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月刊OPTRONICS

月刊オプトロニクス表紙 光技術関連業界の最新情報が満載の月刊OPTRONICS。
技術者,研究者の方はもちろん,光に携わる方は是非ご購読ください!
 
2010.12 vol.29 No.348
12月号 特集 次世代リソグラフィ,注目の技術

オプティカル・エクステンションによる微細化技術

(株)東芝 井上 壮一,前田 志門,瀧本 道也,高畑 和宏,小谷 敏也,田中 聡

ダブルパターニング技術による微細化の可能性

東京エレクトロン(株) 八重樫 英民

SMO(ソースマスクオプティマイゼーション)技術

ルネサスエレクトロニクス(株) 内山 貴之,永原 誠司

  LSIの微細化の要求に対応するために,リソグラフィ技術においては投影レンズの高NA化,露光波長の短波長化を実用化してきた。現在,光源にArFエキシマレーザ(波長193nm)を用い,さらに液浸技術によりNAが1.35まで拡大されたArF液浸リソグラフィがLSIの量産に適用されている。このNA=1.35のArF液浸リソグラフィの限界解像度は単純なL&Sパターンのハーフピッチで40nm付近と言われている。それより微細なパターンの形成には,さらに短波長であるEUVリソグラフィ(波長13.5nm)が必要となる。
 しかしながら,EUVリソグラフィの実用化は遅れており,微細化への対応はダブルパターニング技術により実現されている。・・・(続きは本誌で)

EUVリソグラフィ

(株)半導体先端テクノロジーズ 田中 裕之,須賀 治

 現在の主流リソグラフィにはArF液浸露光機が使われており,LSIの微細化に伴いその延命には多くの努力が払われてきた。しかし波長193nmの露光光でHp32〜22nmという波長の約1/6〜1/9の加工を実現するには,自ずとプロセス難易度は非常に高く,またコスト的にも見合わなくなりつつある1)。EUV(波長13.5nm)光は短波長化によって高解像力を得るリソグラフィ技術の王道技術であり,実用化出来れば半導体メーカ側でのプロセス難易度を一気に下げることが可能になる。過去10年以上に渡り世界の研究機関で要素技術開発が行なわれ,今はそれらを合わせた総合技術の開発・検証の段階の中盤〜終盤に来ている。
 EUVリソグラフィが従来リソグラフィと異なる最大の特徴は短波長化に起因した露光光の物質吸収と,リソグラフィの素とも言えるEUV光源がその他のリソグラフィ要素技術と同時並行開発されている点にある。・・・(続きは本誌で)

EUV露光装置の将来動向

(株)ニコン 村上 勝彦

 波長13.5nmのEUV(Extreme Ultraviolet)光を用いて,反射系で光学系を構成するEUVリソグラフィは,究極の光リソグラフィ技術である。ニコンでは,将来リソグラフィ技術の本命として,初期の段階からEUVリソグラフィ技術の研究開発に取り組んできた1〜4)。その成果を結集して,NA0.25のフルフィールド投影系を備えたEUV露光装置EUV1を開発した5)。本稿では,ニコンにおけるEUV露光装置開発の中から,特に重要な投影系の開発とコンタミネーションの制御技術について紹介した後,今後のEUV露光装置開発の将来動向について述べる。・・・(続きは本誌で)

EUV光源の開発状況

技術研究組合 極端紫外線露光システム技術開発機構 笠間 邦彦

 hp32nm以細のリソグラフィはEUV光(13.5nm)を用いるEUVL(Extreme Ultraviolet Lithography: 極端紫外線露光)技術が最有力候補である。しかしながらEUVマスクインフラ準備,EUV光源およびEUVレジストのRLSトレードオフなどの課題があり,当初,2012年頃と想定されていたデバイス適用が遅延しているのが現状である。そのため,ArF液浸のダブルパターニング(DPT)の適用が検討されているが,Pitch-Splitting-DPTでは特に位置精度が厳しく,またSpacer-DPTでは工程数が長い。いずれのDPT手法も,長TATでコスト増を招くため,解像性が優れシングル露光であるEUV露光に期待する声が高まっている。・・・(続きは本誌で)

