2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24561037
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岡本 一将 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10437353)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 放射線化学 / パルスラジオリシス / 電子線 / ラジカルカチオン / 脱プロトン反応 / フッ素系高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在のリソグラフィ技術は露光にArFエキシマレーザー（波長193 nm）を用いたプロセスにより最小加工寸法30 nm以下の半導体量産が行われている。そして、今後さらに極端紫外（EUV）リソグラフィが10 nm以下の次世代半導体量産技術の候補として期待されている。しかし、実際に固体薄膜として利用されるレジスト中で誘起される放射線化学反応ダイナミクスの詳細はこれまでほとんど明らかにされていない。
本年度は、EUVリソグラフィ用固体薄膜レジストの放射線化学反応を擬似的に求めるため、ポリヒドロキシスチレン（PHS）の高濃度溶液およびEUVの吸収係数の高いフッ素系高分子に対し、電子線パルスラジオリシスを行った。また、さらに化学増幅型レジスト中での放射線化学初期過程を明らかにするために、PHS高濃度溶液に酸発生剤を加えた系で実験を行った。そして、PHS高濃度溶液のマイクロ秒オーダーでの脱プロトン反応ダイナミクスを明らかにし、さらに酸発生剤添加が、レジスト高分子のイオン化によって生成するラジカルイオン間の分子サイズの平衡に大きく影響することが明らかとなった。
前年度までに極端紫外自由電子レーザーの照射エネルギー密度を変化させて電子線レジスト薄膜へと照射し、現像プロファイルへの依存性を調べることによって、微視的なイオン化反応がレジストプロセスへ引き起こす影響について明らかにした。また、上記の現象の理論的な解釈のため、モンテカルロシミュレーションを用いたレジスト内の放射線化学反応のシミュレーションを行った。
以上のように、本研究では薄膜レジスト内で誘起されるナノサイズで誘起される放射線化学反応機構について明らかにした。今後さらに放射線化学反応を制御する指針を明らかにすることが10 nm以下の加工用レジスト性能向上にとって重要と考えられる。
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