次世代半導体微細加工技術・評価基盤技術の開発 EUVレジスト材料技術開発 Key Words 概 要 EUV Resist, Resist Outgassing, DSA 解像度、ラフネス、感度のバランスが良好なハーフピッチ16nm対応EUV レジストを開発 露光時にEUVレジストから発生するアウトガスの評価手法を確立 DSA(Directed Self-Assembly)技術により、PS-b-PMMAブロック共重合高 分子を使用して300mmウエハ上のハーフピッチ15nmパターンを形成 レジストアウトガス評価技術開発 EUVレジスト材料･プロセス開発 EUVレジスト材料開発 500種類を超えるレジスト材料を評価し 解像度、LWR、感度のバランスが良好 な標準レジストを選定し、ハーフピッチ 16nmの限界解像度を確認。 Exp.Tool: NXE:3100 (NA0.25) Illumination: Dipole Resist Sensitivity: 13.5 mJ/cm2 （注）LWR: Line Width Roughness ハーフピッチ16nmパターン PAG Base Resin Electron Beam (EB) e e Outgas Quencher Size, Amount, Acidity / basicity Protecting unit (ratio, size, Ea etc.), Absorbance 露光装置の光学系を汚染する恐れがあるレジストからのアウトガ ス（露光時に発生）の評価技術を開発。露光装置メーカーによって 提案され業界標準となっている合否判定手法の課題抽出･改善を 実施。190種類以上のレジストアウトガス合否判定結果、ならびに 汚染源の解析評価結果をアウトガス放出の小さいレジスト材料開 発にフィードバックしている。 Size, Amount, Acidity / basicity WS Contamination Film Resist Film Non-cleanable Contamination Cleanable Contamination EB-based Tool EUVレジスト基礎研究 レジスト材料・プロセスのさら なる改善、特に、LWRの解明 のため、レジスト特性の基礎 研究を行っている。 MD simulation for resist film Inhomogeneity Pattern formation process Position in resist film 3D distributions of trajectories Effect of free volume PAG Cation Aerial image X-ray Gas レジスト構成成分 Resist Film EUV Atomic % measurement Cleaning Thickness measurement WS WS Spectroscopic Ellipsometer Outgas Contamination Film WS e WS H2 Cleaner XPS WS: Witness Sample EUV-based Tool レジストアウトガス合否判定手法 Expose Inhomogeneity of PAG motions in resist film observed PAG motion trajectories influenced by free volumes in resist film Controlling the effect of free volume is proposed to improve LWR Acid image Simulation for Stochastic effect Model Resist Polymer 分子動力学計算 PEB Resist dissolution analysis by HS-AFM Latent image Positive-tone resist Negative-tone resist 30 Standard PAG Quencher (20wt% of polymer) (0.1mol of PAG) EUV 13% 20% 63% 22% 70 S O O O3S C4F9 EB OH PAG free 67% Acid labile unit None 15% Background PAG PU decomposition by PAG N 100nm PU* free Development LWRduring development: 10.8nm Resist pattern 露光工程における素反応 PEB工程における素反応 PAG and PU* free 70 S O O LWRduring development: 8.4nm Dissolution behavior different between development methods LWR during-dissolution successfully measured → 1st in the world!! In collaboration with Prof. T. Kozawa (Osaka Univ.) 30 O3S C4F9 Tri-n-octylamine OH Acid stable unit 現像過程の解析 PAGの分解生成物が７０％弱と支配的 EB とEUVで高い相関を確認 None Non-cleanable: 硫黄、ヨウ素は洗浄困難 * PU: Protecting unit 確率論的シミュレーション コンタミネーション成分（汚染源）分析 DSAプロセス開発 ブロック共重合高分子(BCP)のDSA (Directed Self-Assembly、誘導自己 組織化)技術により、300mmウエハ 上のハーフピッチ15nmパターン形 成に成功。 新たなDSA材料・プロセスの開発を 進め、サブ10nmレベルの低コストリ ソグラフィの実用化を目指す。 BCP Apply 100 nm Anneal Block Copolymer (BCP) Micro-Phase Separation PMMA PMAPOSS Guide patterns DSAによるパターン形成 今後の展望 7 nm Guide pattern PS-b-PMMAを使った300mm ウエハ上 のハーフピッチ15nmパターン形成 Si含有BCPを使ったハーフ ピッチ7nmパターン形成 ハーフピッチ11nm以細に対応するレジスト材料技術、 アウトガス評価技術の開発 サブ10nmレベルのDSA材料・プロセス開発 (株)ＥＵＶＬ基盤開発センター (EIDEC) 代表取締役社長 森 一朗 2014.9.3 第5回TIA-nano公開シンポジウム
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