Новости науки 25.12.01. Новые горизонты литографии.
В этом году была введена в действие первая экспериментальная установка
для литографии с использованием вакуумного ультрафиолета. Использование
коротковолнового ультрафиолетового излучения в перспективе даст
возможность уменьшить размер изображения до 10 нм и, соответственно,
существенно поднять быстродействие компьютеров.
Как правило, достижимые размеры фотолитографии соответствуют половине
длины волны используемых источников света. Современная оптическая
литография с l = 248 нм должна остановиться на размере около
120 нм. Именно стремлением к этому пределу был обусловлен прогресс
в оптической литографии в последние годы. Новое оборудование перестраивается
на использование излучения с l = 193 нм с выходом в дальнейшем
на 157 нм. В свою очередь это означает переход от надежной кварцевой
оптики (непрозрачной в этом диапазоне длин волн) к CaF2,
достаточно редкому и мягкому материалу. Но для длины волны менее
157 нм (вакуумный ультрафиолет (ВУФ) и мягкий рентген) все материалы
оказываются непрозрачными, поэтому фокусировка изображения должна
производиться уже не линзами. Вместо прозрачных линз становится
необходимо использовать отражательные зеркала. В разработанном оборудовании
ВУФ излучение генерируется в фокусе лазерного пучка в плотном потоке
ксенона. Эмиссия на длине волны порядка 13 нм освещает отражательную
маску, изображение которой уменьшается с помощью вогнутого многослойного
(Si/Mo) зеркала. И, наконец, поглощение ВУФ излучения в воздухе
делает необходимым вакуумный канал переноса изображения.
Работа над проблемой ВУФ-литографии началась в 80-х годах в AT&T
Bell Labs. В последние годы настоятельная потребность искать замену
традиционной оптической литографии привела к тому, что Intel, Advanced
Micro Devices и другие полупроводниковые компании выделили 250 млн.
долл. для разработки в течение 5 лет прототипа ВУФ системы.
Созданная к настоящему времени установка имеет размеры грандиозной
машиной 3 x 3 x 4 м. Уже достигнуты минимальные размеры изображения
в 80 нм. Такое разрешение обещает поднять быстродействие процессора
с 1.5 ГГц до 10 ГГц к 2005-2006 гг. В дальнейшем планируется дойти
до размера в 10 нм, т.е. практически на уровень молекулярной электроники.
Параллельно идет разработка других направлений литографии. Фирма
IBM продолжает работы с электроннолучевой литографией, хотя и свернула
программу изготовления чипов с жестким рентгеном, поддерживаемую
не одно десятилетие. Помимо того, идут и работы по использованию
для литографии ионных пучков. Однако, похоже литография с ВУФ пока
выигрывает у конкурирующих методик. Видимо, понимая это, в марте
текущего года IBM объявила о присоединении к Консорциуму по исследованию
ВУФ-литографии, усилиями которого и была создана вышеупомянутая
экспериментальная установка. Впрочем, для осноения промышленной
технологии изготовители литографического оборудования и чипов должны
затратить еще 2.5 млрд. долл.
|