利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.07.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22OS1009

利用課題名 / Title

量子ビーム科学とデータ科学の融合によるシングルナノ材料開発

利用した実施機関 / Support Institute

大阪大学

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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

リソグラフィ/Lithography,EB

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)

古澤孝弘

所属名 / Affiliation

大阪大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

Yuqing Jin

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

OS-109：深掘りエッチング装置
 OS-103：超高精細電子ビームリソグラフィー装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

現状のフォトレジスト材料開発では、過去の知見に基づき材料を合成、調合し、露光結果をSEMで観察、SEM像から評価指数（感度、解像度、ラフネス）を抽出し、試行錯誤により、性能の改善を行っていく。最適解を見つけるためには試行錯誤が必要であるが材料・プロセスパラメーターが多すぎ材料・プロセス開発の妨げとなっている。本研究では、多数のSEM画像を学習することにより、感度、解像度、ラフネス以外の情報（評価指標）を引き出せるようにする。さらに、あらたな評価指標と材料・プロセスパラメーターとの相関をあきらかにし、材料設計に有効な特徴量を得る。

実験 / Experimental

化学増幅型レジストを調整し、2.5 cm角シリコンウェハにスピンコート後、電子線描画装置でパターニングを行い、PEB、現像、リンス後、SEM観察を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

得られたレジストSEM像に化学増幅型電子線レジストの反応機構に基づいたシミュレーション結果をベイズ最適化によりフィッティングすることにより、通常の測定では得られないレジスト特徴量（脱保護の実効反応半径とパターン化されたレジストの溶解閾値）の推定に成功した(Fig. 1)。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1. (a) SEM image of experimental results. All lines were exposed to EB at 224 μC cm^-2. The designed HP was 60 nm. (b) Edges extracted from SEM image using Otsu binarization. Yellow pixels represent the edge of the line. (c) C_p obtained from the simulation under the corresponding experimental condition. The color bar illustrates the protected unit concentration. R_p was 0.06 nm.

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.

Y. Jin and T. Kozawa, "Bayesian optimization-based estimation of effective reaction radius of chemically amplified resist in acid catalyzed deprotection reaction", SPIE Photomask Technology + EUV Lithography (Sep. 24-29, Monterey, USA)

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