Posted in宇宙・地球 技術・工学・物理・数学

ウェッブ宇宙望遠鏡、大きさはプールくらい、主鏡はベリリウム製

James Webb Space Telescopeの大きさは、パラボラ状の主鏡が直径6.5m、ひし形の「台」のサイズが21mx14m、打ち上げ重量は6.5トンだそうです。 小学校のプールの水面より少し小さいくらい、ということで、思ったよりも大きいですね。 https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope 写真が下記にあります。「ひし形の台」と見えたのは主鏡と検出カメラに太陽光が当たらないようにする “sun shield”で、厚さ0.1mmのカプトン（ポリイミド）膜にアルミを蒸着したものが５枚重ねてあるそ…
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フォトレジストの歴史と今後

フォトレジストの歴史は下記が詳しいです。日本は先行の欧米を追いかけるところから始めていることがわかります。 https://www.shmj.or.jp/museum2010/exhibi2420.html https://www.shmj.or.jp/museum2010/exhibi2437.html 欧米はフォトレジストは大会社の一部門で、会社の合併などに伴って統合されています。日本は化学メーカーが600社あることから分かるように、「小さな池のガリバー」が多く、フォトレジストも専業が多いです。 専業だとベンチャーと同じで生き残りに必死になるのでビジネスが国際化し、筋肉質・効率的な場合もあ…
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Gate All Around FETは超格子の片方をエッチングして作る

半導体プロセスについては、東京エレクトロンのサイトに参考になる解説がたくさんあります。 https://www.tel.co.jp/museum/magazine/report/202311_02/?section=3 「3nmプロセス」などは、配線の間隔が3nmではなくて、平面に作ったら3nm相当の密度でトランジスタが配置されている、 ということのようです。実際の寸法はEUVの波長程度です。3次元的に積むことによって小さくしています。 Nanosheet FETやGate All Around FETというようですが、SiとSiGeをエピタキシャル成長で交互に３周期くらい積んで、 SiGeが…
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半導体微細加工の解説サイト

半導体微細加工について参考になるサイトがようやく見つかりました。明日の講義に図や動画が欲しかったので助かりました。 https://semiengineering.com/ 広告があまりないこのサイトがどうやって収益を上げているのか不思議ですが、SPONSORSがたくさんあり資金をもらっているのかもしれません。求人のページにたくさん載っているので、そこで収益があるかもしれません。 全てのページが英語か簡体中国語の選択になっているのがまた不思議です。中の人は米国シリコンバレーのようですが、大丈夫でしょうか。 DUV(deep ultraviolet 深紫外線, 通常はArFエキシマレーザーの波長…
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分岐点は10年前

半導体を作るための微細加工（リソグラフィ）は、シリコンウェファの上に感光樹脂（フォトレジスト）を塗って、設計した回路図を写しこむのですが、小さい構造には、波長の短い光源が必要です。ArFレーザー(波長193nm)などの紫外光源が作られましたが、その先は一足飛びにレーザープラズマ光源になりました。これは、物質に強いレーザーを当てて価電子を揺さぶることで高い励起状態を作るものです。その際、化学結合が切れ、電子も原子から切り離されるのでプラスのイオンと電子に分かれたプラズマが発生します。さらにそれらが光を吸収するので、非常に高温になり、高速電子の衝突等で内殻電子も励起されます。これがもとに戻る時に軟…
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波長より小さいサイズを写す干渉露光

昨日のGDP per capita（一人あたりGDP）の続きを少し。GDP(Gross Domestic Product)には貿易外収支は入っていないようです。 https://www.mof.go.jp/policy/international_policy/reference/balance_of_payments/term.htm http://www.meijigakuin.ac.jp/~kumakura/teaching/IE/IE_04.pdf （pdf注意） 貿易外収支はサービス（旅行など）と資本関係があります。日本は全体として約500兆円の対外純資産があり、外国にお金を貸してい…
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演算装置の次の目標は省電力化

現在一人当たりGDP(GDP per capita)は、日本が30年間横ばいから減少だったのに対して台湾、韓国が30年で3倍に伸び、現在3か国はほぼ同じです。これは半導体やコンピュータ関連産業の寄与だと思います。同じ職業で同じだけ頑張れば給料（=GDP per capita)が同じになるのは自然です。 通貨の換算の仕方によっては日本のほうが低いですが、これは日本が突出して高齢化している（65才以上人口、日本は29％、台湾16%、韓国17%）ため割り引くべきでしょう。若い人が多くの老人を支えている(現在2人で1人、30年後には1.3人で1人)割にはうまくやっていると思います。 日本は一番苦しい時…
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世界の研究所　台湾TSMC

今週・来週はピンチヒッターで４回の講義をしないといけません。半年前から分かっていたのですが、結局今準備をしています。いかに余裕がないか、自分でもあきれるばかりです。 さて、その講義で半導体微細加工について話そうと思うので、今週はその周辺を解説します。世界の研究所は、台湾TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation, 台湾積体電路製造股份有限公司)です。 股份 gǔfèng は日本語では「株式」と訳しますが、中国本土では制度には違いがあるようです。台湾では似ていると思いますが…　https://hiroyukiz.com/chinese…
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フレネルゾーンプレートはX線の収束に使える

X線自由電子レーザーは平行光を出しますが、狭い領域に収束させたいときはどうすればいいでしょうか。X線に対して完全に透明な物質は無く、屈折率も１に近いため（実は内殻励起より高いエネルギーでは1よりもわずかに小さい）、レンズを作るのは難しいです。１つの方法はX線が微小角入射に対しては全反射する（屈折率が1よりも少し小さいため）ことを利用して中空で胴が膨らんだ円筒鏡の内側を使う方法です。この場合はコヒーレンスがどうなるかは加工精度もあり難しい問題になります。 もう一つは、光の一部が無駄になりますが、フレネルゾーンプレート(Fresnel zone plate)を使う方法です。これは、屈折でなく、波の…
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X線回折の直接法、自由電子レーザーによる撮像

単結晶X線回折の「直接法」を完成させたKarleとHauptmannは1985年のノーベル化学賞をもらっています。 https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1985/summary/ 多数の回折スポットの強度を組み合わせて漸化式的に位相（原子位置）を改良していく「Σ2関係式」を見つけたのが決め手のようです。わかりやすい解説は下記。 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcrsj1959/38/5/38_5_313/_pdf https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcrsj1…