ナノインプリントリソグラフィの微細パターン形成技術と欠陥対策

第1部 ナノインプリントリソグラフィの離型性向上技術と欠陥対策

(2017年3月13日 10:30〜12:30)

　ナノインブリントのメカニズムについて、離型技術を中心に最新の研究成果を含めて、わかりやすく解説します。 　離型のメカニズムについて、樹脂の収縮や静止摩擦、モールド表面のラフネス、モールドの剛性、モールドの弾性率の影響などについて、欠陥対策の観点から考察します。 　さらに、今後期待される10nm以下のナノインプリントに際しての分子挙動のシミュレーションより、材料・プロセスに求められる事項についての最新の研究成果を紹介します。

1. ナノインプリント法の概要
   1. 熱ナノインプリントの基礎
      1. 樹脂の粘弾性と成型性
      2. 形状依存性
      3. 成形速度依存性
      4. 残留応力
   2. 光ナノインプリントの基礎
      1. 樹脂の流動と充填
      2. UV照射とパターンサイズ
      3. UV硬化の基礎とその特性
2. モールド技術
   1. モールド作製の基礎
   2. 曲面モールドの作製
   3. マイクロ・ナノ構造混在モールドの作製
   4. レプリカ作製方法
3. 離型技術
   1. モールドと基板の表面処理方法
   2. 離型の基本メカニズム
      1. 破壊力学によるシミュレーション
      2. 界面吸着と静止摩擦モデルによるシミュレーション
      3. モールド側壁傾斜角と離型性
   3. 熱ナノインプリントとUVナノインプリントの離型性
   4. 樹脂収縮の影響 (離型性)
   5. 樹脂収縮の影響 (パターン寸法精度)
   6. 離型欠陥の低減 (プロセスシーケンス)
   7. 離型欠陥の低減 (離型シーケンス)
   8. モールド剛性の最適化 (ピール離型の最適化)
   9. モールド弾性率の最適化 (レプリカ作製の最適化)
4. ナノインプリントにおける分子挙動と材料特性
   1. ナノインプリントの分子動力学解析
   2. 樹脂充填と分子挙動
   3. 成型と離型の分子量依存性
   4. モールド界面との相互作用の影響
   5. ナノ空間でのUV重合特性のシミュレーション
• 質疑応答

第2部 ナノインプリントリソグラフィ技術における界面機能分子制御

(2017年3月13日 13:15〜15:00)

　ナノインプリント技術では、異種材料の界面を多分に扱う。 　筆者らの単分子膜工学を発端とするナノインプリント関連材料開発を概説する。 　レジストとなる光硬化液体、基板との密着を司る密着分子層、モールドからの離型を促す離型促進分子層を紹介し、繰返し安定な離型の機構を考える。 　また、高粘度の光硬化液体を基板上に液滴配置できるPrint & Imprint法を紹介し、残膜厚均一化にむけたアプローチを紹介する。 　さらに、成形サイズが20nm近傍になると現れる特異的な現象を紹介し、シングルナノメートルでの成形加工に向けた筆者らの取り組みを紹介する。

1. ナノインプリント技術の最近の動向
   1. ナノインプリントとナノインプリントリソグラフィ
   2. 光学、電子デバイスへの応用例
   3. 国内での半導体関連産業の動向
2. ナノインプリント関連材料
   1. 密着分子層
   2. 離型促進分子層
   3. 光硬化性液体
   4. 易凝縮性ガスが形成する潤滑層の離型メカニズム
   5. モールド/硬化樹脂の界面を調べる光硬化性蛍光液体
3. 光硬化性液体の塗布方法
   1. Print & Imprint法
   2. レーザー加工による孔版の作製
4. 20nm近傍または未満で起こる特異な現象
   1. モノマーの化学構造に依存した充填挙動
   2. ナノギャップにおけるモノマーの構造化
   3. シングルナノパターニングに向けたアプローチ
5. おわりに
• 質疑応答

第3部 ナノインプリントリソグラフィの半導体製造応用の最新状況とその展望

(2017年3月13日 15:15〜17:00)

　ナノインプリントは従来の光リソグラフィの延長の技術ではなく、新たなリソグラフィプラットフォームを創生する技術である。 　ナノインプリントは、従来の光リソグラフィ関連の多くの技術を破壊するが、新たな欠陥低減克服のための技術事業を創生しなければならない。 　ナノレベルの欠陥を検査・測定し、欠陥を除去し、欠陥を発生させない材料技術を生み出す技術を総称してナノデフェクトマネージメント (nano defect management, NDM) と呼んでいる。 　ナノインプリントはNDM関連産業の発展がなければ実現できない。 　行き詰った光リソグラフィのパラダイムシフトとしてのナノインプリントNDM関連の研究者及び装置材料メーカの方々との議論を本講演で行えたら幸いである。

1. 半導体デバイスへの要求
   1. 2Dメモリから3Dメモリに要求される品質の変化
2. 次世代リソグラフィ開発の現状
   1. マルチパターニング、EUVL、DSA開発の現状
3. ナノインプリンリソグラフィ技術と開発の現状
   1. 半導体用ナノインプリントの基本原理
   2. 性能の現状と展望
      1. 重ね合わ精度向上
      2. 欠陥発生の物理と欠陥制御及び材料開発
   3. デバイス検証
4. 次世代ナノインプリントの展望
   1. ナノインプリント特有のシミュレーション技術開発
   2. テンプレート開発
5. ナノディフェクトマネージメント (NDM: nano defect management) と新たな技術創出
6. まとめ
• 質疑応答