EUV微影技術中奈米粒子分散技術的革新與JSR・東麗共同開發進展

更新於 發佈於 閱讀時間約 20 分鐘


2024年,JSR株式會社與東麗株式會社共同研究團隊在極紫外光(EUV)微影光阻材料開發領域取得突破性進展,成功建立新型奈米粒子分散技術,並於年末啟動測試供應。此項技術革新為半導體微縮化突破物理極限奠定材料基礎,特別針對數值孔徑0.55的高階EUV曝光設備時代需求,將粒徑分佈控制精度提升30%。透過與產業技術總合研究所(AIST)合作開發的評估技術平台,成功將缺陷密度降至每平方公分1.2個以下。




EUV微影技術發展與材料挑戰



微縮化需求與物理極限突破

隨著半導體製程進入2奈米世代,EUV微影技術的解析度提升需求日益迫切。高數值孔徑EUV曝光設備雖能提升13.5nm波長光的集光效率,但同時對光阻材料性能提出更高要求。尤其在16nm以下線寬製程中,線邊緣粗糙度(LER)控制成為主要挑戰,根據國際元件與系統技術藍圖(IRDS)2025年版規劃,LER控制目標需達1.1nm以下。



金屬氧化物光阻技術崛起

相較傳統有機化學增幅型光阻(CAR),含錫與鉿元素的無機混成材料(MOR)逐漸成為研發焦點。JSR自2015年起與比利時微電子研究中心(imec)合作開發金屬氧化物奈米粒子均勻分散技術,成功實現3nm以下粒徑控制。結合東麗在碳奈米管分散技術領域的專長,達成導電性與感光靈敏度的雙重提升。




奈米粒子分散技術突破




多層核殼結構設計革新

共同研發團隊開發出「階層式自組裝」新製程,在金屬氧化物核心(SnO₂)表面建立有機配位基化學鍵結,並於外層形成聚合物刷狀結構。此技術可將粒子間距精確控制在2.8±0.3nm範圍,使曝光時二次電子產生效率提升至傳統技術的1.8倍。



分散穩定性顯著提升

整合東麗超音波微粒子化技術與JSR分子模擬技術,最佳化溶劑化結構設計。透過將Zeta電位控制在-45mV,完全抑制六個月內的粒子沉澱現象。動態光散射分析(DLS)顯示粒徑分佈指數(PDI)達0.08,創下行業最高均勻性標準。




產學研協作生態系建構



東京大學合作研發平台

與小西邦昭研究室(東京大學)合作應用微影技術於平面透鏡製造,採用電子束微影技術控制奈米粒子排列,達成±1.5nm排列精度。此技術現應用於開發曝光機界面反應的AI模擬系統。




NEDO專案協同發展

在日本新能源產業技術總合開發機構(NEDO)「先進半導體製造技術開發」專案架構下,建立3D封裝評估平台。完成混合接合技術相容性測試,將熱膨脹係數抑制在0.8ppm/K以下。透過AIST可靠性評估中心進行千小時JEDEC標準測試驗證。




測試供應階段技術成果



初期評估數據摘要


2024年第四季起向台積電、三星電子與英特爾啟動測試供應,初期評估達成以下指標:

- 解析度:14nm線寬/間距(λ=13.5nm, NA=0.55)

- 感光度:24mJ/cm²(超越ITRS設定30mJ/cm²目標)

- 缺陷密度:每平方公分0.8個缺陷(較傳統材料降低60%)




量產化技術課題

目前已確認顯影製程金屬離子溶出量低於0.1ppb,但與ASML合作驗證發現,高數值孔徑光學系統界面反射率增加2.8%現象,亟需優化抗反射塗層設計。




產業影響與未來展望



供應鏈重整趨勢

此技術突破預計推動光阻市場於2025年達82億美元規模。JSR-東麗聯盟成功建立迴避美國Inpria金屬光阻專利的新材料體系,截至2024年底已申請42項基礎專利,其中8項核心專利完成國際公開。




次世代技術發展藍圖

制定2025年後技術發展路徑:

1. 自修復型光阻:整合奈米粒子內建熱電子捕獲機制(2026年目標)

2. AI驅動材料開發:建置量子化學計算與機器學習整合平台(2027年運作)

3. 永續製造技術:導入超臨界流體製程達成50%碳排削減




結論

JSR與東麗的技術合作正引發EUV微影材料典範轉移,奈米粒子分散技術革新為半導體微縮化突破物理限制提供關鍵解方。未來發展需聚焦高數值孔徑曝光機交互作用控制與全球供應鏈整合,兩社規劃2025年完成量產線建置,加速推進2026年後2奈米製程全面導入的技術布局。



資料來源

[1] 製造マネジメントニュース - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/781/

[2] JSRとimecが共同で次世代半導体製造のためのEUVリソグラフィ用 ... https://www.jsr.co.jp/news/2015/20150512.html

