フォトレジストの最先端技術

Leading Edge Technologies of Photoresist

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【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】
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第1章　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

第2章　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
　5.1　位相シフトマスク
　5.2　光近接効果補正
6　反射防止膜
7　ハードマスクプロセス

第3章　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
　2.1　フォトポリマーの分類
　2.2　フォトポリマーの光化学
3　おわりに

第4章　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

第5章　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

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【第Ⅱ編　フォトレジスト材料開発】
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第1章　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

第2章　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
　3.1　高度に機能化した光酸発生剤の設計
　3.2　長波長光を利用できる光酸発生剤の設計
4　先端材料への光酸発生剤の応用
　4.1　CTPイメージング材料への応用
　4.2　EUVレジスト材料への応用
5　おわりに

第3章　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
　2.1　PBGの分子構成
　2.2　カルバマート型PBG
　2.3　O-アシルオキシム型PBG
　2.4　アンモニウム塩型PBG
　2.5　その他のPBG
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

第4章　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
　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

第5章　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

第6章　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
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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【第Ⅲ編　EUVレジスト】
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第1章　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

第2章　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
　2.1　カリックスアレンタイプ
　2.2　フェノール樹脂タイプ
　2.3　特殊骨格タイプ
　2.4　光酸発生剤(PAG)含有タイプ
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

第3章　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
　3.1　化学増幅型ポジレジスト
　3.2　化学増幅型ネガレジスト(EUV-NTI(ネガティブトーンイメージング))
　3.3　新規EUVレジスト(非化学増幅型レジスト)
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

第4章　EUVメタルレジストの反応メカニズム
1　序論
2　実験
　2.1　メタルレジスト作製手法
　2.2　メタルレジストの物性評価手法
3　結果・考察
　3.1　メタルレジストのEUV光露光前後の構造
　3.2　メタルレジストのEUV露光後の反応結合種の同定
　3.3　メタルレジストのEUV露光による反応メカニズム解明
4　結論

第5章　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
　2.1　Inpria
　2.2　Cornell University
　2.3　College of Nanoscale Science and Engineering
　2.4　EUVL Infrastructure Development Center, Inc(EIDEC)
　2.5　The University of Queensland
　2.6　Lam Research
3　最新の動向

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【第Ⅳ編　フォトレジストの応用展開】
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第1章　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
　2.1　感度曲線とコントラスト
　2.2　スピンコート特性
3　表面エネルギーによる付着剥離性の解析
　3.1　分散・極性成分
　3.2　接触角法による分散・極性成分の測定方法
　3.3　拡張係数Sによる塗液の拡がり評価
　3.4　拡張係数Sによる液中での付着評価
4　レジストプロセスに起因した欠陥
　4.1　レジスト膜の表面硬化層
　4.2　濡れ欠陥(ピンホール)
　4.3　ポッピング
　4.4　環境応力亀裂(クレイズ)
　4.5　乾燥むら

第2章　微細トレンチ配線形成技術
1　緒言
2　実験
　2.1　トレンチ配線形成プロセス
　2.2　トレンチパターンの解像性評価
　2.3　電気絶縁性試験及びCuイオンマイグレーション評価
3　結果と考察
　3.1　無電解Ni被覆トレンチ配線の組立
　3.2　無電解Ni被覆トレンチ配線を用いた電気絶縁性評価
　3.3　イオンマイグレーション評価
4　結言

第3章　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

第4章　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
　6.1　レーザーダイレクト露光用ソルダーレジスト
　6.2　アルカリ現像型ソルダーレジストの有機・無機ハイブリッド化
　6.3　インクジェットソルダーレジスト
　6.4　立体成型基板用ソルダーレジスト
　6.5　高反射ソルダーレジスト
7　今後の展望

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【第Ⅴ編　レジストプロセス】
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第1章　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
　3.1　乾燥
　3.2　洗浄
　3.3　薄膜堆積・エッチング
　3.4　アニール,ドーピング
4　おわりに

第2章　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

第3章　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

第4章　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
　3.1　熱ナノインプリントとレジスト材料
　3.2　光ナノインプリントとレジスト材料
　3.3　モールドの離型とレジスト材料
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
　5.1　AR,VRグラス用高屈折率UV硬化性レジスト材料
　5.2　フレキシブルモールド材料
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

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【第Ⅵ編　フォトレジストの解析・評価】
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第1章　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
　3.1　露光ツール(UVESおよびVUVESシステム)
　3.2　現像解析ツール(RDA)
　3.3　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　プロセスの最適化
　5.1　ウェハ積層膜の最適化
　5.2　光学結像系の影響の評価
　5.3　OPCの最適化
　5.4　プロセス誤差の影響予測とLERの検討
6　まとめ

第2章　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

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【第Ⅶ編　フォトレジスト処理装置・光源・露光装置】
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第1章　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
　2.1　塗布・露光・現像の基本的な流れ
　2.2　レジスト塗布・露光・現像装置の例
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
　4.1　化学増幅型レジストプロセスの優位点と課題
　4.2　化学増幅型レジストプロセスのレジスト倒壊防止技術
　4.3　リソグラフィとエッチングの連携による化学増幅型レジストの特性改善
5　メタルオキサイドレジスト(MOR)対応塗布・現像技術
　5.1　メタルオキサイドレジストの優位点と課題
　5.2　メタルオキサイドレジストのベーク技術
　5.3　メタルオキサイドレジストのパターニング技術
　5.4　メタルオキサイドレジストの新現像技術
　5.5　メタルオキサイドレジストによる微細パターン形成例
6　まとめ

第2章　EUV光源
1　はじめに
2　EUVリソグラフィ
　2.1　EUVリソグラフィと開発の経緯
　2.2　世界の露光装置開発と市場の現況
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
　4.1　変換効率の向上
　4.2　高出力CO2レーザーの開発
　4.3　磁場デブリミチゲーション
5　量産向けEUV光源システムの開発
6　おわりに

第3章　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
　4.1　パターン欠陥(Defectivity)
　4.2　パーティクル(Particle)
　4.3　オーバーレイ(Overlay)
　4.4　スループット(Throughput)
5　ナノインプリント装置の今後

第4章　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