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2006年11月号
Lithography
特殊なアプリによる露光装置の新しい活用法
Aaron Hand
＊　＊　＊　＊
 
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　次世代ついてばかり考えていると、古い技術でもまだ多くの利用法があるということを忘れがちだ。しかし実際には成長する市場で新しい挑戦に挑むべくKrF(248nm)露光装置を含む古いプラットフォームがリエンジニアリングされている。
　蘭ASML社は8年以上にわたりSpecial Application部門を設けている。これは既存の生産ポートフォリオを延ばして新しい市場を発見するために設立された。これらの多くの市場は小さいが、それでもなお、初期開発投資に対してかなりの利益を得ている技術の収益源を占めている。
　ASML Boudeqijin Slujik氏によると、例えば、薄膜ヘッド技術のマーケットでウェーハ露光装置の占める割合は1％以下であるという。それにもかかわらず、ASMLのSpecial Application部門にとっては重要な市場なのである。NAND型フラッシュメモリーの需要が高まり、薄膜ヘッドが使用されているフラッシュとハードディスクドライバの間で戦いが続いた。フラッシュが高容量保存の市場に押し進む一方で、ハードディスクは独自の開発を進めた。薄膜ヘッドを生産するために縮小投影露光へ移行するのは良いスタートを切るひとつの方法であった。
　Sluijuk氏は、薄膜ヘッドをAlTiCウェーハに露光するという動きがあったのは数年前であるという。そのためには現在のリソグラフィプラットフォームを新しいウェーハとデバイスに特化した要求に対応するように適合させなければならなかった。例えば、AlTiCウェーハはSiウェーハに比べるとはるかに厚くて重い。通常のSiウェーハが0.5mmであるのに対して1.2から2mmである。厚さの増加が集光パラメータを変えたと同時にウェーハの重さによって搬送システムの変化も要求された。AlTiCウェーハの熱特性もSiウェーハと異なり、静電放電保護の要求はさらに厳しい。薄膜ヘッドでは照射野よりも大きな材料の一片を使用し、つなぎ合わせ機能の最適化が要求される。
微細で正方形の基盤を搬送が可能な200mmリソグラフィプラットフォームを採用するために適切なホルダーを製作することも可能である
(提供：蘭ASML社)
　ASML Special Application部門製品マーケティングマネージャPeter ten Berge氏によると、薄膜ヘッド生産には現在KrFとArF(193mm)の両方とも使用されている。実際、薄膜ヘッドのロードマップはITRS(International technology Roadmap for Semiconductors)にそう遅れを取っておらず、常に近づいている。ten Berge氏は薄膜ヘッドに要求されるソリューションは、ほとんどITRSで最も厳しいハーフピッチと同じであると言う。しかしフラッシュの密なハーフピッチは薄膜ヘッドの素子分離やトレンチよりもはるかに困難であるとしている。
　要求があまりにも早く加速しているため、半導体業界と同じく、薄膜ヘッドの専門家は最先端の液浸リソグラフィを含め、最新の露光技術にアップデートしているとten Berge氏は語る。同氏は、「おそらく液浸装置は薄膜ヘッドのためだけには開発されなかったであろうが、最新の装置を適応させるよう調整することは可能である」と述べる。さらに、おそらく液浸技術は薄膜ヘッドメーカーに3年以内に導入されるだろうと補足した。
　もちろん、MEMSなど、複合半導体やイメージセンサーを含む他のアプリケーションもある。ten Berge氏によると、CMOSイメージセンサーの製造はメモリー製造とそんなに技術的に違わないため、いくつかのメモリーメーカーではCMOSイメージセンサーも生産している。CMOSイメージセンサーの技術はメモリーよりもわずかに遅れているため、メーカーは古い装置を利用することが可能だ。しかしながら、センサー上の厚いカラーフィルタ層が大量の排気を発するため、汚染物質を除去するために抽気フードをリソグラフィシステムに組み込む改造が必要である。
　MEMSではもともと密着プリンターや等倍のリソグラフィを使用していた。しかし、アライメントやオーバーレイ要求を考慮した場合、縮小露光を検討したほうが懸命であるとten Berge氏は語る。薄膜ヘッドとMEMSの間には、厚いレイヤーなどいくつかの共通点がある。彼は「我々のシステムはアライメントの焦点深度が大きいので面内平坦度を容易に制御することが可能である」と補足した。
　顧客は継続的に新しいリソグラフィソリューションを要求する新型デバイスを考え出してゆく。たくさんの驚きがあり、確固たるロードマップなどは存在しない。ten Berge氏は、「MEMSにはITRSのようなものは無い。デバイスタイプと製造プロセスの多様性は莫大である」と語る。