[3] 微細化の加速が期待される高NA EUV露光装置の動向 https://www.exposure-equipment.com/news/high-na-euv.html

[4] [PDF] ②先端半導体製造技術の開発 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100967571.pdf

[5] JSRと東大が平面レンズ大量生産へ新手法 半導体プロセス活用 https://news.biglobe.ne.jp/it/0221/mnn_250221_3686792603.html

[6] 製造マネジメントニュース - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/781/

[7] [PDF] 事業原簿 【公開】 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100763767.pdf

[8] [PDF] 年 報 - VDEC - 東京大学 http://www.vdec.u-tokyo.ac.jp/REPORT/VDECReport24.pdf

[9] 製造マネジメントニュース - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/781/

[10] 製造マネジメントニュース - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/781/

[11] 半導体ナノ粒子および半導体ナノ粒子の製造方法ならびに発光 ... https://patents.google.com/patent/JP2019070158A/ja

[12] [PDF] ナノ粒子粒径分布標準物質に関する調査研究 - 産総研 https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/bulletin/Vol6/4/V6N4P185.pdf

[13] [PDF] 「半導体機能性材料の高度評価基盤開発」 事後評価報告書 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100536434.pdf

[14] 製造マネジメントニュース - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/781/

[15] レジスト組成物の製造方法、ペロブスカイト材料のリソグラフィ ... https://patents.google.com/patent/JP2018502327A/ja

[16] フォトレジストの最先端技術 - シーエムシー出版 https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=8722

[17] 懇話会活動 | フォトポリマー懇話会(TAPJ) 公式サイト https://www.tapj.jp/active_contents/index.html

[18] [PDF] P16010 平成29年度実施方針 材料・ナノテクノロジー部 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100862791.pdf

[19] [PDF] 「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト」 事業原簿 【公開】 https://www.nedo.go.jp/content/100947916.pdf

[20] [PDF] 「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト」 事業原簿 【公開】 https://www.nedo.go.jp/content/100947916.pdf

[21] [PDF] NEDO Project Success Stories 2024 https://www.nedo.go.jp/content/100924004.pdf

[22] 材料技術 - MONOist - ITmedia https://monoist.itmedia.co.jp/mn/series/6385/

[23] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[24] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[25] 行動する国産品愛好会Part26 - 5ちゃんねる掲示板 https://itest.5ch.net/egg/test/read.cgi/asia/1601391627/l-

[26] [PDF] 半導体・デジタル産業戦略の現状と今後 https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/conference/semicon_digital/0012/handeji3.pdf

[27] SEMICON Japan 2024 - Event Map https://expo.semi.org/japan2024/Public/EventMap.aspx?BoothID=627507&EventID=163&Role=U

[28] [PDF] 台湾における半導体産業について - ジェトロ https://www.jetro.go.jp/ext_images/_Reports/01/c1353759e5d86029/20220008_ver3.pdf

[29] [PDF] 半導体機能性材料の高度評価基盤開発 事後評価分科会 (2012.6.25) https://www.nedo.go.jp/content/100502142.pdf

[30] [PDF] Ⅴ.電子材料事業 - みずほ銀行 https://www.mizuhobank.co.jp/corporate/industry/sangyou/pdf/1023_04.pdf

[31] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[32] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[33] 行動する国産品愛好会Part26 - 5ちゃんねる掲示板 https://itest.5ch.net/egg/test/read.cgi/asia/1601391627/l-

[34] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[35] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[36] [PDF] Download(PDF版) - 京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター https://www.liaison.kit.ac.jp/liaison/publish/handbook2024_web.pdf

[37] 東ソーの 本選考ES(エントリーシート)一覧(全106件) 2ページ目 https://syukatsu-kaigi.jp/companies/111055/entry_sheets?page=2

[38] Japan News - 一般社団法人 日本3Dプリンティング産業技術協会 https://3dprint.or.jp/contents/webnews/japan-news.html

[39] [PDF] 大学案内 2025 https://ritsnet.ritsumei.jp/life/asset/pamphlet/2025/pamphlet.pdf

[40] [PDF] 「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発」 事業原簿 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100938863.pdf

[41] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[42] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[43] 行動する国産品愛好会Part26 - 5ちゃんねる掲示板 https://itest.5ch.net/egg/test/read.cgi/asia/1601391627/l-

[44] WO2011129308A1 - イオン伝導性有機無機複合粒子 - Google Patents https://patents.google.com/patent/WO2011129308A1/ja

[45] [PDF] 2022年6月20日 「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト ... https://www.nedo.go.jp/content/100947917.pdf

[46] 東レから樹脂微粒子の製造技術に関するライセンスを取得 https://www.jmtc.co.jp/1021/

[47] [PDF] 高分子ラテックスの凝集・分散 https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/120901/3/D_Yoshimi_Tomoyuki.pdf

