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電子ビームリソグラフィにおける無帯電露光条件の体系化

研究課題

研究課題/領域番号 19K04519
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関大阪工業大学

研究代表者

小寺 正敏  大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード電子ビームリソグラフィ / レジスト帯電現象の解析 / 静電気力顕微鏡 / 電子ビーム誘起導電現象 / 無帯電条件 / フォギング電子 / フォギング電子解析 / 静電気力顕微鏡法 / マルチスケール分析 / 帯電現象の解析 / 無帯電露光条件 / フォギング電子空間分布測定 / フォギング電子軌道追跡
研究開始時の研究の概要

高い計算能力を持つLSI製造に向け、今後さらなる高い位置精度が要求される電子ビームリソグラフィ-技術において難題とされてきた被露光試料の帯電現象について、我々が試料表面電位測定技術ならびに帯電プロセスのシミュレーション技術を有していることに基づき、その現象を抑える条件を体系化する。本研究の遂行によって電子ビームと物質の様々な相互作用の関与を定量的に解明できるようになると期待できる。

研究成果の概要

現有の走査電子顕微鏡内に独自に開発した静電気力顕微鏡を導入し、電子ビーム露光を受けた直後のレジスト表面電位を測定した。電子ビーム加速電圧が30kVのときレジスト表面電位が無帯電になる露光量条件が2つあることを発見し、正帯電・負帯電の機構を提唱し妥当性を確認した。無帯電露光条件の体系化に向けて、加速電圧を0.5kV~30kVまで変化して表面電位露光量依存性を調べたところ、0.6kVでは大露光量で無帯電が続くことを発見しその機構を説明した。一方一つの加速電圧に対する一連の露光量の表面電位測定には長時間を要するため、深層学習によって任意の加速電圧に対する表面電位を予測するプログラムを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

最先端LSIを製造するにはSi基板表面の超微細加工技術が重要であり、その加工パターン原版となるフォトマスクを高精細にパターンニングすることが必須である。このための電子ビームリソグラフィ技術では、電気絶縁性の高いレジストが帯電して描画パターンが歪む現象を避けなければならない。我々はフォトマスクの電子ビームリソグラフィで帯電しない条件を発見した。本研究ではこの無帯電となる条件を体系化して広範囲露光条件で帯電の影響を受けないリソグラフィを実現しようとしている。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 17件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of non-charging exposure conditions for insulating resist films in electron beam lithography2021

    • 著者名/発表者名
      Kubo Kento、Kojima Kentaro、Kono Yoshinobu、Kotera Masatoshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SC ページ: SCCB02-SCCB02

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf46a

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-charging Conditions of Insulating Film under Electron Beam Irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Hideya Mizuno, Kento Kubo, Kentaro Kojima, Masatoshi Kotera
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 18 号: 0 ページ: 106-109

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2020.106

    • NAID

      130007813455

    • ISSN
      1348-0391
    • 年月日
      2020-03-21
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電子ビーム照射を受けた導体上レジスト薄膜の帯電現象の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏
    • 雑誌名

      荷電粒子ビームの工業への応用第132委員会第第242回研究会資料

      巻: 2A-1478 ページ: 15-22

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Time Variation on Charging Phenomenon and Exposure Dose Dependency of Surface potential2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Kono, Kentaro Kojima, Kento Kubo and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Photomask Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子ビーム照射を受けた導体上レジスト薄膜の帯電現象の解析2021

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏
    • 学会等名
      応用物理学会次世代リソグラフィ(NGL)技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Non-Charging Exposure Conditions for Insulating ResistFilms in Electron Beam Lithography2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kojima, Kento Kubo, Yoshinobu Kono and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      The 64th International Conference on Electron, Ion and Photon Beam Technology and Nanofabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of resist charging in electron beam lithography2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Kono, Kentaro Kojima and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Micro and Nano Engineering Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおけるレジスト帯電の分析2021

    • 著者名/発表者名
      河野 由伸,小島 健太郎,小寺 正敏
    • 学会等名
      第82回応用物理学会周期学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおけるレジスト無帯電の露光条件探索2021

