Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
Фотолитограф

Trumpf: не только лазеры для EUV фотолитографов.

Многим людям, интересующимся современной микроэлектроникой, хорошо известно имя немецкой компании Trumpf: производителя передовой лазерной техники. При чём здесь микроэлектроника? Дело в том, что лазерные установки являются неотъемлемыми компонентами фотолитографических машин, ключевого оборудования в производстве микрочипов. В этих машинах световые волны «переносят» узор интегральной схемы с фотошаблона на полупроводниковую пластину, покрытую светочувствительным материалом — фоторезистом. В передовых фотолитографах световое излучение генерируется лазерными установками. Впрочем, в относительно недалёком прошлом, когда для печатания микрочипов использовали синий цвет (длина рабочей волны 436 нм) и ультрафиолет (длина волны 365 нм), в качестве источника излучения удавалось обходиться куда более простой по сравнению с лазерами ртутной лампой. Но в эпоху фотолитографов глубокого (DUV, длина волны 248 или 193 нм) и экстремального ультрафиолета (EUV, длина волны 13,5 нм) без лазера обойтись

Многим людям, интересующимся современной микроэлектроникой, хорошо известно имя немецкой компании Trumpf: производителя передовой лазерной техники. При чём здесь микроэлектроника? Дело в том, что лазерные установки являются неотъемлемыми компонентами фотолитографических машин, ключевого оборудования в производстве микрочипов. В этих машинах световые волны «переносят» узор интегральной схемы с фотошаблона на полупроводниковую пластину, покрытую светочувствительным материалом — фоторезистом.

Путь света экстремального ультрафиолета от лазерного источника Trumpf через многослойные зеркала  оптической системы Carl Zeiss в EUV фотолитографе ASML. Изображение: ©ASML
Путь света экстремального ультрафиолета от лазерного источника Trumpf через многослойные зеркала оптической системы Carl Zeiss в EUV фотолитографе ASML. Изображение: ©ASML

В передовых фотолитографах световое излучение генерируется лазерными установками. Впрочем, в относительно недалёком прошлом, когда для печатания микрочипов использовали синий цвет (длина рабочей волны 436 нм) и ультрафиолет (длина волны 365 нм), в качестве источника излучения удавалось обходиться куда более простой по сравнению с лазерами ртутной лампой. Но в эпоху фотолитографов глубокого (DUV, длина волны 248 или 193 нм) и экстремального ультрафиолета (EUV, длина волны 13,5 нм) без лазера обойтись не сумели.

По мере усложнения фотолитографов (что было неизбежно по мере всё большей миниатюризации самих микрочипов) лазерные установки также становились всё сложнее. В итоге Trumpf оказалась единственной в мире компанией, производящей лазерные установки, генерирующие свет с длиной волны 13.5 нм для мирового монополиста в области EUV фотолитографов, голландской ASML. Следует отметить, что EUV лазер представляет собой систему, состоящую из маломощного CO2 лазера (источника луча) и лазерного усилителя.

Сборка лазерного усилителя для EUV машины в цехах Trumpf. Изображение: trumpf.com
Сборка лазерного усилителя для EUV машины в цехах Trumpf. Изображение: trumpf.com

Усилитель Trumpf разработал самостоятельно, а вот производителя CO2 лазеров, американскую компанию Access Laser, немцам пришлось в 2017 году приобрести. Как бы там ни было, Trumpf на сегодня удалось стать фактическим монополистом по этой части. Существует ещё японская компания Gigaphoton, которой в своё время также удалось разработать лазерную установку экстремального ультрафиолета. Но поскольку японским производителям фотолитографических машин, Canon и Nikon, так и не удалось создать свои EUV машины, то и у Gigaphoton так и не появилась возможность на практике помериться силами с немецким конкурентом.

Следует отметить, что лазерная установка в EUV машине занимает чуть ли не целый её этаж, и значительная часть стоимости всего фотолитографв приходится именно на источник излучения. А учитывая, что стоимость EUV машин измеряется в сотнях миллионов долларов за единицу, то Trumpf на этом виде своей деятельности очень прилично зарабатывает. И всё же у компании из немецкого городка Дитцингена, расположенного неподалёку от столицы немецкого автопрома Штутгарта, свет клином на фотолитографических лазерах не сошёлся.

Штаб-квартира Trumpf в Дитцингене, Германия. Изображение: trumpf.com
Штаб-квартира Trumpf в Дитцингене, Германия. Изображение: trumpf.com

Мир промышленных лазеров огромен, а Trumpf в нём признанный лидер. В ассотимент немецкого передовика входят лазерные системы для сварки, резки, полировки, абляции (удаление вещества с поверхности лазерным импульсом), дисковые, волоконные, диодные лазеры. И этим перечнем список предлагаемых решений далеко не исчерпывается. Ну а там, где лазеры, там и станки на их основе. Собственно поэтому холдинговая компания Trumpf GmbH + Co. KG имеет в своём составе два специализированных подразделения: «Лазерные технологии» и «Cтанки».

Причём станкостроительное подразделение не ограничивается исключительно производством станков для лазерной резки или сварки. Станки для гибки, штамповки и прочие машины различного профиля немецкое предприятие также выпускает. Производственные компании Trumpf располагаются в 11 странах мира: Германии, Франции, Великобритании, Италии, Австрии, Швейцарии, Польше, Чехии, США, Мексике и Китае.

Лазерная сварка толстолистового металла на станке Trumpf. Изображение: TRUMPF GmbH + Co. KG, CC BY-SA 3.0 de
Лазерная сварка толстолистового металла на станке Trumpf. Изображение: TRUMPF GmbH + Co. KG, CC BY-SA 3.0 de

C другой стороны, в мире предостаточно серьёзных предприятий по части станков для лазерной обработки металла, способных бросить вызов немецкому передовику. Здесь и швейцарский Bystronic, и японская Amada, и японский же гигант в области станкостроения Mazak. А вот по части лазерных систем для EUV фотолитографов, включая ультрасовременные фотолитогрфы с высокой числовой апертурой, Trumpf — он такой один. И, похоже, на ближайшие годы таковым и останется.