2004 Fiscal Year Annual Research Report
高分子集合体間の相互作用力制御に基づいた35nmサイズの微細レジストパターン開発
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16360171
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
河合 晃 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00251851)
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| Keywords | リソグラフィ / 原子間力顕微鏡 / レジスト / 付着性 / 高分子集合体 / 環境制御型電子顕微鏡 / ラプラス力 / ラインエッジラフネス |
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| Research Abstract |
近年、半導体高集積デバイス(LSI)に代表される電子デバイスは、縮小化は加速され、2007年には設計ルールが45nm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、2個の高分子集合体間の相互作用力と、測定系のサイズ・距離との相関をDerajaguin近似に基づいて解析した。これにより、様々な集合体間の相互作用力を推定することが可能となった。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、高分子集合体は、個々の表面エネルギーにより、数10個単位で凝集していることが分かった。また、集合体間の相互作用力解析により、最初は2個に観察された高分子集合体を10個以上の小さい集合体に細分化することができた。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。この高分子集合体のvacancyは、基板界面だけでなくパターン内にも存在することを実験的に明確にした。H17年度には、ESEMを用いて、in-situ観察を行い、ラプラス力が35nmサイズのレジストパターン倒壊に及ぼす影響を明確にする。
本研究期間には、原著論文10報、国際学会発表15件、国内学会発表21件の成果発表を行った。
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