【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.04】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM0006

利用課題名 / Title

電子・レーザービーム描画を用いた微細デバイス加工技術開発

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ALD,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,電子線リソグラフィ/ EB lithography,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,エレクトロデバイス/ Electronic device,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device

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

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

NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-641：スパッタ装置 [CFS-4EP-LL #2]
NM-649：FE-SEM+EDX [SU8230]
NM-655：分光エリプソメーター [M2000]
NM-611：原子層堆積装置 [AD-230LP]

報告書データ / Report

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

分光エリプソメーターを用いた光学特性評価を行い、他機関で成膜した金属酸化膜のプリカーサー・酸化剤の最適化を行う。 また、エッチング評価用サンプル作製のため、スパッタ装置や電子ビーム描画装置等を用いて数十nm ～ 数百nm の Line&Space 構造を形成可能か否かの調査を行う。

実験 / Experimental

20 mm 角基板上に、プリカーサー・酸化剤がそれぞれ異なる金属酸化膜を他機関で作製し、分光エリプソメーターを用いて評価した。 評価には以下の条件を用いた。測定波長： 250-1,000 nm測定角度： 65°, 70°, 75°光学モデル： Tauc-lorentz model, or Multi oscillator model また、エッチング評価用サンプル作製には以下の条件を用いた。 スパッタ成膜 ：膜種：SiO2，膜厚：100-200nm，レジスト塗布：レジストZEP520A（DR 2.0），回転数5,000 rpm，ベーク温度180℃，電子ビーム描画：ビーム電流10nA，Dose量 220 μC/cm2，現像：現像液Xylene，現像温度室温

結果と考察 / Results and Discussion

上記実験の結果、金属酸化膜の光学特性については、Tauc-lorentz model を使った場合に長波長領域での消衰係数がゼロと推定されてしまうことが分かったため、消衰係数の正確な推定には Multi oscillator model が適していることが確認できた。また、プリカーサーや酸化剤を変更することによって、金属酸化膜の光学特性の違いが屈折率・消衰係数の違いとして評価できることが確認できた。 一方、エッチング評価用サンプル作製については、30nm 以下の Line&Space は加工することができなかったものの（描画不良）、100nm前後の Line&Space については問題なくパターニング（露光・現像）できることを確認できた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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