2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of deprotonation induced mechanism in nano-and microfabrication process using ionizing radiations and its applications
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19K05330
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡本 一将 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10437353)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 化学増幅型レジスト / 酸生成促進剤 / ジフェニルスルホン / 極端紫外線（EUV） / 脱プロトン反応 / レジスト材料 / EUVリソグラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最先端の半導体製造に、物質の電離を誘起するエネルギー域である波長13.5 nmの極端紫外線(EUV)が使用されるようになり、パターニング材料であるレジスト材料も更なる高度化が求められている。しかしながら、量産に適応できる生産性と合わせて10 nm以下の加工サイズを実現できるレジスト材料開発は非常に難しい課題である。
現在半導体生産ラインで使用されているポリマーをベースとする化学増幅型レジストは、膜内で露光部分に酸を生成し、ポリマーの極性変化によって現像液に対する溶解性を変化させることでマイクロ～ナノサイズのパターニングを実現する。従来レジスト性能向上のためには、露光直後の酸生成量を増加させることが有効な手法の一つと考えられているため、本研究では、ジフェニルスルホン誘導体を酸生成促進剤として添加することでEUVと電子線リソグラフィにおける化学増幅型レジストの高感度化を行い、脱プロトン反応の促進をはじめとする高性能化のメカニズムの解明を目的として研究を行った。
最終年度はジフェニルスルホン誘導体の化学増幅型レジスト中での増感反応に対する役割を明らかにするために、アクリレート系ポリマー中における脱プロトン反応の詳細について実験、および量子化学、分子動力学シミュレーションを行い、酸生成促進剤の有効性を明らかにし、さらに従来明らかにされてきたポリヒドロキシスチレン系ポリマー以外のポリマーへの拡張性を示した。一方で予定していたポリスルホンの酸生成促進剤としての適応は成膜性の問題から断念した。また、研究期間を通じて、EUV感度向上に有効な酸生成促進剤の分子構造の決定ならびに放射線誘起反応機構の詳細の解明を行った。
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