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ナノテクノロジーとレジスト材料

(2002年『新しいレジスト材料とナノテクノロジー』普及版)

商品コード: B0814

  • 監修: 山岡亞夫
  • 発行日: 2007年4月
  • 価格(税込): 3,888 円
  • 体裁: A5判、253ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-921-4

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刊行にあたって

 「ナノテクノロジー」が技術開発目標として国家的に取り上げられ、様々な分野でナノスケールの観点からのテーマアップが行われるようになった。これまでのナノテクノロジーといえば、誰しもリソグラフィープロセスによる超LSIの製造を連想するのではないだろうか。つまり、エレクトロニクスでの半導体素子は100nmスケールでの生産に踏み込みつつある。リソグラフィー技術のこれまでの足跡をたどると、ミクロン、サブミクロン、クォーターミクロン、そしてナノメーターの時代へと進み、プロセスと材料の両面で微細加工のキーテクノロジーとしての確固たる地位を確立した。
 他方、分子レベルの制御からスタートし、自己組織化、分子エレクトロニクス、バイオミメティックス、分子メモリーなど、分子がもつ機能を実用技術へ応用する研究分野がめざましく発達している。
 本来大まかなサイズで用いられていた技術を超微細なスケールにまで発展させてきたリソグラフィーに代表される技術はトップダウンテクノロジーであり、また、化学反応の最小単位である原子や分子から様々な機能を引き出す技術はボトムアップテクノロジーといわれている。そして、将来的にはこれら両方向の研究が融合することにより、「ナノテクノロジー」が構築されていくものと考えられる。
 本書では、トップダウンの技術とボトムアップ技術、およびこれらの中間に存在して、日常的に役立っているものについて取り上げる。また、それぞれの周辺の材料やプロセスに関して整理できればと思った。そして、各分野でご活躍の先生にご無理をお願いして貴重な原稿を頂戴した。これらの内容から、ナノテクノロジーとは何か、ナノテクノロジーにとり今後何が必要か、重要な技術は何か、などが理解できれば幸いと期待している。
 最後に色々ご迷惑をおかけした(株)シーエムシー出版の編集の方々に御礼申し上げます。
(「刊行によせて」より)

2002年9月 山岡亞夫

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2002年に『新しいレジスト材料とナノテクノロジー』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2007年4月 シーエムシー出版 編集部

著者一覧

玉村敏昭    (現)(有)ナノエフコンサルタント 取締役社長
後河内透    (現)(株)東芝 研究開発センター 先端機能材料ラボラトリー 室長
田口孝雄   (株)富士通研究所 シリコンテクノロジ研究所 ファブテクノロジ研究部 主任研究員
         (現)(株)半導体先端テクノロジーズ 第三研究部 EUVマスクプログラム マスクハンドリング技術グループ グループリーダー
阪本利司   NEC 基礎研究所 主任
南 好隆   日立化成工業(株) 配線板材料事業グループ 事業企画グループ 担当部長
         (現)日立化成工業(株) 感光性材料事業部門 製造部 部長
熊倉俊寿    (現)香港日立化成工業有限公司 PWB Material Department Senior Manager
深井弘之    (現)日立化成工業(株) 配線板材料部門 開発部 専任研究員
本多俊之    (現)藤倉化成(株) 電子材料事業部 営業二部 主席部員
川村浩一    (現)富士フイルム(株) 有機合成化学研究所 主席研究員
富安 寛   三菱化学(株) 画像研究所 所長
平野 積    (現)富士フイルム(株) グラフィック材料研究所 主任研究員
山岡亞夫   千葉大学 工学部 情報画像工学科 教授
堀田吉彦    (現)(株)リコー サーマルメディアカンパニー 開発センター 新規事業開発グループ グループリーダー
玉置 敬   (独)産業技術総合研究所 物質プロセス研究部門 副研究部門長
山田啓文    (現)京都大学 工学研究科 電子工学専攻 助教授
福田隆史    (現)(独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 主任研究員
森 重恭   シャープ(株) 技術本部 NTプロジェクトチーム
下村政嗣    (現)北海道大学 電子科学研究所 教授
高原 茂   千葉大学 工学部 情報画像工学科 助教授
古室昌徳   (独)産業技術総合研究所 次世代半導体研究センター 研究チーム長 
         (現)(独)産業技術総合研究所 つくばセンター 次長

