2016 年度活動報告 リソグラフィー専門委員会 2017.05.09 高橋和弘リソグラフィー専門委員会委員長
リソグラフィ専門委員会 委員長 キヤノン ( 株 ) 高橋和弘 副委員長 ( 株 ) ニコン 奥村正彦 委員 ( 株 ) アドバンテスト 黒川正樹 ウシオ電機 ( 株 ) 笠間邦彦 ギガフォトン ( 株 ) 黒須明彦 信越石英 ( 株 ) 西村裕幸 東京エレクトロン ( 株 ) 中島英男 凸版印刷 ( 株 ) 小西敏雄 ( 株 ) ニューフレアテクノロジー 山口哲男 2
略語 EUVL Extreme Ultraviolet Lithography SMO Source Mask Optimization NIL Nano-Imprint Lithography SMO Single Machine Overlay DSA Directed-Self-Assembly MMO Mix and Match Overlay ML2 Maskless Lithography OL Overlay ITRS International Technology Roadmap for Semiconductor CD Critical Dimension NGL Next Generation Lithography BCP Block Copolymer LWR Line Width Roughness PMMA Polymethyl methacrylate MP Multiple Patterning PS Polystyrene SADP Self-Aligned Double Patterning hp half-pitch SAQP Self-Aligned Quadruple Patterning FDSOI Fully Depleted Silicon on Insulator SAOP Self-Aligned Octuple Patterning LGAA Lateral Gate All Around NA Numerical Aperture VGAA Vertical Gate All Around CAR Chemical Amplified Resist M3D Monolithic 3D TP Throughput 3
活動テーマ : リソグラフィの最新の技術動向の調査 研究 リソグラフィ専門委員会 : 高橋和弘 活動ゴールと活動領域 ゴール : 競争力アップ 領域 : リソグラフィ 今回活動内容 ( 詳細 ) 達成基準 活動内容 リソグラフィ最新技術動向に関し 主に学会を中心に調査 収集を行い 委員間での情報共有と報告を行う 半導体の市場動向について 専門家による講演会の企画 開催を行う 達成基準 講演会 学会報告会の開催と報告書最新技術動向 :3 件市場動向 :1 件 デバイス毎のソリューション情報収集 活動期間と使用したリソース 2016 年 5 月 ~2017 年 3 月 (6 回 ) 9 社のべ 108 時間 現金支出なし 活動成果 講演会 :4 件開催 [40/40 点 ] 技術 (EUVL):2 件 市場動向 :2 件 国際会議 / 学会報告会 :8 件開催 [40/40 点 ] (PMJ,BACUS, SPIE, MNE, EUVL シンポ, DSA シンポ Litho WS, NGL WS) 報告書 : 合計 17 点 204 ページ デバイス毎の情報収集 : 未着手 [0/20 点 ] 自己評価 課題 80/100 点 講演会は出席者に非常に好評 次年以降も継続する デバイス関連の情報収集が未着手であり 次年度では取り組む 4
技術講演会 1: 半導体と半導体製造装置の技術動向 ( 検査専門委員会と共同開催 ) 日時 2016 年 12 月 21 日 (1) 株式会社ニューフレアテクノロジー山口哲男様 ( リソグラフィ専門委員 ) (2) 株式会社 SUMCO 小森隆行様 (3) みずほ証券株式会社山本義継様 参加人数 : 61 名 ( 委員 13 名 その他会員 41 名 事務局 7 名 ) 回答数 :43 2: EUVL 最新技術動向 日時 2017 年 3 月 31 日 (1) エーエスエムエル ジャパン株式会社テクニカルマーケティングディレクター森崎健史様 (2) ギガフォトン株式会社代表取締役副社長兼 CTO 溝口計様回答数 :23 参加人数 : 52 名 ( 委員 8 名 その他会員 39 名 事務局 5 名 ) 技術講演会は出席者も多く好評であった 来年度も 同様なテーマで継続して開催する 5
MPU metal, DRAM の Solution 候補 (ITRS2015 draft より編集 ) 昨年の成果報告会資料 Minimum ½ Pitch N10 N7 N5 N3.5 Production Year 2015 2017 2019 2021 2024 2027 2030 DRAM metal Minimum litho. defined ½ pitch 24 22 18 15 12 9 8 MPU metal Minimum litho. defined ½ pitch 26 18 12 10 6 6 6 EUV Single- Patterning の限界 30nm to 20nm ArFi DP < 20nm to 14nm ArFi QP ArFi QP < 20nm to 14nm EUV SP DSA Narrow Options N7 世代のリソ技術は 