はじめに

デジタルトランスフォーメーションや5G など最新のテクノロジーを支えているのは半導体の高性能化です。特にDRAMや演算処理を行うプロセッサは微細化が進み、高性能化が著しくなっています。

1962年にシリコンウエハーという金属の円盤の上にトランジスタを形成する技術が確立されてから約60年が経ちましたが、この間半導体の微細化を可能にし高性能化を牽引してきたのが、微細な回路パターンをシリコンウエハー上に転写する先端露光技術です。


EUVの波長はエックス線並み

露光とはフォトマスクに書かれた半導体回路パターンをレーザー光線とレンズを使って4分の1程度に縮小してシリコンウエハーに転写することです。微細な半導体回路パターンを転写するには短い波長の光線を使う必要があり、半導体の高性能化は使用するレーザー光線の短波長化によって成し遂げられてきたといっても過言ではありません。

当初、先端露光プロセスに使われた光線は、水銀ライトを光源にするg線やi線でしたが、1990年代に入るとプラズマでレーザー光を発生させるKrFエキシマレーザーに取って代わり、2000年に入ってからは、同じエキシマレーザーでも波長の短いArFエキシマレーザーが使われました。

その後は新たな光線の開発が停滞し、ArFエキシマレーザーが20年近く最先端露光プロセスで使われました。レーザーの波長が変わらなくとも工夫することで微細化をして、半導体は高性能化しましたが、線幅が10ナノメートル(1ナノメートルは10億分の1メートル)以下になるとArFエキシマレーザーではうまく加工できなくなり、もっと短い波長のレーザーが必要となりました。そうしたタイミングで使われるようになったのがEUV(極端紫外線)です。

EUVの波長は13.5ナノメートルでほぼエックス線と同じです。ArFエキシマレーザーの14分の1です。したがって、EUVを使えば今までの限界を打ち破れます。