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【特集】フォトレジスト最前線

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新規レジスト材料の動向について
Development of New Resist Materials

　フォトリソグラフィ技術は,極端紫外線(EUV)露光を用いて解像度10nm台の量産技術の確立に向けて検討中である。その中で,EUV用レジスト材料の開発が最重要課題として考えられるようになった。本稿では,解像度,露光感度,パタンのラフネスのレジスト特性を同時に改善するために検討された例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　EUV用レジスト材料の分子設計
3　レジスト材料を構成する分子のサイズとレジストパタンの関係
4　分子レジスト材料に要求される項目
5　フェノール樹脂型
6　カリックスアレン型
7　特殊骨格型
8　主鎖分解型ハイパーブランチポリアセタール
9　PAGバウンド
10　EUV高吸収元素を含有するEUVレジスト
11　デュアルインソルブルレジスト材料
12　まとめ

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酸・塩基増殖反応を用いた高感度フォトレジスト材料
Highly Sensitive Photoresist Materials Using Acid and Base Proliferation Reactions

　光酸発生剤と酸分解性高分子からなる化学増幅レジストの感度を向上させる目的で,自己触媒的に分解して酸触媒を発生する酸増殖反応を開発した。この酸増殖反応を化学増幅レジストに組み込むことで飛躍的な感度の向上に成功した。ここではその詳細に加え,塩基増殖反応を利用した化学増幅レジストの高感度化についても述べる。

【目次】
1　はじめに
2　酸増殖レジスト
　2.1　酸増殖ポリマーの設計と分解挙動
　2.2　感光特性評価
　2.3　EUVレジストとしての評価
3　塩基増殖レジスト
　3.1　ネガ型レジストへの塩基増殖剤の添加効果
　3.2　塩基増殖ポリマーの設計
　3.3　増殖反応の潜在能力
4　おわりに

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フォトレジスト用添加剤
Additives for Photoresist
　
　フォトレジストの耐久性を向上するために酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加すると,パターン形成時にUV硬化を阻害するため,目標の膜物性が得られにくい課題があった。今回フォトリソグラフィープロセスにてUV硬化反応を阻害せずに,酸化防止能や紫外線吸収能を付与することができる新規添加剤を開発したので紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フォトレジスト材料
3　フォトレジスト用添加剤
　3.1　フォトレジスト用添加剤とは
　3.2　フォトレジスト用添加剤の評価
4　まとめ

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デンドリマー型フォトポリマー材料の創製と特性評価
Facile Synthesis and Properties of Dendritic Photopolymers

　デンドリマーは,多分岐構造に由来する高い化学反応性および特徴的な物理物性など,フォトポリマー材料によく適合した性質を示す。その一方,合成が煩雑であり大量生産性に欠いているため,これまでのデンドリティックフォトポリマーに関する研究は,大半が分子量分布の大きなハイパーブランチポリマー(HBP)を用いて行われている。本報では,これまで報告されているHBP型フォトポリマー材料の研究動向を概観したのち,当研究室で取り組んでいるクリック反応を利用したデンドリマー骨格母体の大量合成法,およびそれを用いたデンドリマー型フォトポリマー材料の特性について,近年の成果をまとめて報告する。

【目次】
1　はじめに
2　デンドリマー型フォトポリマーの大量合成
3　デンドリマー型フォトポリマーの特性評価
　3.1　ラジカル硬化型フォトポリマー
　3.2　デンドリマーを利用した化学増幅型レジスト
4　おわりに

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レジスト評価のためのシミュレーション技術
Simulation Technology for the Resist Evaluation

　感光性樹脂のリソグラフィー評価は,感光性材料をSi基板に塗布し,ステッパやアライナーなどの露光機を用い,微細なパターンを転写して現像,電子顕微鏡(SEM)を用いてその形状を観察するのが一般的である。この方法を直接評価法と呼ぶ。直接評価法では,リソグラフィーの最終目的である現像後のレジストパターンの形状をSEMにて直接観察できるため,確実な評価方法といえる。しかし,ステッパやアライナーなどの露光装置は大変高価であり,評価ラインを整備することは大きな投資となる。また,EUVなどの最新の露光装置を入手することは難しい。そこで,ステッパやアライナーを用いず,リソグラフィー・シミュレータを用いてリソグラフィー特性の評価を行うバーチャル・リソグラフィー評価システムVLES(Virtual Lithography Evaluation System)を紹介する。VLESは実際にパターニングするのではなく,リソグラフィー・シミュレータを用いてリソグラフィーの評価を行うところに特徴がある。

