Российские ученые решили не просто создать аналог западных литографов, но их улучшенную версию. Это тем примечательнее, что именно российские специалисты стояли у истоков этих технологий.
Хороший, новый, свой
С 11 по 15 марта в Нижнем Новгороде проходил XXVIII Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», собравший более 600 научных сотрудников ведущих лабораторий страны. В последний день мероприятия выступил Николай Иванович Чхало — доктор физико-математических наук, лауреат премии имени А. Г. Столетова, заведующий отделом многослойной рентгеновской оптики Института физики микроструктур (ИФМ) РАН.
Он представил доклад «Дорожная карта развития высокопроизводительной рентгеновской литографии в России», благодаря которому мы теперь знаем чуть больше о ходе создания рентгеновского литографа с уникальной длиной волны 11,24 нм. Его реализуют совместными силами Академии наук и Росатом.
«Это проект, в котором планируют участвовать несколько крупнейших учреждений Росатома и академических институтов. Я говорю о литографе на основе лазерно-плазменного взаимодействия, когда у вас есть мощный лазер и лазерная мишень в форме капли вещества или струи газа, которые, превращаясь в плазму, становятся источниками рентгеновского излучения. И тут очень важны высокоотражающие рентгеновские зеркала, потому что они позволяют это излучение концентрировать, транспортировать и рисовать с помощью него на фоторезисте различные наноструктуры», — рассказал в начале проекта научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ), академик РАН Александр Сергеев в интервью журналу «Эксперт».
Пограничный диапазон
В России разрабатываемая технология называется «рентгеновская литография», а на Западе она же зовется «литография в экстремальном ультрафиолете». Свойства излучения в начале ультрафиолетового диапазона (длина волны 11-13 нм) равны свойствам рентгеновского, а не ультрафиолетового диапазона. Поэтому получилось разночтение: в России литографы называют по фактическим параметрам, а в некоторых других странах — по формальному признаку.
Однако и в таком малом диапазоне сотрудники РАН смогли найти наилучший «отрезок». Они выбрали для своего устройства источник излучения с длиной волны 11,24 нм, тогда как крупнейший производитель литографов, нидерландский ASML, использует 13,5 нм. Работать с новой длиной намного сложнее, чем с привычными и досконально изученными 13,5 нм. Ученым потребовалось подобрать новый источник плазмы (выбрали ксенон) и создать эффективную конструкцию оптики. Зато результат — бо́льшая разрешающая способность, более компактный, дешёвый и эффективный источник излучения.
Новый высокопроизводительный литограф будет сначала ориентирован на топологические нормы 28 нм, а потом, по плану, модернизирован до 10 нм и тоньше.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космосмы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
От слов к делу
Проект механизма возник в 2022 году, и развивается он довольно быстрыми темпами. Создание альфа-машины, рабочего прототипа, запланировано на 2026-27 гг., и пока всё идет по плану. Машина второго этапа, ориентированная на массовое производство чипов, будет готова через два года после «альфы», то есть в 2028-29, а машина третьего этапа, серийный рабочий литограф, еще через два — в 2030-2031 гг.
Заделом к столь амбициозным темпом стало давнее сотрудничество российских ученых с упомянутой выше ASML.
«Здесь нужна колоссальная кооперация. Но мы действительно понимаем, как нужно эту работу делать. Институт физики микроструктур РАН долгие годы работал совместно с ASML, мы видели стандарты работы, видели, как строятся литографы. Кроме того, мы тоже вносили свой вклад. У нас больше сотни публикаций, причем большинство в зарубежных журналах, со специалистами ASML больше двадцати совместных патентов. Поскольку мы понимаем в этой теме, мы видим, где можем обойти проблемы, над которыми ASML бился десятилетиями», — сообщил Николай Иванович Чхало в интервью Газете.Ру.
Если же отбросить скромность, то специалисты ИФМ буквально стояли у истоков рентгеновских литографов. В течение нескольких лет Институт разрабатывал источник излучения, подбирал его материал, моделировал внутренние процессы машины и занимался другими научными работами. Если учесть, что с тех пор российская наука не перестала развиваться в этом направлении, то перспективы очень даже хорошие.
Меж тем, судя по всему, работы по другому типу литографов — безмасочным забуксовали. Хотя и удалось получить одну из двух критических технологий, необходимых для их создания. Но подробнее об этом поговорим в другой статье.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
