| 研究課題/領域番号 |
24H00434
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工芸大学 |
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研究代表者 |
豊田 光紀 東京工芸大学, 工学部, 教授 (40375168)
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| 研究分担者 |
津留 俊英 山形大学, 教育学部, 教授 (30306526)
佐藤 庸平 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70455856)
浅川 直紀 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80270924)
高田 昌樹 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 教授 (60197100)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2026年度)
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| 配分額 *注記 |
47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)
2026年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2025年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2024年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | 多層膜ミラー / 軟X線 / リソグラフィ / BEUV / EUV |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、独自に考案した多層膜ミラー構造のLayer by layer化学エッチング法を用い極紫外(EUV)領域において10pm精度で波面を制御する新手法を開発する。開発の目的は、Beyond EUVリソや顕微鏡応用の実用フェーズを見据え、大開口数化や短波長化により10nmの高い空間分解能をもつEUV多層膜ミラー結像系を初めて実現することにある。これにより、ミラー基板の形状誤差が制限する空間分解能を向上すると同時に、回折限界結像が可能なエネルギー領域を、半導体製造や顕微鏡応用に必須の軽元素の内殻吸収端に合わせた高エネルギー領域(ホウ素・炭素・水の窓200-500eV領域)へ拡張できる。
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| 研究実績の概要 |
光子エネルギー40eVから500eVの極紫外線(EUV)を用いるEUV顕微鏡は、軽元素の内殻吸収で生じる元素コントラストを10nmオーダーの回折限界分解能でビデオ観察する究極の光学顕微鏡として注目されている。Beyond EUVリソ応用、先端高分子材料や次世代半導体メモリなど、マイクロ-ナノ階層構造が生み出す機能を可視化する実用フェーズへの展開には、短波長化による空間分解能の向上(～10nm)と軽元素の内殻吸収端に合わせた観察エネルギーの拡張(ホウ素・炭素・水の窓:200-500eV、Fe吸収端:700eV)が強く求められる。一方で、ミラー基板の形状誤差が主要因で生じる波面収差による像ボケで、回折限界結像はE=40-100eVの低エネルギー領域に制限されている。
研究代表者は、化学エッチングによりMo/Si多層膜ミラー(E=92eV)の反射率を保ったまま、多層膜構造を上部から１層ずつ除去する新手法を見いだした。多層膜エッチングでは、従来手法と比べ制御感度を1/100に減速し精密に波面を制御できる。具体的には、初めに光学系で生じる波面収差を独自開発した10pm精度点回折干渉計で計測し波面補正量を算出する。これを基に、ミラー上に補正領域を制限するマスクをフォトレジストで作製する。その後、最上層の物質を選択的に化学エッチングすることで、波面収差を補正する。
R6年度は、プロセス最適化の鍵となる、自動エッチングマシンを開発した。ウエットエッチング槽、純水・超音波洗浄機、高速エリプソメータからなり、6軸マニュピュレータ上の多層膜ミラー試料(直径１-4インチ)は、各構成部での姿勢・滞在時間をPC制御により自在に制御することが可能となった。さらに、曲面多層膜ミラーに対して精密波面補正を行うために必要なエッチング補正領域マスク用露光装置の光学検討を行った。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画で予定した、自動エッチングマシンの構築が順調に進んでいるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
エッチングマシンの制御ソフトウエアの開発を継続するともに、曲面ミラーに波面補正パターンを投影する露光装置用光学系の開発を進める。
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