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2013 Fiscal Year Annual Research Report

10nm-nodeに向けた非接触光リソグラフィー技術の開発

Research Project

Project/Area Number 23686026
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

上野 貢生  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (00431346)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords10 nm-node / ナノギャップ / ナノ・マイクロ加工 / プラズモニクス / 近接場リソグラフィー
Research Abstract

平成25年度は、平成24年度に引き続きネガ型電子ビーム露光用レジストであるXR-1541(Dow Corning Co.)を用いてガラス基板上にナノパターンを形成し、金を10 nmスパッタリングにより成膜することにより金ナノ構造フォトマスク基板を高精度に作製した。作製した金ナノ構造体基板上に、原子層堆積装置を用いて厚さ1 nmの酸化アルミナ膜を成膜した。作製したフォトマスク基板とフォトレジスト基板を用いて電磁場解析を行い、近接場の光電場強度分布を確認したところ、フォトマスク基板とレジスト基板の間に1 nmの誘電体層が存在しても、フォトレジスト膜中の近接場分布に大きな影響がない(ほとんど変化がない)ことを明らかにした。そこで、作製したフォトマスク基板とレジスト基板を用いて、中心波長800 nmのフェムト秒レーザー(f: 80 MHz, τ: 100 fs, 50 W/cm2)を1秒間照射し、現像を行ったところ、幅5 nm長さ1 μmピッチ20 nmのラインアンドスペースパターンがフォトレジスト基板上に形成可能であることを走査型電子顕微鏡観察により明らかにすることに成功した。これらの結果から、まだプリミティブで基礎的な研究の段階であるが10 nm-nodeに向けた非接触リソグラフィー技術をデモンストレーションすることに成功した。一方、プラズモンの散乱成分の光を利用した伝搬光による露光技術では、新たに偏光露光光学系を構築し、種々の形状のナノパターンを高精度に作製する技術を確立した。近接場露光においては奥行き方向の露光は困難でパターンのアスペクト比が小さいが、伝搬光による露光は、レジストの奥行き方向においても露光が進行し、高いアスペクト比のナノパターンを作製可能であることから、今後の展開が期待される。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2014 2013

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 8 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 可視光局在プラズモンの人工光合成への展開2014

    • Author(s)
      上野貢生, 三澤弘明
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 65 Pages: 21-25

  • [Journal Article] Photoelectrochemical Behavior of Self-assembled Ag/Co Plasmonic Nanostructures capped with TiO22014

    • Author(s)
      A. Watanabe, Y. Kotake, Y. Kamata, A. Chikamatsu, K. Ueno, H. Misawa, T. Hasegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 5 Pages: 25-29

    • DOI

      10.1021/jz402320p

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface plasmon-enhanced photochemical reactions2013

    • Author(s)
      K. Ueno, H. Misawa
    • Journal Title

      J. Photochem. Photobiol. C

      Volume: 15 Pages: 31-52

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical properties of gold nano-bowtie structures2013

    • Author(s)
      G. Bi, L. Wang, L. Ling, Y. Yokota, Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa, J.-R. Qiu
    • Journal Title

      Opt. Commun.

      Volume: 294 Pages: 213-217

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2012.12.080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasmon-enhanced photocurrent generation and water oxidation from visible to near-infrared wavelengths2013

    • Author(s)
      K. Ueno, H. Misawa
    • Journal Title

      NPG Asia Mater.

      Volume: 5 Pages: e61-1-6

    • DOI

      10.1038/am.2013.42

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct imaging of the near field and dynamics of surface plasmon resonance on gold nanostructures using photoemission electron microscopy2013

    • Author(s)
      Q. Sun, K. Ueno, H. Yu, A. Kubo, Y. Matsuo, H. Misawa
    • Journal Title

      Light: Science & Applications

      Volume: 2 Pages: e118-1-8

    • DOI

      10.1038/lsa.2013.74

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of plasmon-enhanced photocurrent generation by interference of TiO2 thin-film2013

    • Author(s)
      X. Shi, K. Ueno, T. Oshikiri, H. Misawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Pages: 24733-24739

    • DOI

      10.1021/jp408472g

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] テラヘルツ帯域における光アンテナ構造の分光特性2014