2016 年中に選択される ArFi Quadruple- Patterning の限界 ArFi QP EUV DP < 14nm to11nm High NA EUV DSA Imprint Narrow Options EUV Double- Patterning の限界 EUV Double- Patterning の限界未満 EUV DP High NA EUV < 11nm to 7nm DSA Imprint ArFi OP 2016 年活動 : Narrow Options EUV QP High NA EUV Narrow ITRS(STRJ) sub 7nm DSA の活動が停止したため 講演会の開催や学会 Options Imprint ArFi OP を中心としたリソ技術の最新情報収集を行い リソ技術のまとめとデバイス製造への採用予測を行った The colors indicates the time frame in which research, development, and qualification/pre-production should be taking place to provide a solution for a given half pitch range. Research Required Development Underway Qualification / Pre-Production Continuous Improvement 6
各リソグラフィー技術の進捗 Lithography Solution EUVL NIL DSA ML2 Status 光源出力向上やコレクタミラーの寿命改善 量産に向けた進展はあるが 更なる改善が必要 低コントラストパターニングの課題解決への動き ペリクルとマスク検査が量産への課題 4 つの指標 ( スループット OL Defect Particle) が着実に進展 レプリカマスク製造用装置が出荷され レプリカマスクのインフラが整う 一時の勢いは無いものの Defect 低減等の課題に対し進展は見られる CoO 低減の進展に関して報告なし 学会での発表も 1 件で 進捗の詳細が不明 現状の TP は 1wph であり 量産適用は厳しい 7
EUV Lithography の進捗 NXE:33x0 Daily NXE:3350 Weekly TP 104wph@148W (SPIE Microlithography 2017) 光源出力は大幅に改善し 200W を達成 (SPIE Microlithography 2017) Availability は 70% 75% に向上 像性能改善 ( レジストと新照明系 ) (SPIE Microlithography 2017) (SPIE Microlithography 2017) インフラの課題はペリクルとマスク検査 8
Nano Imprint Lithography の進捗 K17 補正 (SPIE Microlithography 2017) Filling 時間短縮により 80wph を達成 (SPIE Microlithography 2017) OL: 液浸との M&M や高次補正も進展 Mask Fabrication Tool FPA-1100NR2 ノズル表面処理 Before After (SPIE Microlithography 2017) (SPIE Microlithography 2017) 外来パーティクルは年々低減 19nmhpのレプリカマスクを製作 9
Directed Self Assembly の進捗 物理ガイド 中性 親水性 疎水性 中性 ブロック共重合体の例 PS-b-PMMA 化学ガイド O O 物理ガイドや化学ガイドで BCP を誘導 (SPIE Microlithography 2017) 電特評価により CD 均一性改善を確認 アニーリング時間 SAQP BCP-TrackAnneal 60min BCP-TrackAnneal 30min BCP-TrackAnneal 5min BCP-AnnealBatch 60min (SPIE Microlithography 2017) (imec/dsa Symposium 2015) Defectも改善が進み 1pcs/cm2レベルコスト低下に関しては大きな進展なし 10
デバイス毎の Lithography Solution 液浸 +MP + DSA?? Device 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Logic EUVL 10nm 7nm 5nm 3nm FinFET/FDSOI FinFET/LGAA FinFET/LGAA/VGAA VGAA M3D DRAM Storage Class Memory NAND 2D 3D 1Xnm 1Ynm 1Znm ReRAM / X Point etc ~15nm 64 96 128 128~ Defect 及び CoO 低減が導入の鍵 NIL 11
Lithography Solution のまとめ Logic では 7nm ノードの一部のレイヤーから EUVL の採用が開始される見込み NAND では 一部のメーカで NIL が採用が始まる見込み NGL が 液浸 +MP に代わりメモリの量産に採用されるポイントは CoO の改善と Defect の低減 12
END 13