成果報告書詳細
管理番号20160000000609
タイトル平成26年度ー平成27年度成果報告書 エネルギー・環境新技術先導プログラム ナノディフェクト・マネジメントの基盤技術の研究開発
公開日2016/7/7
報告書年度2014 - 2015
委託先名株式会社東芝
プロジェクト番号P14004
部署名イノベーション推進部
和文要約平成27年度成果報告書 エネルギー・環境新技術先導プログラム ナノディフェクト・マネジメントの基盤技術の研究開発
[1]ナノ欠陥検査・計測:[Subー5nm欠陥検査技術]]延伸法、膨潤法、反射膜形成法について検査に必要な信号SN比>10が得られるか検討した。信号SN比>10.8を得た反射膜(NiTa)形成法を仕様一次案とした。[電子線高速欠陥検査技術]高速検査実現に不可欠な技術としてマルチビーム方式を選定した。ビーム分割のアパーチャ、一次ビームと二次ビームを分離のためのウイーンフィルタ、収差性能を決定する対物レンズおよび電子ビーム検出器、画像処理アルゴリズムについて仕様一次案を作成した。[非破壊形状測定/検査技術]焦点寸法0.1μmで10W/μmを達成する技術候補として文献調査とメーカーヒヤリングからナノピラー・ターゲットを抽出した。しかし、許容電力のシミュレーション予測値が1.6W/μmに留まり、10W/μmを実現できないと判断した。
[2]低欠陥ナノパターニング技術:[Subー10nmレジスト材料・プロセス技術]文献/学会調査から有機金属錯体材料を候補選定した。材料合成の難易度と、塗布性能、安定性、EB露光などのレジスト基本特性を評価して、有機金属錯体材料をレジスト材料に用いた場合の課題を抽出した。一連の実験を基に評価環境一次仕様案を作成した。[Subー10nmパターン耐加工性能向上技術]レジストの耐加工性能を向上し得る7候補から、利得を数値化した分析と、下地加工実験から、形状劣化が小さい低加速EB照射法を選定した。XPS、IR分析から同技術の耐加工性向上について炭素原子の二次元構造化モデルを立てた。[Subー5nm DSA精密制御技術]位置精度<1nm実現に不可欠なガイド/DSA技術を文献/学会調査と実験検証で選定した。ガイド形成9方式からスムージング法、ナノインプリント法の2方式、DSA材料3タイプから高凝集性材料をそれぞれ選定し仕様一次案とした。
[3]ナノ異物・ナノ汚染の計測・制御技術:[Subー10nmパターン洗浄/乾燥技術]パターンへのダメージが小さい凍結洗浄(固化洗浄)と、材料力学の視点から原理的に表面張力が0になる超臨界流体を用いた乾燥技術が有効と判定した。清浄液供給ラインの技術課題を抽出して仕様一次案を作成した。[減圧・真空下のナノ粒子計測技術]理論計算から抽出した微粒子可視化技術(チャンバ内モニタ)と、電子式インパクタ(排気ラインのモニタ)についてナノ粒子検知実験を行った。両方式で30ー40nmポリスチレン粒子の検知を確認し、これらを候補技術として選定した。[スーパークリーン搬送技術]FOUP内不純物の抽出試験とウエーハ上欠陥との相関から可塑剤(FOUP素材添加物の一種)を欠陥の一因子と判定しその影響濃度を求めた。この因子を除去可能な炭酸ガスを用いた超臨界洗浄方法を仕様一次案に決定した。[ウエーハ裏面/側面制御技術]裏面欠陥の形状、分布、履歴、再現性の調査から、現状の裏面欠陥はリソグラフィ工程に影響せず、デバイス初期特性にも影響しないことが判った。一方、ウエーハ側面検査装置の性能比較を行い、目的に応じた最適装置を抽出できた。
[4]液中ナノ異物/バブル計測技術開発:[材質選択的液中計測手法の検討と選定(産総研)]Flow Particle Tracking法(FPT法)に関しては流動場中で数10nmの粒子径評価を検証した。共振式質量測定法は溶媒との密度差約0.05g/cm3の異物を識別可能だが粒子径計測に限界があり、実用的方式としてはFPT法を選定した。
英文要約Title: The research and development on key technologies of Nano Defect Management (FY2014-FY2015) FY2015 Final Report
[1] Nano-Defect Inspection
Sub-5nm defect inspection technology: The defect signal to noise ratio of the reflection film deposition method with NiTa is more than 10 (target). This method is decided as the primary specification.
High-throughput electron beam defect inspection system: In order to improve throughput of electron beam inspection system for practical use, multi-beam (MB) inspection system was selected. Then, the primary specifications of MB inspection system were determined.
Non-destructive shape measurement/inspection technology: A nano-pillar target was picked up as a potential candidate of x-ray target. But, it was found to be impossible to realize the target power.
[2] Nano-Patterning with low defect level
Sub-10nm Resist Material and Process Technology: The organometallic complex was selected as a candidate for the sub-10nm resist material. Based on some experiments, the issue of the organometallic complex became clear and the first specification plan for sub-10nm resist evaluation was created.
Technology on improving etching durability of resist pattern for sub-10nm era: A low-energy-electron irradiation had been selected as a process which can improve the etching durability of a resist pattern.
Sub-5nm DSA High Accuracy Placement Control Technology: The specification draft of sub-5nm DSA high accuracy placement control process was proposed using 2 guide methods and a high cohesive material type.
[3] Nano-Particle Control
Cleaning and Drying Technology for the Sub-10nm Patterns: A freezing method for the cleaning and the drying using with a supercritical fluid were selected for the sub-10nm patterns. The 1st specification of the cleanness chemical-supplying line was created after extracting a technological problem.
Feasibility study of nanoparticle detection techniques in a vacuum environment: An electronic impactor and a fine particle visualization achieved 30-40nm polystyrene latex standard particle detection and they were chosen as candidates for nanoparticle detection techniques in a vacuum environment.
Super-clean Carrying Technology: Supercritical cleaning method with carbon dioxide gas is selected as one of the primary specifications to remove the factors for defect.
Wafer Backside/Bevel Defect Control Technique: It came to conclusion that defects, which were found on the backside of Si-wafer currently, did not have an effect on overlay accuracy in lithography and initial characteristics of semiconductor devices.
[4] Nano Particle and Bubble Separate Monitoring Technology
Flow Particle Tracking (FPT) method was developed. The observable minimum size using FPT was approximately 20-30 nm using first prototype system. Resonant Mass Measurement method was also examined and it was found the difference of the density in approximately 0.05 g/cm3 was sufficiently detected, however; the observable minimum size is quite large, i.e. 300 nm for PSL particle. We therefore selected FPT method as next generation liquid particle counter method.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る