【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23GA0034
利用課題名 / Title
窒化シリコン薄膜基板上におけるシリコン薄膜のエピタキシャル成長に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
香川大学 / Kagawa Univ.
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
リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography
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)
長岡 史郎
所属名 / Affiliation
香川高等専門学校
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
GA-001：電子線描画装置
GA-013：ショットキー電界放出形走査電子顕微鏡群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電子線直接描画（EBリソグラフィ）は、現在、最も高解像度が得られ、かつレジストなどの材料やプロセス技術が全て整っている唯一の極微細加工方法である。EBリソグラフィはフォトリソグラフィと同様、デバイス作製プロセス中で最も難易度の高い工程であるが、やり直しがきく点が他の工程とは異なる利点である。この現像の追加により現像後のレジストパタン寸法の微調整を行えると考え、その実現可能性を検証した。EBレジストはポジ型のZEP520を用いた。確認を容易にするため線幅2µmのLine&Spaceパタンとし、現像処理を追加していき、線幅とパタン形状と現像時間との関係を観察した。現像時間とともに現像が徐々に進み解像度を調整できること、パタン形状に大きな変化は見られないことがわかった。これはフォトリソグラフィでも同様であることを確認した。薄膜基板上での極微細パタンの作製のみならずリソグラフィ工程でいて非常に有効であることがわかった。
実験 / Experimental
基板は抵抗率数Ωcmのｐ型シリコン基板を用いた。2µmのLine&Spaceパタンを現像の再現性と焦点位置の違いによる微妙な解像度変化が定性的にわかるように比較的広い面積に露光不足の状況(加速電圧50ｋV、140µC/cm2)としてパタンを描画し、現像の追加により解像度がどう変化するか調べた。現像は室温で静置浸漬により行った。積算浸漬時間（総現像時間）を1分から24時間まで長くしていき、レジストの解像状況がどう変化するかを定性的に観察評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1に描画パタンレイアウト及び現像結果を示す。現像残りがあるが、パタンは解像できており、現像を追加することで、線幅は広くなっていることがわかる。また、長時間の現像でも抜きパタンの溝側壁の形状に大きな変化がないことがわかった。この結果から追加現像で寸法制御が可能であり解像度もほとんど変化しないことがわかった。同様に、フォトリソグラフィでの追加現像効果についても検証した。Fig.2にその結果を示す。線幅2µｍのフォトマスクパタンを作製し、それを使ってレジストパタンを作製した。位相シフトの1つであるエッジシフトの効果により線幅1µｍのLine&Spaceパタンを作製できていることがわかる。これも現像を追加することで、残渣を少なくできることを確認できた。追加現像は、EBレジストだけでなくフォトリソグラフィにおいても有効であり、エネルギー量とパタン形状及び描画条件の関係をこれらの実験結果をもとに定量化し明らかにすれば、パタンの微細化と回路パタン設計に貢献できると思われる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 EBリソグラフィにおける追加現像処理したレジストパタン
Fig. 2 フォトリソグラフィにおける位相シフトによる微細パタン解像と
追加現像結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
実験を進めるのに際し理論的アドバイスを頂いた下川房男先生、成膜実験のご指導を頂いた支援員の皆様に感謝いたします。
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