EUVL用マスクブランクスの開発状況

HOYA(株) 笑喜 勉

EUVリソグラフィ用レジストの開発状況と将来展望

大阪大学 古澤 孝弘

 これまで解像度を向上させるため露光源の短波長化が行われてきたが,水液浸ArFリソグラフィの次は波長13.5 nmの極端紫外(EUV)光が露光源として期待されている。EUVリソグラフィは22 nmノードから大量生産ラインへの投入が期待され,レジスト材料に要求される性能は感度が10〜15 mJ cm-2,ライン幅揺らぎ(LWR)が2.2 nmである。感度要求を満たすためKrFリソグラフィ以降,大量生産ラインでは化学増幅型レジスト1)と呼ばれる高感度レジストが使用されている。
 このタイプのレジストでは,露光によりレジストに含まれる酸発生剤を分解させ,酸の潜像を形成した後,露光後加熱(PEB)により酸触媒反応を進行させて,レジストが現像溶液に溶解するために必要な化学変化を得る。・・・(続きは本誌で)

連載・シリーズ

原点に戻って学ぶレーザー原論 第21回 レーザー光を操る技術(5)外部信号によるレーザー光の制御技術

(独)科学技術振興機構 黒澤 宏

 異方性のある物質の中を光電場の振動が平面内にある,いわゆる直線偏光波が伝搬するとき,光は2つの直線偏光波に分かれて進行する。2つの偏光波の進行方向は同じであるが,電場および磁場の偏りの方向によって位相速度が異なる。したがって,2つの偏光波に対する物質の屈折率が異なることになる。この差を複屈折という。物質の中には,複屈折を示さない進行方向を持つ場合があり,それを光軸と呼ぶ。結晶の異方性に応じて,光軸が1本ある一軸性結晶と2本ある二軸性結晶に分けられる。当然,等方的な結晶,ガラス,液体などは異方性を示さない。
 光によって分極すなわち物質の光学的性質を変えるのが非線形光学である。光の代わりに電場や磁場,そして応力(音波)などの外力によっても光学的性質を変えることができる。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第36回 「ロウソクの科学」から・・・

SMK(株) 鴫原 正義

 12月に入ると街はX'mas色に彩られ始めますが,凡そ150年前の1861年のクリスマス休暇に英国のマイケル・ファラデー(1791〜1867)がロンドンの王立研究所で6回に亘り青少年を含む一般向けの講演をしています。それをまとめたのが名著「ロウソクの科学」です。今回はX'masシーズンに因んで,その中から「発見・発明」につながる世界を見てみましょう。
 そもそも,ロウソクの素材となるロウは融点の高い油脂状物質で,気化すると燃焼する特性を持っています。古くは,ミツバチやクジラなどから採れる動物系や,櫨(ハゼ)の果実などからの植物系のロウがありましたが,近年は石油の原油から精製されるパラフィン素材が使われています。・・・(続きは本誌で)

光技術者のための基礎数学 第24回 幾何学(II)

職業能力開発総合大学校 河合 滋

 二次曲線は,一般に,次の形で書き表すことができる。

 この二次曲線を分類するには,離心率が便利である。平面上の点Fと,Fを通らない直線を考える。ここで,点Fを焦点,直線を準線と呼ぶ。2次曲線上の任意の点P(x, y)からこの準線に下した垂線の足をHとした時,離心率eを次のように定義する。

 すべての二次曲線は,この離心率が一定になるような曲線として書き表すことができる。また,離心率の大きさによって,2次曲線を分類することができる。・・・(続きは本誌で)

光技術の研究開発・特許動向II/技術別に見る最新情報 第156回 レーザによる露光技術

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

 可視レーザ記録用感熱材料,半導体製造用露光装置,レーザ描画装置,感光性組成物,レーザ光学装置,光造型装置,走査式ホトリソグラフィ装置などに応用されている「レーザによる露光技術」(国際特許分類:G03F7/20,505)は,特許出願公開(国際出願,特許公表を含む)をみると,1990年から2010年(平成22年10月まで)の21年間にかけて1441件に達した。
 1990年から93年にかけての4年間に54社が参入し,146件の特許出願が公開されている。1990年から99年にかけての10年間を見ると,98社が参入し,508件の特許出願が公開されている。・・・(続きは本誌で)

