| 研究課題/領域番号 |
16K06324
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
小寺 正敏 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 電子ビームリソグラフィ / 帯電現象の解析 / マルチスケール / フォギング電子空間分布測定 / フォギング電子軌道追跡 |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度は電子ビームリソグラフィにおける帯電の影響低減のための帯電現象のマルチスケール解析において、我々は(1)フォギング電子電流の空間分布測定による実験値、(2)絶縁物表面への電子ビーム照射に伴う帯電電位分布測定、(3)フォギング電子の軌道追跡のシミュレーション、(4)絶縁物への電子ビーム照射に伴う試料内電位分布の時間的変化のシミュレーションの4種類のアプローチで研究を進めた。
(1)では、プリント基板にドリルで細線を切り抜くことで円環電極を製作した。現在厚銅基板を用いることで電子ビーム照射時の帯電の低減を狙い実験を進めた。本実験を進めるうえでSEM試料室内の二次電子検出器からの漏れ電界が問題となり、その前面にシャッターを設置することで漏れ電界の影響を無視できる程度に低減した。(2)では、静電気力顕微鏡法による試料表面電位分布測定の所要時間低減のため波形予測による改善を行い、以前の方法に比べほぼ同精度の値が1/2程度の時間で取得することが可能となった。(3)では、フォギング電子軌道のシミュレーションが完成し、電界が印加された状態で試料に到達するフォギング電子がどのような空間分布を示すか実験値によって確認した。また、(4)では、電子ビーム照射時間とともに試料内で帯電が進行する様子をシミュレーションによって表現した。帯電が進み試料内の電界が大きくなると電子ビーム誘起導電より空間電荷制限電流による寄与が大きくなり、到達電位が0近くになる現象を確認した。接地電位が付近に無い場合はそれ以降も電位が安定しない現象が現れることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
電子ビームリソグラフィにおける帯電の影響低減のための帯電現象のマルチスケール解析において、(1)フォギング電子電流の空間分布測定による実験値、(2)絶縁物表面への電子ビーム照射に伴う帯電電位分布測定、(3)フォギング電子の軌道追跡のシミュレーション、(4)絶縁物への電子ビーム照射に伴う試料内電位分布の時間的変化のシミュレーションについて、平成28年度に予定されていた事項について、研究実績の概要に述べたようにほぼ当初の目的を達成できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
我々の使用しているSEM（日本電子製JSM-6490LA）について、フォギング電子電流の測定結果をまとめる。静電気力顕微鏡法についてはさらに大きな帯電電位まで測定できるようにシステムを改良する。また、試料に印加できる電圧を+/-１ｋVとするための環境を整える。露出する基板の細線幅より厚みの大きい厚銅基板を用いることで帯電の低減が狙い通り実現するか実験的に確認する。また、静電気力顕微鏡法を用いた絶縁物表面電位測定の高速化をさらに進める。
フォギング電子軌道のシミュレーションで二次電子の寄与を考慮し、実験結果との比較からその精度を確認するとともにより広範囲に広がる電子の起源をさらに明らかにする。
これらの結果から本研究の帯電低減技術への応用展開の可能性として、フォギング電子を創り出す反射電子量の低減を狙った対物レンズ底への炭素板設置と、試料表面に戻る電子数の低減のために試料周りの電界制御を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度購入のデジタル超高抵抗・微少電流計5450の価格が見積もりより7万円近く安価に購入できたことのほか、絶縁物表面電位測定のための静電気力顕微鏡法で用いる圧電抵抗型AFMカンチレバーが製造停止となり購入できなくなったことによる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
既に所有しているカンチレバーが無くなるまでは同方法に基づく絶縁物表面電位測定を行うが、今後は表面電位測定のために静電気力顕微鏡法に代わる方法を考案して行く予定である。
平成29年度には、フォギング電子のエネルギー分析に対応できるように2台目のデジタル超高抵抗・微少電流計5450を購入する。また、電子ビーム照射による帯電現象が、より安定していると考えられるSi酸化膜を試料として購入する予定である。
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| 備考 |
1994年度～2016年度の国際会議、国内学会の発表論文について上記URLにて公開している。
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