【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.02.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23AT0023

利用課題名 / Title

電子ビームリソグラフィーの3次元レジスト形状シミュレーション技術に関する研究

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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

電子線描画（EB）,走査型電子顕微鏡,シミュレーション,電子顕微鏡/ Electronic microscope,成形/ Molding,電子線リソグラフィ/ EB lithography,フォトニクス/ Photonics

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)

新関 嵩

所属名 / Affiliation

Bush Clover株式会社

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

廣谷務

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

木塚優子, 郭哲維

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-093：高速電子ビーム描画装置（エリオニクス）
AT-094：解析用PC（CAD及び近接効果補正用）
AT-045：触針式段差計
AT-107：3次元電界放出形走査電子顕微鏡（エリオニクス）

報告書データ / Report

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

私達は電子ビーム描画のグレイスケール露光技術を使って、レジストで3次元形状を作製し、電鋳によって転写し金型を作製する技術を開発している。その際、前方散乱と呼ばれるレジスト内で電子ビームが散乱する現象が発生することによって、露光される領域が広がり、作製したい形状から誤差が生じることが知られている。本研究では、事前に理想形状からどの程度の差異が発生するのかをシミュレーションによって見積もるための技術を開発することを目的としている。

実験 / Experimental

Si基板上にポジ型レジストgL-1400を3μm程度塗布した後、180℃に加熱したホットプレート上で3分プリベークを実施した。
その後、電子ビーム描画装置にて、500μm×250μmの領域をDose量を変えて複数露光した。
現像は、ZED-N50で3分、IPAで15秒リンスを実施した。
その後、接触式の段差計にて、現像された膜厚量を測定し、露光したDose量と現像された膜厚量の関係性(以下、コントラストカーブ)のデータを取得した。
コントラストカーブのデータは、GenISys社の近接効果補正ソフトウェアBEAMERに取り込み、必要なDose量を計算する処理を実施した。使用したモジュールは３D Surface PECというものである。
今回の描画データは、階段のステップ高さが500nmで、幅が1μｍの4段構造になっている。
BEAMERで処理したデータを、再度電子ビーム描画装置にて描画し、コントラストカーブを取得したときと同じ条件で現像し、その後電子顕微鏡にて断面を観察した。
また、同時にGenISys社の3次元構造シミュレーターであるLABにて、今回対象にしたパターンのレジスト断面形状のシミュレーションを実施し、実際の描画結果と比較した。

結果と考察 / Results and Discussion

図1は、描画したレジスト断面形状を電子顕微鏡にて撮影したものである。レジストの浅い部分は、階段の角の部分が出ているが、段差が深くなるにつれて、角が丸くなり、最深部のステップについては丸まっている様子が見える。
図2は、LABによるシミュレーション結果で、図1の形状と比較しても非常に形状を良く再現していることがわかる。
今後は、より複雑な形状でのシミュレーションや、レーザー描画などの別のリソグラフィ技術でのシミュレーションについても実施する予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 露光した階段形状の断面SEM像

図2 LABによるレジスト形状のシミュレーション結果

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

特になし。

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