新規レーザー誘起転写法とナノ集積回路の作製

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25630318
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中村 貴宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50400429)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 薄膜プロセス / めっき / 配線

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，焦点付近において特異な集光特性を有する軸対称偏光ビームを用いたレーザー誘起転写法（Laser-induced foward transfer, LIFT）により，10 nmオーダーの配線や素子で構成される極小集積回路の作製を試みることを目的に研究を遂行している．
これまでの研究では，顕微鏡光学系にフェムト秒パルスレーザーを導入するための新たな光学系を構築するとともに，可変アイリスとアッテネーターを導入することで照射レーザー照射条件を制御した実験を行えるようにした．構築したLIFTシステムを用いた実験によりによりレーザーの集光条件等を詳細に制御することで，これまでLIFTにより形成される最小サイズとされていたドット（300 nm）よりも小さい，およそ200 nm程度微小クロムドットの直接形成に成功した．一方，通常の直線偏光ビームだけでなく光学系に分割波長板を導入することで軸対象偏光ビームを形成し，それを用いたLIFTにより微小ドットの形成を試みたところ，ビームの横断面強度分布が不均一なことに起因して通常の直線偏光ビームを用いたLIFTに比べても形成ドットのサイズ低減に大きな改善が見られなかった．
この結果を元に，本年度は光路に空間フィルターを導入することでビームの横断面強度分布の均一化行ったところドットのさらなる微小化に一定の効果が見られた．また，この過程においてドーナッツビームのリング幅を小さくすることでビームのスポット系をさらに小さくできる可能性を見出した．次年度は，微小ドット形成のための最適条件を用いてステージ走査により，直線や曲線などといった2次元構造の構築も試みる．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

軸対称偏光偏光ビームを用いたLIFTにより形成されたドットは通常の直線偏光ビームを用いて形成したものに比べてもサイズの低減に大きな効果が見られなかったが，空間フィルターを用いることと軸対象偏光ビームのリング幅を細くすることで達成した．一方，条件設定に時間を要したためLIFTを用いた二次元構造の構築に遅れが見られている．

Strategy for Future Research Activity

軸対称偏光ビームを用いたLIFTにより10 nmオーダーの二次元構造の直接描画を試みるとともに，複数のキャリアフィルムを用いることでヘテロ構造を有する物質の作製も目指す．

Causes of Carryover

微小ドットを形成する実験条件を再検討する必要が有り時間を要したため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

ステージ走査による2次元構造構築のためのシステム導入により執行予定．