2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K20992
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
マリアッパン ムルゲサン 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 学術研究員 (10509699)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | DSA / TSV / ブロック高分子 / 超微細配線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代リソグラフィとして注目されているブロック高分子の誘導自己組織化(DSA)の概念を革新し、DSAで形成した極微細構造を「染色」によりナノ配線に変える新概念を提案した。ここで用いる「染色」とは、電子線透過性の高い高分子成分に電子線散乱性の高い金属を固定することを意味している。本研究では、DSAで誘導されたナノ規則構造を構成する一方の高分子ブロック成分に、特定の金属酸化物や有機金属を選択的に物理吸着、化学吸着させる「染色」を応用した配線形成原理の実証するための実験を遂行した。前年度は、染色剤として液体の酸化ルテニウムⅧ（０．５％水溶液）に暴露させ、液相拡散により特定の高分子成分に対して選択的に浸透する現象を利用した。この手法ではある程度の有効性を確認できたが作業性が低く、制御性も低い結果となった。今年度は、四酸化ルテニウム(RuO4)を気相で供給すべく、真空蒸着ユニットを立ち上げ、トランジスタ間を結ぶ横方向配線に加えてAI社会で期待される三次元積層型集積回路(3D-LSI)の縦方向配線であるSi貫通ビア(TSV)の超微細化に挑戦した。
ポリスチレンとポリメチルメタクリレート（分子量比２：１）から構成されるブロック高分子を直径3μm、深さ10μmのSi深穴に充填させ、誘導自己組織化を誘発させた後、四酸化ルテニウム水溶液に浸漬させ、SEMにより断面を観察した。その結果、酸素アッシングなどのプラズマエッチ処理を用いずとも鮮明にシリンダ型のナノ周期構造が観察された。ラメラピッチは20-40nmであった。また、ナノプローバシステムを用いてRuにより染色されたポリスチレン部分の電流-電圧特性を測定したところ、昨年同様に周囲に比べて低い抵抗を得ることができた。SEM中の名のプローバを用いた電気的特性評価より、Si深穴に形成されたナノ構造からオーミックな特性を得ることができた。
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