【いーゆーぶい】

EUV(極端紫外線リソグラフィ) とは?

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💡 短い波長の光で、微細な回路パターンを転写

波長13.5nmの極端紫外線を使い、半導体ウェハー上の感光材料に微細な回路パターンを転写する露光技術。先端半導体の製造では、必要な層に応じてDUV露光などと組み合わせて使う。

📌 このページのポイント
短い波長で、微細なパターンを転写 ArF(DUV) 193nm マスク レンズ ウェハー EUV 13.5nm マスク ミラー ウェハー EUVの光路は真空 細かさは波長・NA・工程条件で決まる 図は光学系の役割を示す概念図
ArFはレンズ、EUVは反射型マスクとミラーを使います。図は光路の詳細を省いた比較で、波長がそのまま線幅を表すわけではありません。
ひよこ ひよこ
EUVは、今までの露光と何が違うの?
ペンギン先生 ペンギン先生
使う光の波長が短いんだ。ArFのDUV露光は193nm、EUVは13.5nmの光を使う。マスクのパターンをウェハー上の感光材料へ転写するとき、短い波長は微細化に役立つよ。ただし描ける細かさは、波長だけでなく光学系や加工条件でも決まるんだ。
ひよこ ひよこ
波長より細い線は描けないの?
ペンギン先生 ペンギン先生
波長がそのまま線幅の下限になるわけではないよ。光の回折による制約はあるけれど、解像度は波長・開口数(NA)・工程に関わる係数の組み合わせで決まる。また「2nm世代」などの名称は、すべての線や部品の寸法が2nmという意味ではないんだ。
ひよこ ひよこ
こんな短い波長の光は、どうやって扱うの?
ペンギン先生 ペンギン先生
ASMLの装置では、スズの液滴にレーザーを当ててプラズマを作り、EUV光を発生させるよ。空気や多くの材料に吸収されるので、光の通り道は真空にし、レンズを透過させる代わりにミラーで反射させる。マスクも反射型なんだ。ASMLはZEISSなどの企業と協力して装置を作っているよ。
ひよこ ひよこ
先端半導体なら、全部の層をEUVで作るの?
ペンギン先生 ペンギン先生
いいえ。特に微細なパターンが必要な層にはEUVを使い、ほかの層にはDUVを使うなど、組み合わせて製造するよ。EUVが登場したからDUVが不要になったわけではない。露光技術の選択は、必要なパターンや工程などに応じて変わるんだ。
ひよこ ひよこ
High-NA EUVは何が進んだの?
ペンギン先生 ペンギン先生
開口数を0.33から0.55へ高めたEUVだよ。ASMLの公称解像度はNXEシリーズが13nm、High-NAのEXEシリーズが8nmで、より細かいパターンを転写できる。装置はすでに出荷されていて、単に研究中という説明は古い。ただし、2nm世代なら必ずHigh-NAが必要というわけではなく、NA 0.33の装置も2nm向けに提供されているよ。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「EUV」って出てきたら「とても短い波長の光で、半導体の微細な回路パターンを転写する技術」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Extreme Ultraviolet Lithography」 = 極端紫外線リソグラフィ
💬 Extreme Ultravioletは極端紫外線、Lithographyはパターンを転写するリソグラフィのこと。この用語では、極端紫外線を使う半導体の露光技術を指すよ。

参考資料

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