Следующим шагом в полупроводниковой литографии может стать рентгеновское излучение
Стараниями лидеров полупроводниковой индустрии литография в сверхжёстком ультрафиолетовом диапазоне или EUV вошла в стадию раннего коммерческого производства. Кроме прочего это означает, что пришла пора обсуждать вопросы о том, что будет дальше. Для этого, в частности, была создана организация EUV Litho Inc, которая проводит консультации, семинары и другую работу в поддержу EUV литографии. Первый семинар 2018 Source Workshop проёдёт с 5 по 8 ноября в Праге и будет посвящён обсуждению оптимальной дины волны для дальнейшего снижения масштабов технологических норм и, соответственно, выбору потенциальных источников излучения.
На страницах издания EE Times глава EUV Litho Inc доктор Вайвек Бакши (Vivek Bakshi) вкратце обрисовал проблематику будущего выбора. Во-первых, длина волны будет уменьшена до 6 с чем-то нм — это диапазон между глубоким синим EUV и рентгеновскими лучами. В принципе, некоторый запас по снижению масштаба технологических норм даёт увеличение числовой апертуры (NA). Чем больше значение NA, тем выше разрешение, но увеличение значения NA крайне усложняет оптическую систему и общую конструкцию сканеров. Например, при повышении NA с 0,3 до 0,5 стоимость сканеров удвоится до примерно 235 млн евро. Кроме этого значительно увеличатся габариты самих сканеров, что потребует увеличения размеров производственных помещений.
В то же время NA=0,3 с излучением длиной 13,5 нм за один проход даёт линию такой же ширины. Числовая апертура 0,33 за один проход даёт линию 12 нм с использованием той же длины волны и линию толщиной 8 нм в случае NA=0,5. Как видим, есть за что бороться, но необходимо подсчитывать затраты и выхлоп. Предварительно, кстати, рассматривался переход с 13,5 нм на 6,7 нм. Однако 6,7 нм были забракованы вследствие низкой полосы пропускания (недостаточного количества энергии в луче). Однако специалисты вновь рекомендуют присмотреться к излучению 6,7 нм, поскольку это позволит сохранить преемственность с массой уже реализованных и проверенных для 13,5-нм литографии разработок: отражающем многослойном покрытии для пластин, масками и прочим. Чем меньше будет на новом этапе нерешённых задач, тем легче будет сделать следующий шаг.
Одной из главных проблем для следующего шага станет выбор источника излучения (лазерно-индуцированной плазмы, LPP). Потенциально это может быть ксеноновый лазер с материалом для плазмы в виде гедолиния (Gd) или тербия (Tb). Но для достижения длины волны 6, Х нм потребуется поднять питание сканера с 40 кВт до 100 кВт. Для сравнения, 1-нм 100-кВт лазер по программе «Звёздных войн» испытывает Пентагон. Подобные уровни энергии нравятся военным, но приводят в ужас промышленных инженеров. Одним словом, специалистам есть что обсудить. По мере возможностей обещаем держать вас в курсе событий.
