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高品質X線源の開発とナノ構造体分析システムの構築

Research Project

Project/Area Number 09J04550
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

大山 智子 (五輪 智子)  早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2010: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsレジスト / X線顕微鏡 / 放射線化学 / 軟X線顕微鏡 / 放射線照射効果 / 水の窓領域
Research Abstract

レジストを用いた軟X線顕微鏡の開発を実現するため、「(1)レジストの放射線化学反応の解明と高感度レジストの選定」及び「(2)撮像試験」を行った。
(1)これまでの研究で有力候補となったZEPレジスト(日本ゼオン)について電子線照射後の生成物分析を行った。また、文部科学省の「物質・デバイス領域共同研究拠点共同研究」の支援を受けて大阪大学産業科学研究所のL-band Linacにてパルスラジオリシス実験を行い、塩素含有レジストが複数の経路で高効率に主鎖切断反応を起こすことが分かった。さらに、大型放射光施設SPring8の分光単色X線を用い、各種レジストの感度を測定した。感度は照射波長に依存し大きく変化したが、感度に相当する吸収線量は照射波長に依らずほぼ一定であった。さらに、この値は電子線照射時の吸収線量ともおおよそ一致した。この結果から、レジストの吸収係数とある一つの波長における感度が与えられれば、どの波長での感度も理論的に予測できる。実際に予測感度と実測感度はほぼ等しい値を示した。この感度予測法は、今後の高感度レジストの選択や新規開発に有益な情報を与えるものである。
(2)ZEPレジストを用いて、SPring8の分光単色X線で撮像試験を行った。窒化ケイ素ナノ粒子の撮像に成功し、粒子が凝集している様子が100nm以下の高分解能でレジスト上に記録された。さらに、窒素のK殻吸収端前後での像を比較したところ、窒素の吸収が大きい波長のX線を用いた場合、より高コントラストな撮像ができていることが分かった。この結果は近く論文等で発表する予定である。今後撮像条件の最適化などを行い、実用化に向けた検討を引き続き行っていきたい。
以上の結果より、レジストの放射線化学反応を利用した高分解能X線撮像と元素マッピングの原理実証に成功し、本研究の目標は達成されたと考えている。本研究の成果は論文や国際学会において社会に還元し、評価を得た。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Electron-Beam-Induced Decomposition Mechanisms of High-Sensitivity Chlorinated Resist ZEP520A2012

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama, et al
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 5 Issue: 3 Pages: 36501-36501

    • DOI

      10.1143/apex.5.036501

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of resist sensitivity in the exposure wavelength of 6.x nm for next-generation extreme ultraviolet lithography2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama, et al
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 1 Issue: 4

    • DOI

      10.1063/1.3665672

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on positive-negative inversion of chlorinated resist materials2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama, et al
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 4 Issue: 7 Pages: 076501-076501

    • DOI

      10.1143/apex.4.076501

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on resist sensitivities for nano-scale imaging using water window X-ray microscopy2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa
    • Journal Title

      Radiation Physics and Chemistry

      Volume: 80(2) Pages: 248-252

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ion Beam Irradiation Effects on Resist Materials2010

    • Author(s)
      Tomoko Gowa
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 23(3) Pages: 399-404

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a Compact X-ray Source and Super-sensitization of Photo Resists for Soft X-ray Imaging2009

    • Author(s)
      Tomoko Gowa
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology 22(3)

      Pages: 273-278

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of compact coherent EUV source based on laser Compton scattering2009

    • Author(s)
      S.Kashiwagi
    • Journal Title

      Radiation Physics and Chemistry 78(12)

      Pages: 1112-1115

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Electron and ion beam fabrication using positive-negative inversion of chlorinated resist materials2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama
    • Organizer
      37th International Conference on Micro and Nano Engineering
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] X-ray Imaging with Resist Materials for Elemental Mapping2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama
    • Organizer
      14th International Congress of Radiation Research
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Positive-negative inversion of ZEP resists induced by high dose EB irradiation2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama
    • Organizer
      RadTech Asia 2011
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2011-06-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Extendibility of EUV resists in the exposure wavelength from 13.5 down to 3.1 nm for next-generation lithography2011

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama
    • Organizer
      SPIE Advanced Lithography 2010
    • Place of Presentation
      San Jose, CA, USA
    • Year and Date
      2011-03-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Positive-Negative Inversion of Resist Materials Induced by High LET Radiation2010

    • Author(s)
      Tomoko Gowa Oyama
    • Organizer
      9th Meeting of the Ionizing Radiation and Polymers Symposium(IRAP2010)
    • Place of Presentation
      Maryland University, USA
    • Year and Date
      2010-10-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] レジスト材料に対する各種イオンビーム照射効果に関する研究2010

    • Author(s)
      Tomoko Gowa
    • Organizer
      27th International Conference of Photopolymer Science and Technology(ICPST-27)
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2010-06-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on Sensitivities of Resist Materials under UV, EB and Soft X-ray Exposure2009

    • Author(s)
      Tomoko Gowa
    • Organizer
      11th Pacific Polymer Conference 2009(PPC11)
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2009-12-08
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 軟X線顕微鏡の開発に向けたフォトレジストを用いた撮像法の検討と評価2009

    • Author(s)
      五輪智子
    • Organizer
      26th International Conference of Photopolymer Science and Technology(ICPST-26)
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2009-07-03
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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