古澤研究室より - 大阪大学 産業科学研究所

Report
情報化社会を支える量子ビームと化学
大阪大学産業科学研究所
古澤孝弘
波長とエネルギー
色
赤外
λ/nm
ν/(1014Hz)
E/eV
E/(kJmol-1)
1000
3.00
1.24
120
赤
700
4.28
1.77
171
橙
620
4.84
2.00
193
黄
580
5.17
2.14
206
緑
530
5.66
2.34
226
青
470
6.38
2.64
254
紫
420
7.14
2.95
285
近紫外
300
10.00
4.15
400
遠紫外
200
15.00
6.20
598
100eVの電子の波長は約1Å
1 ナノメーター=10オングストローム
細線描画
10nm Lines
電子線による細孔配列の作製
f 50 nm
Pitch 100 nm
f 15 nm
Pitch 50 nm
The exponential growth of computing, 1900-2100
Calculations per second
1040
1035
All human brain
1030
1025
1020
One human brain
1015
1010
105
One mouse brain
10
10-5
One insect brain
10-10
1900 1920 1940 1960 1980 2000
2020 2040 2060 2080 2100
Year
Data from “Fundamental of microfabrication”, M. J. Madou, CRC Press, 2002
リソグラフィ工程
表面処理
被加工膜・基板
レジスト溶液
スピンコート
溶媒を蒸発
プリベーク
露光
ホットプレート
マスク
光もしくは放射線化学反応で潜像を形成
PEB(露光後加熱)
現像
リンス
加熱により化学反応を進行させる
溶媒で照射部を溶かす
(ポジ型レジスト)
貧溶媒で溶媒を洗い流す
プラズマ
エッチング
レジスト剥離
レジストをマスクにして基盤を加工
化学増幅型レジスト(極性変化型)
露光による酸の生成
+
Ph 3 S X
-
hν、radiation
hν
レジスト
+
H X
-
脱保護反応による極性変化を利用したパターンの形成
H H
C C
H
H H
C C
H
n
CH 3
+
n
CO 2
+
+
C CH 3
CH 3
CH 3
O C O C CH 3
O
H+
CH 3
OH
酸触媒反応
CH 3
H
+
+
C CH 2
CH 3
半導体製造におけるナノ化学への挑戦
可溶
制御可
CH
CH2
現像後
不溶
EUV
光学
イメージ
CH
OH
OR
化学反応
Acid Image
断面図
分布を制御できない
CH2
Pattern
Latent image
可溶分子と不溶分子
の混合物
CH
CH2
CH
CH2
+
OH
OR
部分的に溶解
ラフネス
Top-down
分子サイズと同レベルまで低減することが求められる。
量子ビーム科学研究施設
I
Ti:Sapphire
femtosecond laser
I0
Pulse
Double
selector laser pulse
Photo
detector Dumper
Nd:YLF picosecond laser
Sample
Time
synchronization
Optical delay
KLY
Femtosecond
electron bunch
Energy
Phase
Photocathode RF gun
Femtosecond bunch
compressor
Linear accelerator
フェムト秒パルスラジオリシスシステム
0.020
Optical density
0.015
量子ビームによる過渡吸収分光
0.010
(c)
0.005
(a)
(b)
0.000
-0.005
-50
50
150
250
Time/ps
Time (ps)
350

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