電子ビーム露光による回折格子周期のナノメートルサイズ精密制御

通过电子束曝光对衍射光栅周期进行纳米级精密控制

• 批准号: 20920015
• 负责人: 田村 茂雄
• 金额: $ 0.36万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20920015/
• 关键词: 電子ビーム露光; 回折格子; 周期の精密制御

1. 研究目的本研究の目的は、分布帰還型半導体レーザ等の波長選択性を特徴とした光デバイスに応用するため0.1nmの高精度でパターン周期を変化させた回折格子を、電子ビーム露光を用いて作製することを目的とする。2. 研究方法電子ビーム露光は、加速電圧50keV、ビーム電流0.5nAで行った。Siウェハにポジ型電子ビームレジスト(ZEP520A)を100nm塗布したものを試料として使用し、露光、現像の後、電子顕微鏡により観察した。(1) 回折格子を露光する際に、電子ビームの偏向によるフォーカスの誤差がパターン形状に変化を与えず均一な露光が可能な偏向範囲を確認するための実験を行った。(2) 電子ビーム露光による最小分解能0.1nm単位の周期をもつ回折格子を露光するために、電子ビームを偏向させるための電圧を発生させるDAコンバータ出力の後に挿入された可変増幅器のゲインを微妙に加減することにより0.1nmの分解能での回折格子の周期を制御する方法により実験を行った。3. 研究成果(1) 均一な露光が可能である偏向範囲を確認するため、周期250nmの回折格子を露光量1.2nC/cmで露光した。偏向中心での回折格子の線幅が41nmに対し、±250μm偏向では、線幅が88.5μmとなり偏向による影響で線幅が増大したが、±100μm偏向したときには回折格子全域で線幅が均一となり、偏向範囲は±100μmが最適であることを確認した。(2) 回折格子周期の0.1nm精密制御は、偏向電圧を制御することにより周期100.1nmの回折格子を露光し行った。基準とした周期100nmと周期100.1nmの回折格子を偏向電圧0Vのフィールドの中心から、1,000周期、露光量0.6nC/cmで露光し比較した。その結果、回折格子の全長は周期100nmでは100μm、周期100.1nmでは100.1μmとなり0.1μm増加した。そのことから1周期当たり0.0001μm(0.1nm)増加し、周期が100nmから100.1nmに変化し精密に制御されていることを確認した。この結果は、波長選択性を特徴とした光デバイス等に応用することができる。

1. The purpose of this study is to characterize the wavelength selectivity of distributed photovoltaics and other photovoltaics with a high precision of 0.1 nm. 2. Research methods: electron exposure, acceleration voltage 50keV, electron current 0.5 nA Si film type electron film (ZEP 520A) is applied to the surface of the film by a 100nm coating method, and is observed by an electron microscope. (1)When the folded grid is exposed, the error in the deflection of the electronic display can be changed depending on the shape of the screen, and the exposure can be made uniform, so that the deflection range can be confirmed. (2)The minimum resolution energy of electron exposure is 0.1 nm. The period of single position is 0.1 nm. 3. Research results (1) Uniform light exposure is possible, deviation range is confirmed, period is 250nm, reflection grid is 1.2 nC/cm, light exposure is confirmed. The line amplitude of the folded lattice is 41nm, ±250μm, ±100 μm, (2)0.1nm period of folding lattice precision control, bias voltage control, and 100.1nm period of folding lattice light exposure Reference period: 100nm; period: 100.1 nm; deflection voltage: 0V; period: 1,000; exposure: 0.6 nC/cm; comparison. As a result, the total length of the folded lattice increases from 100nm to 100μm and from 100.1 nm to 0.1 μm. The period of time is 0.0001μm(0.1nm), and the period is 100nm and 100.1nm. The result is that the wavelength selectivity characteristics of the light source are different.

项目成果

Loss Reduction of Si WireWaveguide on SOI Substrate Prepared by Parallel Plate RIE using Double Layered Resist Mask with C_<60>

使用具有 C_<60> 的双层光刻胶掩模通过平行板 RIE 制备的 SOI 衬底上硅线波导的损耗降低

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Inoue

Loss reduction of Si wire waveguide fabricated by edge-enhancement writing for electron beam lithography and reactive ion etching using double layered resist mask with C60

使用 C60 双层抗蚀剂掩模通过电子束光刻和反应离子蚀刻的边缘增强写入制造硅线波导的损耗减少

• 发表时间: 2009
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. vol. 48, no. 3
• 作者: K. Inoue;D. Plumwongrot;N. Nishiyama;S. Sakamoto;H. Enomoto;S. Tamura;T. Maruyama and S. Arai
• 通讯作者: T. Maruyama and S. Arai