■ポイント■
・IoTや5Gの社会実装に伴い需要拡大と研究開発体制の強化が進むフォトレジストとリソグラフィ技術 !
・ロードマップをはじめ基礎、材料開発、EUVレジストなどの先端技術、応用展開、プロセス、解析・評価、塗布・露光・現像・光源装置に関する情報を網羅 !
・今後のフォトレジストの開発に重要な技術を体系的に理解できる一冊 !!
■概要■
フォトレジストはリソグラフィの中核技術であり、有機溶剤現像のゴム系ネガレジストからアルカリ水溶液現像の溶解阻害型ポジレジスト、そして飛躍的に解像性を向上させた化学増幅型ポジレジストへと進展してきた。最先端ではEUV 用のメタルレジストなどが開発されている。
これらの技術を体系的に理解することは今後のフォトレジストの開発にとって極めて重要である。
本書籍はこのような観点から、ロードマップ、基礎、材料、先端技術、応用展開、プロセス、 解析・評価、装置(塗布・現像、光源、露光)をすべて網羅する内容で、それぞれ第一線の先生に執筆いただいた。
先端技術では今後特に進展が期待される EUV について多くの項目を設けた。本書籍を多くの関連する技術者・関係者の方に購読いただき、この分野の一層の発展の一助となることを望む。
【第Ⅰ編 ロードマップとリソグラフィ・フォトレジストの基礎】
＜1＞半導体ロードマップと今後の展開
1．緒言
2．半導体デバイスのトレンドと課題
3．半導体トランジスタ(前工程)の進化
4．最先端半導体パッケージ(後工程)の進化
5．結言
＜2＞リソグラフィの基礎
1．はじめに
2．リソグラフィ工程
3．露光
4．照明
5．マスク
6．反射防止膜
7．ハードマスクプロセス
＜3＞フォトポリマーの光化学
1．はじめに
2．フォトポリマーの分類とその光化学
3．おわりに
＜4＞フォトレジストの材料設計
1．はじめに
2．レジストの材料設計
3．要求性能に対応したレジスト設計の変遷
4．LER(Line Edge Roughness)の重要性
5．現像に関して
＜5＞フォトレジストの基礎
1．はじめに
2．半導体用フォトレジスト概要
3．ネガ型ゴム系フォトレジスト
4．ノボラック系ポジ型レジストの透明性とその限界
5．化学増幅型レジスト
6．液浸露光
7．その他のレジストシステム
8．現像プロセスとレジストの膨潤
9．おわりに
【第Ⅱ編 フォトレジスト材料開発】
＜1＞最新レジスト材料の動向
1．半導体デバイスの微細化とレジストへの要望動向
2．ArF液浸レジストの進展
3．EUVリソグラフィ向け化学増幅型レジスト技術
4．EUVリソグラフィにおける他のレジストアプローチ
5．High NA世代に向けて
6．代替パターニング手法
7．KrFレジストの厚膜化
8．まとめ
＜2＞光酸発生剤の高機能化と先端材料への応用
1．はじめに
2．光酸発生剤の機能と種類
3．高機能化する光酸発生剤
4．先端材料への光酸発生剤の応用
5．おわりに
＜3＞光塩基発生剤
1．はじめに
2．PBGの化学構造と光塩基発生反応
3．感光波長域と増感反応
4．光機能材料への応用
5．フォトレジスト材料への応用
6．おわりに
＜4＞酸・塩基増殖反応を用いた高感度フォトレジスト材料
1．はじめに
2．酸増殖レジスト
3．塩基増殖レジスト
4．おわりに
＜5＞含フッ素材料のフォトレジストへの利用
1．はじめに
2．エキシマレーザー向け材料
3．EUV向け材料
4．おわりに
＜6＞フォトレジスト用添加剤
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
4．まとめ
【第Ⅲ編 EUVレジスト】
＜1＞EUVリソグラフィの現状と今後の展開
1．はじめに
2．EUVリソグラフィの技術課題
3．EUVレジスト
4．EUVマスクおよびペリクル
5．今後の展開
6．まとめ
＜2＞極端紫外線(EUV)用レジスト材料の開発
1．はじめに
2．分子レジスト材料
3．金属含有ナノパーティクルを用いた高感度化レジスト材料の開発
4．主鎖分解型ハイパーブランチポリアセタール
5．主鎖分解型籠状カリックスアレン誘導体
6．EUV高吸収元素を含有するEUVレジスト
7．デュアルインソルブルレジスト材料
8．まとめ
＜3＞EUVレジストの動向
1．はじめに
