Недавно я уже писал о завершении НИРа по теме «Разработка установки безмасочной рентгеновской нанолитографии на основе МЭМС (микроэлектромеханической системы) динамической маски для формирования наноструктур с размерами от 13 нм и ниже на базе синхротронного и/или плазменного источника», шифр «Рентген-Литограф».
Сегодня я коснусь этой темы чуть подробнее. Но сначала немного о проблемах фотошаблонов для обычных EUV-литографов, от чего пытались уйти в бесфотошаблонных.
Фотошаблон для EUV-литографов представляет собой отражающую многослойную структуру (как у зеркал), и существуют большие сложности, чтобы его сделать качественно. Если на поверхности такого фотошаблона дефекты более-менее хорошо контролируются, то в глубине, на внутренних слоях, контроль дефектов представляет собой нетривиальную задачу. Поэтому создание такой маски крайне дорого.
Кроме того, проблемой является затенение внутренних слоёв фотошаблона от излучения высокими поглощающими краями, особенно на большой апертуре оптической системы.
Решение же на основе электронного фотошаблона из массива микрозеркал (т.н. «безмасочная» или бесфотошаблонная технология) исключает вышеперечисленные проблемы:
- Улучшается разрешение.
- Снижается зависимость стоимости процесса литографии от количества производимой продукции.
- Исключается проблема поверхностных и объёмных нанодефектов отражающих покрытий. Нет надобности в колоссальной диагностической инфраструктуре.
- Резко уменьшаются геометрические размеры, электропотребление и стоимость литографа.
Одновременно возникают и недостатки:
- Меньшая в 30-100 раз производительность.
- Более сложная система двухкоординатного сканирования.
А вот теперь, когда мы понимаем проблемы фотошаблонов, перейдём к бесфотошаблонным технологиям.
Во вчерашней статье про классический российский литограф от ИПФ РАН я упоминал, что наши разработчики выбрали в качестве источника излучения для своих перспективных литографов более выигрышную систему на основе ксеона с длиной волны 11,24 нм по сравнению с более громоздской дорогой системой на основе олова с длиной волны 13,5 нм.
На основе этого же источника излучения 11,2 нм ещё в 2016 году в ИФМ РАН было озвучено предложение проекта бесфотошаблонного литографа с оценочной (идеализированной) производительностью 22 пластины в час, что не так уж и мало:
Замечу, что производительность классических EUV-литографов от ASML сегодня составляет более 160 пластин в час.
Однако, на конец 2022 года в ИПФ РАН была закончена другая работа, в которой был разработан облик бесфотошаблонного литографа с длиной волны 13,5 нм. Эта менее перспективная длина волны была выбрана исходя из того, что компоненты системы для неё либо уже имелись, либо технология их производства была проработана лучше:
Для литографа был разработан макет объектива на длину волны 13,5 нм с фактическим уменьшением 400 крат (по факту получилось даже 404 крата):
Производительность всей системы — 0,4 пластины в час, что не слишком много. Однако есть пути увеличения производительности до 6 пластин в час.
В качестве источника излучения 13,5 нм используется уже выпускающийся коммерческий источник троитского института спектроскопии (ИСАН):
В настоящее время этот бесфотошаблонный литограф с длиной волны 13,5 нм фактически уже готов к ОКРу, в то время, как вполне можно продолжать работы по разработке узлов уже для следующего бесфотошаблонного литографа с длиной волны уже 11,2 нм. И делать это можно, используя соответствующие наработки по классическому EUV-литографу.
Опытная эксплуатация готового бесфотошаблонного литографа с длиной волны 13,5 нм, по мнению разработчиков, ожидается уже к 2026-2027 годам.
На этом на сегодня всё. Ставьте нравлики, оставляйте своё мнение в комментариях и подписывайтесь на канал. Пока! :-)