Сегодня оборудование для производства микроэлектроники по современным нормам (10, 7, 4 нм) выпускает только нидерландская компания ASML. А компоненты для него поставляют компании из разных стран. В разработку инвестируют все крупнейшие мировые IT-компании: Intel, Samsung, TSMC и другие. Давайте узнаем, что вложила Россия в эти разработки.
Суть вещей
В России есть возможность выпускать микроэлектронику по нормам 65 нм, но не ниже. Ограничение упирается в физические принципы, а именно: длину волны применяемого электромагнитного спектра (света). Чем она меньше, тем выше разрешающая способность. Соответственно, можно использовать маски (трафарет) с меньшими размерами. Ранее применялся глубокий ультрафиолет с длиной волны 193 нм. Это позволяло добиться разрешения до 10 нм.
При переходе к более «тонким» техпроцессам (7 нм и ниже) понадобилось излучение с более короткой длиной волны. Так нашли применение экстремальному или жёсткому ультрафиолету с длиной волны 13,5 нм.
Но вот проблема! Для излучения и проецирования такого спектра нельзя использовать линзы. Ведь они становятся непрозрачным препятствием, как, собственно, и воздух. Поэтому все операции нужно проводить ещё и в вакууме.
После изысканий было принято решение использовать зеркала для проецирования маски. Эксперты утверждают, что для разработки такой технологии необходимо не менее $80-100 млрд. При этом маски постоянно надо менять и производить под каждый новый процессор. А это десятки миллионов долларов. В результате технология ASML обходится очень дорого, даже с учетом того, что в ее разработке участвует весь мир.
Отечественный IT-проект SFERA по праву может считаться самым амбициозным проектом в мире. Его релиз не за горами. Чтобы узнать о продукте больше, перейдите по ссылке.
Многолучевая литография и причем тут Россия
Тем временем другая голландская компания Mapper Lithography предложила безмасочную технологию производства: рисунок на полупроводниковую пластину переносится напрямую с компьютера.
«Многолучевая электронная литография использует 13 000 электронных лучей одновременно. Каждый луч контролируется индивидуально, плюс он еще разбит на 49 сублучей. Используя 13 000 лучей, можно печатать около 10 пластин диаметром 300 мм в час. Стоимость такой машины будет в 2-3 раза меньше, чем стоимость современной установки фотолитографии (сканера на 193 нм с водяной прослойкой)».
habr.com
Это на порядок дешевле чем то, что предлагает ASML. Если процесс фотолитографии можно сравнить с процессом получения пленочной фотографии и ее проявки, то многолучевую электронную литографию можно сравнить с цифровой фотографией, которая получается на принтере.
Российский след
Значительная доля компании Mapper Lithography принадлежит России. И ключевые элементы машины (электронные линзы) производятся у нас на небольшой МЭМС-фабрике, построенной при поддержке «Роснано».
Разрабатывалась технология электронной литографии совместно с Институтом физики микроструктуры РАН в Нижнем Новгороде. В 1993 году этот институт выделился из Института прикладной физики РАН, а в 2017 году стал филиалом ФИЦ ИПФ РАН. ИФМ до сих пор является лидером в рентгенооптике.
«Дело в том, что до фотолитографии рентгенооптика использовалась в микроскопии, астрономии, диагностике плазмы», — поясняет главный научный сотрудник ИФМ Николай Малашенко.
Разработкой источника излучения экстремального ультрафиолета по заказу ASML также занималась группа из Института спектроскопии РАН. Ей руководил ведущий научный сотрудник Константин Кошелев. В околонаучных кругах говорят о том, что этот институт производит и зеркала EUV-сканера для нидерландского заказчика. Но на момент написания статьи подтверждений этому нет.
Читайте развернутый материал с пояснениями на нашем втором канале.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA