課題番号 ：S-16-OS-0001
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：高感度レジスト開発とそれを用いたデバイス作製
Program Title (English) ：Development of high performance resist and fabrication of the device
利用者名（日本語） ：大島明博1,2), コンクーディン1), 田川精一1,2)
Username (English) ：A. Oshima1,2), Dinh Con Que1), S. Tagawa1,2)
所属名（日本語） ：1) 大阪大学大学院工学研究科，2) 大阪大学産業科学研究所
Affiliation (English) ：1) Graduate school of Eng., Osaka Univ., 2) ISIR, Osaka Univ.

１．概要（Summary）
高スループットEUVリソグラフィー実現のために、RLSのトレードオフ、ショットノイズなどの問題を解決する高感度レジスト材料の開発、ならびにそれらを実現可能な光増感化学増幅型(PSCAR)リソグラフィープロセスの要素技術の検討行った。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
超高精細電子ビームリソグラフィー装置(EBL)，集束イオンビーム誘起化学蒸着装置，環境制御型走査型プローブ顕微鏡システムなど
【実験方法】
東京エレクトロン(株)、JSR(株)と我々が開発を進めている各種PSCARレジストを、所定の方法でSiウェハ上に成膜し、大阪大学ナノ拠点の超高精細電子ビームリソグラフィー装置を用いて露光した。露光後、PSCARプロセスを適用した。比較のためにPSCARプロセスを適用しないサンプルも準備した。現像後、得られたレジストをSEM・走査型プローブ顕微鏡で観察し、レジスト性能の評価を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
昨年度までの研究から、PSCARプロセスの適用により、RLSトレードオフ問題を解決しつつ、30nmのピッチ1:1のコンタクトホール(CH)パターンの加工に要する線量E30nm(C/cm2)を約1/2に低減することに成功しており、本年は、より微細で密な20nmのCHパターンへの適用を検討した。
微細パターンでは、EBによる基板からの後方散乱の影響など近接効果の影響が大きくなることから、影響の少ない125keVのEBLでの加工を行った。
Fig.1にPSCARレジスト(PS3E-J05)を用いてhp 20nmのCHを加工した際のSEM写真を示す。20nmサイズのCHがhp20nmの高密度で得られた。加工サイズの微細化に伴い、30nmサイズのCHパターンに比べ高感度化の割合は、減少しているもののE20nm感度が30%高感度化されていることがわかる。

400 C/cm2 280 C/cm2
(a) Non-applied (b) Applied
Fig.1 SEM image of PS-CAR resist(PS3E-J05). hp20nm CH

同一レジストにもかかわらずRLSのトレードオフ問題を解決できており、PSCARレジストならびに本プロセスを適用することで高スループットEUVリソグラフィー実現が可能であると考えられる。
４．その他・特記事項（Others）
・近田和美様、樋口宏二様(阪大ナノ拠点)に感謝します。
・関連する課題番号：F-16-OS-0001
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) A. Oshima, et al., 2016 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography, 24 Oct 2016
(2) S. Tagawa, et al., 2016 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography, 26 Oct 2016
６．関連特許（Patent）
(1) 田川精一、大島明博，”レジストパターン形成方法”(2016.8.19登録) 特許5988115号, 国立大学法人 大阪大学