電子線描画装置を用いたナノ加工事例

電子線描画装置を用いたナノ加工事例
神奈川県産業技術センター 電子技術部
技術支援推進部
1.はじめに
○安井学，小沢武
平林康男
認した。
ナノテクノロジーの代表的な加工方法として電子
図 1 にピッチ：1，ドーズ時間：30s，ドーズ量：
線 リ ソ グ ラ フ ィ （ EBL : Electron Beam
480C/cm2 の描画例を示す。描画されたパターンは，
Lithography）がある。EBL は電子線に反応する物
直径：約 180nm の円形パターンであった。また，
質を塗布した基板に電子線を直接当てることで，ナ
図 2 に，ピッチ：2，ドーズ時間：14s，ドーズ量：
ノサイズのパターンを形成できる。ただし，パター
112C/cm2 の描画例を示す。描画されたパターンは，
ンを電子線で直接描くために，大面積を描くには長
直径：約 260nm の円形パターンであった。予想に
時間を要するという課題がある。
反して，ドーズ量を多く与えた描画例で，直径が小
本発表では，当センターで保有する電子線描画装
さくなった。原因として，ZEP-520A-7 は過度にド
置 ELS-6600(㈱エリオニクス製)において，描画条
ーズ量を与えると現像できなくなる性質を有する。
件を選択することで，描画時間の短縮とそれに伴う
そ の た め ， 480C/cm2 で 描 画 し た 場 合 に は ，
パターン形状の変化について検討したので報告する。
ZEP-520A-7 が十分に現像できず，直径が小さくな
2． 実験装置
ったと考えられる。
ELS-6600 の簡単な仕様を述べる。描画領域は
数百 nm のサイズでは，電子線の基板からの後方
200m×200m，
又は 500m×500m を選択できる。
散乱の影響等により，正方形でパターン設計しても，
これらの描画領域を 20,000×20,000 ドット，又は，
描画される形状は，円形となってしまった。
しかし，
60,000×60,000 ドットに分割できる。その際に，ピ
ピッチを変化させたことによるパターンの欠けなど
ッチと呼ばれるドットを間引く設定も可能である。
の影響は見られなかった。
また，EBL を用いたパターン形成では，感光性樹
脂が感光するドーズ量（1 ドット辺りの面積に対す
る電流値と電子線照射時間（ドーズ時間）の積）の
電子線を与える必要がある。なお，電流値，ドーズ
時間は調整可能である。
3． 実験方法
実験に使用したポジ型電子線レジストは
ZEP-520A-7( 日 本 ゼ オ ン 社 製 ) で あ る 。 膜 厚 は
250nm で あ る 。 描 画 領 域 ： 500m×500m を
20,000×20,000 ドットに分割するように設定した。
実験では，ドーズ時間とピッチを因子として，描画
図 1 ピッチ:1，ドーズ時間：30s の描画例
時間とその形状に与える影響を検討した。パターン
形状は 200nm×200nm の正方形に設定した。電流値
は 1×10-10A に固定した。
4． 実験結果
ピッチを 1 に設定し，
ドーズ時間を 2s から 30s
まで描画した。その結果，ドーズ時間にかかわらず
描画時間は約 2.1 時間であった。
次に，ピッチを 2 に設定し，同様に描画をおこな
ったところ，描画時間は約 1.2 時間であった。
以上から，
ドーズ時間による描画時間への影響は，
ほとんどないこと，及びピッチを 1 から 2 に変更す
ることで，描画時間が 4 割近く短縮できることを確
図 2 ピッチ:2，ドーズ時間：14s の描画例