差に関するデータを蓄積した。いずれのリソグラフィ手法においてもパターン形状が悪くなる形成条件ではレジストの分子構造を反映したパターンのラフネスが顕著となることを示すことが出来た。
また、電子線リソグラフィを対象にマルチスケール解析を実施した。すなわち、電子散乱のモンテカルロ計算により求めた吸収エネルギー分布を基に規則的にレジストを分割してパターン形成を再現するセルモデルによるマクロスケール解析と分子動力学法を用いて分子レベルでパターン形成を再現するナノスケール解析を同時に実施し、比較的大きなパターンの全体形状解析と局所的なパターン微細構造の同時解析を実現した。セルモデルを用いた解析では電子散乱の確率過程による吸収エネルギー分布を反映した形状のばらつきのみが再現されるが、分子動力学解析においては電子散乱の効果だけでなくレジストを構成する分子の飛び出しや欠落といった分子構造に起因する形状の乱れが重畳してパターン構造を決定することを示すことが出来た。また、ナノスケール解析では現像液分子との相互作用を分子動力学解析に導入することによりレジストを構成する分子が現像液分子中に拡散してゆくレジスト現像の初期過程を再現することが出来た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電子線リソグラフィを対象にマルチスケール解析を実施し、スケール境界領域においてパターン形成を決定する物理現象に関するデータの蓄積が着実に進んでいる。その成果は第34回フォトポリマー国際会議において招待講演として報告を予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子動力学シミュレーションの解析精度を改善しながら各種の半導体リソグラフィ技術を対象としたマルチスケール解析を実施し、スケール境界領域のパターン形成を支配する物理現象についての知見を得ることを目指す。
分子動力学解析では計算負荷が大きいためにレジストの構成分子の分子サイズを小さくする必要がある。この分子サイズの影響を補正し、半導体リソグラフィにおける露光や現像過程の定量解析の精度改善を図る。また、電子線リソグラフィや極端紫外線リソグラフィでは低エネルギー電子の散乱モデルに関して精度改善を図る。
また、これまでポジ型のレジストのみについてパターン形成の解析を実施して来たが、放射線照射によるレジスト重合過程を再現するモデルを開発し、ネガ型レジストについてのパターン形成条件とパターン形状の相関についての解析データを蓄積する。
マルチスケール解析はこれまで電子線リソグラフィを対象に実施して来たが、ナノインプリントについても連続体力学解析に基づくマクロスケール解析との比較を行い、様々なモールドサイズやモールド形状に対して解析データを蓄積し、レジストの分子サイズや分子挙動の観点よりスケール境界領域のパターン成型に関する知見を得る。
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| Causes of Carryover |
研究成果発表の旅費として確保していた予算が学会より奨学金対象に選ばれ学会負担となったために不要になった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本課題の成果に関して当初予定していなかった学会での講演依頼が次年度に数件あるため、次年度使用額はその学会に出席する旅費として使用する予定である。
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