書籍

長岡技術科学大学大学院　電気電子情報工学専攻　電子デバイス・フォトニクス工学講座　教授　河合 晃　氏

【講演主旨】

　現在、フォトレジストは、産業の様々な分野で広く利用されています。しかし、その高度化に伴い、フォトレジストの品質が製品に与える影響も深刻化しています。また、フォトレジストユーザーの要求も幅広くなり、フォトレジスト材料および装置メーカー側は対応に追われる状況です。本セミナーでは、これからレジスト材料を使用するユーザー、レジスト材料開発、処理装置開発、リソグラフィでトラブルを抱えている方々を対象に、フォトレジスト材料の特性、プロセスの最適化、付着・濡れ・欠陥といった各種トラブルに注目し、評価・解決のアプローチを丁寧に説明します。また、研究開発・トラブルフォローといった実務上での取り組み方について、豊富な実例を交えながら解説します。初心者にも分かりやすく、基礎から学べる内容となっています。また、最近の傾向として、レジスト材料メーカーおよび装置メーカーにおいても、デバイス作製のノウハウと知識が求められてきています。レジストユーザーの視点とは何かを講師の経験も含めて詳述します。受講者が抱えている日々のトラブルやノウハウ相談にも個別に応じます。

【プログラム】
1.レジスト・リソグラフィ入門(これだけは習得しておきたい)
　1-1　リソグラフィプロセスの基礎
　（プロセスフロー、レジスト材料、ポジ型／ネガ型レジストの選択基準、光化学反応メカニズム、パターン現像、露光システム、レイリ―の式、解像力、焦点深度、重ね合わせ技術）
　1-2　レジストコントラストで制御する
　（光学像コントラスト、残膜曲線、溶解コントラスト、現像コントラスト、パターン断面形状改善、表面難溶化プロセス、TARC/BARC）
　1-3　エッチングマスクとしてのレジストパターン
　（プラズマとは、等方性と異方性エッチング、RIE、エッチング残差、ローディング効果、選択比、ウェットエッチング、レジスト浸透性）
　1-4　レジストコーティング方式の最適化
　（粘度、スピンコート、ストリーエーション対策、エッジむら対策、スキャンコート、スプレーコート、減圧ベーク、乾燥むら、インクジェットコート）
　1-5　ソルダーレジスト技術
　（5G対応プリント基板対応、耐はんだ性、スクリーン印刷）
　1-6　ダブル／マルチパターニング技術
　（k1<0.25の実現、LELE型、スペーサ／サイドウォール型）
　1-7　先端リソグラフィ技術
　（EUV, 位相シフトマスク、多層レジストプロセス、液浸リソグラフィ、厚膜レジスト、光造形、ナノインプリント、イメージリバーサル）
　1-8　プロセスシミュレーション
　（ノズル塗布、スピンコート、パターン内3次元応力解析）
　1-9　レジスト材料の高品質化（市場競争力を向上するには）
　（高感度化、高解像、LWR/LER、耐劣化性、高純度化＜1ppb、低欠陥）
　1-10　レジストユーザーの導入基準とは（デバイスメーカーの認証評価）
　（Open/Short評価、歩留まり評価、デバイス信頼性評価、量産適用性）

2.レジストトラブルの発生メカニズムと対策（最短でのトラブル解決のために）
　2-1　レジスト付着性の促進および低下要因とは
　（表面エネルギー、凝集力、応力緩和、応力集中、溶液浸透、検査用パターン）
　2-2　乾燥プロセスでのパターン剥離を検証する
　（毛細管現象、パターン間メニスカス、エアートンネル）
　2-3　表面エネルギーからレジスト付着性が予測できる
　（濡れ性、Youngの式、表面エネルギー、分散と極性、Young-Dupreの式、付着エネルギーWa、拡張係数S、円モデル、付着性と密着性の差）
　2-4　過剰なHMDS処理はレジスト膜の付着性を低下させる
　（最適な処理温度と処理時間、装置設計）
　2-5　Al膜上でのレジスト付着不良と解決方法
　（親水化、疎水化処理、酸化被膜形成、ＷＢＬ）
　2-6　パターン凸部は凹部よりも剥離しやすい
　（アンダーカット形状、応力解析、応力集中効果、熱応力、表面硬化層の影響）
　2-7　レジスト膜の応力をin-situ測定する
　（減圧処理、応力緩和と発生、溶剤乾燥、拡散モデル）
　2-8　レジスト膜の膨潤を計測する
　（アルカリ液の浸透、クラウジウス・モソティの式、屈折率評価、導電性解析）
　2-9　レジスト膜の欠陥発生メカニズムと対策
　（乾燥むら、ベナールセル、環境応力亀裂、ピンホール、膜はがれ）
　2-10　ドライフィルムレジスト（DFR）のトラブル
　（付着性、メッキ時のEaves不良、変形、バブル対策）
　2-11　レジスト表面の微小気泡対策
　（気泡のピンニング効果、エネルギー安定性解析）
　2-12　パターンの熱だれ変形対策
　（樹脂の軟化点、パターン形状依存性、体積効果）

3.レジスト材料プロセスの高品位化（高付加価値のレジストを目指す）
　3-1　微小パターンの物性
　（表面サイズ効果、高分子集合体）
　3-2　レジストパターン1個の付着力を実測する
　（DPAT法、計測感度、ナノサイズの付着力の実験式）
　3-3　高分子集合体とナノ空間
　（集合体分離、Derjaguin近似、vacancy）
　3-4　レジスト膜表面にはナノ硬化層が存在する
　（AFMインデンテーション法、断面硬化層分布、LER評価）
　3-5　レジスト平坦性（平坦化の要因、計測評価法）
　3-6　レジスト除去技術（ドライ、ウェット、残渣除去）