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Research on ultra-high-speed UV nanoimprint using mixed condensable gas and droplet dispensing

Research Project

Project/Area Number 19H02046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Kenta Suzuki  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60709509)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Youn SungーWon  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80510065)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywordsナノインプリント / NIL / スループット / 凝縮性ガス / 微小液滴 / リソグラフィ / 光ナノインプリント / 充填 / ナノパターン / 飽和蒸気圧
Outline of Research at the Start

光ナノインプリントは最先端リソグラフィへの応用が検討されており、更なるプロセスの高速化や低欠陥化が求められている。ハイドロフルオロオレフィン系の飽和蒸気圧の異なる凝縮性ガスを混合導入するナノインプリント手法は、低欠陥で高品質なパターニングと樹脂の充填の超高速化の可能性があり、本研究では、インクジェットによる微小液滴に対して本手法の適用性を示すことにより、超高速の光ナノインプリントリソグラフィの実現を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Droplet-dispensed ultraviolet nanoimprint lithography (UV-NIL) has expected to a next generation lithography technology for semiconductor devices, but process throughput is an issue. UV-NIL in trans-1,3,3,3-tetrafluoro-propene (TFP) and 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (CTFP) gases has enabled bubble-free and high-throughput processes. This study investigated the applicability of a mixed condensable TFP/CTFP gas to droplet-dispensed UV-NIL. The filling time in a local area of the mold in a mixed condensable gas atmosphere was as low as 1/30th that in helium. Fine line patterns with a width of 12 nm were obtained by droplet-dispensed UV-NIL in the TFP/CTFP mixed gas atmosphere.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は、次世代半導体のリソグラフィ技術の一つであるナノインプリントリソグラフィに係わる研究内容である。ナノインプリントの課題である樹脂充填の高速化に着目し、混合凝縮性ガスを導入するナノインプリント技術を開発し、課題解決の糸口を示した。本研究成果は、半導体分野のみならず、ナノ加工技術の発展につながると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Droplet-Dispensed Ultraviolet Nanoimprint Lithography in Mixed Condensable Gas of Trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropene and Trans-1-Chloro-3,3,3-Trifluoropropene2022

    • Author(s)
      Kenta Suzuki, Tatsuya Okawa, and Sung-Won Youn
    • Journal Title

      JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY

      Volume: 35

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solubility Property of Condensable Gases of Trans-1-Chloro-3,3,3-Trifluoropropene and Trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropene in UV Nanoimprint2019

    • Author(s)
      Suzuki Kenta、Youn Sung-Won、Hiroshima Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 32 Issue: 1 Pages: 123-130

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.123

    • NAID

      130007744312

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • Year and Date
      2019-06-24
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mold Design and Process for Application of Nanoimprint Lithography to Interconnections2019

    • Author(s)
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • Journal Title

      Journal of The Japan Institute of Electronics Packaging

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 158-163

    • DOI

      10.5104/jiep.22.158

    • NAID

      130007606390

    • ISSN
      1343-9677, 1884-121X
    • Year and Date
      2019-03-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of high-aspect-ratio micropatterns in soluble block-copolymer polyimides by a UV-assisted thermal imprint process2019

    • Author(s)
      Youn Sung-Won、Suzuki Kenta、Takagi Hideki、Hiroshima Hiroshi、Kinoshita Yoshinori、Hayashi Katsuhiro
    • Journal Title

      Journal of Mechanical Science and Technology

      Volume: 33 Issue: 8 Pages: 3755-3760

    • DOI

      10.1007/s12206-019-0718-y

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 混合凝縮性ガス下での光ナノインプリントにおける光硬化性樹脂の微小液滴の充填評価2021

    • Author(s)
      大川 達也、鈴木 健太、今井 郷充
    • Organizer
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 産総研における光ナノインプリントステッパー技術2021

    • Author(s)
      鈴木 健太
    • Organizer
      第9回マイクロ・ナノ加工研究会公開講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ウェハレベルナノインプリント技術の応用展開に向けた充填挙動の制御や大面積モールド作製に関する研究2020

    • Author(s)
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • Organizer
      荷電粒子ビームの工業への応用第132委員会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Solubility Property of Condensable Gases of Trans-1-Chloro-3,3,3-Trifluoropropene and Trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropene in UV Nanoimprint2019

    • Author(s)
      鈴木 健太、尹 成圓、廣島 洋
    • Organizer
      The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 凝縮性ガス下でのナノインプリントにおけるモールド全域の樹脂の充填観察2019

    • Author(s)
      鈴木 健太、尹 成圓
    • Organizer
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 混合凝縮性ガスを導入する光ナノインプリントによる線幅20nm以下のパターニング技術の開発2019

    • Author(s)
      鈴木 健太
    • Organizer
      第10回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 混合凝縮性ガスを用いたUVナノインプリントリソグラフィ2019

    • Author(s)
      鈴木 健太、尹 成圓、廣島 洋
    • Organizer
      NGL ワークショップ(ワーク ショップ NGL2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Approach of fine resist filling technologies for UV-NIL at AIST2019

    • Author(s)
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • Organizer
      NNT 2019, the 18th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technologies
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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