3. ダブルパターニングで解像度2倍

 

　図6のように2回露光を行うと、1回目、2回目ともに隣接パターンが離れているので近接効果が少なく、実効的なk1値が1/2近くに下がり、解像度が2倍になったのと同じ効果が得られる。

図6　LELE（Litho-Etch-Litho-Etch）のダブルパター二ングで解像度2倍となる

 

　図7は、犠牲層となる物質のラフなパターンを形成後、全面にCVD膜をちょうど雪の吹き溜まりのように側面に積もるように膜付けし、全面エッチングすると犠牲層の側面の膜が残り、犠牲層をエッチングして除くと、元のパターンの1/2ピッチのパターンができる。この方法をSADP（Self Align Double Patterning）といって、微細なパターニングは1回だけで済みコスト的に有利である。

図7　SADP方式で解像度を２倍にする方法

 

この操作を2回繰り返したのが図8で、1/4の微細パターンが得られ、一部の生産に使われ出しているらしい。

図8

 

4. いよいよ登場EUV

 

　波長13.5mmで、微細化の本命と目されていたEUV（Extremely Ultra Violet）が生産に使われる可能性が出てきた。価格が200億円/台といわれ、スループットが100枚/時でArFステッパーの1/2以下なので、露光のコストは高くつくが、7mm以下のパターンでは必須の装置となっている。光源は図9のように、すずの液滴を垂らし、レーザでプラズマ化して発光させる。EUV光はX線に近い波長なので光学レンズは使えず、反射光学系を用いる。EUV光の反射は、Si／Moを70層ほど積層した膜を用い反射率70％を得ている。

図9　EUVの光源

　ただし10層以上の反射レンズを通すので、光の強度は1?2％程度まで低下してしまいスループット低下の原因となっている。フォトレジストの感度、欠陥、ペリクルを用いるかどうかなど、まだ多くの問題が残っているといわれている。

図10

 

5. まとめ

 

　露光機を中心に微細化の技術を見てきたわけであるが、この先も微細化が続くのかどうかは、ムーアの法則が続くかどうかの重要な点である。当面はEUV装置を使いこなして行くことになると思われ、次に期待されているのは、NAを大きくしたEUVステッパの開発である。EUVでもダブルパターンで解像度を2倍にすることは可能である。その先は波長6.5mmのEUVも候補になるかも知れないが、まだ見通しがあるわけではない。今回の話とは全く違うパターニング技術として、DSA（Directed Self Assemble）やナノインプリントも無視できない。

 

　この技術については、次回に取り上げることにしたい。

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