EUVフォトレジストの要件に関する最新研究は、ますます微細化が進むArFリソグラフィ技術で遭遇する問題のいくつかを解決する一助となっている。

　米ニューヨーク州立大学アルバニー校のナノスケール科学工学カレッジ（CNSE）の助教授Robert Brainard氏は、EUVとArFリソグラフィに使用される新しい材料を調査している。同氏とそのグループが行っている研究のほとんどはEUVフォトレジストに焦点を当てているものの、ArFでぶつかる問題のいくつかにも取り組んでいる。それらはEUVの問題と大変似てきているという。

　「EUVレジストの課題は簡潔に要約できる」とBrainard氏は言う。「それらは3つの基本特性である解像度（Resolution）、ラインエッジラフネス（LER）、感度（Sensitivity）である。私と同僚はそれをRLSトレードオフと呼んでいる。EUV（そしてEUVレジスト）を成功させるには3つの特性すべてが必要であり、1つがよくなると別の1つが悪くなる」。

　同氏によると、シンプルなレジストのLERと感度を測定し、その後ベース材料を追加することがあるかもしれない、という。しかし、これをするとレジストの感度が低下する。「それらは化学増幅型レジストなので光反応により酸が発生する。ベースを追加すれば酸が損なわれるので、また光が必要になる」と同氏は述べた。しかし、結果はベースを加えることでLERが減り、ラインがスムーズになる。逆に言えば、ベースが減るとレジストはより感度を増すが、LERは悪化する。

　「どちらの場合も低い数値、つまり、低LERと低ドーズを望むだろう。（感度はミリジュール/cm²で測定される。）これはレジストが高感度であることを意味する」とBrainard氏は述べた。「3つの異なる特性すべてがトレードオフの関係にある。この関係を打破することがEUVレジストにとって一番の課題だと私は思う。私はこの問題を曲面のように見ている。その表面上で動き回り、1つの性能要素を別の要素と交換することはできるが、その表面から離れることはないのだ。我々は、表面を離れられるようにしてくれる何かを発明したいと思っている」。ArFレジストとEUVレジストは、今では、どちらも似たような根本的問題に直面している。「半導体業界はこれらの問題をEUVのせいにしてきたが、それは単にEUVがそれらの寸法に早く到達し、短波長を使用しているからである」と同氏は述べた。「一方、ArFレジストは引き続き微細化に向けて改善されており、ArF技術がEUVと同じ問題に直面し始めている又は間もなく直面するだろうCDサイズ領域に到達しようとしている」。

　これらの課題の一つは酸の拡散制御だ。これに対しては複数の解決策があるかもしれない。解決策とは、まだ試されてはいないものの、CNSEで開発中のものである。しかし、Brainard氏は知的財産（IP）に関する懸念から具体的な言及を避けた。「RLSトレードオフの観点から、より多くの酸を発生させる必要性がある。酸の発生効率が上がれば上がるほど性能も向上する」と同氏は述べた。

　「我々はArF技術に直接応用可能なものをEUV技術から学んでいる。22nmノードでは、そこに到達するのが193nmであれEUVであれ、どちらのレジスト技術を使うにしても解決されなければならない酸拡散のような問題を理解するにあたって根本的な問題がある」。

（Alexander E. Braun）