imec、単一露光の高NA EUVリソグラフィで13nm CDの20nmピッチライン形成に成功

米カリフォルニア州モントレーで9月22日～25日(米国時間)にかけて開催されている国際会議「2025 SPIE Photomask Technology + Extreme Ultraviolet Lithography」において、imecがシングルパターニング(単一露光)高NA(NA=0.55)EUVリソグラフィを用いた2つの成果を発表した。

「ダマシン構造の金属配線におけるTip-to-Tip(T2T)臨界寸法(CD)が13nmの20nmピッチのライン形成、およびT2T CDが16nmの18nmピッチのライン形成」と「ダイレクト・メタル・エッチング(DME)プロセスで得られた20～18nmピッチRuラインの電気的テスト結果」という内容で、発表講演論文13686-4「Advances of dry resist towards next-generation lines-spaces patterning in high-NA EUV lithography (Invited Paper)」にて説明されたという。

これらの成果は、imecのNanoICパイロットラインおよびオランダのimec-ASML High-NA EUV Lab(高NA EUVラボ)を活用した結果によるもので、imecとASMLは2nm未満のロジック技術を実現するために重要な役割を果たすと説明している。

13nm CDの20nmピッチライン構造のLCDUは3nm

すでにimecは2025年2月に開催された「2025 SPIE Advanced Lithography and Patterning」において20nmピッチのメタルライン形成を実証しているが、今回、単一露光による高NA EUV工程でのT2Tにおける13nm CDの20nmピッチライン構造では、局所CD均一性(Local Critical Dimension Uniformity:LCDU)が3nmと測定されたとする。この結果は、下地層、照明瞳形状、マスク選択と連携して最適化された金属酸化物レジスト(MOR)を用いて得られたとのことでimecのコンピューティングシステムスケーリング担当シニアバイスプレジデントであるSteven Scheer(スティーブン・シェア)氏は、単一露光によりマルチパターニングと比べて処理ステップ数が削減され、製造コストと環境への影響を低減しつつ歩留まりの向上を図ることができるようになると説明している。

また、T2T寸法のさらなる縮小に向けた開発も進行中で、11nm T2Tでも有望な結果が得られているほか、構造を下層のハードマスクに転送して、真のデュアルダマシン相互接続を可能にするための開発も進めているともしている。

20nmピッチのライン構造。(左)11nm T2T CD、(中央)13nm T2T CD、(右)16nm T2T CDで18nmピッチのライン構造 (出所:imec)

20/18nmピッチのRu配線構造を実現

20nm以下のメタライゼーション実現に向けては、従来と異なるメタライゼーション方式に移行する可能性が検討されている。imecでは今回、ルテニウム(Ru)のDMEと単一露光による高NA EUVの互換性の実証を行い、15nmのT2T CDや低抵抗の機能的インターコネクトを含む、20nmおよび18nmピッチのRu配線を実現したほか、20nmピッチのメタライゼーション配線構造では、100％の電気試験歩留まりを達成したとする。