Новости науки 16.04.02. Литография с использованием вакуумного
ультрафиолета.
В марте проведены первые успешные опыты по фотолитографии с использованием
дальнего ультрафиолета. Значение этого события трудно переоценить:
оно закладывает основы для развития микроэлектроники в ближайшие
десятилетия.
Основным критерием уровня производства в микроэлектронике является
количество элементов на чипе, что, в свою очередь, зависит от минимального
размера элемента микросхемы, получаемого методами литографии. Сегодня
для изготовления микросхем применяется фотолитография с использованием
излучения эксимерного лазера с длиной волны 248 нм. На ближайшие
пять лет ресурс для развития есть - это переход к литографии на
длине волны 157 нм (также одна из длин волн эксимерных лазеров на
фторных смесях) и использование преломляющей оптики из флюорита.
Это позволит некоторое время двигаться вперед с примерно той же
скоростью, обеспечивая формирование деталей микросхем с разрешением
до 50 нм. Проблема в том, куда двигаться дальше (см. нашу новость ).
Естественно, необходимые технические решения начали разрабатываться
не сегодня. Исходно рассматривалось несколько очень дорогих проектов:
электронно-лучевая, ионно-лучевая и рентгеновские литографии. Одной
из разновидностей последней была литография в дальнем ультрафиолете
(Extreme UltraViolet lithography). EUV литография, отчасти по преемственности
с используемой оптической литографией, рассматривалась как наиболее
вероятная технология. Тем не менее, и этот вариант сулил кардинальные
изменения в технологии, поскольку прежняя преломляющая оптика уже
не может использоваться в новом диапазоне длин волн.
Масштабность проблем и стремление не оказаться позади в технологической
гонке заставили несколько лет назад ведущих производителей чипов
в США объединиться в специализированный консорциум, названный EUV
LLT. Европейские фирмы несколько задержались на старте и объединились
лишь несколько месяцев назад в рамках"Media+" программы. Однако,
учитывая стратегическое значение этих разработок, в рамках"Media+"
планируется до 2008 года запустить и проинвестировать 38 крупных
микроэлектронных проектов, среди которых EUV - одна из наиболее
значительных. Частично европейские производители вовлечены и в американские
программы. Предположительно, специализацией европейских производителей
явится поставка литографической оптики √ область, в которой европейцы
традиционно сильны. Требующиеся для EUV литографии оптические элементы
представляют собой многослойные зеркала из примерно полусотни чередующихся
слоев молибдена/кремния или бора/углерода, причем допустимое отклонение
зеркал от плоскостности порядка одного атомного монослоя.
Один из наиболее критичных моментов - источник излучения для EUV
литографии. На еще не существующий источник производители чипов
уже наложили свои ограничения: он должен выдавать в рабочем диапазоне
длин волн не менее 100 Вт - этого должно быть достаточно для производительности
линии литографии 80 пластин кремния в час.
Март 2002 г. явился датой, которая отсекла многие альтернативы.
Cutting Edge Optronics и Sandia National Laboratories впервые продемонстрировали
успешную литографию с использованием дальнего ультрафиолета. EUV
источником служило излучение плотного облака горячей плазмы. Плазму,
в свою очередь, получали при фокусировке 500-ваттного YAG-Nd лазера
на струе распыляемого жидкого ксенона. По последнему опубликованному
сообщению, полученная мощность в тридцать раз превышала достигнутую
при использовании предыдущего варианта устройства, и время экспозиции
кремниевых пластин составило 4 секунды против 120 секунд соответственно.
Сообщается также, что во втором квартале текущего года будут проведены
опыты по литографии с использованием 1.5кВт лазерной мощности для
накачки плазмы.
Все это дает надежду, что знаменитый закон закон Мура, утверждающий,
что количество транзисторов, которые можно разместить в одном чипе,
удваивается каждые 18 месяцев, будет выполняться и дальше.
|