第1章 リソグラフィ技術の概要(岡崎信次) |
1. はじめに 1 |
2. 半導体集積回路の高集積化と光リソグラフィ技術の発展 2 |
3. 液浸露光技術 5 |
4. ダブルパターニング技術 6 |
5. さらなる光リソグラフィ技術の展開 8 |
6. EUVリソグラフィ技術の開発状況 9 |
7. その他のリソグラフィ技術の状況 13 |
8. おわりに 15 |
第2章 光化学反応の基礎(唐津孝) |
1. はじめに 18 |
1.1 フォトレジスト・フォトポリマーと光反応 18 |
1.2 光反応のポテンシャルエネルギー曲面 20 |
2. ラジカル開始剤の光化学 22 |
2.1 有機過酸化物 22 |
2.2 O-アシルオキシムの非垂直励起 23 |
3. 光誘起電子移動反応 24 |
3.1 HOMO-LUMOと電子移動 24 |
3.2 光誘起電子移動の基礎 26 |
3.2.1 光誘起電子移動の効率とRehem-Wellerの式 26 |
3.2.2 Marcusの理論と逆転領域 26 |
3.2.3 逆電子移動―増感剤と溶媒の効果,添加塩の効果,共増感 27 |
3.2.4 イオンラジカル中間体の反応性 28 |
3.3 光誘起電子移動反応の具体例 28 |
3.3.1 スチルベンと電子受容型オレフィン 28 |
3.3.2 ジフェニルメチルハライド 30 |
3.3.3 アリールエステル(ラジカル対中での電子移動) 31 |
3.3.4 オニウム塩 31 |
3.3.5 アゾ化合物 32 |
3.3.6 ケイ素化合物 33 |
4. まとめ 36 |
第3章 光酸発生剤(白井正充) |
1. はじめに 41 |
2. ArF化学増幅レジスト用PAG 41 |
3. EUV化学増幅レジスト用PAG 44 |
4. i-線用PAG 47 |
5. 種々のPAGからの酸発生機構 50 |
6. おわりに 53 |
第4章 従来型フォトレジスト―g,i線ノボラック系レジストを中心にして―(鴨志田洋一) |
1. はじめに 56 |
2. 半導体用フォトレジスト概要 56 |
3. ネガ型ゴム系フォトレジスト 57 |
4. ノボラック/ナフトキノンジアジド型レジスト 58 |
4.1 概要 58 |
4.2 組成 59 |
4.3 感光剤 60 |
4.4 ノボラック樹脂 61 |
4.5 溶剤 62 |
4.6 添加剤 62 |
4.7 イメージングメカニズム 62 |
4.8 レジストの透明性 64 |
4.9 プロセス条件とレジスト性能 66 |
4.9.1 レジスト塗布 66 |
4.9.2 露光 67 |
4.9.3 ポストエクスポージャーベーク(PEB) 67 |
4.9.4 現像 68 |
4.10 ノボラック/ナフトキノンジアジド型レジストの限界 69 |
5. その他のレジストシステム 70 |
6. おわりに 70 |
第5章 KrFレジスト(上野巧) |
1. はじめに 71 |
2. KrFリソグラフィとその露光装置 71 |
3. 化学増幅系レジスト 73 |
4. ポジ型化学増幅系レジスト 75 |
5. ネガ型化学増幅系レジスト 76 |
6. 酸発生剤 78 |
7. 化学増幅系レジストの課題 79 |
8. まとめ 81 |
第6章 ArFレジスト(岩佐繁之,長谷川悦雄) |
1. 光リソグラフィの開発経緯 84 |
2. ArFレジスト材料技術 85 |
2.1 レジスト技術の推移 85 |
2.2 ArFレジストへの要求特性と脂環式ポリマー 87 |
2.3 機能統合型ポリマー 88 |
2.4 光酸発生剤 93 |
2.5 ArF液浸用レジスト 94 |
3. おわりに 95 |
第7章 ArF液浸用レジスト |
1. ArF液浸用レジストの課題とその対策(清水宏明) 97 |
1.1 はじめに 97 |
1.2 トップコートレスArF液浸レジストの開発 97 |
1.2.1 トップコートプロセス 97 |
1.2.2 トップコートレスプロセス 98 |
1.2.3 トップコートレス化の実現 99 |
1.3 ArFレジストの高解像化 105 |
1.3.1 分離解像性の向上 105 |
1.3.2 酸拡散長の短拡散化 106 |
1.3.3 基材樹脂成分の酸拡散長に対する影響 108 |
1.4 まとめ 109 |
2. 富士フイルムのArF液浸プロセス用レジスト材料(樽谷晋司) 111 |
2.1 はじめに 111 |
2.2 低溶出性の技術 112 |
2.3 低浸透性及び高後退接触角の技術 114 |
2.4 高解像力と低LWR達成技術 116 |
