パルスEUV光源を見据えた無機レジストの作製

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05663
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 吉村 公男 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (40549672)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: パルスEUV / リソグラフィ / レジスト材料 / セラミック前駆体高分子 / 有機－無機転換

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、セラミック前駆体高分子のポリカルボシラン（PCS）とアリルヒドリドポリカルボシラン（AHPCS）のブレンド材料をシリコンウェハー上に成膜したポリマーアロイレジストについて、X線自由電子レーザー施設SACLAでの照射実験を行い、パターン形成特性を調べた。スポットサイズ径が約7μmのパルスEUV（波長13.5nm、エネルギー1～17nJ/pulse）を照射し、現像を行った結果、直径10～60μmのスポット状のパターンを得ることに成功した。1ショットあたりのエネルギーから、前駆体高分子の架橋反応並びにセラミックへの焼成転換に必要なエネルギーは付与されていると見積もられるため、パターン中心部分はセラミック化しているものと考えられる。パルスEUVを用いた無機レジストの作製と露光プロセスを実証できた。また、ポリマーアロイレジストを電子線露光装置で全面露光し、現像を行って得たパターン並びに、現像後のサンプルを不活性雰囲気化、800℃で2時間加熱して焼成転換して得たパターンのドライエッチング耐性を調べた結果、基準となるポリメタクリル酸メチル（PMMA）に比べ、ポリマーアロイレジストでは大幅にエッチング耐性が向上していることがわかり、焼成転換によってさらにエッチング耐性が向上することがわかった。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

セラミック前駆体高分子のPCSとAHPCSをブレンドして作製したポリマーアロイレジストのX線自由電子レーザー照射実験を完了した。限られたマシンタイムの中で、スポットサイズ径とほぼ同一のパターンを得ることに成功しており、前年度の電子線やEUV照射時に生じるラジカルやイオン対の伝播特性を調整した成果を活かすことができた。さらに、ポリマーアロイレジストのドライエッチング耐性を調べた結果では、一般的なPMMAレジストに比べ、ポリマーアロイレジストが高いエッチング耐性を有することがわかり、焼成転換によってさらにエッチング耐性が向上することが明らかになっている。これらの結果から、目的とするパルスEUVを用いた無機レジストの作製と露光プロセスを実証でき、次年度以降の成果発表に繋がる多くの知見が得られたため、当初の計画以上に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今年度得られた成果をもとに、産業財産権の出願を行い、学会発表、論文投稿と併せて以下の検討を行う。
・セラミック前駆体ポリマーとEUV吸収断面積の大きな金属酸化物ナノ粒子の複合化。
・ラインパターンの形成と焼成条件の探索。

Causes of Carryover

今年度は実験器具や試料評価用の消耗品について概ね予定通り支出したが、旅費や学会参加費の支出が減少したため、全体として約40万円の繰越が生じた。延長年度は、EUV照射実験のための旅費交通費並びに研究成果を国内外の学会で発表する旅費や学会参加登録費用について支出する。