High-NA EUVレジスト比較
High-NA EUV で 16nm pitch の lines/spaces を形成すると、resist film は 20nm 未満 まで薄くなり、depth of focus（焦点深度）は 0.33NA 比で 2-3 倍 厳しくなります。この薄い膜では LER/LWR（線端と線幅のばらつき）と dose の両立が難しく、最小 pitch の metal line/space で先行するのは MOR、contact / via の先行候補は CAR と、パターン種別ごとに強い resist family が異なります。
High-NA EUV のレジスト選定とは、lines/spaces、contact/via、BEOL direct print のパターン種別ごとに、CAR、MOR、dry resist、MTR の 4 family を、必要な dose、roughness、defectivity、量産成熟度で比べて選ぶ作業です。以降の比較表と図で、どのパターンでどの family が先行しているか、どの family を量産学習や次の選定サイクルの候補として残すかを、公開一次情報の数値で区別できるようになります。
4 family の内訳は、CAR（chemically amplified resist：化学増幅型）、MOR（metal oxide resist：金属酸化物系）、dry resist（wet chemical resist process と対比される Lam の乾式 resist）、MTR（multi-trigger resist：CAR と MOR を補完する platform）です。
2026-04-28時点。
このページでは、imec、imec の High-NA readiness 発表、Lam Research、TOK / Irresistible Materials、imec の PFAS 記事 の公開一次情報を軸に、どの resist family がどの用途で強いか を比較します。mask absorber、mask tonality、pellicle、stitching の継ぎ目は High-NA EUVのマスク・ペリクル・stitching に分けています。
High-NAの方式比較から離れ、露光世代を横断して材料状態と測定位置の対応を確かめる場合は、フォトレジスト材料とパターン品質 へ進みます。
最初に分ける点
Section titled “最初に分ける点”metal line/spaceを最小 pitch 側で比べるなら、現時点で最も強い一次情報はMORに集まっています。contact / viaは、2024-02-26 時点の imec 公開情報ではpositive tone CAR + dark field maskが引き続き先行候補です。dose と defectivity の両立、材料使用量の削減を選定条件の先頭に書くなら、Lam のdry resistは量産学習の価値が高い選択肢です。MTRは主力量産材というより、CAR と MOR の間を埋める次世代候補として商用化を加速している段階です。
1. なぜ High-NA で比較条件が厳しくなるのか
Section titled “1. なぜ High-NA で比較条件が厳しくなるのか”High-NA EUV の 16nm pitch の lines/spaces では、imec の記事 が 20nm 未満の薄い resist film と、0.33NA 比で 2-3 倍 厳しい depth of focus を示しています。
この条件では、従来の 感度 と 解像度 に加えて、dose、roughness と stochastic defect、process window、量産成熟度まで同じ表で比べることになります。
図1 の右側のように、High-NA では 20nm 未満の膜と狭い depth of focus の中で dose、roughness、defectivity を同時に満たす必要があり、resist 単体の感度・解像度に加えて、track / underlayer / mask tonality 込みの process window と量産成熟度まで比べる項目に入ります。
量産で先に分けるべきなのは次の5点です。
どのパターンを形成するかどの dose で throughput を維持するかroughness と stochastic defect をどこまで下げるかtrack / underlayer / mask tonalityを含めて process window を確保できるか量産成熟度をどこまで優先するか
2. レジスト比較表
Section titled “2. レジスト比較表”| resist family | 主な現在地 | 強い対象パターン | 公開一次情報の到達点 | 利点 | 残課題 | 量産成熟度の判定条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CAR | 既存量産基盤を持つ主力系 | contact / via、既存量産との整合を優先する用途 | imec は positive tone CAR + dark field mask が High-NA contact / via の leading candidate と発表 | 既存インフラとの整合が取りやすい | 薄膜化で LER/LWR と dose の両立が厳しい。PFAS 規制対応も必要 | 今すぐ比較対象に入れる既存主力 |
| MOR | High-NA の最小 pitch 実証を牽引 | metal line/space、pillar、将来の contact hole | imec は 16nm pitch L/S と 24nm pitch pillars を MOR で実証、20nm pitch metal lines で 90%超の electrical yield を公表 | 最小 pitch 側の pattern transfer に強い | underlayer、development、mask tonality、contact hole 側の defectivity 管理 | line/space 先行の有力候補 |
| dry resist | fab integration の検証が進行 | 28nm pitch BEOL direct print、High-NA への拡張候補 | Lam は 28nm pitch BEOL logic qualification と High-NA への extendibility を公表 | dose と defectivity の trade-off 改善、材料使用量とエネルギーの削減 | 量産レシピ、周辺装置、材料供給の成熟 | 学習投資として価値が高い統合候補 |
| MTR | 商用化を加速中 | 低NA / High-NA の次世代補完材 | TOK / IM は MTR を CAR と MOR を補完する platform と公表 | resolution、LWR/LER、sensitivity、etch resistance、CoO 改善を狙える | 量産実績はこれから。顧客採用は今後の検証待ち | 候補に残す先行投資枠 |
図2 の 3 列のとおり先行 family はパターン種別ごとに異なり、dose、yield、残課題の数値は パターン種別ごとの突き合わせ条件を同じ表で比較すること を優先して上の表にまとめています。
3. CARが残る領域
Section titled “3. CARが残る領域”imec の 2024-02-26 発表 では、MOR + bright field mask の contact hole 実証で 6% dose reduction と 30% LCDU improvement（LCDU：local CD uniformity、contact hole 寸法の局所ばらつき）が得られた一方、mask quality と defectivity が残課題として示されています。
