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混合凝縮性ガスと微小液滴を用いた超高速光ナノインプリントに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02046
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

鈴木 健太  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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードナノインプリント / 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
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

微小液滴を利用した光ナノインプリントリソグラフィ(UV-NIL)は次世代リソグラフィとして期待されているが、スループットが課題である。トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(CTFP) とトランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(TFP)ガスを導入するUV-NILは、高スループット化の可能性を秘めている。本研究では、微小液滴を利用したUV-NILに対して混合凝縮性ガスを導入するプロセスを試みた。局所的な樹脂充填の評価では、従来のヘリウムガス下に比べて1/30の充填時間を示した。また、線幅12nmの微細パターンの解像を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

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

    • 著者名/発表者名
      Kenta Suzuki, Tatsuya Okawa, and Sung-Won Youn
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY

      巻: 35

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solubility Property of Condensable Gases of Trans-1-Chloro-3,3,3-Trifluoropropene and Trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropene in UV Nanoimprint2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kenta、Youn Sung-Won、Hiroshima Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 号: 1 ページ: 123-130

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.123

    • NAID

      130007744312

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2019-06-24
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノインプリント技術の配線応用に向けたプロセスとモールド設計2019

    • 著者名/発表者名
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌

      巻: 22 号: 2 ページ: 158-163

    • DOI

      10.5104/jiep.22.158

    • NAID

      130007606390

    • ISSN
      1343-9677, 1884-121X
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of high-aspect-ratio micropatterns in soluble block-copolymer polyimides by a UV-assisted thermal imprint process2019

    • 著者名/発表者名
      Youn Sung-Won、Suzuki Kenta、Takagi Hideki、Hiroshima Hiroshi、Kinoshita Yoshinori、Hayashi Katsuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Mechanical Science and Technology

      巻: 33 号: 8 ページ: 3755-3760

    • DOI

      10.1007/s12206-019-0718-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大川 達也、鈴木 健太、今井 郷充
    • 学会等名
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 産総研における光ナノインプリントステッパー技術2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太
    • 学会等名
      第9回マイクロ・ナノ加工研究会公開講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • 学会等名
      荷電粒子ビームの工業への応用第132委員会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Solubility Property of Condensable Gases of Trans-1-Chloro-3,3,3-Trifluoropropene and Trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropene in UV Nanoimprint2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太、尹 成圓、廣島 洋
    • 学会等名
      The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太、尹 成圓
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太
    • 学会等名
      第10回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太、尹 成圓、廣島 洋
    • 学会等名
      NGL ワークショップ(ワーク ショップ NGL2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Approach of fine resist filling technologies for UV-NIL at AIST2019

    • 著者名/発表者名
      尹 成圓、鈴木 健太、廣島 洋
    • 学会等名
      NNT 2019, the 18th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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