電子ビームリソグラフィー：ちょうどいい電圧

E-beam lithography: This voltage is just right

© 2006 ACS

電子ビームリソグラフィー（EBL）を用いた絶縁基板へのパターン形成は、電荷ビルドアップの影響があるため難しい。帯電によって、表面に大きな電界が生じ、電子ビームが偏向して、パターンエラーが生じる。

この問題を防ぐために、MITのJ Jacobsonら¹は、シリコンの加工工程から借用した比較的単純な手法を適用した。EBLで一般的に使用される電子加速電圧では、絶縁膜内で散乱した電子によって表面に負電荷が蓄積される。しかし、加速電圧を下げると電子の一部は後方散乱して表面から離れ、正味の陽電荷が残る。正負の帯電の平衡を保ち表面における正味の電界を小さくする臨界電圧を見つけることが、今回のねらいである。

さまざまな加速電圧で、厚さ65-nmのポリメタクリル酸メチル膜に一連の面積の大きな回路パターンの断片を描くことにより臨界電圧を決定した。この断片の走査電子顕微鏡像によって、加速電圧1.3 keVで電界が最小になったことが確認された。臨界電圧で描いたサブ-100-nmのパターンは、意図したパターンを忠実に再現したが、5 keVで描いた同じパターンにはかなり欠陥が見られた。Jacobsonらは、この技術はオプトエレクトロニクスや屈曲性高分子ベースのエレクトロニクスなど、絶縁体をベースとする応用における電子ビーム描画に有用であると示唆している。

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