2023 Fiscal Year Annual Research Report
その場波面制御で自在に操る干渉定在波によるサブμｍ級自由微細構造の大面積露光創成
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22H01370
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
清水 裕樹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70606384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高 偉 東北大学, 工学研究科, 教授 (70270816)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 超精密計測 / 生産工学 / 加工学 / 微細構造露光 / 干渉定在波 / 波面制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，サブマイクロメートル級微細パターンのマスクレス露光を実現する波面制御型光干渉リソグラフィ光学系を開発する．非直交型2軸ロイドミラー干渉計光学系に波面制御を融合して，不等ピッチ2軸ドットアレイの高精度創成を実現すること，波面制御型の非直交型2軸ロイドミラー干渉計にデュアル波長レーザ光源を導入し，レジスト透過レーザによる観測干渉定在波をもとに，レジスト吸収レーザで得られる露光干渉定在波をインプロセスで「その場」推定するアルゴリズムを確立し，パターン創成プロセスの効率と精度を向上すること，および露光サブビーム（直接/X/Yビーム）の波面を独立に制御するアルゴリズムを構築し，2軸干渉定在波中の各光スポットの独立制御によるマスクレスでのサブμm級自由パターン露光を実現すること，を目的とする．
計画２年目となる令和５年度は，前年度までに構築した干渉計光学系に対して空間位相変調器(SLM)を組み込んだ修正光学系を設計・構築した．この修正光学系に対して前年度に構築した観測干渉定在波「その場」観察光学系を組み合わせ，基礎特性評価実験により入射レーザビームの波面制御量と発生する干渉定在波変化との関係を実験的に明らかにした．また，ビーム内で位置毎に異なる波面制御を施すことにより，ラインパターン干渉定在波の不等ピッチ化を実現した．さらに，干渉縞をレジスト基板に転写する実験装置を構築し，構築した修整光学系により安定な微細パターン露光が可能であることを実証した．
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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
当初計画どおりに干渉縞生成光学系に波面制御光学系を組み込み，基礎特性評価実験により干渉縞制御実現が期待できる実験結果が得られ，不等ピッチ干渉縞生成に成功している．また，次のステップとして設定している自由パターン露光についても数値解析計算による理論的検討が進められており，その実現可能性を見出せていることから，おおむね順調に進んでいるものと判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
計画最終年度となる2024年度は，SLMによる波面制御を複数露光ビームに拡張することで，干渉定在波中の個々の光スポットを孤立化するとともに，そのXY2軸方向への独立マニピュレーションによる自由マイクロパターン大面積一括露光を試みる．露光・現像したガラス基板をSEM，AFMで観察し，提案手法により自由マイクロパターンがマスクレスで生成可能であることを実証する．併せて，提案手法で加工可能な最小パターンサイズの定量的評価を試みる．
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