    • 著者名/発表者名
      小島 健太郎、久保 建統、河野 由伸、小寺 正敏
    • 学会等名
      2021年第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおける無帯電条件について2021

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏
    • 学会等名
      2020 年度日本顕微鏡学会SEM の物理学分科会討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of non-charging exposure conditions for insulating resist films in electron beam lithography2020

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo, Kentaro Kojima Yoshinobu Kono and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential distribution on the resist surface after electron beam irradiation with respect to resist thickness and elapsed time2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kojima, Kento Kubo, Yoshinobu Kono and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおけるレジストの無帯電露光条件2020

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏、水野秀哉、久保建統、小島健太郎
    • 学会等名
      2020年度実用表面分析講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子ビーム照射を受けた導体上レジスト薄膜の帯電現象の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小寺 正敏
    • 学会等名
      荷電粒子ビームの工業への応用第132委員会第第242回研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Non-Charging Exposure Condition in Electron Beam Lithography2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo, Hideya Mizuno and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Photomask Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement Of Scattered Electron Current Distribution In Scanning Electron Microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Morimoto, Yuka Ito, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Microscience Microscopy Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation Of Electron Trajectories In Scanning Electron Microscope Specimen Chamber2019

    • 著者名/発表者名
      Yuka Ito, Kentaro Morimoto, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Microscience Microscopy Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation Of Non-Charging Exposure Condition In Electron Beam Lithography2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo, Hideya Mizuno and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Microscience Microscopy Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-Charging Exposure Condition of Insulating Resist in Electron Beam Lithography2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kotera, Kento Kubo and Hideya Mizuno
    • 学会等名
      International Materials Research Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of absorbed current for quantitative evaluation of scattered electrons in a scanning electron microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Morimoto, Yuka Ito, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Microscopy Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of multiply scattered electron trajectories in scanning electron microscope specimen chamber2019

    • 著者名/発表者名
      Yuka Ito, Kentaro Morimoto, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      Microscopy Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-charging conditions of insulating film under electron beam irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Hideya Mizuno, Kento Kubo, Kentaro Kojima and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      12th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of charging image of insulating film under electron beam irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo, Hideya Mizuno, Kentaro Kojima and Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      12th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-Charging Exposure Conditions of Insulating Resist in Electron Beam Lithography2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kotera, Kento Kubo, Kentaro Kojima, Hideya Mizuno
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Non-Charging Exposure Condition in Electron Beam Lithography2019

    • 著者名/発表者名
      Hideya Mizuno, Kento Kubo, Kentaro Kojima, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of absorbed current for quantitative evaluation of scattered electrons in a scanning electron microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Morimoto, Yuka Ito, Masatoshi Kotera
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおけるレジスト無帯電の露光条件探索2019

    • 著者名/発表者名
      久保建統,水野秀哉,小寺正敏
    • 学会等名
      NGL(次世代リソグラフィ)研究会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子ビームリソグラフィにおけるレジスト無帯電の露光条件探索2019

    • 著者名/発表者名
      水野秀哉,久保建統,小島健太郎, 小寺正敏
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 走査電子顕微鏡における散乱電子の定量的評価のための吸収電流の測定2019

    • 著者名/発表者名
      森本 健太郎, 伊藤 優花, 小寺 正敏
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 走査電子顕微鏡試料室における多重散乱電子軌道のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 優花, 森本 健太郎, 小寺正敏
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低エネルギー電子の試料室内部での散乱2019

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 SEMの物理学分科会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 電子・イオンビーム ハンドブック第4版2021

    • 著者名/発表者名
      松井 真二、高岡 義寛、臼井 博明、谷口 淳、八坂 行人、高橋 由夫、桑原 真、糟谷 圭吾、豊田 紀章、千葉敦也、百田 佐多生、岡山重夫、近藤行人、森下茂幸、村田 英一、安田雅昭、小寺 正敏 、古澤 孝弘、園山 百代、揚村 寿英 他
    • 総ページ数
      593
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      9784600006242
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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