【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
22AT0114
利用課題名 / Title
半導体・磁気デバイス微細加工技術の開発
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
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
磁気トンネル接合,磁性多層膜,TGMR
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)
長坂 恵一
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
田中 文昭,藁科 尚士
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）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
微細磁気デバイス作製のため電子ビーム描画装置を用い，エッチング用のレジストマスク形成条件を調査。高電圧電子ビーム描画を行うことで裾引きの少ない微細レジストマスクを形成できることを確認した。
実験 / Experimental
利用装置：
【NPF093】高速電子ビーム描画装置(エリオニクス)
実験方法：
磁気デバイス用磁気トンネル接合用磁性多層膜を製膜した20 mm□熱酸化シリコン基板上に電子線ネガレジストを塗布し高速電子ビーム描画装置を用いアルゴンイオンエッチング用のマスクを作製した。レジスト塗布、及び電子線描画には以下の条件を用いた。
・レジスト塗布
・下地材：HMDS（東京応化OAP）
・レジスト：東京応化TGMR-EN103PE 3.6 cp
・塗布条件：4000 rpm
・ベーク，PEB温度，現像はレジスト推奨条件に準拠
・電子線描画
・ビーム電流量：100~1000 pA
・ドーズ量：100~600 µC/cm2
・描画寸法：30~60 nm径
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1 に形成したレジストマスクのSEM観察像（チルトビュー）を示す。高速電子ビーム描画装置を用い電流量500 pA，ドーズ量350 µC/cm2，描画径60 nmの電子線描画を行ったところ65 nmφ程度（レジスト中央部）の微細レジストマクスを形成できることがわかった（左図）。レジスト下部と中央部の寸法比は1.05程度であった。比較のため他のEB装置を用い，50 kVのビーム電圧にて描画した結果を右図に示す。レジスト下部は裾引き形状となり中央部寸法との比率は1.2程度であった。このように本装置を用いることで裾引き形状は改善され垂直に近いレジストマスク形状を形成できることがわかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM images of EB resist mask pattern (Tilt view). [Left] 130 kV EB exposure by ELIONIX LS-130AN【NPF093】. [Right] 50 kV exposure by other EB equipment for reference.
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