Москва, 30.06.2016

Сложить нанопасьянс

Наука и технологии / Наноэлектроника У России появился шанс стать мировым лидером в производстве фотолитографических машин. Но даже если она его упустит, мы в любом случае можем разработать технологии, которые станут основой следующего нанотехнологического уклада
Фото: Алексей Майшев
  1. Национализм как функция территориальной целостности
    Редакционная статья
  2. Самоопределение Путина
    Путин попытался найти срединную линию между разными взглядами на национальный вопрос так, чтобы эту линию могло поддержать большинство здесь и сейчас
  3. Невидимая рука протестов
    Уличные протесты продолжаются, но политического движения из них так и не вышло. Главное преимущество протестующим сейчас дает отсутствие единого управления. Но когда людям надоест выходить на улицы, все выдохнется само собой


Статья доступна только подписчикам журнала

Купив подписку на ONLINE-версию журнала, вы получите доступ ко всем архивным материалам журнала «Эксперт»
Ознакомиться с вариантами подписки можно ниже
220 месяц

Доступ к материалам журнала «Эксперт»

Доступ к архивным материалам открыт только подписчикам. Все варианты подписки
Подпишитесь, чтобы иметь полный доступ к материалам журнала «Эксперт»
Expert.ru Доступ к закрытым материалам на сайте Expert.ru
Журнал + Expert.ru Доступ к закрытым материалам на сайте Expert.ru + доставка печатной версии
Журнал «Эксперт» Доставка печатной версии журнала
Уже оформили подписку? Авторизируйтесь
* Без регистрации вы сможете читать статью только на том устройстве, и в том браузере,
с которого была произведена оплата. Чтобы иметь доступ с любого устройства создайте аккаунт

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.

Цель фотолитографии в микроэлектронике — формирование заданного изображения на кремниевой подложке для получения необходимой топологии микросхемы. Для этого на подложку наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На этот слой наносится светочувствительный материал — фоторезист, который подвергается облучению через оптическую систему и фотошаблон (маску). После дальнейшей обработки фоторезиста, на пластине остается заданный фотошаблоном рисунок. Чтобы закон Мура продолжал соблюдаться, необходимо постоянное уменьшение размеров элементов рисунка. Это, в свою очередь, требует уменьшения длины волны излучения, повышения качества оптической системы и увеличения точности работы механизма, передвигающего подложку под падающим лучом.

Вот почему ключевые элементы любой фотолитографической установки — это оптическая система, источник излучения и система совмещения (позиционирования).

Последняя разработка советской фотолитографической установки (революционная по тем временам) с источником света на длине волны 248 нм была сделана в СССР в конце 1980-х минским предприятием «Планар» под научным руководством тогдашнего директора Физико-технологического института РАН академика РАН Камиля Валиева. Опытный образец установки, находившийся на «Планаре», судя по всему, в начале 1990-х был продан в Китай.

Всего две фирмы

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.

В настоящее время лишь две

Технологический процесс фотолитографии
Эволюция длины волны излучения в литографическом процессе
Оптическая схема традиционного фотолитографа
Источники EUV-излучения
Оптическая схема EUV-фотолитографа

Читать все комментарии

ТАСС

Не договорились

Визит Барака Обамы в Королевство Саудовская Аравия (четвертый за время его президентства) прошел крайне непросто. Проблемы начались еще у трапа самолета: американского президента встречал всего лишь губернатор Эр-Рияда, хотя прибывших до него глав стран Залива приветствовал лично король. Апогеем обострения двусторонних отношений стал, конечно, нынешний скандал с секретной частью доклада о событиях 11 сентября

«Мираторг» с заднего входа

532 фотографии, 167 видеозаписей и 216 аудиофайлов диктофона — столько информации собрал спецкор «Эксперта», чтобы ответить на вопрос, в чем причина и каковы последствия повсеместного доминирования продукции «Мираторга» на полках российских магазинов

«Уравновешенный человек с интересом занимается всем»

Ученица знаменитой московской Второй школы стала лучшей в индивидуальном рейтинге V Европейской математической олимпиады для девушек. С директором школы Владимиром Овчинниковым мы беседуем о базовых принципах создания отличной школы