研究課題
基盤研究(B)
ギガビットクラスの電子デバイスは、年々縮小化は加速され、2008年には設計ルールが40nmである微細デバイスの実現を目指している。ここで、リソグラフィー技術におけるレジストパターンは、10〜20nmサイズの高分子集合体の凝集に起因するラインエッジラフネス(LER)および付着性の低下が問題となっている。本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、個々の高分子集合体間の相互作用力、および凝集形態の直接観察により、レジストパターン内の高分子集合体の凝集性を直接制御することを目的とする。これにより、加工精度の高く、かつ付着性の良好なレジスト材料の設計モデルを構築し、35nmサイズの微小レジストパターンの実現を目指す。研究の実施により、液体メニスカスとレジストパターン変形の関連について解析した。次いで、AFM探針を用いて、レジストパターンを基板から剥離させて、現像プロセスを反映するために、溶液中での付着力を測定した。特に、設備導入した環境制御型電子顕微鏡(ESEM)を用いて、液滴の濡れ挙動を動的に解析することが可能となった。その結果、液体メニスカス形状と高分子集合体クラスのパターン変形との関連が明らかになった。現像時のウェット処理の際のラプラスカの知見に基づき、レジストパターン形成に注目した。最初にラプラスカの低減実験に取り組んだ。まず、2個のパターンの中央にAFM探針を接触させて分離させた。これらの実験から、高分子集合体は、凝集力を有した個別の粒子として取り扱えることを示した。以上の技術を用いて、現像液中で、高分子集合体の凝集挙動を直接解析した。具体的には、レジストパターンを倒壊させて、その断面を詳細に観察した。マニピュレーションできる高分子集合体のサイズは、10〜30nmの微細サイズから100nmクラスのものまで可能である。本研究期間には、著書6冊、原著論文14報、国際学会発表21件、国内学会発表24件の成果発表を行った。
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