В наше время все проекционные фотолитографы, как степперы, так и сканеры, для перемещения и позиционирования полупроводниковых пластин и фотошаблонов (в случае со сканерами) используют сервоприводы (усовершенствованные электроприводы с обратной связью) на основе линейных электродвигателей. Кажется, что так было всегда. Но нет: на заре фотолитографии многие считали, что гидравлическая система с такими задачами справится лучше.
И действительно, гидравлический двигатель обладал гораздо большей удельной мощностью, чем электродвигатели того времени. Столик для пластин достаточно тяжёлый, а гидравлика позволяла создавать большую тягу, разгоняя и тормозя платформу практически мгновенно. Да и точность позиционирования была для того времени вполне на высоте: субмикронная.
Поэтому неудивительно, что один из лидеров электронного машиностроения 70-80 годов, голландский Philips, свои опытные фотолитографы, SIRE I и II, построил на основе гидравлического привода. А в 1982 году на их основе начался выпуск первых серийных степперов Philips PAS 2000.
Но голландского передовика постигло большое разочарование: сторонние предприятия приобретать эту технику категорически отказывались, да и собственные полупроводниковые предприятия Philips тоже с этим не спешили. Дело в том, что гидравлическая система использовала масляные насосы высокого давления и соответствующие шланги и прокладки.
Даже незначительные протечки масла приводили к испарению масла в чистых помещениях и повреждению полупроводниковых пластин. Помимо пластин это угрожало и многочисленному дорогостоящему оборудованию, работавшему по соседству с фотолитографами. К тому же существовал риск прорыва: такой инцидент один раз реально произошёл, хотя и в лабораторных условиях.
В итоге у Philips произошло затоваривание: на складе скопилось 17 машин, которые никто не хотел использовать. Но эта проблема подвигла голландский конгломерат на поступок, который в значительной степени определил всё дальнейшее развитие мировой микроэлектроники. В 1984 году Philips (совместно с ещё одной голландской компанией, ASM) учреждает компанию ASML, нынешнего доминанта мирового фотолитографического рынка.
Вкладом Philips в СП и стали пресловутые 17 степперов PAS 2000, а первоочередной задачей новой компании стала реализация данных машин. И первое, что сделала ASML, это модернизировала эти установки, переведя их с гидравлического на элекрический привод (срочно разработанный на предприятиях Philips). Так уже в 1985 году появилась первая модель ASML PAS 2400 на электроприводе, быстро нашедшая своих заказчиков и положившая начало неудержимому прогрессу нидерландского передовика.
Сможем ли мы сделать былью нашу EUV фотолитографическую сказку? Читайте статью в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: