成果報告書詳細
管理番号20120000001051
タイトル平成22年度~平成23年度成果報告書 次世代半導体微細加工・評価基盤技術の開発/EUVマスク検査装置・レジスト材料基盤技術開発(2)
公開日2012/10/20
報告書年度2010 - 2011
委託先名国立大学法人大阪大学
プロジェクト番号P10025
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約件名:平成22年度?平成23年度成果報告書「次世代半導体微細加工・評価基盤技術の開発/EUVマスク検査装置・レジスト材料基盤技術開発」
 本研究では、これまでのSeleteと大阪大学との共同研究で得られた成果に基づき、レジストモデルの拡張を行うとともに逆解析アルゴリズムの高精度化を行った。具体的内容は次の三項目である。
(1)低エネルギー二次電子の平均非弾性散乱距離を考慮したモンテカルロシミュレーションによる、二次電子解像度ボケの波長依存性の解明
(2)レジスト溶解点パターン依存性を考慮した逆解析プログラム開発とSFET露光結果への適用
(3)アニオンバウンドレジストのモデル化
以上の項目を、16、11 nmノードに向けたレジスト設計指針の取得を目標に実施した。以下、それぞれの項目における実施結果と得られた知見をまとめる。
(1)モンテカルロシミュレーションにより、二次電子による解像度ボケ、量子収率の波長依存性を明らかにした。波長5 nm程度までは、11 nmノードにおいて解像度ボケは許容範囲であり、酸の発生効率もほとんど影響を受けないが、吸収係数が小さくなるため感度が著しく低下することがわかった。短波長領域では、選択波長により、内殻励起を利用できる元素選択および分子設計が必要である。
(2)逆解析モデルにレジスト溶解点のパターンサイズ依存性を考慮可能とし、SFET露光結果に適用し、微細化に伴うレジスト溶解特性の劣化を評価した。60 nmハーフピッチに対して、16 nmハーフピッチでは11-24%、11 nmハーフピッチでは15-32%溶解点が低下すると見積もられ、16 nm以降のレジスト設計では微細構造からのレジスト溶解特性の改善が重要となることを明らかにした。
(3)酸アニオン固定型のレジスト中における酸拡散をモデル化し、シミュレーションコードを作製し、レジストプロセスの露光量・解像度・クエンチャー濃度・PEB時間依存性を明らかにした。16 nm以降は酸アニオン固定型のレジストが主流になると予測されるが、酸アニオン固定型レジストの分子設計では、プロトンとアニオンの相互作用の制御が重要となることがわかった。また、本開発により、16 nm以降のレジスト開発のための、酸アニオン固定型レジスト評価用新規ツールが得られた。
項目(1)に関しては、国際専門誌[T.Kozawa and T.Itani, Appl.Phys.Express 4(2011)126501.]、国際会議[T.Kozawa and T.Itani,2011 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography(Miami,Florida,USA,Oct.17-19,2011).]、国内会議[古澤孝弘、井谷俊郎、日本化学会第92春季年会(慶應義塾大学、神奈川、2012年3月25?28日)]において、(3)に関しては、国際会議[T.Kozawa,J.J.Santillan,and T.Itani,SPIE Advanced Lithography(San Jose,California,USA,Feb.12-16,2012).]において公表した。
 以上、独自の手法により最先端レジストを解析し、16,11 nmノードに向けたレジスト開発に関して、複数の設計指針を得た。研究成果は学術論文1件、国際会議2件、国内会議1件で公表し、次世代レジスト開発に貢献することが期待される。
英文要約Title:(FY2010-FY2011) Final Report In this project, we have improved the resist model and inverse analysis algorism obtained in the previous collaboration with Selete to precisely evaluate chemically amplified resists. The following studies have been carried out for obtaining the basic strategy of resist design for 16 and 11 nm nodes.
(1) The wavelength dependence of resolution blur caused by secondary electron migration studied by a Monte Carlo simulation, in which the inelastic mean free path of low energy electrons is taken into account
(2) Development of inverse analysis program with variable dissolution point model
(3) Modeling and Simulation of Acid Diffusion in Chemically Amplified Resists with Polymer-Bound Acid Generator
The obtained results are summarized as follows.
(1) The dependence of resolution blur and quantum efficiency on the wavelength of exposure tool was clarified by a Monte Carlo simulation. For 11 nm node, the resolution blur is permissible range down to the wavelength of 5 nm. The acid generation efficiency does not significantly depend on the wavelength. However, the resist sensitivity of organic resists decreases with the reduction of wavelength. In the short wavelength region, the introduction of inner shell excitation into the resist design is necessary.
(2) The inverse analysis program with variable dissolution point model was developed and applied to the analysis of SFET patterning results. Compared with 60 nm node, the dissolution point will decrease by 11-24% at 16 nm node and by 15-32% at 11 nm node. In the resist design for 16 nm node and beyond, the improvement of dissolution characteristics from tiny space is required.
(3) The catalytic chain reaction induced in a chemically amplified resist with anion-bound acid generator was modeled. The dependence of resist processes on exposure dose, resolution, quencher concentration, and PEB time was clarified. In the design of anion-bound resists, the control of the interaction of protons with anions is important.
These studies have been published in a journal [T. Kozawa and T. Itani, Appl. Phys. Express 4 (2011) 126501.], and presented at international conferences [T. Kozawa and T. Itani, 2011 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography (Miami, Florida, USA, Oct. 17-19, 2011).], [T. Kozawa, J. J. Santillan, and T. Itani, SPIE Advanced Lithography (San Jose, California, USA, Feb. 12-16, 2012).], and at a domestic conference [T. Kozawa and T. Itani, 92nd Annual Meeting of the Chemical Society of Japan (Keio Univ., Kanagawa, March 25-28, 2012)].
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