ニコンが展望する10nm以下のリソグラフィ技術（後編）：SEMICON West 2015リポート(3)（1/3 ページ）

今回は、10nm世代にArF液浸露光技術を適用する場合の2つ目の課題である「製造コストの急増」に焦点を当てる。ArF液浸露光技術とEUV（極端紫外線）露光のコストを比較すると、どんな結果になるのだろうか。

[福田昭，EE Times Japan]

10nm以降で量産可能な水準にオーバーレイ誤差を低減

　前編では、リソグラフィ技術の将来を14nm世代から5nm世代まで展望するシンポジウム「Making Sense of the Lithography Landscape: Cost and Productivity Issues Below 14nm and the Path(s) to 5nm」から、ニコンのStephen Renwick氏による講演「193 Immersion Lithography at the 10nm node and Beyond」の前半をご紹介した。

　本稿（後編）では、Renwick氏による講演の後半をご報告しよう。前編の後半では、10nm世代以降の微細なパターンを量産するときには露光装置（スキャナー）のオーバーレイ（重ね合わせ）誤差が量産の可否を左右することと、露光の繰り返しによってスキャナーのレチクルとレンズが加熱されて変形することがオーバーレイ誤差を変動させることを説明した。

　ニコンではこの対策として、「高速マルチポイントPMI（Phase Measurement Interferometry）」と呼ぶ技術を開発した。ロットの露光を繰り返している途中でオーバーレイ誤差を測定し、レンズの位置を微調整して補正をかける技術である。スキャナーのスループットをそれほど損なわずに、補正を実行できるという特徴を有する。

　この技術を導入したところ、かなり極端な（悪い）条件でも、オーバーレイ誤差をウエハー間で3nm未満に抑えることができた。10nm世代以降のCMOSロジックの量産に十分な性能である。

「高速マルチポイントPMI」技術の導入によるオーバーレイ誤差の実測結果（2番目のロット）。露光条件はドーズ量が55mJとかなり多い。にもかかわらず、25枚のウエハーを露光したときのオーバーレイ誤差は「平均値プラス（標準偏差の3倍）」で2.40nmに抑えられている（クリックで拡大）

最初のロットに続けて2番目のロットを露光したとき（ホットスタート）の実測結果。25枚のウエハーを露光したときのオーバーレイ誤差は「平均値プラス（標準偏差の3倍）」で2.63nmに抑えられている（クリックで拡大）