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半導体洗浄時におけるナノ構造物の倒壊メカニズムを解明~倒壊挙動の解明により、半導体のさらなる微細化?高集積化に寄与~(低温科学研究所 准教授 木村勇気)

2022年7月29日

北海道大学
株式会社SCREENホールディングス

ポイント

●半導体からナノ構造物を切り出し、溶液セル透過型電子顕微鏡で観察する手法を開発。
●液体の蒸発によるナノ構造物の倒壊挙動を捉えることに成功。
●半導体のさらなる高集積化へつながることに期待。

概要

北海道大学低温科学研究所の木村勇気准教授らの研究グループと、株式会社SCREENホールディングス(以下、SCREEN)は、半導体洗浄時のナノ構造物の倒壊挙動を明らかにしました。

半導体洗浄時のナノ構造物の倒壊は、液体の表面張力により引き起こされることが分かっていましたが、液体によるナノ構造物の倒壊挙動を断面方向から観察した例はありませんでした。

本研究では、集積イオンビーム装置により半導体表面に加工したナノ構造物を切り出して、洗浄工程で主に使用される2-プロパノール(IPA)とともに液体観察用試料ホルダー内に封入する手法を開発しました。これにより、透過型電子顕微鏡によるナノ構造物の倒壊挙動を観察することに成功しました。これは、半導体のナノ構造物の倒壊挙動を評価する手法を確立するとともに、半導体のさらなる微細化につながると期待される成果です。

なお、本研究成果は、2022622日(水)公開のACS Applied Nano Materials誌に掲載されました。

論文名:Liquid-Cell Transmission Electron Microscopy Observation of Two-Step Collapse Dynamics of Silicon Nanopillars on Evaporation of Propan-2-ol: Implications for Semiconductor Integration Density(溶液セルを用いた透過型電子顕微鏡による2-プロパノール蒸発時のシリコンナノピラーの2ステップ倒壊挙動の観察)
URL:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.2c01744

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洗浄後の乾燥過程で倒壊するナノ構造物(シリコンナノピラー)のイメージ図。奥のピラーの多くは独立しているのに対して、手前のピラーは表面張力でくっついて四本一組になり、倒壊している。