 執筆者の所属は、注記以外は2002年当時のものです。

目次

刊行によせて

【第I編 トップダウンテクノロジー】
第1章 ナノテクノロジーの概要―広がりゆくナノテクノロジー―
1. 広がりゆくナノテクノロジー 
2. 米国ナノテクノロジー国家戦略
3. 日本の戦略  
4. ナノ構造形成技術
4.1 トップダウン技術
4.2 ボトムアップ技術
5. ナノテクノロジーの研究ターゲット
5.1 コンピュータ
5.2 記録媒体
5.3 光集積素子
5.4 センサー及び、ナノシステムon Chip
5.5 ナノ構造新素材

第2章 ギガビットからテラビットを目指したリソグラフィーと材料
1. はじめに
2. エキシマレーザー露光と化学増幅レジストの登場
3. レジスト材料の光吸収とその理論 
4. ギガビットリソグラフィー材料:ArFレジスト材料 
5. 光加工の極限を目指して:F2エキシマレーザーレジスト材料
6. ギガからテラビット・リソグラフィーへ

第3章 X線リソグラフィ
1. はじめに
2. X線露光ステッパ
3. マスク用EB描画技術
4. X線マスク
5. 解像性
6. おわりに

第4章 超微細加工におけるリソグラフィプロセスの限界
1. はじめに
2. 高解像度電子線リソグラフィ
2.1 高解像度ポジ型レジスト
2.2 市販のネガ型レジスト
2.3 高解像度ネガ型レジスト
2.4 無機レジスト
3. リソグラフィの解像限界を超えた微細加工
3.1 懸架マスクおよび斜め蒸着法
3.2 電子ビームのオーバーラップによる微小パターン形成
3.3 レジストを細らせる

【第II編 広がりゆく微細化技術】
第5章 高密度化するプリント配線技術と感光性樹脂
1. 回路形成用感光性樹脂材料 
1.1 セミアディティブ用回路形成用フィルムへの要求特性
1.2 その他工法用回路形成用感光性樹脂への要求特性
1.2.1 ダイレクトレーザー露光用感光性樹脂
1.2.2 無電解ニッケル-金めっき用感光性フィルム
1.2.3 薄膜エッチング用感光性樹脂
1.2.4 ポジ型感光性樹脂
1.3 感光性樹脂の設計と特性
1.4 回路加工用感光性樹脂の特性
1.5 回路形成用感光性材料の今後の動向

2. 感光性ソルダマスク樹脂 
2.1 感光性ソルダマスクへの要求特性と品位
2.2 感光性ソルダマスクの設計
2.3 ソルダマスクの形成方法
2.4 ソルダマスクの今後の動向

3. 層間絶縁フォトポリマー
3.1 プリント配線板の動向
3.2 層間絶縁用フォトポリマーへの要求特性
3.3 フォトビア材料の材料設計
3.4 製品形態で異なる材料設計の留意点
3.5 液状タイプとフィルムタイプとの比較
3.6 今後の技術動向

第6章 微細化するスクリーン印刷
1. はじめに
2. スクリーン印刷の概要
3. スクリーン印刷の機材類 
3.1 印刷機
3.2 スクリーン
3.3 レジスト
3.4 スクリーン枠の役割と材質
3.5 メタルマスク
3.6 スキージ
3.7 スクリーン版の改良
4. 印刷方式
5. スクリーン印刷の解像度 
6. スクリーン印刷用の導電性ペースト
7. 最近の新しい導電性ペースト
8. スクリーン印刷によるアプリケーション
8.1 フレキシブル回路の工程
8.1.1 フィルム
8.1.2 印刷機材
8.1.3 メンブレンスイッチ
8.1.4 透明タッチスイッチ
8.1.5 ICカード
8.1.6 エレクトロルミネッセンス発光パネル
8.1.7 着座センサ
8.2 プリント配線板
8.2.1 ジャンパー、銅箔部分の保護
8.2.2 銀スルーホール
8.2.3 ビルドアッププリント配線板
9. おわりに

第7章 デジタル化と印刷製版
1. 印刷製版と光化学
1.1 はじめに
1.2 なぜCTPなのか
1.3 どんなCTPプレートがあるのか
1.4 フォトポリマー型CTP刷版
1.5 高感度フォトポリマー材料の光化学
1.5.1 はじめに
1.5.2 光重合開始系の種類と特徴
1.5.3 色素増感開始系設計のための基礎化学
1.5.4 高感度色素増感開始系の設計
1.6 おわりに

