平成 19 年 5 月 30 日 記者説明会 次世代半導体微細加工技術が実現可能に ~ 国内 EUV リソグラフィ技術開発本格化へ解像度 26nm を達成 ~ 技術説明 第三研究部 森一朗 1
EUVL 技術開発フェーズへの認識 基礎研究 φ1 Feasibility study ASET, MIRAI1/2, EUVA, Leading PJ 基礎研究要素開発 量産を目指した基盤技術開発 MIRAI3 Selete 量産技術開発 < 開発フェーズへの現状認識 > 個々の要素開発主体のフェース から 1 量産を目指した 2 リソインテク レーション主導のフェース に移行しつつある時期と認識 2
EUVL 技術の実用化への課題と開発方針 (1) 要素技術開発の加速 EUVL Mask 無欠陥マスク 異物フリーマスク搬送 保管 マスクコンタミネーション制御 Source 高信頼性 高出力光源 集光ミラーの長寿命化 EUV Exp. Tool 光学系 ( 投影系 照明系 ) の高品質化 長寿命化 EUVL Resist 高解像性 高感度 低 LER 低アウトガス図面提供 :EUVA 3
EUVL 技術の実用化への課題と開発方針 (2) MIRAI 3 EUV Flare Correction EUV Exp. Tool Source Cleaning リソグラフィインテグレーション技術開発 Mask Repair Mask Mask Handling Exp.tool Spec. Defect Inspection EUVL Mask EUV Lithography Design Metrology Blank Inspection Mask Spec. Resist Spec. Resist Material EB Writing EUV EUV Lithography Integration EUVL Resist Process Selete 4
小面積露光装置とフルフィールド露光装置の比較 代表的な装置 小面積露光装置 MET / HiNA / SFET フルフィールド露光装置 ADT / EUV1 光学系概要 露光領域 ( フィールト サイス ) 0.2 X 0.6 mm (SFET) 26 X 33 mm (EUV1) 使用目的 要素技術開発 ( マスク レジストなど ) リソグラフィ性能の総合評価 ( リソグラフィ インテグレーション技術開発 ) ( MET: Micro Exposure Tool, HiNA: High Numerical Aperture, ADT: Alpha Demo Tool ) 5
EUVL 開発スケジュール FY 2006 2007 2008 2009 2010 リソグラフィ要素開発 リソグラフィインテグレーション SFET* *Small Field Exposure Tool ** Full Field Exposure Tool マスク構造 材料の最適化 レジスト材料 露光装置評価 - 光学性能 - フレア特性 EUV1** - 光学系寿命 - 光源 集光ミラー寿命 リソグラフィ性能総合評価 FEP/BEP TEG を用いたリソグラフィ検証 信頼性 生産性 マスク欠陥 ペリクルレスマスクハンドリング技術開発 マスクコンタミネーション制御技術開発 マスクインフラ開発 ( 欠陥検査 修正 ) hp45 プロセス仕様 hp32 プロセス仕様 β 機 6
SFET の外観 マスク搬送部 本体部 光源部 ウェハ搬送部 レジスト処理装置 7
SFET の装置性能 検査項目規格結果備考 中心波長 13.5±0.1 nm 13.50 nm 光源およびミラー反射率より計算 波面収差 ( 注 ) < 0.9nm RMS 0.71nm RMS 波面計測機の測定値 解像 32 nm L&S 26 nm L&S 露光結果 フレア < 7% 6.64% 波面計測値 (MSFR) より計算 ステージ性能 < 8 nm X < 1.3 nm Y < 1.5 nm 干渉計計測によるステージ偏差 (3σ/10 秒間 ) フォーカス精度 < 8 nm <3.5 nm 計測再現性 (3σ) ( 注 ) 光を波として扱う波動光学の用語 理想波面と実波面とのずれを表す 8
SFET 露光結果 100nm 照明条件 : 輪帯照明 0.3/0.7 100nm 45nm 32nm 100nm 100nm 28nm 26nm 9
26nm ステージ性能の影響 ( シミュレーションによる予測 ) SFET& 理想レジスト ( ステージ誤差 :2nm の場合 ) SFET& モデルレジスト ( ステージ誤差 :2nm の場合 ) ステージ誤差が大きいと孤立ラインパターンは解像しない ステージ誤差 :10nm の場合 10
