ネガ型電子ビームレジストを用いたグラッシーカーボン上への微細構造物の作製

摘要

今日の高度情報化社会においてデバイス作製技術はさらなる小型化，高速化，大容量化が求められており、微細加工技術の進展が必要となっている。このような背景において、現在注目されている技術がChou 教授らによって提案されたナノインプリントリソグラフィである。ナノインプリントリソグラフィの解像度はモールドの作製精度により決まるため、デバイスの量産への第一段階として、モールド作製技術の開発が挙げられる。本研究では、微細なパターン加工が要求されるフォトマスクの作製等に実績がある、電子ビームリソグラフィによりモールドの作製を行った。電子ビームリソグラフィを行う際、照射した電子ビームがレジスト内での電子散乱、レジスト下の基板からの後方散乱を繰り返すことによって、照射した位置以外の周辺にも電荷が蓄積される近接効果が問題となる。近接効果はパターンの解像度の劣化を引き起こす。基板内での電子の平均自由行程を伸ばすためには、基板として軽元素材料を用いればよい。平均自由行程が伸びると、レジストへの後方散乱が減り、近接効果を弱め微細なパターンを描画しやすくなる。本研究では、Si より平均自由工程が大きく、軽元素である炭素（C）原子で構成されている、グラッシーカーボン（GC）を基板とした。GC は3000°Cの真空中(500°Cの空気中)でも熱に対して変化しないので、石英に対する熱ナノインプリントモールドとして期待できる。そこで本報では、微細パターンと石英用モールドとして期待できるGC を基板とし、酸素ドライエッチング耐性のあるHydrogen Silsesquixane (HSQ)レジストを用いてGC の微細パターンを作製した。また、GC 上でのHSQ パターンの描画特性や、HSQ のドライエッチ耐性なども調べたので報告する。