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LITHOGRAPHY

NGLの変わり行く実態を調査する

[2007年12月号]

By Aaron Hand
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 光リソグラフィは、長期間に渡って半導体業界の牽引役であり続けているが、それに代わる次世代リソグラフィ(NGL)の探求は絶えず続けられてきた。米Frost & Sullivan社の報告書では、マイクロリソグラフィの発展に影響する動向と選定要因の詳細が示されている。

 コンサルティング企業であるFrost & Sullivanの報告書「半導体マイクロリソグラフィ技術における世界的な進歩」は、様々なリソグラフィ技術の急速な新規開発を取り上げ、技術がNGL競争を勝ち抜くような兆候やブレークスルーを見極めることを目的としている。同調査は、最新の技術ノードに備えてリソグラフィ装置のグレードアップを検討している企業にとって有益であると同社シンガポール事務所のアナリストJayson Koh氏は述べる。「レジストや光源のサプライヤなど装置メーカーは、この調査から最新の動向を知ることができる」。

 異なる商業的利益とアプリケーションニーズに突き動かされている半導体とその関連業界(例えばMEMS)は、異なるグループに分けられる。同調査は2004年に行われた前回の調査を更新し、EUV、EPL(Electron Beam Projection Lithography:電子ビーム投影露光技術)、液浸、X線、イオンビーム、マスクレス、ナノインプリント、ディップペン・リソグラフィといった技術について調査された。過去3年間でどの問題が解決し、新しい問題がいかに浮上したか、どのNGL候補が脱落していったかが考察された。

 同調査は、リソグラフィ装置の開発に注目し、重要な技術促進要素を分析し、各NGL技術が乗り越えなければならない課題を評価しながら、NGL候補として残っている技術に焦点を当てている。また、様々な企業が追求してきた戦略についても考察している。

 NGLのスポットライトはEUVとマスクレス技術に当てられているが、X線とイオンビームリソグラフィを研究している研究者や企業もまだ若干存在するとKoh氏はいう。「X線は削減の可能性の低さやマスク材料(簡単に歪みが生じてしまう)などの問題点があり、それらの解決は困難だが、X線は解像度や散乱効果が少ないという点で魅力的だ」と同氏は述べる。「イオンビームは電子ビームと同様にスローな技術だ」。

 ディップペン・リソグラフィも報告書で検討されたNGL候補の一つだ。「ディップペンは特にナノテクノロジーアプリケーションでは将来性のある技術だが、普及させるにはやるべきことが多くある」とKoh氏はいう。「具体的にいうと、NanoInkは何倍もの高速化やスループット向上をする必要がある。多くのペンを一緒にしてどのディップでも広い範囲をカバーする、という方法は多くの人が予想するだろうが、そうすると解像度を妥協しなければならないだろう。なんとかバランスをとらなければならない」。

 Koh氏は、ディップペン・リソグラフィが近い将来、主流のソリューションとして台頭してくる兆候は全くないという。「ただ、ナノテクノロジのアプリケーションは増加している。この傾向が着実に続けば、専用のナノリソグラフィ装置への需要が浮上する可能性があり、ディップペンはナノインプリントと互角の競争をするだろう」。

 製造装置メーカーは、絶対的な必要性がない限り、新しいリソグラフィ技術へ切り替えるのに乗り気ではない。いずれにせよ、最終的にはフォトリソグラフィ装置は、液浸装置であっても、大量生産に対応できなくなるときがくるだろう。マスクコストの上昇や解像度限界の引き上げといった問題により、現在の技術を維持するのが困難になる。報告書が指摘しているように、マスクセットの値段は90nmで80万ドル以下、65nmで120万ドル、このままいくと45nmのマスクセットは200万ドル以上になるとみられる。一方、既存の液浸リソグラフィ技術はチップ製造コストの1/3以上に相当する。この割合は各プロセス技術世代に伴って増加する。

 Frost & Sullivanの調査サービスは、NGL技術の研究開発に携わる組織、企業、大学、研究機関、政府系研究所の情報を提供している。新しい半導体マイクロリソグラフィ技術の紹介があり、それぞれの技術について、実用的なアプリケーションを検証することで商業的・技術的懸念の両方が検証されている。

 同調査はリソグラフィ業界の優れた事例と組織の質的側面を検証するだけでなく、主な技術分野に関連する技術促進要素や課題などの情報も含まれている。特許については、注目に値する活動、技術動向、主な推進企業・団体に関して洞察されている。

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