そのため、同じ発表の中で positive tone CAR + dark field mask が High-NA の contact / via patterning では引き続き先行候補として示されています。
PFAS-free CAR では、imec の PFAS 記事 が comparable patterning performance と resolution の残課題を同時に示しています。
CAR は、既存量産で使える露光条件と材料供給網を持ち、規制対応と高解像度化を同じ判定項目に入れる材料です。
4. MORが先行する領域
Section titled “4. MORが先行する領域”MOR では、imec の 2026-03-26 記事 が High-NA EUV の 16nm pitch line/spaces を単一露光で実証しています。
さらに imec の 2025-02-24 発表 では、MOR negative tone resist を用いた 20nm pitch metal lines で 90%超の electrical yield が示されています。
加えて imec の 2024-02-26 発表 では、metal line/space 向け MOR の dose-to-yield 改善として 20%超の dose reduction が報告されています。
この流れから、現時点の MOR は 最小 pitch の金属配線パターンで最も先行している family です。
5. dry resistを別枠で判定する理由
Section titled “5. dry resistを別枠で判定する理由”dry resist では、Lam の 2025-01-14 発表 が 28nm pitch BEOL logic の direct-print qualification、High-NA への extendibility、competitive dose、excellent defectivity and fidelity を示しています。
同じ発表では、dry resist が five to ten times less raw materials、less energy といった sustainability 面の利点も持つと挙げられています。
よくある誤解として、dry resist は MOR の代用品 や CAR の延長 と受け取られやすいところですが、実際には dose、defectivity、material usage、track との組み合わせ を一体で採否判定する材料系です。
High-NA の量産学習では、材料単体性能 より 装置・材料統合 の価値が大きい場面があるため、dry resist は独立した比較軸で残す意味があります。
6. MTRを候補に残す理由
Section titled “6. MTRを候補に残す理由”MTR では、TOK / Irresistible Materials の 2026-02-24 発表 が CAR と MOR を補完する platform と、resolution、LWR/LER、sensitivity、absorbance、defectivity、etch resistance の改善目標を示しています。
同じ発表では、PFAS/PFOS-free and metal-free formulations と cost of ownership savings も開発目標として明示されています。
現時点の公開一次情報で MTR に確かめられるのは開発目標までで、量産実績と顧客採用は今後の検証待ちです。
ただし、PFAS 規制対応、metal-free、CoO を同時に狙う選択肢としては、CAR と MOR の外側に分類できる材料群が必要です。
その意味で MTR は、量産採用の確定を次の材料選定サイクルへ持ち越しつつ、候補には残す 先行投資枠 です。
7. 量産判断で先に明示する判定項目
Section titled “7. 量産判断で先に明示する判定項目”対象パターンは何か
metal line/space と contact/via は別々の表で採否判定する。dose と throughput の目標は何か
high-resolution 実証だけでなく scanner throughput まで含めて比較する。どの欠陥をどこで検出するか
ADI、e-beam、electrical test のどこで合否判定するかを先に明示する。track と underlayer の条件を固定できるか
process window は、resist と track、underlayer を同じ条件にそろえて初めて比べられる。mask absorber と tonality の条件を固定できるか
line / space と contact / via で mask 条件が切り替わると、resist の比較値も動く。規制と材料供給の要求条件は何か
PFAS、metal content、材料使用量を最初の要求条件に入れる。
この比較を使うのは、プロセス担当が High-NA の試作で resist family をパターン種別ごとに割り当てる場面、材料選定で dry resist や MTR の学習投資を通す場面、検査担当が ADI・e-beam・electrical test のどこで合否判定するかを先に取り決める場面です。冒頭で挙げた、20nm 未満の膜で dose と LER/LWR を両立させる条件に対する現時点の答えは、パターンごとに異なる先行 family であり、metal line/space は MOR、contact / via は positive tone CAR + dark field mask、28nm pitch BEOL direct print は dry resist の公開数値が比較の起点になります。次に比べる軸は、resist の比較値を動かす mask absorber と tonality で、High-NA EUVのマスク・ペリクル・stitching へ進みます。露光世代を横断して材料状態と測定位置を対応させるなら フォトレジスト材料とパターン品質、scanner を含む High-NA 全体の量産ボトルネックは High-NA EUVの量産ボトルネック で比べます。
- High-NA EUVの量産ボトルネック
- High-NA EUVのマスク・ペリクル・stitching
- 露光とリソグラフィ
- 検査・計測・オーバーレイ装置の役割分担
- TEL、AMAT、Lamの最新装置と注目技術
References
Section titled “References”- imec, The case for High NA EUV: unlocking the next era of chip manufacturing, 2026-03-26
- imec, Imec demonstrates readiness of the High-NA EUV patterning ecosystem, 2024-02-26
- imec, Imec demonstrates electrical yield for 20nm pitch metal lines obtained with High NA EUV single patterning, 2025-02-24
- imec, High-NA EUV lithography: the next step after EUVL
- imec, Removing PFAS from semiconductor manufacturing, from resists to rinses
- Lam Research, 28nm pitch dry photoresist qualification, 2025-01-14
- TOK / Irresistible Materials, strategic investment and joint development partnership, 2026-02-24