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放射線微細加工プロセスにおける脱プロトン誘起機構の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05330
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

岡本 一将  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10437353)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードレジスト / 放射線化学 / リソグラフィ / 電子線 / 極端紫外線(EUV) / 化学増幅型レジスト / 半導体微細化 / 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 / 極端紫外線 / パルスラジオリシス / 極端紫外線(EUV) / 極端紫外線(EUV)・X線
研究開始時の研究の概要

半導体微細加工材料であるレジストの高感度化(増感)、高解像度化や解像誤差(ラフネス)の低減を同時に達成することが最も重要な課題であるが、その解決策はいまだ明らかにされていない。本研究では、電離放射線によりイオン化したレジストの脱プロトン反応を促進する酸生成促進剤 (Acid-generating promoter)のメカニズムを明らかにし、新たな電離放射線露光用レジストの解像性能向上を実現する手法の開拓を行う。

研究成果の概要

半導体製造で用いられるリソグラフィ技術に電離放射線が用いられるようになり、使用されるレジスト材料の高性能化が求められている。加工材料である化学増幅型レジストに添加するだけで極端紫外線(EUV)や電子線に対する感度を大幅に向上することのできる酸生成促進剤の添加効果および脱プロトン反応性を増加させる等の感度向上のメカニズム、さらに化学増幅型レジスト中に含まれる構成分子に関して研究を実施し、酸生成促進剤の添加の有効性ならびに放射線誘起反応について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在半導体製造で使われているレジスト材料の性能の向上のために、現行のレジストに添加するだけで脱プロトン反応性等の向上効果のある酸生成促進剤の有効性を示すとともに、その機能の解明を行った。酸生成促進剤の化学構造が、電子または正電荷を受容した後も室温下でも安定に存在でき、酸生成の促進に寄与できることが明らかになった。また、本成果により今後の半導体製造の生産性の向上に繋がることが期待される。

報告書

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

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Study on deprotonation from radiation-induced ionized acrylate polymers including acidgeneration promoters for improving chemically amplified resists2022

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okamoto, Akihiro Konda, Yuki Ishimaru, Takahiro Kozawa, Yasunobu Nakagawa, Masamichi Nishimura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: - 号: 6 ページ: 066505-066505

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac67ba

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of dose rate on the sensitivity of the resist under ultra-high flux extreme ultraviolet (EUV) pulse irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Kazumasa, Kawai Shunpei, Ikari Yuta, Hori Shigeo, Konda Akihiro, Ueno Koki, Arai Yohei, Ishino Masahiko, Thanhhung Dinh, Nishikino Masaharu, Kon Akira, Owada Shigeki, Inubushi Yuichi, Kinoshita Hiroo, Kozawa Takahiro
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 6 ページ: 066502-066502

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abfca3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of electron affinity of photoacid generators: density functional theory calculations using static and dynamic models2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okamoto, Takahiro Kozawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SC ページ: SCCC03-SCCC03

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf469

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of intramolecular dimer radical ions of diphenyl sulfones2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okamoto, Shunpei Kawai, Takahiro Kozawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19823-19823

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76907-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitivity enhancement of chemically amplified EUV resist by adding diphenyl sulfone derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Kazumasa、Kawai Shunpei、Kozawa Takahiro
    • 雑誌名

      Proc. SPIE, Advances in Patterning Materials and Processes XXXVII

      巻: 11326 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1117/12.2551865

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリスチレンの正電荷非局在性への パルスラジオリシスおよびシミュレーション によるアプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      岡本一将、山本洋揮、古澤孝弘
    • 学会等名
      原子力学会2022年春の年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of electron affinity of photoacid generators: density functional theory calculations using static and dynamic models2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okamoto, Takahiro Kozawa
    • 学会等名
      MNC 2020, 33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity enhancement of chemically amplified EUV resist by adding dipheyl sulfone derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okamoto, Shunpei Kawai, Takahiro Kozawa
    • 学会等名
      SPIE Advanced Lithography 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジフェニルスルホン酸生成促進剤による化学増幅型レジストの感度向上2019

    • 著者名/発表者名
      河合俊平、大沼正人、岡本一将、古澤孝弘
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学産業科学研究所古澤研究室

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/bms/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 大阪大学産業科学研究所 量子ビーム物質科学研究分野  ホームページ

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/bms/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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