米国標準技術局(NIST：National Institute of Standards and Technology)の研究員およびエグゼクティブアドバイザであるHerbert S. Bennett氏は、2005年国際半導体技術ロードマップ(ITRS)の分析による半導体産業¹)における測定技術状況の概観を発表した。これらは著者が米国測定システム(USMS)として述べることの「片鱗」だが、同氏はこの産業の動向について以下のとおり述べている。

■プロセス技術から製品設計、アーキテクチャ、アルゴリズム生成、ソフトウエアおよびライフサイクルへと半導体製造業者間の競争が移行した

■研究開発費および工場の増加という厄介な問題

■より短縮されるプロセス技術のライフサイクル

■測定に関する費用の増加を埋め合わせるためのナノテクノロジーに対するモデリングおよびシミュレーションを増加させ、より速いプロセス評価を行う

　驚くことではないが、Bennett氏は、技術革新および高度処理には材料および汚染評価だけでなく、CD、リソグラフィ、フロントエンド処理、相互接続性能および低誘電率および高誘電率を検証する測定能力の早急な開発が必要であることを述べている。同氏は、これらの課題が2013年までさまざまな部門で発生すると見ている。

■DUVおよび液浸リソグラフィ

■積極的なゲートスケーリングの結果としてリソグラフィおよびエッチングにおけるCD制御問題

■不十分なナノメートル構造設計およびシミュレーションツールによる新技術の導入の阻止

■特にデジタルとアナログのチップ領域間の信号絶縁の複雑さによる、縮尺技術および統合性の複雑さの増加という弊害の発生

　2013年以降、Bennett氏は、CDの正確な測定は7nm未満となり、ライン幅のばらつき(LWR)計測が0.8nm(3σ)で、オーバーレイ正確度2.8nm(3σ)は、CDおよびプロセス制御を可能にする十分な正確度を備えた測定機器がなくては不可能だろうと指摘する。化学、材料、原子レベルの凝縮物質物理学などの基礎的な理解が必要で、それを理解するには革新的な測定機器が必要となり、結果的には鶏が先か卵が先かという状況になる。

　研究開発費が高くなるため、責任はOEMから機器および材料サプライヤに移行しつつあることがこの記述から分かる。また、測定技術の障害に対処するには、産業、企業、政府が連携を強化する必要があると述べている。

　いくつか測定技術が研究開発段階にある中、Bennett氏は、それらが遭遇する可能性がある大きな障壁は技術的なものばかりではないと指摘する。「生産、市場、エンドユースにおける規制は、技術開発などにおいて重要な役割を担う場合がある。規制が技術革新を促進するか阻害するかどうかを継続的に評価することは、USMSにとって特に重要である」と、同氏は述べた。

　Bennett氏がほのめかしているわけではないが、米国議会内にはエンジニアがあまりいないため、半導体のエンジニアなどは政府当局と意思疎通を図り、ナノエレクトロニクスの理解を深められるようにする必要がある。進歩や革新よりもむしろ、どの規制によって抑制されるのかを議員に指摘することはきわめて重要なことであり、政府が適切な研究開発資金を提供することも同様に重要である²)。

1. H. Bennett, “Will Future Measurement Needs of the Semiconductor Industry be Met?” NIST J. of Research, to be published.

2. A. Braun, “Helping Metrology to Measure Up,” Semiconductor International, December 2006, Vol. 29, No. 13, p. 15.