AMATのリソグラフィ構想：
パターニングvs.プリンティング

[2007年06月号]

By Aaron Hand

この記事を : 印刷する

ブックマーク

メールで送る

目次に戻る

　米Applied Materials社(AMAT)はリソグラフィ領域でのプレーヤーとして知られていないが、リソグラフィがただのプリンティング(印刷)ではないということを知ってもらいたいようだ。同社Thin Film GroupジェネラルマネージャのFarhad Moghadam氏がSPIEのAdvanced Lithographyの昼食会で述べたように、リソグラフィの領域は従来の印刷(露光装置、トラックシステム、マスク、フォトレジスト)から拡大して前処理、生産性、欠陥、パターン転送、測定・検査技術、DFMを網羅するまでに広がった。

　なぜ、AMATが焦点深度(DoF)改善のためのECMP(Electrochemical Mechanical Polishing)やLER(Line Edge Roughness)低減とエッチング選択性向上のためのAPF(Advanced Patterning Film)ハードマスクを検討して欲しいのか、想像するのは容易なことである。

　AMATはArF(193nm)ドライリソグラフィによって32nmライン&スペースに対するソリューションがあるとしているが、多くのエンジニアはそれに懐疑的である。しかし同社は、ITRSが28nmフラッシュメモリーの要求を満たすとしている2013年まで、ドライリソグラフィによるメモリー製造を続けることができる比較的廉価でシンプルなダブルパターニング構造を開発したとしている。

　基本的な考えとしては、密集したパターンを2つのマスクデザインに分け、k₁ファクタをシングル露光の理論限界である0.25以下に効率的に低下するということである。¹⁾ しかし、ダブルパターニング・二重露光にはいくつかの異なるバリエーションがあり、AMATは特に専門的知見に対して1つの例を提示している。

図1　AMATの自己整合型ダブルパターニング方式は自社APFハードマスクを窒化物スペーサに沿って2重に使用し、密集した回路パターンを生み出している
(提供：米Applied Materials社)

図2　この例では、ArFドライリソグラフィ装置を使用して32nmのライン&スペースが128nmピッチで形成されている。最終的なLERは1.5nmである。これらのスペックは28nmフラッシュ(2013年生産)のITRSガイドラインを満たしている
(提供：米Applied Materials社)

　同社のエンジニアらはAPFハードマスクがLERを低下することはすでに知っていた。そのメカニズム自体はあまり理解していなかったが、4.4nmの典型的なLERがAPFによって2.7nmにまで低下することを知った。さらに、同社エッチング装置「Enabler」は、CDとプロファイル制御を保ちつつシリサイドロスを最小限に抑えながらCDを50nmまで縮小することができる。これらの要素を統合させることによって、彼らはAPFハードマスクと窒化物スペーサを組み合わせた自己整合型の二重露光構造を考え付いた(図1)。このシナリオでは、例えば、線幅はまず64nmに描画され、32nmへと整えられる(ピッチが128nmの場合)。パターンは窒化物スペーサが形成されエッチングされているAPFハードマスク上へと転写される。最初のAPFレイヤーは剥離され、二番目のAPFエッチングが行われた後に64nmピッチ上に32nmラインのパターンが形成される(図2)。

　蘭ASML社は、ArF液浸とEUVリソグラフィ技術がそれぞれ37nm、32nm、コンタクトホールのパターンに成功したという結果を発表した。Moghadam氏は、「AMATの方法は最もコストがかからないが、32nmのパターンを得る方法は他にもある」と述べた。