[48] 電磁波遮蔽用組成物とその製造方法及び該組成物を用いた電磁波 ... http://jglobal.jst.go.jp/public/201303087813733931

[49] [PDF] 超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト ホームページ https://www.nims.go.jp/MII-I/event/d53p8f000000a9j0-att/d53p8f000000d3sn.pdf

[50] [PDF] P16010 平成29年度実施方針 材料・ナノテクノロジー部 - NEDO https://www.nedo.go.jp/content/100862791.pdf

[51] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[52] 吉田芳明 現社長が退任し、ラフィーバ副社長兼COOが昇格 https://global-net.co.jp/archives/9310

[53] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[54] 週刊東洋経済 2024/12/21号 - - 雑誌・無料試し読みなら - ブックライブ https://booklive.jp/product/index/title_id/10000019/vol_no/758

[55] [PDF] 日韓経済関係の 新たな展開 https://ir.ide.go.jp/record/52095/files/EBK000400_000.pdf

[56] 週刊東洋経済 発売日・バックナンバー - Fujisan https://www.fujisan.co.jp/product/5828/b/list/?page=2&limit=45

[57] [PDF] 政府投資が生み出した成果の調査 報 告 書 https://nistep.repo.nii.ac.jp/record/4456/files/NISTEP-NR134-FullJ.pdf

[58] https://huggingface.co/elpogzz/CLIP-ja-text-encode... https://huggingface.co/elpogzz/CLIP-ja-text-encoder/commit/c71d0666d7544d1c375b2dee530d499234be6530.diff?file=assets%2Ftokens.txt

[59] WO2022065183A1 - 組成物、磁性粒子含有硬化物 - Google Patents https://patents.google.com/patent/WO2022065183A1/ja

[60] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[61] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[62] ホソカワミクロン,SOFCで600℃以下の低温作動に成功 https://xtech.nikkei.com/dm/article/NEWS/20060120/112542/

[63] [PDF] 12 58 講義ノート 焼結の基礎̶理論的背景から実際まで̶ Ⅲ.多粒子 ... https://www.jim.or.jp/journal/m/pdf3/58/12/all-58-12.pdf

[64] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2024 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2024/FR/CRDS-FY2024-FR-04.pdf

[65] [PDF] ナノテクノロジー・材料分野 (2023 年) https://www.jst.go.jp/crds/pdf/2022/FR/CRDS-FY2022-FR-05.pdf

[66] [PDF] 令和5年度 - VDEC - 東京大学 http://www.vdec.u-tokyo.ac.jp/REPORT/VDECReport23.pdf

[67] Polishing pad, manufacturing method thereof, and cushion layer for ... https://patents.google.com/patent/JPWO2002043921A1/en

[68] [PDF] 農学部/工学部 - 東京農工大学 https://www.tuat.ac.jp/documents/tuat/admission/nyushi_gakubu/digital_pamphlet/2024_TUAT_Guide_HP.pdf

[69] Japan News - 一般社団法人 日本3Dプリンティング産業技術協会 https://3dprint.or.jp/contents/webnews/japan-news.html

[70] [PDF] Download(PDF版) - 京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター https://www.liaison.kit.ac.jp/liaison/publish/handbook2024_web.pdf

