2018 Fiscal Year Annual Research Report
Multiscale analysis of charging phenomena to reduce the effects of charging in electron beam lithography
Project/Area Number |
16K06324
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Research Institution | Osaka Institute of Technology |
Principal Investigator |
小寺 正敏 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | 電子ビームリソグラフィ / 帯電現象の解析 / マルチスケール / フォギング電子空間分布測定 / フォギング電子軌道追跡 |
Outline of Annual Research Achievements |
科学研究費採択テーマである「電子ビームリソグラフィにおける帯電の影響低減のための帯電現象のマルチスケール解析」において、研究計画調書に示したように走査電子顕微鏡を用いて、(1)試料台上に配置された電極に捕集される電子電流分布の測定、(2)照射を受けた絶縁物表面の電位分布の静電気力顕微鏡を用いた測定、(3)同条件で物質内外の電子散乱と誘起導電のシミュレーションとポアソン方程式の連立によって試料内外の電位分布をnm~cmのマルチスケールで解析できる電子軌道追跡のシミュレーション開発、の3種類のアプローチで研究を進めた。本研究の最終的な目的は、ミクロからマクロに至るスケールで帯電の影響を抑制する条件を見出すことである。 ここでは我々が最も重要視している、電子ビームが試料表面から反射され対向する対物レンズ電極に当たりそこからまた反射され試料の広範囲表面を照射すること、さらにそれ以上の多重散乱も含めて試料表面上空に存在する電子(フォギング電子)の位置・角度・エネルギーなどの情報を知ることが主たる目的であった。 平成30年度は当テーマに取り組む最終年度として、上記の測定においてノイズとなる可能性のある測定系自体の帯電や電子顕微鏡試料室内の二次電子検出器の電界の影響を取り除く等の方策を採り、絶縁体薄膜の帯電機構を明らかにし、電子ビームリソグラフィにおいて加速電圧30kV、ビーム電流1.2nAもの大電流電子ビームを60秒間試料に露光しても試料が帯電しない条件を見出した。このような大量の電子ビームを露光しても無帯電となる条件での試料内部で起こっている現象について定量的・論理的に説明できる結果を得た。 研究期間を通して当初の目的を達成し、電子ビーム照射で試料内部に起こっている現象を詳細に知るだけでなく、無帯電となる条件を発見することができた。
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