ArF液浸スキャナー

2000年代

ArF液浸スキャナー

～装置・材料～

1990年代に適用されたKrFエキシマレーザーのステップ・アンド・スキャン露光装置^[1][2]は、2000年代に波長が193nmのArFエキシマレーザーに置き換えられた^[3]。これに並行して次世代露光に向けてF2エキシマレーザーの開発が進められた。露光装置の解像度(R)は波長とNAに依存する(R ∝λ/NA)ので、光源の波長λをF2の157nmへ短波長化する狙いであった。しかし短波長光用の光学系やマスク、ぺリクル、レジスト材料の開発は難航した。2002年のSPIEで、TSMCからArF光で液浸露光装置の提案があり^[4]、また同年の157nm Symposium.でニコンもArF露光方式を次世代の有力候補に挙げた^[5]。これらにより業界の開発活動は一気にArF液浸露光装置へ移行した。

NAはn・sinθ(θ；ウェーハ面に結像するレンズの開き角)であり、レンズとウェーハ間の媒体が空気(屈折率n＝1)である従来のNAは１を超えることはないが、屈折率が１より大きい液体であればNAを1以上にすることができる。露光装置に液浸法を適用する提案は1980年頃からあったが、機構が複雑になるために採用されてこなかった。1998年にニコンからLocal Fill方式と呼ばれる露光領域とレンズの間にのみ液浸液を保持する方式が提案され^[6]、さらに2001年にはMITから純水を液浸液に使用する提案があり^[7]、液浸方式の露光装置が現実的な段階に入ったとみられる。

ASMLは2003年に液浸スキャナーのプロトタイプ機(1150i)を出荷し、2004年にTWINSCAN　XT:1250iを商用化した。乾燥(ドライ)状態で位置合わせとフォーカス調整を行い、液浸させて露光する方式でTWINSCANと呼ばれた。2006年にはNA=1.2のTWINSCAN　XT:1700i　NA1.20、2007年にはNA=1.35のTWINSCAN　XT:1700i　NA1.35が発表され、ArF液浸スキャナーが本格化した。

【参考文献】
[1]1990年代後半：露光光源の短波長化（i 線からエキシマレーザー光へ）
[2]1990年代後半：KrFエキシマレーザーのステップ・アンド・スキャン露光装置
[3]2000年代：露光装置の光源がArFエキシマレーザーに移行し、更にレンズの液浸化適用拡大
[4] B.J. Lin “Semiconductor Foundry, Lithography, and Partners”, Proc. SPIE 4688, 2002
[5] S. Owa et al. “Nikon F2 Exposure Tool” 3rd International Symposium of 157nm Lithography, 2002
[6] Y. Fukami and N. Magome “Projection exposure method and System” International Patent Application WO99/49504 1999
[7] Switkes M. and Rothschild M. “Immersion Lithography at 157nm” J. Vac. Sci. Technol. B Vol19 No.6 P2353, 2001

[最終変更バージョン]
Ver.001 2020/12/25