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人工知能など情報技術を支えるコンピュータ性能の更なる向上のため、次世代リソグラフィ技術では10nm未満の加工が必要不可欠である。従来の紫外光から、電離作用を引き起こす極端紫外光（EUV）や電子線（EB）など量子ビーム利用が求められているが、レジスト材料の要求性能を向上させる設計指針がない。本研究では、量子ビームに対応した新規レジスト材料として金属酸化物ナノ粒子レジストに着目し、量子ビームによるナノ空間で誘起される物理・化学過程を解析することで高感度、高解像度を達成し、シングルナノパターンの熱処理による金属ナノ配線の創製技術を確立することを目指す。
令和４年度および５年度は金属酸化物ナノ粒子のコアとしてEUV吸収係数が高い3種類の金属コアとこれまでとは違う２種類のリガンドを選定し、6種類のメタルレジストの合成を試み、３種類の金属酸化物ナノ粒子の合成に成功した。これらを電子線およびEUVで感度曲線およびパターニング実験を行った結果、EUVおよびEBに対してHfの金属コアからなるメタルレジストが最も感度が高いことがわかった。また、100 kVの電子ビーム描画装置を使って微細パターンを試みた結果、32nmの１：１のラインアンドスペースパターンが解像可能であることを明らかにした。さらに、合成した金属酸化物ナノ粒子薄膜の現像過程を水晶振動子マイクロバランス法（QCM法）で調べた結果、金属酸化物ナノ粒子でも測定可能であることを実証した。さらに、さらに、メタルレジストのパターン中での有機配位子による熱脱離性の違いを調べた。
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