2020 Fiscal Year Research-status Report
電子ビームリソグラフィにおける無帯電露光条件の体系化
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19K04519
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小寺 正敏 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子ビームリソグラフィ / レジスト帯電現象の解析 / フォギング電子解析 / 静電気力顕微鏡 / 電子ビーム誘起導電現象 |
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| 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無帯電露光条件の体系化」において、研究計画調書に示したように現有の走査電子顕微鏡内に独自に開発した静電気力顕微鏡を導入し、電子ビーム露光を受けた直後のレジスト表面電位を測定している。
令和2年度はレジスト表面の帯電電位が露光量によって2度ゼロクロスすることを見出した。また、レジストの種類によってゼロクロス露光量は異なるが、同じレジストであればゼロクロス露光量は同じで、膜厚によって正負の到達電位が異なることを見出した。
そもそも負電荷をもつ電子照射による絶縁体であるレジストが正に帯電する現象について妥当な説明ができるモデルは今まで存在しなかったが、我々は令和2年度に実施した様々な条件に対する実験の結果に基づいてこれらの現象を合理的に説明できるモデルを提唱し論文発表や国内外の学会にて発表し支持を受けた。
具体的なモデルは以下の通り。低露光量では表面からの二次電子放出により正帯電するが、露光量の増加と共にレジスト内で電子蓄積が進み、ある露光量でゼロクロスする。それ以降の露光量では負帯電は進むはずであるがレジスト薄膜底面が接地電位であるため大きな負電位にはならず、一方で露光量の増加とともにレジスト膜内での電子ビーム誘起導電が増強されることで膜内の電子が徐々に流出して負電荷が減少するため正に帯電するものと分かった。現在実施している実験ではこのモデルが妥当であることを示している。令和3年度にはさらにこの検討を深める予定である。
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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
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無帯電露光条件の体系化」において、電子ビーム露光量によるレジスト表面電位が2度ゼロクロスする現象について体系化することができた。同じレジスト材料の場合には同じ露光量でゼロクロスし、膜厚が異なる場合にはほぼポアソン方程式に従った到達電位となった。また、異なるレジスト材料ではゼロクロス露光量は異なることが分かった。このように様々なパラメータに関して現状ではその実験的変化を合理的に説明できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
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無帯電露光条件の体系化」に向けて、加速電圧の変化によるゼロクロス露光量の挙動や露光後の待機時間によって到達電位がどのような変化をするかについて調査し、様々な方面から当該問題を検討する。
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| Causes of Carryover |
（１）当該研究成果発表の機会である国際会議が全世界的にコロナ禍により実施されず、旅費が使えなかったため次年度使用分が生じたことによる。
（２）令和3年度は当該実験遂行に必要な消耗品と、研究進展により新たに必要となった微小電流計の備品購入とその装置利用に必要な消耗品の購入を予定している。
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