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.

перейти к началу страницы