極薄膜高分子の局所イオン化反応の解明と応用

• 研究課題/領域番号: 24561037
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 岡本 一将 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10437353)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: レジスト / 放射線化学 / 極端紫外線（ＥＵＶ） / 自由電子レーザー / パルスラジオリシス / 電子線 / ラジカルカチオン / 脱プロトン反応 / フッ素系高分子 / 放射線、X線、粒子線 / 放射線、Ｘ線、粒子線

研究成果の概要

微細加工材料である極薄膜レジスト中のイオン化により生じる電荷のダイナミクスならびに放射線化学反応について研究を行った。極端紫外光(ＥＵＶ)自由電子レーザー（FEL）の照射およびシミュレーションにより、エネルギー付与密度がレジスト中の酸生成に与える影響を明らかにした。電子線パルスラジオリシスにより固体中レジスト中での反応ダイナミクスを調べ、さらにＥＵＶ吸収効率の高いフッ素系レジストにおける酸収量低下の要因を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Pulse Radiolysis Study of Polystyrene-based Polymers with Added Photoacid Generators: Reaction Mechanism of Extreme-ultraviolet and Electron-beam Chemically Amplified Resist (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Ryoko Fujiyoshi, Kikuo Umegaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 54 号: 2 ページ: 026501-026501
  • DOI: 10.7567/jjap.54.026501
  • NAID: 210000144787
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radiation Chemistry of Fluorinated Polymers for Extreme Ultraviolet Resist (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoya Nomura, Kazumasa Okamoto, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Ryoko Fujiyoshi, Kikuo Umegaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluidity dependence of deprotonation kinetics of chemically amplified resist (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto , Takuya Ishida , Hiroki Yamamoto , Takahiro Kozawa , Ryoko Fujiyoshi, and Kikuo Umegaki
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9051 ページ: 90511T-90511T
  • DOI: 10.1117/12.2046057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deprotonation mechanism of ionized poly(4-hydroxystyrene) (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Susa, Kazumasa Okamoto , Takuya Ishida , Hiroki Yamamoto , Takahiro Kozawa , Ryoko Fujiyoshi, and Kikuo Umegaki
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9051 ページ: 90511O-90511O
  • DOI: 10.1117/12.2045881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deprotonation of poly(4-hydroxystyrene) intermediates: pulse radiolysis study of EUV and electron beam resist (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto, Tyo Matsuda, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Seiichi Tagawa, Ryoko Fujiyoshi, and Takashi Sumiyoshi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 号: 6S ページ: 06GC04-06GC04
  • DOI: 10.7567/jjap.52.06gc04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deprotonation of poly(4-hydroxystyrene) intermediates: Pulse radiolysis study of EUV and electron beam resist (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto, Ryo Matsuda, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Seiichi Tagawa, Ryoko Fujiyoshi, and Takashi Sumiyoshi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ultrahigh-Density Ionization of Resist Films on Sensitivity Using Extreme-Ultraviolet Free-Electron Laser (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, T. Kozawa, K. Oikawa, T. Hatsui, M. Nagasono, T. Kameshima, T. Togashi, K. Tono, M. Yabashi, H. Kimura, Y. Senba, H. Ohashi, R. Fujiyoshi, and T. Sumiyoshi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 5巻 号: 9 ページ: 96701-96701
  • DOI: 10.1143/apex.5.096701
  • NAID: 40019425422
  • 査読あり
• [学会発表] EUVレジストに向けたフッ素ポリマーの放射線化学反応の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村直矢、岡本一将、藤吉亮子、梅垣菊男、山本洋揮、古澤孝弘
  • 学会等名: 日本原子力学会 ２０１５年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学 日立キャンパス
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-22
• [学会発表] 光酸発生剤を添加した芳香族系レジスト樹脂のパルスラジオリシス (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本一将、石田拓也、藤吉亮子、梅垣菊男、山本洋揮、古澤孝弘
  • 学会等名: 日本原子力学会 ２０１５年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学 日立キャンパス
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-22
• [学会発表] Radiation Chemistry of Fluorinated Polymers for Extreme Ultraviolet Resist (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Nomura, Kazumasa Okamoto, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Ryoko Fujiyoshi, Kikuo Umegaki
  • 学会等名: MNC2014
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Pulse Radiolysis Study of EUV Resist Polymers with Photoacid Generator (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Ryoko Fujiyoshi, Kikuo Umegaki
