極端紫外線リソグラフィ
2010年6月に、TSMCは、研究開発目的のために、2011年にEUVシステムを受領すると発表した。伝えられるところによれば、装置の質量は、200万ドルを超える特殊な固定具を購入するほどある。
2010年7月に、Semicon West 2010において、ASMLはEUVLによって達成した解像度を更新し、2010年では24nmの状況であるが、1.0を下回る大幅に等級が下がった規格化イメージログスロープ(normalized image log-slope:NILS)であり 、 粗末なリソグラフィ品質を表している。事実上、より鮮明な解像度が投影されるに従い、NILSは0に至ると期待され、EUVL使用の不可能性を示している。
2010年には、コストを釣り上げる、上で言及したショット雑音に起因する線端粗さの改善に取り組むための各種追加工程を開発する必要が依然あるとサムスンが言及した。くわえて、 DUV波長に含まれる帯域外の波長がフレア効果を招くように述べているこれは他のものでも観測されている。
2010年のSPIEにおいて、ローレンス・バークレー国立研究所とカリフォルニア大学バークレー校のX線光学センターからの研究者が提示した結果では、基板から多層膜までの複製表面粗さ(replicated surface roughness:RSR)が50pm程度に低いことは、焦点ボケを伴う斑点のような像となる位相誤差を引き起こし、それは22nmと16nmノードを許容できない線端粗さ(LER)を招く。このスペックは現状の能力よりも小さい。参考に、ボーア半径は53pmであり、シリコンウェーハの実効表面粗さは100pmのオーダーである。
PMMAのような絶縁材料においては、低エネルギー電子がはるか遠くへ移動しうる(数ナノメートルでありうる)ことが認識されてきている。例えば、10nm未満の厚さのSiO2において、ごくわずかな電子散乱が予想されている。これは、イオン化ポテンシャル以下に、唯一のエネルギー損メカニズムが主としてフォノンとポーラロンによってあるという事実による。ポーラロン効果が高分子と共有結合物質よりもイオン結晶の中においてより強く現れることに注意しなければならない 実際のところ、 ポーラロン跳躍は20nm以上離れて拡大する。
~20nmのワーストケースの拡散を~10nmの期待されるEUVツールの解像度に加えれば、現実的に有効な解像度がよくても~30 nmであることが予想され、それは現行のダブルパターニングリソグラフィを使用した最先端の液浸リソグラフィに匹敵する。20nmの電子範囲がばらつきに応じた10%のみの限界寸法であることを可能にすることは、そのまま200nmを下回るリソグラフィへの挑戦となる。
(*) 平均では,10eVのエネルギーを持つ電子はエネルギーを失う前に物質内のこの距離を移動する。
IBMのFederほかによる古典的な実験において、PMMAレジスト上のエルビウム層はX線に晒される。
従ってインテルは、15nmまで倍、および恐らく3倍のパターニングを備えた193nmの液浸リソグラフィを拡張する準備をしている。現在では、11nmの論理ノードに対するEUVの実現可能性を追求しているが、2次元コンタクトパターニングは、改善した線幅粗さのための特別な洗浄処理が非常にピッチに依存しているようである一方で、依然~26nmハーフピッチにおいてのみ良好であるようである。インテルは、EUVを使用せずとも、それが11nmのノードで今までどおり193nmの液浸リソグラフィを使用できると明言した。
2010時点で、所要のEUV検査装置の開発が可能になるため、2015年までEUVが遅れるであろうと見られていた。他方では、メーカーの工程表はEUVを使用することを妨げ、2012-2013が1x nmに必要な時期であると示している。EUVLの長期的な推進の検討は今10nm以下のデザインルールを検討する必要があるだろう。しかしながら、現時点では、より大きな電場ベクトル角度により、分極効果は重要になる。分極効果により10nmのハーフピッチ・ライン・スペース用の有効なフレアは11%である。EUVの難しさは偏光制御(レーザー源が無くプラズマのみ)の不足である。
Lombardo et al., J. Appl. Phys., 84, 472 (1998).
↑ M. Dapor et al., J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 9, 023001 (2010).
↑ C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 6th ed. (John Wiley & Sons, 1986), pp. 281-3.
↑ P. T. Henderson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 8353-8358 (1999).
↑ K. W. Lee et al., J. Kor. Phys. Soc. 55, 1720 (2009).
↑ D. Emfietzoglou et al., Nucl. Instr. & Meth. in Phys. Res. B 267, 45--52 (2009).
↑ H.-J. Fitting et al., J. Elec. Spec. & Rel. Phenom. 119, 35--47 (2001).
↑ S. Hino, N. Sato, H. Inokuchi, Chem. Phys. Lett. vol. 37, 494 (1976).
↑ R. Feder et al., J. Vac. Sci. Tech. 12, 1332 (1975).
↑ K. Murata, J. Appl. Phys. 57, 575 (1985).
↑ D. J. D. Carter et al., J. Vac. Sci. & Tech. B 15, pp. 2509--2513 (1997).
↑ K.