ナノインプリント開発の進展状況をキヤノンが講演（4）〜「パーシャルフィールド」への対処：SEMICON West 2015リポート(11)（2/2 ページ）

今回は、露光の際にシリコン・ウエハー周辺部で発生する現象「パーシャルフィールド」をもう少し掘り下げて解説しよう。このパーシャルフィールドについてキヤノンは、3種類に分けて対処しているという。

[福田昭，EE Times Japan]

パーシャルフィールドが抱える課題

　ただしパーシャルフィールドでは、フルフィールドと違ったプロセス・パラメータが要求される。例えばフルフィールドではレジストを露光領域全体に滴下できるが、パーシャルフィールドでは、レジストを滴下可能な領域が限定されている。そして滴下可能な部分のサイズや形状などが個々のフィールドごとに違う。つまり、滴下条件がフィールドごとに異なる。

　またパーシャルフィールドでは個々に形状が違うので、レジストをフルに充てんするまでの所要時間が違う。講演者のResnick氏は触れていなかったようだが、たぶん、テンプレートの最適な加圧条件も違う。26カ所のパーシャルフィールドに対して個別に対応していたのでは、パラメータの扱いが複雑になりすぎる。

パーシャルフィールドでレジストが充てんされる様子とウエハー上の位置。左がレジストの動き。4コマの写真で示した。最も左がレジストの滴下直後で、右に向かって時間が進行する。なお数字の％は、露光領域面積の何％をウエハーが占めているかを示す。右はウエハー上におけるパーシャルフィールドの位置（クリックで拡大）

パーシャルフィールドを3種類に分けて対処

　講演者のResnick氏は、パーシャルフィールドをその大きさに応じて3種類に分けて対処していると説明した。「ラージ（大）」と「ミッドサイズ（中）」、「スモール（小）」である。

　「ラージ（大）」は、ウエハー部分が露光領域の70％を超えるフィールドを指す。この場合は、フルフィールドと同じ条件（パラメータ）を適用する。

　「ミッドサイズ（中）」は、ウエハー部分が露光領域の35％〜70％を占めるフィールドである。この場合は、ハードウェアと制御パラメータを最適化することで、フルフィールドと同等のレジスト充てん性能を達成する。

　「スモール（小）」は、ウエハー部分が露光領域の35％に満たないフィールドを指す。この部分では、フルフィールドと同じ性能を達成することはかなり難しいとする。

パーシャルフィールドを3種類に分けて対処方法を変える（クリックで拡大）

　フルフィールドと「ラージ（大）」の場合、レジストの充てん時間は1.5秒未満で済む。これは、インプリント装置1台当たりで15枚/時間のウエハー処理速度に相当する。

　「ミッドサイズ（中）」のパーシャルフィールドになると、必要な充てん時間が長くなることがある。その場合は、2秒くらいの時間がかかるとする。

　「スモール（小）」のパーシャルフィールドでは、所要時間は「ミッドサイズ（中）」よりも長くなる。どのくらいの長さが必要かは、明示されなかった。

パーシャルフィールドにおけるレジスト充てんの実験結果。右上は「ミッドサイズ（中）」のパーシャルフィールドに対して1.5秒間の充てん時間でインプリントを実施した結果。60％のパーシャルフィールドでは欠陥が発生していないが、43％のパーシャルフィールドでは欠陥（レジストの未充てん欠陥）が発生している。左下は、「スモール（小）」のパーシャルフィールドに対して2秒間の充てん時間でインプリントを実施した結果。数多くの欠陥（レジストの未充てん欠陥）が発生している。欠陥密度は1cm²当たりで5.3個である（クリックで拡大）

（次回に続く）