2．フォトレジスト材料の変遷
3．EUVレジスト材料
4．ストカスティック欠陥(フォトンストカスティックとケミカルストカスティック)
5．おわりに
＜4＞EUVメタルレジストの反応メカニズム
1．序論
2．実験
3．結果・考察
4．結論
＜5＞EUVメタルレジストの動向
1．はじめに
2．EUVメタルレジスト開発の変遷
3．最新の動向
【第Ⅳ編 フォトレジストの応用展開】
＜1＞実用化における最適化技術
1．はじめに
2．レジストプロセスの最適化
3．表面エネルギーによる付着剥離性の解析
4．レジストプロセスに起因した欠陥
＜2＞微細トレンチ配線形成技術
1．緒言
2．実験
3．結果と考察
4．結言
＜3＞感光性耐熱材料の最近の進歩
1．はじめに
2．電子材料への展開
3．感光性ポリイミド，PBO
4．再配線用感光性耐熱材料
5．ディスプレイ用途への展開
6．最後に
＜4＞ソルダーレジスト
1．はじめに
2．ソルダーレジストの分類
3．熱硬化型ソルダーレジスト
4．紫外線硬化型ソルダーレジスト
5．アルカリ現像型ソルダーレジスト
6．多様化するソルダーレジスト
7．今後の展望
【第Ⅴ編 レジストプロセス】
＜1＞超臨界流体と微細プロセス
1．はじめに
2．超臨界CO2とは
3．微細プロセスへの応用
4．おわりに
＜2＞マルチパターニングプロセス
1．Lithography trendとDouble patterning techniques
2．Logic device trend & Patterning candidates
3．ArF液浸を用いたSADP(Self-Aligned Double Patterning)
4．ArF液浸によるSAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning)
5．DSAによるマルチパターニング〜EUV+DSA， EUV+DSA+DP，(193+DSA+DP)
6．EUV+SADP vs. High NA EUV
7．1Dセルデザイン加工実証(Cut mask， Block mask， Multi color)
8．まとめ
＜3＞自己組織化リソグラフィ
1．はじめに
2．誘導自己組織化(DSA)リソグラフィ技術の背景
3．DSAリソグラフィ用ブロック共重合体(BCP)
4．sub-10 nmに向けたHigh-χBCPの開発
5．まとめ
＜4＞ナノインプリント技術
1．はじめに
2．ナノインプリントの概要と特徴
3．ナノインプリント技術と材料技術
4．ハイブリッドナノインプリントとレジスト材料
5．最近のナノインプリント材料
6．ディープラーニングを利用したナノインプリントレジスト・プロセスの開発
7．まとめ
【第Ⅵ編 フォトレジストの解析・評価】
＜1＞リソグラフィーシミュレーションを利用したレジストのプロセス解析
1．はじめに
2．VLESの概要
3．VLES法のための評価ツール
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
5．プロセスの最適化
6．まとめ
＜2＞半導体製造に影響を及ぼす薬液中の金属不純物の分析
1．求められる超高純度化技術
2．薬液中の微量金属不純物の影響とその分析
3．品質管理，昔と今
4．終わらないテクノロジーの進化
【第Ⅶ編 フォトレジスト処理装置・光源・露光装置】
＜1＞レジスト塗布・現像装置
1．はじめに
2．レジスト塗布・現像技術の概要
3．先端EUVリソグラフィの課題
4．化学増幅型EUVレジスト対応塗布・現像技術
5．メタルオキサイドレジスト(MOR)対応塗布・現像技術
6．まとめ
＜2＞EUV光源
1．はじめに
2．EUVリソグラフィ
3．高出力EUV光源の開発の経緯とコンセプト
4．最近の高出力EUV光源開発の進展
5．量産向けEUV光源システムの開発
6．おわりに
＜3＞ナノインプリント半導体製造装置
1．はじめに
2．J-FILの概要
3．装置の構成
4．装置の性能
5．ナノインプリント装置の今後
＜4＞露光装置の技術動向および展望
1．はじめに
2．EUV露光光学素子について
3．EUV露光装置開発の変遷
4．今後のEUV露光装置の展開
5．まとめ
■監修■
遠藤 政孝
大阪大学