寸刻を争うレアメタル代替技術の開発

編集部

 9月に起きた尖閣諸島の中国漁船衝突事件に際し,中国はレアアースの輸出規制という事実上の報復行動に出てきた。その後日本政府の抗議もあったようだが,本稿執筆時(11月初旬)時点では,まだ輸出正常化の一報は入っていない。
 今回の事件は,日本の産業界が抱えるリスクが具現化し得ることを示すと共に,対策を加速する必要性を政府や産業界に改めて迫る機会となった。
 事態を受け,政府は2010年度補正予算にレアアース確保の対策費用約872億円を計上するなど,これまで行なってきた希少資源対策プロジェクトをさらに推し進める姿勢を打ち出しているが,果たして日本の産業は今後,国際競争を戦い抜いていけるのであろうか。・・・(続きは本誌で)

NCレーザ加工機市場,東アジア・東南アジアが回復のけん引役に

編集部

 キロワットクラスのNC(Numerically Controlled Machine Tools)レーザ加工機市場は,今年に入って緩慢ながらも回復に向かっているようだ。あるレーザ発振器メーカによれば,「最盛期の7割程度まで回復している」という。また,加工機メーカも概ね復調の兆しが見え始めていることを実感として挙げている。
 NCレーザ加工機業界では一昨年のリーマンショック以降,設備投資計画の凍結や延期が相次ぎ,厳しい状況に陥った。それまで市場は特に海外向け需要が好調で,輸出台数・金額ともにプラスに推移していたものの,2009年は大幅な落ち込みを余儀なくされた。
 日本工作機械工業会がまとめた『工作機械統計要覧』によると,2008年の輸出実績は対前年比2.8%増の3,388台(金額:753億2,500万円)だったのに対し,2009年は82.4%減の1,857台(同275億6,500万円)となっている。・・・(続きは本誌で)

レーザ製品の手引き

光通信用レーザの最新動向

(株)日立製作所 有本 英生,篠田 和典,斎藤 慎一,牧野 茂樹,鈴木 祟功

緑色レーザダイオード最新動向

名古屋大学 天野 浩

加工用レーザ発振器の最近の話題

(有)パラダイムレーザーリサーチ 鷲尾 邦彦

その他 

NEWS FLASH

▼NIMS,多電子状態のナノ空間への閉じ込め効果を解明
▼東京大学と東北大学,分数量子ホール効果を酸化物界面で観測
▼森下仁丹と大阪府立大学,レアメタル回収バイオカプセルを開発
▼玉川大学,Y-00プロトコルで暗号化した量子暗号通信に成功
▼フジクラ,インドネシアでFTTH事業を推進へ
▼信越化学工業,中国で光ファイバ用材料の合弁会社を設立
▼ソーラーフロンティアとIBM,CZTS太陽電池を共同開発へ
▼シャープ,米国の太陽光発電開発事業社を完全子会社化
▼NIMSと双葉電子工業,六方晶窒化ホウ素を用いた遠紫外線で殺菌効果を確認
▼ウシオ電機,フル/ハーフ点灯方式を採用した超高圧UVランプを開発
▼シチズン電子,従来比2倍以上に光量を高めた照明用白色LEDを開発
▼パナソニック,日本電球工業会規格対応の直管形LEDランプを発売へ
▼理化学研究所,光を運動エネルギーに変える新高分子素材の開発に成功
▼オルタステクノロジー,最小サイズのフルHD-LCDを開発
▼OLEDヤマガタが発足
▼エドモンド・オプティクス・ジャパン,レンズ生産工場の設備を拡張
▼アルバックとオプトラン,光学薄膜用成膜装置販売で業務提携
▼パナソニック,国際3D協会の第1回チャールズ・ホイートストン賞を受賞
▼2010年度C&C賞の受賞者が決定

MARKET WATCH

▼イメージング市場予測,2014年に3兆7,249億円に
▼2015年 施設栽培プラント関連市場,488億円(09年比108.7%)に
▼発光ダイオード輸出数量,10ヶ月連続のプラス
▼液晶テレビの生産実績,15ヶ月連続のプラス
▼民生用電子機器国内出荷金額,対前年同月比126.2%の3,348億円
▼2014年度国内光ケーブル需要見通し予測,2010年より平均伸び率-1.4%の7,050千km

CALENDAR

EVENTS

▼レーザー学会第407回研究会「短波長光の発生とその応用」
▼応用物理学会第46回光波センシング技術研究会講演会「低炭素社会を支援する光技術」
▼画像4学会合同研究会「新しい光源と画像再現技術」-LED 光源を中心として-
▼募集:第7回オプティクスおよびエレクトロニクスのための透明酸化物薄膜に関する国際シンポジウム(TOEO-7)

