Оптическая литография прорвалась в глубокий наномир

Обнаружен неисчерпанный потенциал сокращения размеров элементов микросхем как минимум в три раза практически без изменения современной технологии их производства.

На технологической конференции в г. Сан-Хосе инженеры компании IBM продемонстрировали, что новые возможности используемого в настоящее время для производства микросхем метода оптической литографии позволят отсрочить переход к более сложным и дорогостоящим технологическим процессам. С его помощью, информирует Physorg, удастся в три раза уменьшить размер элементов микросхем прямо сейчас.

"Никто и не думал, что такое возможно, - заявил представитель IBM Майк Росс (Mike Ross). - Теперь же мы уверены, что это реальность".

"Нашей задачей является продвижение оптической литографии насколько возможно, что позволит промышленности не переходить к более дорогостоящим альтернативным технологиям до тех пор, пока это не станет абсолютно необходимым, - комментирует Роберт Аллен (Robert Allen), менеджер исследовательского центра Almaden компании IBM в г. Сан-Хосе. - Этот результат является наиболее веским свидетельством в пользу того, что у промышленности есть в запасе еще как минимум 7 лет, прежде чем потребуется радикально менять методы изготовления чипов".

Исследовательской группе IBM удалось создать высококачественную и самую маленькую по поперечным размерам линейную структуру с помощью метода литографии далеким ультрафиолетом (deep ultraviolet, DUV), применяемого в серийном производстве чипов. Линейные структуры имеют стабильную ширину - 29,9 нм - и располагаются в виде упорядоченных полос, расположенных параллельно на одинаковом расстоянии друг от друга. Это в три раза меньше, чем 90-нм структуры широко производимых в настоящее время серийных чипов и существенно лучше даже мирового рекорда на сегодняшний день - 45-нанометровой микросхемы, представленной компанией Intel. Более того, считалось, что возможности оптической литографии строго ограничены размером 32 нм. Но этот рубеж уже удалось превзойти.

Исчерпание потенциала оптической литографии вынудило производителей микросхем поставить вопрос о необходимости перехода к радикально новому и радикально более дорогому, а также мало изученному методу - так называемой литографии с использованием мягкого рентгеновского излучения (extreme ultraviolet, EUV). На смену привычным лазерам и линзовой оптике должны были прийти куда более экзотические элементы.

В попытке исследовать перспективы оптической литографии, IBM создала самый совершенный на сегодняшний день в мире комплекс интерференционной иммерсионной литографии NEMO (interference immersion lithography test apparatus). В нем для создания интерференционной картины (чередующихся темных и светлых полос) используется излучение двух лазеров. При этом полосы располагаются теснее, чем это возможно достичь используемыми в настоящее время методами.

Излучение лазеров попадает в жидкую среду с высоким показателем преломления, где вследствие ее оптических свойств становится возможным получить еще более "тонкую" картину. Разрешение метода иммерсионной литографии определяется показателями преломления последней линзы в оптической системе, жидкости, а также фоторезиста. В проводившихся на установке NEMO экспериментах использовались линзы с показателем преломления 1,6 и фоторезист с показателем преломления 1,7. Как сообщается, при этом использовались оптические элементы из кварца и органическая иммерсионная жидкость. Ученые IBM продолжают исследования с целью повышения показателей преломления до значения 1,9, что позволит создавать еще меньшие по размерам структуры, чем это стало возможным теперь.