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電子ビームリソグラフィによるCVDダイヤモンド薄膜の超微細パターン形成

电子束光刻CVD金刚石薄膜超精细图形形成

基本信息

批准号：
12750303
负责人：
清原修二
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Tokyo University of Science, Yamaguchi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で開発したダイヤモンドの微細パターンプロセスは、リフトオフ法に比べ、レジストとして用いるナフテン酸金属塩を直接マスクとして用いるので、金属膜を蒸着する工程を省くことができる。そのため金属膜の除去やスパッタリングによる残渣の影響が少なく、りん酸を用いることでパターン形成後のマスク除去が容易などの利点がある。しかしながら、ナフテン酸金属塩の露光感度は、一般に電子ビームレジストとして用いられているPMMAのそれよりも二桁小さく、選択比が10と小さいため、高感度と高選択比が見込まれるオクチル酸金属塩を提案し、酸素プラズマに対する耐性および露光特性について詳細に検討した。加工速度のガス流量依存性から、単体のナフテン酸金属塩膜および単体のオクチル酸金属塩膜の加工速度は、CVDダイヤモンド薄膜のそれと比べてほぼ等しく酸素プラズマに対して耐性がないことがわかった。そのため、単体のナフテン酸Y, Ba, Cuを1:2:3のモル比で調合し、複合のナフテン酸YBa_2Cu_3O_7を作製した。また同様に、単体のナフテン酸とオクチル酸のBaとTiおよび、BiとTiをそれぞれ1:1,4:3のモル比で調合し複合のナフテン酸およびオクチル酸のBaTiO_3,Bi_4Ti_3O_<12>を作製した。ナフテン酸YBa_2Cu_3O_7,BaTiO_3,Bi_4Ti_3O_<12>の選沢比は、それぞれ10.0,9.1,6.7が得られ、オクチル酸BiTiO_3,Bi_4Ti_3O_<12>膜の選択比は、それぞれ12.4,13.7が得られた。これらの中で、最も選択比の高いのはオクチル酸Bi_4Ti_3O_<12>膜であり、ナフテン酸金属塩膜の中では最も選択比の高かったナフテン酸YBa_2Cu_3O_7膜の約1.4倍になった。この結果から、オクチル酸Bi_4Ti_3O_<12>膜が最も選択比が高いことがわかり、これを用いてダイヤモンドの微細パターン形成を行うことにした。露光特性の結果から、オクチル酸金属塩膜の露光感度は、ナフテン酸金属塩膜よりも二桁高い値となり、またPMMAのそれとほぼ同じ感度が得られた。これよりオクチル酸金属塩とナフテン酸金属塩膜の最適露光条件をそれぞれ、5.4×10^<-4>C/cm^2、6.6×10^<-3>C/cm^2とした。ナフテン酸金属塩の中で最も選択比の高いナフテン酸YBa_2Cu_3O_7とオクチル酸金属塩の中で最も選択比の高いオクチル酸Bi_4Ti_3O_<12>をマスクとして、ナフテン酸金属塩とオクチル酸金属塩の最適露光条件、CVDダイヤモンドの最適加工条件(マイクロ波パワー,300W;酸素ガス流量;3sccm;バックグラウンドガス圧力,0.4Pa)でCVDダイヤモンド薄膜の微細パターン形成を行った。ナフテン酸YBa_2Cu_3O_7では線幅0.3imまでのパターンまでしか形成できなかったが、オクチル酸Bi__4Ti_3O_<12>では、線幅O.1imまでのパターンが形成できた。これは、オクチル酸金属塩の露光感度がナフテン酸金属塩のそれに比べ高く、γ値も高いためであると考えられる。

This study aims to develop a new technology for the preparation of fine metal films, which can be used directly in the preparation of metal films. The effect of the residue on the removal of the metal film is reduced, and the acid is used. After the formation of the film, the removal is easy. The exposure sensitivity of PMMA in general, electronic and optical properties, selectivity ratio of 10 to 10, high sensitivity, high selectivity ratio, acid and optical properties are discussed in detail. The processing speed and flow rate dependence of the acid metal film of the monomer and the processing speed of the acid metal film of the monomer and the CVD film are different. The ratio of Y, Ba, Cu to 1:2:3 is 1:2, and the ratio of Y, Ba, Cu to YBa_2Cu_3O_7 is 1:2. In the same way, Ba, Ti, Bi and Ti in the monomer are mixed in a ratio of 1:1,4:3, and BaTiO_3, Bi_4Ti_3O_in the compound<12>. The selectivity ratios of YBa_2Cu_3O_7, BaTiO_3, <12>Bi_4Ti_3O_films are 10.0, 9.1, <12>6.7 respectively. The film thickness of Bi_4Ti_3O_7 <12>is about 1.4 times that of YBa_2Cu_3O_7. As a result, the Bi_4Ti_3O_film has the highest selectivity ratio, and the formation of fine particles in the film has been studied<12>. The results of the exposure characteristics are as follows: the exposure sensitivity of the metal oxide film is higher than that of the PMMA film. The optimum exposure conditions for these two kinds of metal films are 5.4×10^<-4>C/cm^2 and 6.6×10^<-3>C/cm^2 respectively. The <12>optimum light exposure conditions for the metal oxide and the optimum CVD processing conditions (300W, 3sccm, 3sccm, 3sccm, 0.4 Pa) for the formation of fine CVD films were studied. YBa_2Cu_3O_7 is the acid with the amplitude of 0.3im, and its shape is the acid with the amplitude of <12>0.1im. The light sensitivity of the metal oxide is higher than that of the metal oxide.