유기EL 차세대 재료 개발, 제조기간 약 1/10로
원료 대비 제품의 비율도 향상
情報通信硏究機構·關西先端硏究센터는 반도체 상사인 伯東과 공동으로 차세대의 고기능 고분자 화합물 ‘덴드리마’를 단기간에 제조할 수 있는 방법을 개발했다. 제조기간은 종래의 약 10분의 1이다. 덴드리마는 차세대 표시장치인 유기 일렉트로 루미네센스(EL)이나 의료분야에 대한 응용이 기대되는 차세대 재료, 伯東은 연구용 등으로 화합물의 판매를 시작했다.
덴드리마는 중심부에서 방사상으로 가지가 있는 구조를 가진 나무 모양의 고분자 화합물이다. 연구팀이 제작한 덴드리마는 직경이 약 4나노미터의 폴리에스테르계 화합물로 64줄로 가지가 갈라져 있다.
연구팀에서는 고압수소로 약 10시간 반응시킨 공정을, 특수한 촉매로 통상의 압력에서 30분~1시간 30분 동안 반응시켰다. 다른 공정 등도 개량하여 1개월 정도 걸렸던 제조기간을 2~3일로 단축하고, 20~30%였던 원료 대비 제품의 비율도 70%이상으로 향상했다.
덴드리마는 유기EL의 발광재료로서 사용하면 재료의 혼합이 용이해져서 화질이나 밝기의 향상으로 이어지리라 기대된다. 약물송달시스템(DDS)으로서도 기대되고 있다. (일경산업)

반도체 회로 형성 선폭 30나노 이하로 성공, 광원에 ArF
JSR과 IBM은 세계 최초로 선폭 30나노미터 이하의 반도체 회로 패턴 형성에 성공했다고 발표했다. 광원에 ArF(불화아르곤)을 사용한 액침노광장치(스텝퍼)를 이용했다. 종래 30나노 이하의 회로형성에는 보다 파장이 짧은 광원을 사용할 필요가 있다고 생각되어 왔다. 이번 성공은 앞으로 도입이 본격화될 ArF 대응 스텝퍼의 사용가능 기간 연장으로 이어져, 반도체 메이커에게 있어 투자 원가 삭감을 기대할 수 있다.
회로형성에는 JSR이 개발한 포토레지스트(감광성 수지)와 ArF 대응의 IBM제 액침스텝퍼를 이용했다.
현재 반도체 제조공정에서는 ArF를 광원으로 한 장치를 사용하여 회로선폭 90나노미터의 양산이 막 시작된 상태이다. 앞으로 액침이라고 불리는 기술을 이용한 장치를 사용하면서 선폭이 60나노, 40나노로 세대가 진행되리라 보인다.
30나노 이하의 회로는 보다 파장이 짧은 차세대의 광원인 EUV(극자외선)으로만 형성될 것이라고 알려져 있다. 스텝퍼는 1대에 수 십억 엔이나 하는 고가의 장치로, 광원이 바뀌면 장치 전체를 바꿔야 한다. 이번 성공으로 30나노의 반도체까지 ArF 대응 스텝퍼를 계속 사용할 수 있게 되어 반도체 메이커는 새로운 투자가 줄어들게 된다.
액침은 웨하와 스텝퍼의 렌즈 사이에 액체를 채워서 해상도를 높이는데, JSR은 특수한 액체를 개발했다. 독자적으로 개발한 포토레지스트를 병용함으로써 미세한 선폭의 패턴형성에 성공했다. JSR는 2004년에 ArF대응의 액침 스텝퍼를 사용하여 선폭 32나노의 회로 패턴 형성에 성공했다.
▼반도체용 포토레지스트   반도체의 회로를 그리는데 불가결한 소재이다. 실리콘웨하 위에 레지스트를 도포하여 레이저 광원을 쏘이면 빛을 쏘인 부분만이 화학 변화하여 회로로 남기고자 하는 부분만을 보호한다. 보호되지 않은 부분을 다른 장치를 사용하여 깎아내어 회로 패턴을 형성한다.
회로의 선폭을 가늘게 하려면 보다 짧은 파장의 레이저가 필요한데, 파장이 바뀌면 레지스트의 종류도 바꿔야 한다. 현재 최첨단 반도체 제조에는 파장 193나노미터의 ArF(불화아르곤)을 광원으로 하는 레이저를 사용하는데, 양산을 이제 시작한 단계로 레지스트의 수요도 아직 적다. (일경산업)

‘테라헬츠 광’ 발하는 소형의 신 레이저 개발
情報通信硏究機構는 엑스선을 대시한 투과촬영용 광원으로서 주목되고 있는 ‘테라헬츠 광’을 발하는 신형 레이저를 개발했다. 테라헬츠 광은 인체에 닿아도 영향이 없으며, 폭탄의 검지 등 보안대책의 면에서 기대가 크다. 소형의 새 레이저를 사용하면 테라헬츠 광을 이용하는 기기의 원가를 100분의 1로 낮출 수 있으리라 기대하고 있다. 기업과 손잡고 5년 이내의 실용화를 목표로 하고 있다. 개발한 것은 ‘양자 캐스케이드 레이저’라고 불리는 새로운 타입의 반도체 레이저로 전자의 상태변화에 따라서 발하는 빛을 이용한다. 크기는 세로 3밀리미터, 폭 500마이크로미터, 두께 10마이크로미터이며, 갈륨비소 등의 화합물 반도체를 정밀한 다층막 구조로 하여 만들었다. 東京大學생산기술연구소와의 공동성과. 레이저에 전류를 넣으면, 주파수 3.4테라헬츠의 테라헬츠 광이 나온다는 것을 실험에서 확인했다. 단, 동작온도가 섭씨 마이너스 220도로 극히 낮기 때문에 냉각기가 필요하다고 한다. 지금까지 테라헬츠 광을 내기 위해서는 통상의 레이저 광을 결정에 쏘이거나, 거울에 빛을 반사시키는 등 복수의 부품을 조합시킬 필요가 있었다. 장치가 책상 크기로 커지며 수 천만 엔으로 고가였다.
소형의 레이저는 단품으로 테라헬츠 광을 내기 위해 ‘테라헬츠 광을 사용할 기기의 가격을 현재의 100분의 1정도로 낮출 수 있을 가능성’(情通機構)이 있으리라 보고 있다. 이 기구는 앞으로 실온에서도 빛을 낼 수 있도록 더 개량할 예정이다.
사람에게 직접 쏘아도 영향이 없는 테라헬츠 광을 사용하면 옷 속에 칼이나 플라스틱 폭탄을 숨기지 않았는지 조사할 수 있다. 또 엑스선으로는 어려웠던 봉투 속에 든 약물의 종류를 알아낼 수도 있다. 공항의 테러대책 등 폭넓은 응용분야가 기대되고 있다.
▼테라헬츠 광   주파수가 테라 단위인 빛으로 주로 1~10테라헬츠의 빛을 가리킨다. 주파수가 빛과 전파의 중간에 위치하고 있어 빛의 사용하기 편리한 면과 전파의 투과성이라는 두 가지 이점을 아울러 갖는다. 현재, 투과촬영용으로 널리 사용되고 있는 엑스선에 비해 인체에 대한 영향이 적다는 이점이 있다. 단, 간소한 광원이 없었기 때문에 지금까지 활용되지 못했다. (일경산업)