EUV 露光装置の比較 製作 設置機関 MET HiNA-3 SFET ADT EUV1 β 機量産機 Zeiss, EXITECH LBNL SEMATECH Intel Nikon ASET Canon, EUVA Selete ASML ANT(INVENT) IMEC Nikon Selete NA 0.3 0.3 0.3 0.15~0.25 0.25 倍率 1/5 1/5 1/5 1/4 1/4 露光領域 (mm) 0.2 x 0.6 0.3 x 0.5 0.2 x 0.6 26 x 24 16 x 27 26 x 33 投影光学系 2 mirrors (Schwarzschild) 6 mirrors フレア 10% 7% 7% 16% 10% 光源 SR, DPP(Xe) SR LPP(Xe) /DPP(Xe) DPP(Sn) DPP(Xe) 光源出力 0.5W 10W 10W ~50W ~100W* 解像度 ( 報告 ) 28nm 28nm 26nm 32nm ( 注 ) 解像度のチャンピオンデータは 25nm ラインアンドスペースパターン (L/S) (SPIE2007でRohm&Haasから報告 二光束干渉装置(Paul Scherrer Institute ) を使用 ) * 115W(5mJ/cm 2 ) 180W(10mJ/cm 2 ) 11
SFET の活用 : 今後の展開 (1) 目的 <EUVLマスク構造 材料の最適化 > EUVLマスク開発マスクパターンの転写性評価による 1 マスク構造 材料の最適化レチクル搬送部 2 マスク仕様の構築 レジスト材料開発 光源 光学系 マスク寿命等評価マスク基板 <EUVL マスク欠陥仕様の構築 > 本体部 32 31 吸収体 多層膜 ウェハ搬送部 光源部 バッファ層 キャッピング膜 裏面コーティング 40nm 欠陥 CD (nm) 30 29 28 27 レジスト処理装置 10%CD 許容 26 0 1000 2000 3000 4000 5000 Defect area on mask (nm2) 32nmL&S 上のマスク欠陥ウエハ上の像イメージ ( 左図の例 ) マスク欠陥がウエハ上寸法に与える影響 12
SFET の活用 : 今後の展開 (2) 目的 EUVL マスク開発マスクパターンの転写性評価による 1 マスク構造 材料の最適化 2 マスク仕様の構築 レジスト材料開発 光源 光学系 マスク寿命等評価 Trade-off 感度 < 10 mj/cm 2 Trade-off 解像性 < 32 nm Trade-off LWR (3 sigma) 1.7 nm 26nm レジスト材料メーカーとの連携による開発 大学との共同研究 : レジスト反応機構に基づいた基礎研究 13
SFET の活用 : 今後の展開 (3) 目的 EUVLマスク開発マスクパターンの転写性評価による 1 マスク構造 材料の最適化 2 マスク仕様の構築 レジスト材料開発 光源 光学系 マスク寿命等評価 EUV 光は高エネルギーで有機材料を光分解 化学増幅系レジストでは 主に光酸発生剤 保護基が分解し アウトガスを放出 マスクおよびに露光光学系に悪影響を与える マスクおよび光学系のコンタミネーション制御技術 - 酸化 (H2O,O2) とカーボン膜堆積 (CxHy) - CxHy H2O CxHy Mask Optics CxHy Prevention Resist out-gassing Cleaning H2O H2O CxHy Mitigation Anti-oxidation capping layer Exposure Chamber EUVA と連携 Selete Selete 開発テーマ アウトガス評価 解析技術の確立 露光装置 マスクのコンタミネーション評価 マスククリーニング技術開発 14
近々の国内 EUV 関連報告会の予定 平成 18 年度極端紫外線露光技術研究成果報告会日時 :5 月 30 日 ( 水 ) 13:00-18:50 場所 : 東京国立博物館平成館大講堂主催 : 技術研究組合極端紫外線露光システム技術開発機構 (EUVA) 共催 : 技術研究組合超先端電子技術開発機構 (ASET) 共催 : 株式会社半導体先端テクノロジーズ (Selete) 文部科学省リーディング プロジェクト平成 18 年度成果報告会日時 :5 月 31 日 ( 木 ) 10:00-18:00 場所 : 日本科学未来館主催 : 文部科学省リーディング プロジェクト受託研究組織 共催 : 技術研究組合極端紫外線露光システム技術開発機構 (EUVA) Selete Symposium 2007 日時 :6 月 1 日 ( 金 ) 10:00-19:10 場所 : つくば国際会議場主催 : 株式会社半導体先端テクノロジーズ (Selete) 15