【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0109
利用課題名 / Title
光ナノインプリント用超精密位置合わせ機構の開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing,電子顕微鏡/ Electronic microscope,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,イオンミリング/ Ion milling,集束イオンビーム/ Focused ion beam,光学顕微鏡/ Optical microscope,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,原子層薄膜/ Atomic layer thin film,ナノ多孔体/ Nanoporuous material,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中川 勝
所属名 / Affiliation
東北大学 多元物質科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小野弘司,岡本一成,大沼晶子,長谷川友子,東島大介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
戸津健太郎,森山雅昭,菊田利幸,庄司征希,邉見政浩
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-058：マスクレスアライナ
TU-202：DeepRIE装置#2
TU-215：イオンミリング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
位置決め精度10ナノメートルの位置合わせ機構を有するナノインプリント装置の開発を行っている。現在半導体製造用向けのハイエンド装置が存在するが、非常に高価な価格帯となっている。独自のパターンを用いることで同等精度の位置合わせ、及び、安価な装置を実現することが可能となる。
独自のパターンは、撮像画像から得られるパターンの情報量が位置合わせ認識誤差に影響を与える。また、同一パターンでは、微細金型(モールド)と基板(Ｓｉ)から得られる情報量が異なる。そのため、より多くの情報量かつ同一レベル情報量を持つパターンが必要であり、異なるパターンを持つモールド・基板を作製し、最適な組み合わせを得るための検証を行ってきた。
実験 / Experimental
レーザー描画機で安定的に作製できる最小微細パターン(□2 µm)をベースに、モールド(合成石英)とＳｉ基板の情報量を同一レベルとするため、パターンピッチを変化させた基板・モールドを作製し評価を実施。
検証用の装置を製作し、作製したモールドと基板を用いて、撮像画像の取得を行い、検証を行った。合わせて、作製した基板を用いて、位置合わせ精度の確認や、転写後の精度確認等を行った。
また、転写後精度を確認するために多数枚の基板を作製し実験を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
モールドと基板の情報量の違いは、モールドの情報量が少なく、単位面積当たり2.5倍程度の密度が必要であることがわかった。
最適化された組み合わせで、全体の情報量に対して、パターンから85%程度の情報量が得られ、約10%の情報量の相対差まで均一化を実現することができた。
実際に、この組み合わせを用いて、転写後の位置合わせ精度50 nm以下を達成することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 実際に撮像したモールドとＳｉ基板とその情報
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件