На заре микроэлектроники, еще в 1965 году, один из создателей корпорации Intel Гордон Мур высказал предположение, которое впоследствии назвали законом Мура: число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые полтора-два года, а их размеры — с той же скоростью уменьшаться. И если в 1971 году проектные нормы производства микросхем были 10 мкм, то сейчас речь идет о размерах меньше 20 нм.

Ключевой технологией, обеспечивающей достижение этих результатов, является фотолитография. Фотолитографическое оборудование — одно из самых сложных, точных и дорогих в машиностроении. Цена таких установок выросла с десятков тысяч долларов до десятков миллионов.

• 
• Ведущий научный сотрудник Института спектроскопии РАН Константин Кошелев

В последние годы голландская компания ASMLithography разработала фотолитографическое оборудование на длине волны 193 нм с разрешением 32 нм, которое испытывается в Intel и в тайваньской компании TSMC. Однако возможность дальнейшего кардинального уменьшения проектных норм при длине волны источника 193 нм у многих специалистов вызывает сомнения.

Еще в начале 1990-х возникла идея создавать оптическую литографию на длине волны 13,5 нм — это диапазон мягкого рентгена или экстремального ультрафиолета (extreme ultraviolet, EUV). Такая длина волны была выбрана потому, что создать эффективные источники излучения и оптику в диапазоне от 193 до 13,5 нм оказалось невозможно. Проблема в том, что на длине волны 13,5 нм нельзя использовать традиционную преломляющую оптику из-за интенсивного поглощения такого света всеми материалами. Поэтому в подобных оптических системах используют отражающую рентгенооптику, то есть зеркала с соответствующим интерференционным покрытием. 

• 
• Оптическая схема EUV-фотолитографа

Разработкой оптической системы и ее элементов для фотолитографических установок, работающих на этой длине волны, и прототипа самой установки занимается в Институте физики микроструктур (ИМФ) РАН в Нижнем Новгороде член-корреспондент РАН Николай Салащенко. Источник излучения создается под руководством ведущего научного сотрудника Константина Кошелева в Институте спектроскопии (ИСАН) РАН в подмосковном Троицке. А сверхточными системами позиционирования, которые можно использовать и в фотолитографических установках, занимается «Лаборатория “Амфора”» в Москве. 

Технические и экономические подробности...

[читать статью полностью...]