  • 学会等名: APSRC2014
  • 発表場所: Univ. Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [学会発表] Radiation Chemistry of Fluorinated Polymers for Extreme-ultraviolet Resist (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Nomura, Kazumasa Okamoto, Hiroki Yamamoto, Takahiro Kozawa, Ryoko Fujiyoshi, Kikuo Umegaki
  • 学会等名: APSRC2014
  • 発表場所: Univ. Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [学会発表] Acid Generation Mechanism in Solid Poly(4-hydroxystyrene) upon Exposeure to Electron Beam (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yamamoto, K. Okamoto, and T. Kozawa
  • 学会等名: MNC2013
  • 発表場所: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
• [学会発表] Viscosity Effect on Deprotonation Dynamics of Poly(4-hydroxystyrene) (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, K. Okamoto, H. Yamamoto, T. Kozawa, R. Fujiyoshi, and T. Sumiyoshi
  • 学会等名: MNC2013
  • 発表場所: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
• [学会発表] Simulation of Kinetics in High-density Ionization Extra-ultraviolet (EUV) Resist Process (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nishono, K. Okamoto, H. Yamamoto, T. Kozawa, R. Fujiyoshi, and T. Sumiyoshi
  • 学会等名: MNC2013
  • 発表場所: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
• [学会発表] Pulse Radiolysis Study of Polystyrene-based Polymers with Adding Photoacid Generators (PAGs): Molecular Dynamics of Extreme-ultraviolet and Electron Beam Resist (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, K. Tominaga, T. Hori, H. Yamamoto, T. Kozawa, R. Fujiyoshi, and T. Sumiyoshi
  • 学会等名: MNC2013
  • 発表場所: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
• [学会発表] ポリ(4-ヒドロキシスチレン)のラジカルカチオンの脱プロトン反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須佐俊彦、岡本一将、石田拓也、山本洋揮、古澤孝弘、藤吉亮子、住吉 孝
  • 学会等名: 第56回放射線化学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）
• [学会発表] 化学増幅レジストモデルのパルスラジオリシス (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本一将、山本洋揮、古澤孝弘、藤吉亮子、住吉 孝
  • 学会等名: 第56回放射線化学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）
• [学会発表] ポリ(4-ヒドロキシスチレン)(PHS)濃厚溶液の脱プロトン反応の粘度効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田拓也、岡本一将、山本洋揮、古澤孝弘、藤吉亮子、住吉 孝
  • 学会等名: 第56回放射線化学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）
• [学会発表] ポリ（4-ヒドロキシスチレン）（PHS）濃厚溶液の脱プロトン反応の粘度効果
  • 著者名/発表者名: 石田拓也、岡本一将、山本洋揮、古澤孝弘、藤吉亮子、梅垣菊男
  • 学会等名: 日本原子力学会 ２０１４年春の年会
  • 発表場所: 東京都市大学 世田谷キャンパス(世田谷区)
• [学会発表] パルスラジオリシスによるポリヒドロキシスチレン固体中での 脱プロトン化反応に関する研究
  • 著者名/発表者名: 山本洋揮、岡本一将、古澤孝弘
  • 学会等名: 第61 回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山大学相模原キャンパス（相模原市）
• [学会発表] Fluidity dependence of deprotonation kinetics of chemically amplified resist
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Okamoto , Takuya Ishida , Hiroki Yamamoto , Takahiro Kozawa , Ryoko Fujiyoshi , Kikuo Umegaki
  • 学会等名: SPIE Advanced Lithography 2014
  • 発表場所: San Jose Marriott and San Jose Convention Center San Jose, California, United States
• [学会発表] Deprotonation mechanism of ionized poly(4-hydroxystyrene)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Susa, Kazumasa Okamoto , Takuya Ishida , Hiroki Yamamoto , Takahiro Kozawa , Ryoko Fujiyoshi , Kikuo Umegaki
  • 学会等名: SPIE Advanced Lithography 2014
  • 発表場所: San Jose Marriott and San Jose Convention Center San Jose, California, United States
• [学会発表] 高密度イオン化状態におけるＥＵＶリソグラフィプロセスのシミュレーション
  • 著者名/発表者名: 西野圭一郎、岡本一将、古澤孝弘、藤吉亮子、梅垣菊男
  • 学会等名: 日本原子力学会北海道支部第３０回研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] レジストモデル高分子のパルスラジオリシス
  • 著者名/発表者名: 岡本一将，古澤孝弘，田川精一, 藤吉亮子, 住吉 孝
  • 学会等名: 日本原子力学会「2012年秋の大会」
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）
• [学会発表] Deprotonation of Poly(4-hydroxystyrene)Intermediates: Pulse Radiolysis Study of EUV and Electron Beam Resist
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, R. Matsuda, T. Kozawa, S. Tagawa, R. Fujiyoshi, and T. Sumiyoshi
  • 学会等名: ＭＮＣ2012
  • 発表場所: Kobe Meriken Park Oriental Hotel, Kobe (Japan)
• [学会発表] 化学増幅型レジストモデル溶液のパルスラジオリシス及びパルスラジオリシス-レーザーフラッシュフォトリシス
  • 著者名/発表者名: 井上浩彰, 岡本一将, 藤吉亮子, 住吉孝
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 立命館大学（草津市）
• [備考] 北大院工 量子ビーム応用医工学研究室
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/qsre/QSciEngjp/
• [備考] 量子ビーム応用医工学研究室
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/qsre/QSciEngjp/
• [備考] 量子放射線科学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/qsre/QSciEngjp/theme.html