【目次】
1　バーチャル・リソグラフィー評価システムの概要
2　VLES法のための評価ツール
　2.1　露光ツール(UVESおよびArFESシステム)
　2.2　現像解析ツール(RDA)
　2.3　測定原理
3　現像速度を利用した感光性樹脂の現像特性の評価
4　リソグラフィー・シミュレーションを利用したプロセスの最適化
　4.1　シングルシミュレーション
　4.2　CD Swing Curve
　4.3　Focus-Exposure Matrix
5　まとめ
　
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EUVリソグラフィの現状と今後の展開
Current Status and Prospect for EUV Lithography

　半導体製造技術には前半工程の微細加工技術と後半工程の3次元実装技術が不可欠である。その中で極端紫外線リソグラフィ(EUVL)技術は2019年にスマートフォン向けの7nm nodeロジックデバイスの量産技術として適用され,2020年には5nm nodeロジックデバイスの本格的な量産技術に適用された。この技術の現状と課題,そして今後の展開について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　EUVリソグラフィ技術の歴史
3　EUVリソグラフィの技術課題
　3.1　EUVレジスト
　3.2　EUVマスク
4　今後の展開
　4.1　高NA化
　4.2　短波長化

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3次元フォトリソグラフィ
Three-dimensional Photolithography

　立体サンプルに適用できる3次元フォトリソグラフィについて,2つのアプローチを紹介する。一つはスプレー成膜,もう一つは水溶性ポリマー層を持つシートを利用するものである。両技術で重要となるフォトレジスト特性に言及しつつ,垂直壁面と円筒面への微細パターン転写技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　スプレー成膜
3　水溶性ポリマーシート
　3.1　垂直側壁の電極付きサブマウント
　3.2　圧延ロール円筒面のテクスチャリング
4　まとめ

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[Material Report-R&D-]

無色透明ゼロ熱膨張結晶化ガラス「Cerapure™」
Colorless and Transparent Zero Thermal Expansion Glass Ceramic “Cerapure™”

　温度変化に対して体積がほぼ変化しない「ゼロ熱膨張材料」として,Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラス(以下,ゼロ熱膨張LAS-GC)が幅広い分野で使用されている。従来のゼロ熱膨張LAS-GCは黄色く着色しており,この無色透明化は半世紀以上にわたって極めて困難とされていた。この度,日本電気硝子㈱はゼロ熱膨張LAS-GCの無色透明化に成功し,本材料を「Cerapure™」として発表した。本報ではCerapure™の特長などについて述べる。

【目次】
1　はじめに
　1.1　色調
　1.2　熱膨張
2　ゼロ熱膨張結晶化ガラス
　2.1　使用例と課題
　2.2　結晶化工程
　2.3　黄色に着色する理由
3　Cerapure™
　3.1　組成設計と技術的障壁
　3.2　Cerapure™の誕生
　3.3　材料の特長
　3.4　応用例
4　おわりに

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機能性粒子作製の最新動向
Latest Trends in the Fabrication of Functional Particles

　粉体を作るという作業は,それ自体が材料に機能性を与える単位操作であり,中でも数μmの微粒子やナノ粒子を作る技術,微粒子の表面処理として液体の噴霧,ワックスやナノ粒子などの超微粉の表面への固定化・被覆化,固定化と同時に非晶質化を行うといった,いわゆる粒子設計技術が高機能性材料を作るときに活用されている。

【目次】
1　はじめに
2　粉砕技術による機能性材料の製造
3　ナノ粒子合成技術による機能性材料の製造
4　表面改質技術による機能性材料の製造
　4.1　混合機による機能性付与
　4.2　乾式粒子複合化による機能性付与
　　4.2.1　メカノフュージョン
　　4.2.2　ノビルタ
　　4.2.3　ナノキュラ-P
　4.3　スプレー噴霧型装置による機能性粒子の製造
5　おわりに

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[Market Data]

フラットパネルディスプレイの市場動向

1　フラットパネルディスプレイ市場
2　液晶ディスプレイ市場
3　有機EL市場

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[Material Profile]

窒化ケイ素