    • Author(s)
      野澤 翔、上野 貢生、三澤 弘明、Anna Mazhorova, Matteo Clerici, Luca Razzari, Roberto Morandotti
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学、名古屋
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 光アンテナ構造を用いた遠赤外光照射によるプラズモン放射圧の誘起2014

    • Author(s)
      上野 貢生、伊藤 弘子、中野 和佳子、野澤 翔、孫 泉、三澤 弘明
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学、相模原
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] プラズモン増強場を用いた表面化学反応2014

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      平成25年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      20140310-20140311
    • Invited
  • [Presentation] プラズモン放射圧を利用した遠赤外分光イメージング技術2014

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      2013年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌
    • Year and Date
      20140124-20140124
    • Invited
  • [Presentation] 金ナノ構造/チタン酸ストロンチウム基板によるプラズモン共鳴を利用した水の光電気分解2013

    • Author(s)
      上野 貢生、Y. Zhong、森 有子、三澤 弘明
    • Organizer
      第23回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館、横浜
    • Year and Date
      20131209-20131211
  • [Presentation] Fabrication and characterization of metallic nanostructures with single nanometer-sized gap2013

    • Author(s)
      K. Ueno
    • Organizer
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo, Sapporo
    • Year and Date
      20131105-20131108
    • Invited
  • [Presentation] プラズモン増強を用いた表面光化学反応2013

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      第78回表面科学研究会 ナノスケールの振動分光の最前線
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Year and Date
      20131018-20131018
    • Invited
  • [Presentation] プラズモン増強場を用いた光-エネルギー変換系の構築2013

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      戦略目標「プロセスインテグレーションによる次世代ナノシステムの創製」3研究領域合同公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      コクヨホール、東京
    • Year and Date
      20131017-20131017
    • Invited
  • [Presentation] プラズモニック構造を利用した光化学反応制御2013

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季年会
    • Place of Presentation
      徳島大学、徳島
    • Year and Date
      20130925-20130928
    • Invited
  • [Presentation] ナノギャップ金チェイン構造を用いた遠赤外光照射によるプラズモン放射圧の誘起2013

    • Author(s)
      上野 貢生、伊藤 弘子、中野 和佳子、野澤 翔、三澤 弘明
    • Organizer
      2013年光化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学、松山
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] Volume phase transition of polymer gel induced by plasmonic optical trapping with infrared radiation2013

    • Author(s)
      K. Ueno, S. Nozawa, H. Itoh, W. Nakano, H. Misawa
    • Organizer
      SPIE Optics + Photonics 2013
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      20130825-20130829
  • [Presentation] 7.赤外光エネルギー変換 -プラズモン放射圧による高分子ゲルの体積相転移-2013

    • Author(s)
      上野 貢生
    • Organizer
      第13回バイオテンプレート研究懇談会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Year and Date
      20130802-20130802
    • Invited
  • [Presentation] Plasmon-induced volume phase transition of polymer gel with infrared light radiation2013

    • Author(s)
      K. Ueno, S. Nozawa, H. Itoh, W. Nakano, H. Misawa
    • Organizer
      26th International Conference on Photochemistry (ICP 2013)
    • Place of Presentation
      KU Leuven, Leuven, Belgium
    • Year and Date
      20130721-20130726
  • [Presentation] Plasmonic chemistry and its application to nanolithography and infrared sensor2013

    • Author(s)
      K. Ueno
    • Organizer
      Symposium on Plasmon-based Chemistry and Physics (ICP2013 preconference)
    • Place of Presentation
      KU Leuven, Leuven, Belgium
    • Year and Date
      20130719-20130720
    • Invited
  • [Presentation] Nano-Engineered Plasmonic Metallic Nanostructures2013

    • Author(s)
      K. Ueno, S. Nozawa, H. Itoh, W. Nakano, H. Misawa
    • Organizer
      The 6th International Conference on Surface Plasmon Photonics
    • Place of Presentation
      The Delta Ottawa City Centre, Ottawa, Canada
    • Year and Date
      20130526-20130530
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アンモニア発生装置及びアンモニア発生方法2014

    • Inventor(s)
      三澤弘明、押切友也、上野貢生
    • Industrial Property Rights Holder
      三澤弘明、押切友也、上野貢生
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-21110
    • Filing Date
      2014-02-06

URL: 

Published: 2015-05-28  

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