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.

перейти к началу страницы