6/18 リソグラフィ技術・レジスト材料の基礎と微細化・高解像度に向けた先端技術、今後の展望

リソグラフィ技術・レジスト材料の基礎と微細化・高解像度に向けた先端技術、今後の展望

～フォトリソグラフィプロセスの理解とレジスト材料の開発指針、EUVLからPFASフリーまで～

講師

鴨志田技術事務所 代表　鴨志田 洋一　氏　（元ＪＳＲ(株)、神奈川大学）
【専門】機能性高分子、高分子合成、リソグラフィ材料、フォトポリマー、知的財産権、コーポレートガバナンス

セミナー趣旨

今日の情報化社会は、マイクロエレクトロニクス(ME)の発展に支えられている。その先端技術ともいえる人工知能(AI)は医療分野、自動運転技術への展開から社会への浸透をはじめており、人間に代わるから超えるところまで議論されている。

　MEは、1950年代に集積回路(IC)が開発されて以来、大規模集積回路(LSI)のパターンの微細化、高集積化、すなわちメモリー大容量化、システムLSIの高性能化の方向で、一貫して発展してきている。あわせて情報処理の高速化、低価格化も実現してきた。今後もメモリーの大容量化およびシステムLSIの高性能化の流れは止まりそうにないと予測されている。このような流れの中で、フォトリソグラフィの進歩はフォトレジストなどの材料開発が中心軸となってMEの発展に寄与してきたが、これらの材料をうまく使いこなす露光装置を中心としたハードウェア、プロセス技術の進歩も著しいものがある。

　レジスト材料の開発はパターンの微細化、高解像度化が中心で、これは主として露光に用いる光の波長を短くすることで実現されてきた。ここまではさまざまな選択肢、さまざまな試行など、紆余曲折はあったものの、結果として振り返ってみれば、それまでの技術の延長線上で進んできている。1970年代から40年余りの短い時間に次のような大きな技術変革を経験している。

1) コンタクトアライナーによるリソグラフィ技術の確立
2) 投影露光方式の導入
3) 化学増幅型レジスト／エキシマレーザ光源の採用
4) EUV光源・反射光学系の採用など

　それぞれのステップで多くのイノベーションが実現され課題を克服してきたわけである。ここでは、これまでの技術・材料開発の事例をまとめ、研究開発動向の現状、技術的な課題とその対処技術を整理し、今後の効率的な技術開発・事業開発への指針とする。あわせて、日本の今後の半導体関連産業の在り方についても考察する。

セミナー講演内容

１．技術パラダイムシフトと半導体集積回路
　1.1 科学技術の発展
　1.2 技術パラダイムシフト
　1.3 マイクロエレクトロニクス(ME)と社会 ～AI技術の展開～
　1.4 ＭＥの黎明期とフォトレジスト

２．フォトレジストの本流
　2.1 ゴム系ネガ型フォトレジスト
　　(1) リソグラフィプロセスの確立
　　(2) 基本的構造及び製造法
　2.2 ノボラック系ポジ型レジスト
　　(1) 基本的組成
　　(2) マトリックス樹脂製法、感光性化合物
　　(3) レジストの透明性と解像度
　　(4) ｉ-線レジスト
　　(5) リソグラフィプロセスでの化学と工程管理
　　(6) レジストの溶剤と環境への影響
　　(7) 高性能化への工夫と新たなイノベーション

３．フォトレジストの裏街道
　3.1 Ｘ線レジスト
　3.2 ドライ現像システムTop Surface Imaging：DESIRE
　3.3 Deep UVリソグラフィ
　　(1) 黎明期のレジスト
　　(2) 化学増幅型レジスト
　　(3) 光酸発生剤

４．エキシマレーザリソグラフィ
　4.1 KrFレジスト
　　(1) エキシマレーザリソグラフィ実現への課題
　　(2) 光源・光学系の課題
　　(3) 化学増幅型レジストの課題
　　(4) 材料からの改良
　　(5) プロセス面からの改良
　　(6) 実用化されたレジスト材料
　4.2 ArFレジスト
　　(1) ArFレジスト実現への課題
　　(2) 実用化されたArFレジスト
　　(3) アニオンサイズと拡散係数
　4.3 液浸リソグラフィ
　　(1) 水中露光の課題
　　(2) 高屈折率液体

５．EUVリソグラフィ
　5.1 光源・露光機の開発
　5.2 レジスト開発
　　　 開発現状と課題／LERの要因と対応
　5.3 無機レジスト
　　　 感度・解像度／保存安定性
　5.4 EUVLの課題
　　　 光源／露光装置／マスク／レジスト／評価装置

６．今後の展望
　6.1 高解像度化と現像プロセス
　　　 現像過程での膨潤と解像度
　6.2 今後のパターン形成プロセス
　6.3 ナノインプリント技術の実用化
　6.4 デバイスの進化
　6.5 PFASフリーの課題
　　(1) PFASとは
　　(2) リソグラフィ材料におけるPFASの有用性
　　(3) 化学増幅レジストシステムにおける光酸発生材(PAG)
　　(4) 反射防止膜・下層膜
　　(5) PFASフリー対応の現状と課題

７．科学技術と社会(半導体と人間)
　7.1 実装材料（ポリイミド）
　7.2 フラットパネルディスプレイ材料
　7.3 ブレインマシンインターフェイス(BMI)
　7.4 科学技術と社会(地球規模の課題と科学技術/半導体)

８．国の安全保障の根幹を担う半導体産業
　8.1 半導体産業の重要性
　8.2 日本および世界の半導体産業の現状
　8.3 経産省の戦略
　8.4 再生のための論点

９．効率的にイノベーションを創出するために
　　 知的財産戦略とMOT

１０．まとめ

□ 質疑応答 □