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次世代半導体微細加工技術・評価基盤技術の開発
EUVレジスト材料技術開発
Key Words
概
要
EUV Resist, Resist Outgassing, DSA
 解像度、ラフネス、感度のバランスが良好なハーフピッチ16nm対応EUV
レジストを開発
 露光時にEUVレジストから発生するアウトガスの評価手法を確立
 DSA(Directed Self-Assembly)技術により、PS-b-PMMAブロック共重合高
分子を使用して300mmウエハ上のハーフピッチ15nmパターンを形成
レジストアウトガス評価技術開発
EUVレジスト材料･プロセス開発
EUVレジスト材料開発
500種類を超えるレジスト材料を評価し
解像度、LWR、感度のバランスが良好
な標準レジストを選定し、ハーフピッチ
16nmの限界解像度を確認。
Exp.Tool:
NXE:3100 (NA0.25)
Illumination:
Dipole
Resist Sensitivity:
13.5 mJ/cm2
（注）LWR: Line Width Roughness
ハーフピッチ16nmパターン
PAG
Base Resin
Electron Beam (EB)
e
e
Outgas
Quencher
 Size, Amount, Acidity / basicity
 Protecting unit (ratio, size, Ea etc.), Absorbance
露光装置の光学系を汚染する恐れがあるレジストからのアウトガ
ス（露光時に発生）の評価技術を開発。露光装置メーカーによって
提案され業界標準となっている合否判定手法の課題抽出･改善を
実施。190種類以上のレジストアウトガス合否判定結果、ならびに
汚染源の解析評価結果をアウトガス放出の小さいレジスト材料開
発にフィードバックしている。
 Size, Amount, Acidity / basicity
WS
Contamination
Film
Resist
Film
Non-cleanable
Contamination
Cleanable
Contamination
EB-based Tool
EUVレジスト基礎研究
レジスト材料・プロセスのさら
なる改善、特に、LWRの解明
のため、レジスト特性の基礎
研究を行っている。
MD simulation for resist film Inhomogeneity
Pattern
formation
process
Position
in resist film
3D distributions
of trajectories
Effect of
free volume
PAG Cation
Aerial image
X-ray
Gas
レジスト構成成分
Resist Film
EUV
Atomic %
measurement
Cleaning
Thickness
measurement
WS
WS
Spectroscopic
Ellipsometer
Outgas
Contamination
Film
WS
e
WS
H2 Cleaner
XPS
WS: Witness Sample
EUV-based Tool
レジストアウトガス合否判定手法
Expose
Inhomogeneity of PAG motions in resist film observed
PAG motion trajectories influenced by free volumes in resist film
Controlling the effect of free volume is proposed to improve LWR
Acid image
Simulation for Stochastic effect
Model Resist
Polymer
分子動力学計算
PEB
Resist dissolution analysis by HS-AFM
Latent image
Positive-tone resist
Negative-tone resist
30
Standard
PAG
Quencher
(20wt% of polymer)
(0.1mol of PAG)
EUV 13%
20%
63%
22%
70
S
O O
O3S C4F9
EB
OH
PAG free
67%
Acid labile unit
None
15%
Background
PAG
PU decomposition by PAG
N
100nm
PU* free
Development
LWRduring development: 10.8nm
Resist pattern
露光工程における素反応
PEB工程における素反応
PAG and PU*
free
70
S
O O
LWRduring development: 8.4nm
Dissolution behavior different between development methods
LWR during-dissolution successfully measured → 1st in the world!!
In collaboration with Prof. T. Kozawa (Osaka Univ.)
30
O3S C4F9
Tri-n-octylamine
OH
Acid stable unit
現像過程の解析
PAGの分解生成物が７０％弱と支配的

EB とEUVで高い相関を確認
None
 Non-cleanable: 硫黄、ヨウ素は洗浄困難
* PU: Protecting unit
確率論的シミュレーション

コンタミネーション成分（汚染源）分析
DSAプロセス開発
ブロック共重合高分子(BCP)のDSA
(Directed Self-Assembly、誘導自己
組織化)技術により、300mmウエハ
上のハーフピッチ15nmパターン形
成に成功。
新たなDSA材料・プロセスの開発を
進め、サブ10nmレベルの低コストリ
ソグラフィの実用化を目指す。
BCP Apply
100 nm
Anneal
Block Copolymer
(BCP)
Micro-Phase Separation
PMMA
PMAPOSS
Guide patterns
DSAによるパターン形成
今後の展望
7 nm
Guide pattern
PS-b-PMMAを使った300mm ウエハ上
のハーフピッチ15nmパターン形成
Si含有BCPを使ったハーフ
ピッチ7nmパターン形成
ハーフピッチ11nm以細に対応するレジスト材料技術、
アウトガス評価技術の開発
サブ10nmレベルのDSA材料・プロセス開発
(株)ＥＵＶＬ基盤開発センター (EIDEC)
代表取締役社長 森 一朗
2014.9.3 第5回TIA-nano公開シンポジウム