2.5 液浸露光での画像及び欠陥性能 119 |
3. JSR(株)の液浸プロセス用材料(西村幸生) 122 |
3.1 はじめに 122 |
3.2 液浸プロセス用材料に求められる基本物性 123 |
3.2.1 溶出抑制 123 |
3.2.2 高い表面撥水性 125 |
3.3 液浸プロセス用材料の開発 127 |
3.3.1 液浸用トップコート材の開発 127 |
3.3.2 トップコートプロセス用液浸レジストの開発 129 |
3.3.3 ノントップコートプロセス用液浸レジストの開発 130 |
3.4 現像欠陥発生メカニズムとその取り組み 134 |
3.4.1 現像欠陥とその現状 134 |
3.4.2 欠陥発生メカニズム 134 |
3.4.3 現像欠陥発生抑制手法と今後の取り組み 135 |
3.5 まとめ 136 |
第8章 ダブルパターニング用材料 |
1. ダブルパターニング用レジスト(大森克実) 138 |
1.1 はじめに 138 |
1.2 ダブルパターニング技術について 139 |
1.3 Freezing free Posi/Posi process(ポジ・ポジプロセス) 140 |
1.3.1 ポジ・ポジプロセスのプロセスフロー 140 |
1.3.2 ポジ・ポジプロセスでの懸念点 140 |
1.3.3 ポジ・ポジプロセスの材料開発コンセプト 142 |
1.3.4 ポジ・ポジプロセスのパターニング例 144 |
1.4 まとめ 149 |
2. ダブルパターニングプロセス用ネガ現像プロセス(樽谷晋司) 151 |
2.1 ダブルパターニングプロセスにおけるネガ型画像形成方法の必要性 151 |
2.2 ネガ現像プロセスの原理及び性質 153 |
2.3 ネガ現像プロセスでのトレンチパターンパフォーマンス 154 |
2.4 ネガ現像プロセスの量産適性 155 |
2.5 ネガ現像プロセスの応用例1―密集ホールパターン形成 159 |
2.6 ネガ現像プロセスの応用例2―デュアルトーン現像による密集ラインパターン形成 161 |
2.7 おわりに 164 |
3. JSR(株)のダブルパターニング向けフリージングプロセス(藤原考一) 166 |
3.1 はじめに 166 |
3.2 フリージングプロセスを用いたDP形成 167 |
3.2.1 32nm Line/64nm Pitchリソパターン形成 168 |
3.2.2 フリージングプロセス適用時の焦点深度マージンとプロセスウィンドウ 169 |
3.2.3 各プロセスにおける1stリソパターンのCD変動 170 |
3.2.4 エッチング特性 171 |
3.2.5 フリージングプロセスを用いた30nm hp以下のパターン形成 171 |
3.2.6 各プロセスにおけるCritical Dimension Uniformity(CDU) 172 |
3.2.7 コンタクトホール形成 173 |
3.2.8 トレンチパターン形成 173 |
3.3 まとめ 174 |
第9章 EUVレジスト(小島恭子) |
1. EUVリソグラフィの概要 176 |
2. EUVレジスト材料 179 |
2.1 EUVレジストへの要求 179 |
2.2 EUVレジストの反応機構と材料選択指針 179 |
2.3 ポリマーをマトリクスとしたEUVレジスト材料 181 |
2.4 低分子ベースのEUVレジスト材料 185 |
2.4.1 低分子レジストとは 185 |
2.4.2 ポジ型低分子レジスト 185 |
2.4.3 ネガ型低分子レジスト 187 |
2.5 その他のEUVレジスト材料 188 |
2.5.1 シリコン系レジスト 188 |
2.5.2 酸発生剤結合ポリマーを用いたレジスト 189 |
2.5.3 単一成分低分子レジスト 189 |
2.5.4 非化学増幅系 190 |
3. 感度・解像度・LERのトレードオフに関する取り組み 191 |
3.1 感度・解像度・LERのトレードオフ 191 |
3.2 LER問題 192 |
3.3 LERの原因と対策 192 |
4. 今後の見通しとまとめ 193 |
第10章 電子線レジスト(上野巧) |
1. はじめに 197 |
2. 電子線レジストに要求される性質 198 |
3. 電子線が起こす反応(電子と分子との相互作用) 199 |
4. ポジ型電子線レジスト 200 |
4.1 主鎖切断型電子線レジスト(ポジ型) 200 |
4.2 アルカリ水溶液現像タイプポジ型電子線レジスト 202 |
4.3 化学増幅系ポジ型電子線レジスト 202 |
