2018 Fiscal Year Research-status Report
Processing of wide-bandgap material with intense EUV light
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17K05727
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 のぞみ 大阪大学, レーザー科学研究所, 特別研究員(RPD) (60581296)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 極端紫外光 / 薄膜 / x線光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SiおよびSiC薄膜の分析を行なった。Siに関しては前年度の結果で膜厚28.0 nm、密度1.8 g/cm3であり、SiCに関しては膜厚57.0 nm、密度1.72 nmであった。成膜に用いたSiCターゲットの密度は3.15 g/cm3であるため、こちらも疎に堆積していることを示す。得られたSi, SiC薄膜それぞれに対し、XRD (X線回折法)を用いて結晶構造の分析を行なったが、共に回折ピークは観測されなかった。高強度EUV光照射により薄膜は形成できるものの、特にWBG材料薄膜に機能性を付与するには、成膜中または成膜後における結晶化が必要であるという結論に至った。一方代表者らの過去の研究から、高フルエンス低強度EUV光照射による極浅表面ナノ粒子のコロニー化が観測されていることに着想を得て、SiC薄膜に低強度EUV光を照射し焼結を試みた。照射後のSiC膜厚、密度は59.6 nm、および1.70 g/cm3と大きく変化が無かったものの、AFM分析により100 nm程度であった粒径が、照射後1 um程度のコロニーを形成していることが分かった。この薄膜をXRD分析した結果、回折ピークが検出された。比較実験として、532 nmのYAGレーザー二倍波を用いて同条件で成膜を行なった。XRR (X線反射)分析の結果に振動スペクトルが検出されず、薄膜が均一に堆積していないことを示した。
当該年度はスイス連邦材料試験研究所(EMPA)において、放電プラズマEUV光源の材料プロセス利用の可能性を検討した。放電プラズマEUV光源は装置の運転の容易さ、デブリフリーな点などで利点があるが、物質アブレーションの実績が無いためまずはEUVパラメータを求めた。10-20 nm領域に輝線ピークが観測され、本研究で対象とする100 eV前後のEUV光の利用が可能であることが分かった。
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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
当初の計画で予定していた薄膜評価、EUV対レーザー特性比較に関しては実験が完了したものの、考察が完了しておらず、次年度へ持ち越しとなった。また微細加工に関しては、アブレーション特性の評価という形で、Si, AlN, SiC, ガラスへの照射を行なったが、こちらも分析が完了していない。一方、レーザープラズマ駆動EUV光源の強みと弱点が明らかになってきており、平行して放電プラズマEUV光源の国際共同研究に着手したことは当初の計画を超える進捗である。相手方は材料試験、材料研究の専門機関であるため、最終年度必要となる材料分析への寄与が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年度目までに、最大の問題であった薄膜へのデブリ堆積を解決し、成膜手法と分析手法を確立した。最終年度においては、各種材料のEUVアブレーション特性の、レーザーとの比較を行いEUV光利用における利点、優位となる材料を明らかにする。この研究には、スイス連邦材料試験研究所でのアブレーション実験と材料分析も利用する。またWBG材料研究者の助力を得て薄膜分析(結晶性、電気的特性、ドロップレット堆積量など)を進める。
以上により、EUVアブレーションによる成膜の可能性および、従来光との際を明らかにし取りまとめる。
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| Causes of Carryover |
当該年度はEUV照射実験の他に分析実験を多く行い、EUV光源に用いるキセノンガスの消費が予想より下回った。従ってタンク一本で税抜き価格350000円程度のキセノンガスの、2018年度における購入を2019年度に持ち越したため。残りの繰越金額は必要経費を適切に使用した残金である。
次年度は必要に応じてキセノンガスを購入する他、スイスの材料試験研究所(EMPA)における、放電EUV光源を用いた材料加工に関する実験のための旅費、また学会参加などに使用する計画である。
その他の物品費としては、主に材料の購入と、有償の分析機器使用料に充てる。
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Research Products
(5 results)
