Экстремальный ультрафиолет

Наука и технологии
Москва, 28.10.2019
«Эксперт» №44 (1140)
Полупроводниковая промышленность берет курс на экстремальный ультрафиолет — технологию для микроэлектроники нового поколения. Разбираемся, быть или не быть чипам техпроцесса 7 нм и кто в игре на этом зарождающемся рынке

Поворот к литографии экстремального ультрафиолета (EUV), с которым связывают очередную перезагрузку рынка полупроводников, начинался предсказуемо. Отрасль, как известно, развивается по закону Мура. В 1965 году Гордон Мур предположил, что число транзисторов на интегральной схеме должно увеличиваться каждые два года, а их размеры — уменьшаться, из-за чего мощность вычислительных устройств будет расти по экспоненте. Основные участники рынка давно ввязались в гонку за рост числа элементов на чипе и уменьшение размеров этих элементов. Пока позволяет физика, они дают закону Мура новые шансы. Цель — совершенствование микропроцессоров и памяти по ключевым параметрам: скорости работы и теплоотдаче. А это и есть главные козыри современной микроэлектроники.

За полувековой период действия закона Мура сменилось более двадцати этапов, на каждом из которых размеры транзисторов уменьшались примерно в 1,4 раза. Сегодняшняя планка миниатюризации, которую покоряют лидеры рынка, — семь миллиардных метра (7 нм) и ниже, в прошлом остаются рубежи 28 нм, 32 нм, 45 нм, 65 нм, а если вернуться совсем к истокам, то в 1971 году нормой считался размер десять микрометров!

Базовая технология уменьшения структур — оптическая литография (DUV, Deep Ultra Violet), использующая длину волны 193 нм, начала буксовать после достижения размера транзистора 45 нм. Препятствие — законы оптики. Ограничение в том, что пучок света невозможно сфокусировать в бесконечно малую точку. Размер этой точки пропорционален длине волны излучения, и это определяет минимальный размер элементов структур, которые производятся при помощи фотолитографии. Чтобы и дальше уменьшать элементы заданного рисунка на пластине, требуется переходить к более короткой длине волны. Производители начали прибегать к всевозможным ухищрениям — в частности, увеличивать количество шагов литографии. Это временно решило задачу дальнейшего уменьшения размеров транзисторов, но технология производства стала слишком сложной и дорогой.

В конце концов появилась идея о замене DUV. В качестве альтернативы рассматривались электронная и ионная литография, трафаретная печать и литография экстремального ультрафиолета (EUV). Ставка была сделана именно на EUV. Этому способствовал сговор крупных компаний из США, Европы, Японии, Южной Кореи и Тайваня, представители которых работают над International Roadmap for Semiconductor Technology (Международный план развития полупроводниковой промышленности). В конце 1990-х годов они убедили всех, что именно литография экстремального ультрафиолета имеет преимущество по соотношению цена–качество и что именно в нее нужно вкладываться.

EUV опирается на длину волны 13,5 нм, за счет чего количество шагов литографии сокращается в разы, соответственно снижается стоимость и повышается производительность процесса. Она дает возможность создавать чипы со структурами 7 нм и открывает перспективы для последующего уменьшения этих элементов до 5 нм, 3 нм, а возможно, и 1 нм. Этому технологическому забегу отводят следующие

У партнеров

    «Эксперт»
    №44 (1140) 28 октября 2019
    Еда в 2029 году
    Содержание:
    Ежовые рукавицы нейтральной жесткости

    Несмотря на серьезное снижение ключевой ставки, Банк России так и не перешел к мягкой денежно-кредитной политике. Впрочем, даже при дальнейшем снижении ставки экономика не будет расти быстрее — по ряду причин она сейчас не может впитать деньги и перенаправить их на инвестиции

    Главная новость
    Реклама