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.
Источник информации - бюллетень ПерсТ, выпуск 7 за 2002 г.