Development of micromachining technology in ion microbeam system at TIARA, JAEA

原子力機構TIARAのイオンマイクロビームによる微細加工技術の開発

神谷 富裕; 西川 宏之*; 佐藤 隆博; 芳賀 潤二; 及川 将一*; 石井 保行; 大久保 猛; 打矢 直之; 古田 祐介*

Kamiya, Tomihiro; Nishikawa, Hiroyuki*; Sato, Takahiro; Haga, Junji; Oikawa, Masakazu*; Ishii, Yasuyuki; Okubo, Takeru; Uchiya, Naoyuki; Furuta, Yusuke*

原子力機構高崎量子応用研究所のイオン加速器施設(TIARA)のマイクロビームにおいて、芝浦工業大学との共同研究で、マスクレスイオンビームリソグラフィ技術の開発が進められている。マイクロビームサイズ評価とレンズ系の最適化、又は空間分解能として最小100nmのレベルの高空間分解能の測定手段を確立するために、開発している加工技術自身と電鋳技術との組合せにより二次電子マッピングに使用する標準試料としてNiレリーフパターンを作成した。本発表ではこの標準試料を用いて、100nmレベルの最小のビームサイズを測定することができたことを述べるとともに、その試料中をイオンが透過する際の散乱効果が測定結果に与える影響をモンテカルロシミュレーションコードを使用して評価した結果について報告する。

Development of a mask-less ion beam lithography technique for fabricating micro- or nano-meter sized structures has been started at the microbeam systems in the ion accelerator facility of JAEA Takasaki (TIARA) in collaboration with Shibaura Institute of Technology. In order to obtain a high precision measure for microbeam size estimation and lens system optimization, or for improvement of spatial resolution down to 100 nm level, we applied this lithography technique itself combined with the electroplating process to make a Ni relief pattern as an optimum resolution standard to be used in secondary electron imaging. In this work, using this standard, the smallest beam size could be obtained. This paper also discuses on the scattering of ions in the materials influenced to the resolution using a Monte Carlo simulation code.