2. 光モードPS版
2.1 光モード/熱モードPS版の定義
2.2 デジタル化とレーザー光源
2.3 フォトポリCTP
2.4 バイオレットフォトポリCTP
2.5 高感度開始系のフィルム中での反応解析(フラッシュフォトリシス)
2.6 光モードPS版の今後

3. 熱モードPS版
3.1 サーマルCTP
3.2 サーマルCTPの歴史と現状
3.3 サーマルCTPとナノテクノロジー
3.4 サーマルCTPと今後

4. 無処理PS版の開発の現状と将来
4.1 はじめに
4.1.1 無処理刷版の位置づけ
4.1.2 印刷市場の変化
4.2 無処理技術
4.2.1 無処理刷版の画像形成
4.2.2 アブレーション版材
4.3 画像形成層の性質を変化させる方法
4.3.1 表面の極性変化
4.3.2 表面形状変化型
4.4 機上現像型(溶解性変化)
4.5 上市および発表されたシステム
4.6 今後の展開

第8章 ヘテロ系記録材料と特徴
1. ヘテロ系記録層
1.1 表面活性化マイクロゲル
1.2 ナノポアイメージ
1.3 ポリイミドの低誘電率化
1.4 スピロピランの凝集構造による記録安定化
1.5 おわりに

2. サーマルリライダブル記録材料
2.1 サーマルリライダブルの分類と特徴
2.2 物理変化タイプ
2.2.1 高分子/長鎖低分子分散タイプ
2.2.2 高分子液晶タイプ
2.2.3 液晶性中分子
2.3 化学変化タイプ
2.3.1 ロイコ染料/長鎖アルキル顕色剤
2.3.2 その他のロイコ染料系
2.4 記録プロセス
2.4.1 消去手段
2.4.2 オーバーライト方式
2.5 まとめ

【第III編 新しいレジスト材料】
第9章 分子協調材料によるナノパターニング
1. はじめに
2. 現状のナノパターン技術
3. 新しいナノパターニング
3.1 自己組織化ナノパターニング
3.2 ソフトリソグラフィー
3.3 ナノインプリントリソグラフィー(NIL)
3.4 走査型プローブリソグラフィー(SPL)
3.4.1 STMによる方法
3.4.2 AFMによる方法
3.5 その他のナノパターニング
4. おわりに

第10章 走査プローブ顕微鏡のナノリソグラフィーへの応用
1. はじめに
2. 走査プローブ顕微鏡の動作原理
2.1 SPM
2.2 STM
2.3 AFM
3. 走査プローブリソグラフィー
3.1 SPLの概要
3.2 SPMによる電子線露光
3.3 プローブ陽極酸化法(電解支援酸化法)
4. おわりに 

第11章 近接場光
1. はじめに 
2. 近接場光 
3. 2次元パターン方式 
4. 非開口型金属プローブ方式 
5. 開口型光プローブ方式 
6. おわりに  

第12章 表面反応
1. はじめに 
2. 表面反応の種類 
2.1 シリル化プロセス
2.2 露光波長の短波長化
2.3 ArFエキシマレーザ世代のトピックス
2.3.1 高感度化とラインエッジラフネス
2.3.2 パターン倒壊
2.3.3 各種ポリマーへのシリル化
2.3.4 ネガ型のシリル化
2.4 F2エキシマレーザ世代のトピックス
2.4.1 2層シリル化プロセス
2.4.2 SILYALプロセス
2.4.3 ポストPEBデレイ
2.5 EUV世代のトピックス
3. 表面修飾 
4. 自己組織化プロセス
5. まとめ

第13章 自己組織化
1. はじめに―二つの自己組織化― 
2. 高分子キャスト過程に形成される規則的なパターンとその固定化
3. マイクロ加工技術への展開 

第14章 光プロセスと応用
1. はじめに
2. エバネッセント光とレジスト材料
3. インプリントリソグラフィーと光プロセス―ステップアンドフラッシュインプリントリソグラフィー―
4. 自己組織化ナノパターンの転写
5. 多光子吸収と微細パターニング

第15章 ナノインプリントへの挑戦と応用分野
1. はじめに
2. ナノインプリント技術
2.1 熱サイクルインプリント技術
2.2 ソフトリソグラフィ
2.3 高粘性材料ナノインプリント技術
2.4 光硬化ナノインプリント技術
3. おわりに
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