自己組織化リソグラフィ(Directed Self-Assembly, DSA)はブロック共重合体の自己組織化現象を利用したナノ構造構築法の一手法で次世代の微細加工技術として期待される。

概要 リソグラフィ技術はこれまでムーアの法則に従って年々集積度が向上してきたが、近年その限界に近づきつつあり、従来の光リソグラフィや極深紫外線露光では露光装置の高額化により、集積度の向上に伴う費用を吸収しきれなくなりつつある自己組織化リソグラフィ技術。そのため次世代リソグラフィ技術へのパラダイムシフトが求められており、自己組織化リソグラフィは塗布・アニール・現像のみでパターニング可能なため、次世代の半導体製造技術として期待が寄せられている。自己組織化技術とは、分子間相互作用の巧みな制御によって規則構造を有する分子集合体を自発的に発現させる方法であり、近年では高分子を用いた自己組織化も盛んに研究が行われており、極めて精密な構造制御が実現されている自己組織化材料の半導体微細パターニングへの応用。

連結されたジブロックコポリマーは同一ポリマー成分同士が分子間集合することでミクロ相分離を起こし、2つのポリマー成分間の分子鎖長比(f)に応じて集合時の界面曲率が変化することで、球状構造、シリンダー構造、ジャイロイド構造、ラメラ構造といった規則的なモルフォロジーを与え、この規則構造が半導体微細パターニングに好適となる。

特徴 20nm以降の微細パターニングが可能な次世代半導体製造技術として期待されている。極端紫外線露光のような高額な装置を必要とせず、電子線描画装置よりも短時間でパターンを形成できる。

一方で、量産技術とするにはプロセス制御などに課題があり、実用化には至っていない。300mmウェハー上における誘導自己組織化(DSA)パターンは研究開発レベルで試作されているが、パターン形成に必要なテンプレートの作製にフォトリソグラフィが用いられており、テンプレートの解像度や形状制御に限界が存在する。

関連項目 自己組織化単分子膜 マイクロコンタクトプリンティング ナノインプリント・リソグラフィ 分子エレクトロニクス

脚注

出典

参考文献 清野由里子, et al. "半導体プロセスへの自己組織化リソグラフィ応用." 電気学会論文誌. A 133.10 (2013): 532-536. 笹尾典克. "自己組織化材料を用いたシングルナノサイズ領域のパターン加工技術." 東芝レビュー 68.8 (2013). 早川晃鏡. "シルセスキオキサン含有ブロック共重合体による 新しい自己組織化リソグラフィ材料の開発." Journal of Network Polymer, Japan 32.5 (2011): 268-275.

外部リンク 半導体プロセスへの自己組織化リソグラフィ応用