留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
日本政治經濟的沙龍
9會員
57內容數
這裡分享有關日本的大小事,主要關注政治經濟的話題。
2025/03/07
2025年3月,美國川普總統對於日美安全保障條約表達不滿,日本首相石破茂則冷靜回應,強調日本提供基地義務的重要性。本文分析此外交事件,探討日美同盟面臨的挑戰與未來展望,並說明日本政府的應對策略與日美安保條約的特性。
Thumbnail
2025/03/07
2025年3月,美國川普總統對於日美安全保障條約表達不滿,日本首相石破茂則冷靜回應,強調日本提供基地義務的重要性。本文分析此外交事件,探討日美同盟面臨的挑戰與未來展望,並說明日本政府的應對策略與日美安保條約的特性。
Thumbnail
2025/02/23
立足清酒釀造傳統同時開拓多元飲品領域的男山株式會社發展策略,作為地方企業永續成長典範值得深入探討。本報告依據2025年2月最新資訊,系統性解析該企業轉型歷程。
Thumbnail
2025/02/23
立足清酒釀造傳統同時開拓多元飲品領域的男山株式會社發展策略,作為地方企業永續成長典範值得深入探討。本報告依據2025年2月最新資訊,系統性解析該企業轉型歷程。
Thumbnail
2025/02/21
隨著鰭式場效電晶體(FinFET)技術逼近物理極限,半導體產業正經歷典範轉移,2奈米以下製程必須採用環繞式閘極電晶體(GAA)與背面供電網路(BSPDN)。台積電雖持續主導先進製程製造,但日本國家隊Rapidus挾政府全力支持,目標在2027年實現2奈米製程商業化。
Thumbnail
2025/02/21
隨著鰭式場效電晶體(FinFET)技術逼近物理極限,半導體產業正經歷典範轉移,2奈米以下製程必須採用環繞式閘極電晶體(GAA)與背面供電網路(BSPDN)。台積電雖持續主導先進製程製造,但日本國家隊Rapidus挾政府全力支持,目標在2027年實現2奈米製程商業化。
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
隨著科技的飛躍進步,各行各業再次地站在新一波工業革命的門檻上:從人工智慧驅動的創意過程到區塊鏈技術重新定義的集資方式,再到虛擬實境和數位建模為視覺設計帶來的無限可能,影視製作也將徹底改頭換面。本次就來深入探索這些變革如何為觀眾帶來更加沈浸、互動和個性化的觀影體驗。
Thumbnail
隨著科技的飛躍進步,各行各業再次地站在新一波工業革命的門檻上:從人工智慧驅動的創意過程到區塊鏈技術重新定義的集資方式,再到虛擬實境和數位建模為視覺設計帶來的無限可能,影視製作也將徹底改頭換面。本次就來深入探索這些變革如何為觀眾帶來更加沈浸、互動和個性化的觀影體驗。
Thumbnail
隨著近年來的AI浪潮,讓大家普遍對於AI後續的發展充滿了期待。今年所舉辦的台北電腦展 (Computex),讓這樣的相關的討論更加熱烈。有在投資的讀者們或多或少都會看到相關產業鏈的梳理,像是AI伺服器需要什麼奈米的晶圓製程、需要那些先進封裝測試技術、需要什麼樣的水冷技術、哪些的OEM廠 (O
Thumbnail
隨著近年來的AI浪潮,讓大家普遍對於AI後續的發展充滿了期待。今年所舉辦的台北電腦展 (Computex),讓這樣的相關的討論更加熱烈。有在投資的讀者們或多或少都會看到相關產業鏈的梳理,像是AI伺服器需要什麼奈米的晶圓製程、需要那些先進封裝測試技術、需要什麼樣的水冷技術、哪些的OEM廠 (O
Thumbnail
量子國家隊成立 自製量子電腦 關鍵技術突破 長期布局 待改進領域:與芬蘭和荷蘭等國相比,台灣在量子科技相關新創公司的生態系發展上仍有進步空間。
Thumbnail
量子國家隊成立 自製量子電腦 關鍵技術突破 長期布局 待改進領域:與芬蘭和荷蘭等國相比,台灣在量子科技相關新創公司的生態系發展上仍有進步空間。
Thumbnail
解釋完 CPO 架構與運作模式及 tsmc 剛發布的 COUPE 技術與 CPO 規劃之後,接下來談何謂光收發模組?而光收發模組的未來技術與產業趨勢又如何?
Thumbnail
解釋完 CPO 架構與運作模式及 tsmc 剛發布的 COUPE 技術與 CPO 規劃之後,接下來談何謂光收發模組?而光收發模組的未來技術與產業趨勢又如何?
Thumbnail
瞭解IC和IP的區別、晶圓代工的角色,以及芯粒和小晶片對半導體製造的影響。此外,探討了人工智慧對電子設計的影響。
Thumbnail
瞭解IC和IP的區別、晶圓代工的角色,以及芯粒和小晶片對半導體製造的影響。此外,探討了人工智慧對電子設計的影響。
Thumbnail
法國原子能與替代能源委員會( French Atomic Energy Commission, CEA)歷經20年所設計並建造的人類有史以來最高磁場的可掃描人體的11.7T磁振造影儀,歷經多年研發與儀器調教,團隊終於於近日完成進行人體掃描測試。
Thumbnail
法國原子能與替代能源委員會( French Atomic Energy Commission, CEA)歷經20年所設計並建造的人類有史以來最高磁場的可掃描人體的11.7T磁振造影儀,歷經多年研發與儀器調教,團隊終於於近日完成進行人體掃描測試。
Thumbnail
AI應用遍地開花,討論AI晶片的同時,也來認識一下台積電的其中一項先進封裝技術CoWoS,本篇試圖簡單說明。
Thumbnail
AI應用遍地開花,討論AI晶片的同時,也來認識一下台積電的其中一項先進封裝技術CoWoS,本篇試圖簡單說明。
Thumbnail
神山半導體在發表會上宣告了對未來科技的雄心,展示了最先進的半導體邏輯製程技術。遠在太平洋的另一端,小張聽爸爸說了一個神奇的床邊故事。
Thumbnail
神山半導體在發表會上宣告了對未來科技的雄心,展示了最先進的半導體邏輯製程技術。遠在太平洋的另一端,小張聽爸爸說了一個神奇的床邊故事。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News