5. ネガ型電子線レジスト 204 |
5.1 架橋型電子線レジスト 204 |
5.2 アルカリ水溶液タイプネガ型電子線レジスト 205 |
5.3 化学増幅系ネガ型電子線レジスト 206 |
6. 分子レジスト 207 |
7. まとめ 209 |
第11章 分子レジスト |
1. 分子レジスト(1)(西久保忠臣,工藤宏人) 211 |
1.1 はじめに 211 |
1.2 分子レジストのコンセプトとこれまでの発展 213 |
1.2.1 カリックスアレーン類を基盤とする分子レジスト 215 |
1.2.2 ラダー環状分子レジスト 217 |
1.2.3 多価フェノール型分子レジスト 218 |
1.2.4 デンドリマー型分子レジスト 222 |
1.2.5 コール酸型分子レジスト 222 |
1.2.6 分子内にPAG残基を有する分子レジスト 224 |
1.3 西久保研の分子レジストの研究開発 224 |
1.3.1 シクロデキストリンを基盤としたArF分子レジスト材料の開発 225 |
1.3.2 光脱保護基を有するカリックスアレーン(CA)類の合成とその光反応性 227 |
1.3.3 ノーリアを基盤としたEB・EUVレジスト材料の開発 231 |
1.4 おわりに 235 |
2. 分子レジスト(2)(平山拓) 240 |
2.1 はじめに 240 |
2.2 低分子レジスト基材の探索 241 |
2.2.1 低分子レジスト基材の選択とアモルファス性 241 |
2.2.2 低分子レジスト基材のガラス転移温度 244 |
2.2.3 エッチング耐性の評価 244 |
2.2.4 アウトガス特性 245 |
2.2.5 リソグラフィ特性とラフネス解析 248 |
2.2.6 低分子ネガレジスト 250 |
2.3 保護基数ばらつきのない低分子レジスト 252 |
2.3.1 保護基数分散とリソグラフィ特性 252 |
2.3.2 低分子レジストの高Tg化 254 |
2.4 おわりに 256 |
第12章 反射防止材料 |
1. ボトム型反射防止膜(中島康之,岸岡高広,坂本力丸) 260 |
1.1 はじめに 260 |
1.2 KrF・ArF用反射防止膜の要求特性 260 |
1.3 液浸リソグラフィー用反射防止膜 264 |
1.4 ダブルパターニング用反射防止膜 266 |
1.5 EUV用下層膜 268 |
1.6 現像液可溶型反射防止膜 269 |
1.7 デュアルダマシン用反射防止膜 271 |
1.8 多層レジストプロセス材料 273 |
2. 反射防止トップ材料(片山朋英) 277 |
2.1 概要 277 |
2.2 反射防止トップ材料の基本光学原理 277 |
2.3 反射防止トップ材料の適用工程とそのメリット 278 |
2.4 第一世代の反射防止トップ材料設計 278 |
2.5 PFOS/PFOAの環境に対する動向 279 |
2.6 PFOS/PFOAフリー反射防止トップ材料 279 |
2.7 おわりに 280 |
第13章 UVナノインプリント用材料(坂井信支,平澤玉乃) |
1. はじめに 282 |
2. UV-NIL用光硬化性樹脂 283 |
2.1 ラジカル重合型樹脂 284 |
2.2 カチオン重合型樹脂 285 |
2.3 エン-チオール型樹脂 286 |
2.4 珪素含有樹脂 286 |
2.5 フッ素含有樹脂 287 |
2.6 硬化後除去可能な樹脂 287 |
3. 特性試験 288 |
3.1 基本プロセス特性試験 288 |
3.1.1 離型性 288 |
3.1.2 基板との密着性 292 |
3.1.3 反応率 292 |
3.1.4 転写精度 293 |
3.1.5 粘度 293 |
3.2 用途別特性試験 293 |
3.2.1 永久部材用樹脂の特性試験 294 |
3.2.2 リソグラフィー応用 296 |
4. まとめ 298 |
第14章 ブロック共重合体リソグラフィ(山口徹) |
1. はじめに 302 |
2. ブロック共重合体リソグラフィとは 302 |
3. ブロック共重合体リソグラフィ 304 |
3.1 ランダム系 304 |
3.1.1 球状相 304 |
3.1.2 垂直シリンダー相 306 |
4. 誘導自己組織化技術 307 |
4.1 グラフォエピタキシ技術 307 |
4.2 化学エピタキシ技術 312 |
5. おわりに 316 |
第1章 リソグラフィ技術の概要(岡崎信次) |
1. はじめに 1 |
2. 半導体集積回路の高集積化と光リソグラフィ技術の発展 2 |