| 研究課題/領域番号 |
18K18308
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
保坂 勇志 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 博士研究員(任常) (90645558)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | リソグラフィ / レジスト / EUV / 電子線 / シミュレーション / 放射線化学 |
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| 研究実績の概要 |
量子ビーム最大の産業応用である極端紫外線(EUV)リソグラフィの利用推進を目指し、EUVレジスト性能をEUV光源に頼らず電子線(EB)リソグラフィによって評価する手法について研究を行っている。レジスト性能評価法の確立は二つのアプローチにより進められており、一つはEUVを模擬する超低エネルギーEB加速器構築によるEUV反応機構の解明、もう一つはEBとEUVの電子散乱の違いの解明である。
一つ目のアプローチである超低エネルギーEB加速器構築によるEUV反応機構の解明では、EUV照射の特徴的な二次電子分布を再現するための100-200 eV程度のEB照射装置の構築を進めており、真空ポンプ・真空計などの導入・更新によりレジストへの基本的な照射が可能となった。実際に超低エネルギーEBを照射したサンプル表面を原子間力顕微鏡により観察することで、EBの進入長に見合ったナノメートルオーダーの形状の変化が確認できた。この装置はEUVとEBの線種の違いによる影響を明らかにするために必要であり、研究上重要な装置である。また、これに関連して短パルスEUVとEBをレジストに照射して化学分析を行い、生成物の違いをみる実験を実施した。
もう一つのアプローチであるEBとEUVの電子散乱の違いの解明では、EUVレジスト性能をEBを用いて評価する際に必要な散乱電子影響の補正算出のため、電子散乱モンテカルロシミュレーションの検討を進めている。また、シミュレーション精度の検証のため、EB, EUV描画装置を用いて実際にナノパターニングを実施し、原子間力顕微鏡を用いて得られた現像パターンの測定に着手した。
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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
一つ目のアプローチである超低エネルギーEB加速器構築によるEUV反応機構の解明では、100-200 eV程度のEB照射装置の構築が進んでおり、真空ポンプ・真空計などの導入・更新によりレジストへの基本的な照射が可能となった。実際にレジストへの照射と原子間力顕微鏡による観察が行われており、おおむね順調に進展している。また、これに関連して行った短パルスEUVとEBをレジストに照射して生成物の違いをみる研究では短パルスEUVに特有な現象が確認されており、EUVとEBの反応機構の違いの解明が進んでいる。
もう一つのアプローチであるEBとEUVの電子散乱の違いの解明では、電子散乱モンテカルロシミュレーションの検討を進めているが、1 keV未満のエネルギーの電子を計算に入れ込むことにはまだ成功していない。シミュレーションコードの開発チームとも連絡を取り合い進めているがこの点ではやや遅れが見られる。また、シミュレーション精度検証のため実施したEB, EUV描画装置によるナノパターニングに関しては、詳細な現像パターン測定が進んでおり、シミュレーション結果との比較に向けおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
一つ目のアプローチである超低エネルギーEB加速器構築によるEUV反応機構の解明では、構築した超低エネルギーEB照射装置を用いてレジストサンプルへの照射を行い、形状観察・化学分析を実施する予定である。構築した装置で照射したサンプルでは深さ数十ナノメートルまでの最表面のみしか化学変化しないため、それに適した原子間力顕微鏡による観察やX線光電子分光による分析を行い、EUVとEBの反応の違いの解明を進めていく。
もう一つのアプローチであるEBとEUVの電子散乱の違いの解明では、これまで一般に行われてきた1 keV以上のエネルギーの電子が対象のモンテカルロ電子散乱シミュレーションに加え、1 keV未満のエネルギーの電子を取り込んだ形のシミュレーションの検討を進めていく。これに関してはシミュレーションコードの開発チームとの協力が必要である。また、EB, EUV描画装置によるナノパターニングに関しては原子間力顕微鏡を用いた詳細な現像パターン測定を行っている最中であり、今後は実際の現像パターンとシミュレーションでの計算結果を比較し、感度や解像度といったレジスト性能の評価精度の向上を目指していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
超低エネルギー電子線照射装置の構築段階において想定よりもレジスト試薬の消費量が少なく、見積もっていたよりも少ない試薬購入量で研究を進めることができた。次年度に持ち越して、翌年度分として請求した助成金と合わせ、試薬の購入・原子間力顕微鏡に用いる測定用消耗品の購入・モンテカルロシミュレーション計算用のコンピュータ購入などに充てる予定である。
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