PRODUCTS INFORMATION

今月のコメント

 半導体チップの性能向上やコスト低減を実現するため、リソグラフィのさらなる高解像度化が求められています。現状の流れとしては、オプティカル・エクステンションを用いる方法とEUV光を使うリソグラフィ(EUVL)の二つの方向があり、それぞれで研究・開発が進んでいます。
 EUVLは光源の短波長化で一挙に高解像力を実現するという革新的な技術ですが、その一方で多額の初期投資が必要であり、また量産適用が2013年以降になるとも言われています。それまでの期間はオプティカル・エクステンションで対応して行こうというわけです。
 オプティカル・エクステンションは、波長193nmのArFエキシマレーザを光源に用いて、さらに液浸技術でNA1.35を実現したArF液浸リソグラフィの解像度の限界と言われているハーフピッチ40nmを打破するため、SRAF(Sub-Resolution Assist Feature)技術やSMO(Source Mask Co-Optimization)技術による寸法精度の向上、リソグラフィシミュレーション技術を核に寸法誤差を低減させるパターニング総合最適化技術、ダブルパターニング技術等を駆使してさらなる高解像度化を進めようというものです。
 一方のEUVLは波長13.5nmのEUV光を用いる、いわば究極のリソグラフィで、内外で研究・開発が活発に進められて来ました。しかしながらEUV光源が未だ開発段階であるとともに、露光装置やマスクがすべて反射系で構成されていて露光環境も真空、さらにマスクパターン面に付着する異物に対するケアも必要といった、これまでのリソグラフィ技術とは大きく異なる特徴を持っています。これらの技術課題を克服するためにEUV光源やマスク、露光装置、レジスト材料等の研究・開発の進展に注目が集まっているのが現状です。
 今月号の特集は、この次世代リソグラフィ技術に焦点をあててみました。企画していただきました技術研究組合・極端紫外線露光システム技術開発機構(EUVA)の岡崎信次部長、並びに各ご執筆者の皆様方、お忙しい中を有り難うございました。
 この分野にはASMLという強力なライバルがいます。1990年代、日本メーカは世界シェアの7割以上を獲得していましたが、現在ではASMLが6割以上を持っているとも言われています。ASMLはEUVLにおいて積極的に研究・開発を進めていて、本特集でも述べられているように日本サイドはしばらく様子見という感じですが、何としても日本に勝ち抜いてほしいと思います。
 スーパーコンピュータの性能ランキングでは、中国の国防科学技術大学が開発した「天河1号A」が米国のクレイ製を抜いて1位になりました。中国製は3位にも入っており、日本のNECと米国HPが東京工業大学に納品した「TSUBAME2.0」は4位(11月16日付け日経産業新聞)。ここでも熾烈な競争が繰り広げられています。競争は格差を生むゆえに悪であるという思想が多くの共感を生むような国であるならば、これらの競争に打ち勝つのは容易ではないでしょう。
 今月号に掲載した「レーザ製品の手引き」では光通信用レーザの最新動向、緑色レーザダイオード最新動向、加工用レーザ発振器の最近の話題の3本を解説していただきました。何れもここ1年のホットな話題にスポットライトをあてましたので、ぜひご覧になって下さい。

編集長 川尻 多加志

■次号(2011年1月号)の特集予定

照明光学・最新トピックス(仮)(敬称略)

▼照明光学の基礎‥‥(株)ニコン 松本 宏一
▼液晶ディスプレイ用LEDバックライトにおける照明光学系‥‥NEC液晶テクノロジー(株) 西村 秀樹
▼液晶プロジェクタにおける照明光学系‥‥セイコーエプソン(株) 柳澤 博隆
▼照明光学系としてみたレーザープロジェクターにおけるスペックル消しの手法‥‥東京大学 久保田 重夫
▼LED照明器具における光学設計‥‥東芝ライテック(株) 小川 光三
▼半導体露光装置におけるスペックル現象‥‥(株)ニコン 北 尚憲
▼顕微鏡における照明光学系‥‥オリンパス(株) 阿部 勝行,川崎 健司
▼照明設計ソフトによる照明光学系の最適化‥‥サイバネットシステム(株) 市澤 俊介

(都合により,内容に変更のある場合があります。)

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