2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノスケールプラズマジェット照射可能なプローブ顕微鏡微細加工システムの開発
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26289016
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
岩田 太 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永津 雅章 静岡大学, 工学部, 教授 (20155948)
荻野 明久 静岡大学, 工学部, 准教授 (90377721)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 走査型プローブ顕微鏡 / ナノピペット / ナノ加工 / ナノ計測 / 大気圧プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題はナノピペット（先端に数十ナノメートルの微細開口を有するキャピラリーガラス管）を用いて、ナノスケールでの大気圧プラズマジェットを照射可能な走査型プローブ顕微鏡システムを開発することである。
走査型プローブ顕微鏡により試料表面上に精度よく位置決め制御されたピペットプローブ先端より照射されたプラズマジェットによりナノスケールでの加工分解能を有するエッチング加工を実現する。
局所アッシングによる微細加工法の開発
前年度までに開発した走査型プローブ顕微鏡の複合化によるプラズマ微細加工・観察システムを用いて表面微細加工に取り組んだ。固体表面上においてナノスケールでの局所的なプラズマ照射による微細加工とその観察・評価を実施した。微細加工としては局所エッチングによる除去加工を行った。半導体プロセスで用いられるフォトレジスト表面にピペット先端開口からプラズマ照射することにより、直径サブマイクロメートル以下のホール加工およびライン加工を実現した。本装置は走査型プローブ顕微鏡機能により、ナノスケールでピペット先端とレジスト表面を位置決め可能であり、ピペットとレジスト表面間の距離に依存する加工サイズの制御を可能にした。さらに、印加パルス電圧の振幅を制御することで加工サイズがコントロールできることを確認した。これらの微細加工に用いたナノピペットはSPMプローブとしてそのまま表面形状の観察および評価に用いることが可能であった。
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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
27年度の目標である本装置を用いた微細加工においてレジスト表面をサブミクロンで微細加工し、その加工表面を本装置のプローブ顕微鏡機能で観察することを実現した。
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| Strategy for Future Research Activity |
走査型プローブ顕微鏡の複合化によるプラズマ微細加工・観察システムの改良と最適化
前年度までに最適化されたプラズマジェット照射可能なナノピペットをプローブとしたSPMに関して、加工精度向上と更なる微細加工を実現する。このために開口径の微小化を行い、サブマイクロから数十nm程度の微細加工を目指す。プラズマ照射した際に基板に発生する帯電の影響により、静電気力が発生してしまい、制御性がしばしば困難な状況となり、加工精度や観察精度を低下させる要因となっていた。よって今年度はプラズマ発生における各種パラメータの最適化やシェアフォース制御のノイズ除去法による精度向上、およびイオナイザーなどによる帯電除去法を導入して装置精度の向上に取り組む。
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| Causes of Carryover |
実験装置開発において実験をしながらパラメータを最適化する過程において条件だしに時間を要してしまい、さらに実験を進める上で、プラズマ照射による表面帯電の影響を除去する手法や更なる微細化を実現するためのデバイスの開発が必要となった。その結果、それに関する物品購入および制作費を次年度に使用する必要が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
微細加工の効率化のためのデバイス開発や帯電除去装置の開発費用として使用する予定である。
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