【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0101
利用課題名 / Title
カーボン高精度パタン加工のための高アスペクト比SiO2ハードマスクの検討
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
SiO2ハードマスク
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
高橋 千春
所属名 / Affiliation
微細加工デザイン
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-045：触針式段差計
AT-060：短波長レーザー顕微鏡[VK-9700]
AT-004：電界放出形走査電子顕微鏡[S4800_FE-SEM]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
カーボン膜へ微細パタンを形成するためにSiO2ハードマスクを検討している。SiO2膜のドライエッチングにおけるレジスト耐性、パタンの撚れなどの課題を考慮してSiO2膜厚を高精度に制御することにより、ナノメータ寸法においてアスペクト比5程度のSiO2微細パタンを得た。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
スパッタ成膜装置(NPF025)
触針式段差計(NPF045)
短波長レーザー顕微鏡(NPF060)
電界放出形走査電子顕微鏡(NPF004)
【実験方法】
試料基板はカーボン薄膜を成膜した40×40ｍｍのSi基板片を用いた（弊社準備）。
スパッタ成膜装置によりハードマスクとしてSi-SiO2薄膜を堆積した。SiO2成膜は密着性を向上するためSi薄膜(厚さ: 5 nm)の成膜後に連続プロセスで行った(R3年度NPF利用報告書)。以下に成膜条件を示す。
(a) Si薄膜
放電ガス： Ar=10 sccm, 0.4 Pa
RFパワー：200 W
(b) SiO2薄膜
放電ガス： Ar/O2=9.5/0.5 sccm, 0.5 Pa
RFパワー：200 W
なお、ウエット洗浄等基板表面の前処理は行っていない。
微細パタンは、ZEP系レジストを用いて電子ビーム描画(EB描画)により凹部幅50nmとして凹：凸=1:1, 1:2, 1:3のLSパタンを描画、続いてC2F6系ガスによるRIEを行って形成した(弊社実施)。
結果と考察 / Results and Discussion
Table1にSiO2膜厚、レジスト膜厚の測定結果を示す。SiO2成膜レート5.5 nm/minが良く再現していることが分かる。ZEPレジストについてはSO2-RIEの選択比が1.3程度を目標に材料およびプロセスを調整した。
Fig.1にSiO2パタンのSEM観察結果を示す。(a) では膜厚222nmにおいて、凹：凸=1:1のLSパタンが撚れ等の異常がなくほぼ設計通りの寸法50nmで形成されている。(b) では膜厚248nmにおいて、アスペクト比5のLSパタンが精度良く形成されている(凹：凸=1:2)。SiO2膜厚の高精度制御、かつエッチング選択比1.3を確保出来たことによると考えられる。今後の課題として、 レジストプロセスの最適化、EB描画の高精度化による更に微細なパタンへの適用を検討する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Table1 SiO2膜厚、レジスト膜厚の測定結果
Fig.1 SEM image of SiO2 patterns
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件