東工大ら,高分子電解質のシャボン玉でEUV発生

著者: higa

東京工業大学,アイルランド ユニバーシティ・カレッジ・ダブリンの研究グループは,高分子電解質を界面活性剤として用いたシャボン玉を鋳型として,レーザーの低密度ターゲットとなるスズ薄膜球を作成することに成功し,レーザーの照射により金属スズと変わらない13.5nmの極端紫外線の発光を確認した(ニュースリリース)。

高強度レーザーを集光して物質に照射すると,高温高密度状態を作ることが可能であり,この状態からは電子,イオン,X線などの量子線が高輝度に発生する。こうした方法は,レーザープラズマ方式と呼ばれる。レーザーのターゲットとしては,低密度材料の方が吸収の効率が良いため,軽石のように穴の多い多孔質材料がしばしば用いられる。

このような大型加速器のコンパクト化を目標とした研究開発の一方で,レーザープラズマ方式の初の社会実装として,これよりも出力が弱いレーザーを用いた,13.5nmの光源による半導体集積回路の製造が始まった。13.5nmという波長は,X線よりもやや長波長の極端紫外線(EUV)の範囲にある。

現在実用化されているEUV光源では,液体金属スズにプレパルスを照射して低密度化させている。開発段階では,この低密度化のプロセスで確実性の問題が生じ,光源開発が大幅に遅れた経緯がある。また次世代の6.x nm光源で用いられるガドリニウムは,高融点で液体金属化が困難であり,大型加速器によるリソグラフィーが提案されている。

こうした背景から,研究グループでは長年にわたり,レーザーターゲット用の低密度材料を開発してきたが,その製造コストや大量生産性に課題があった。

この研究では,シャボン玉という,容易かつ大量に製造できる低密度構造に着目した。シャボン玉の界面活性剤として高分子電解質を用いることで,安定性を向上させ,これを鋳型とすれば,レーザーターゲットとなる極低密度材料の大量生産を低コストで実現できることを示した。

このシャボン玉にスズナノ粒子を被覆して低密度スズ膜を形成させ,さらに重ね塗りしてスズの被覆量を増やした。こうして作成したスズ薄膜球を乾燥させたのちに,Nd:YAGレーザーを照射した。

その結果,最新の半導体リソグラフィーに用いられている13.5nmの発光を確認することができ,発光量についても,金属スズにレーザーを照射した場合と同レベルを達成できた。

今回の手法は,さらに次世代の6.x nm光源の実現,さらに短い波長であるX線の高輝度化,がん治療用の炭素イオンビーム発生装置のコンパクト化も期待されるとしている。

キーワード:

関連記事

  • KEK,加速器による最先端半導体露光技術の研究促進

    高エネルギー加速器研究機構(KEK)は,加速器による半導体露光技術の研究開発を促進すると発表した(ニュースリリース)。 最先端の半導体である3nmプロセスに用いられる極端紫外線(EUV)のレーザーは赤外線からのエネルギー…

    2025.06.30
  • ラムリサーチのドライレジスト,EUVに適格と評価

    米ラムリサーチは,同社のドライフォトレジスト(ドライレジスト)技術が2nmおよび2nm以下のロジック回路におけるバックエンド・オブ・ライン(BEOL)の,28nmピッチのダイレクトプリントに適格であると,半導体研究機関の…

    2025.01.16
  • DNP,EUV向け2nm世代以降のパターン解像に成功

    大日本印刷(DNP)は,半導体製造の最先端プロセスのEUV(Extreme Ultra-Violet:極端紫外線)リソグラフィに対応した,2nm世代以降のロジック半導体向けフォトマスクに要求される微細なパターンの解像に成…

    2024.12.13
  • 富士フイルム,EUV用フォトレジスト/現像液を発売

    富士フイルムは,ネガ型の極端紫外線(EUV)向けフォトレジスト(EUVレジスト)および現像液(EUV現像液)の販売を開始した(ニュースリリース)。 光源に非常に短い波長の光を用いてウエハーに微細な回路パターンの描写が可能…

    2024.11.05
  • 阪大ら,高強度レーザーで固体のプラズマ遷移を観測

    大阪大学,米ネバダ大学,高輝度光科学研究センター,理化学研究所,米SLAC国立加速器研究所,加アルバータ大学,米ローレンス・リバモア国立研究所,米ロチェスター大学は,X線自由電子レーザー施設SACLAによる高速イメージン…

    2024.09.06
  • OIST,ミラー数を減らしたEUVリソグラフィーを提案

    沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究グループは,これまでの先端半導体製造の常識を覆すEUVリソグラフィー(極端紫外線露光技術)を提案した(ニュースリリース)。 EUVでは透過させるガラスのような透明な材料がないため,…

    2024.07.30
  • 宇大ら,EUV光源を効率化するレーザー照射法を開発

    宇大ら,EUV光源を効率化するレーザー照射法を開発

    宇都宮大学,東京大学,九州大学,理化学研究所,米パデュー大学,アイルランド国立大学ダブリン校,広島大学は,極端紫外(EUV)光源を高効率化するためのマルチレーザービーム照射法を提案し,EUV光源を高効率化できることを実験…

    2024.07.30
  • 九州大,EUV光照射と解析評価を実施する会社を設立

    九州大学は,本年4月1日に九州大学100%子会社として設立した九大OIPを通じて,EUV光照射と解析評価サービスを提供する事業会社を新たに設立すると発表した(ニュースリリース)。 我々の生活の基盤である半導体は,進化を続…

    2024.07.29

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア