Литографията с използване на силиций и лазери ще останат основният начин за производство на чипове през следващото десетилетие

Още през май ASML, лидерът в сегмента на литографските скенери обяви перспективата за системи със свръхвисока числова апертура от 0,75 (Hyper-NA EUV) до началото на следващото десетилетие.

Представители на Imec твърдят, че литографията няма да се отдалечи от използването на лазери и силиций и през следващото десетилетие.

Съответните прозрения бяха споделени от директора на програмите за усъвършенстване на експозицията на Imec, Курт Ронсе в интервю за EE Times. Тази белгийска компания помага на ASML да овладее нови технологии в разработването на литографски скенери вече повече от 30 години, така че Ронсе има пълното право да говори за перспективите за тяхното бъдещо развитие. Още сега, подготвяйки се да премине към литографски скенери с висока (0,55) стойност на числовата апертура (High-NA EUV), производителят на оборудване е изправен пред някои проблеми.

По-специално, при тази стойност на числовата апертура вече започва да се проявява поляризацията на светлината, която намалява контраста на изображението, проектирано върху силициевата пластина. За борба с това могат да се използват поляризационни филтри, но те увеличават консумацията на енергия на оборудването и производствените разходи. При прехода към Hyper-NA EUV, както обяснява представителят на Imec, проблемът ще бъде в намирането на нови фоторезистивни материали, тъй като дори при стойност на числената апертура от 0,55 дебелината на слоя им намалява, а това влошава точността на последващото химическо ецване.

Според Ронзе, TSMC не бърза да премине към High-NA EUV поради опита на компанията с множество фотошаблони. Intel няма такъв опит и затова предпочита просто да премине към по-скъпо оборудване с по-висока разделителна способност. Двойното шаблониране би изисквало по-прецизно позициониране на фотомаските – област, в която Intel просто няма опит. Според представителя на Imec, TSMC ще реши да премине към High-NA EUV към края на това десетилетие.

Като цяло такова оборудване ще намери приложение в производството на чипове, използващи литографски стандарти по-тънки от 2 nm – до 7 ангстрьома.

След това ще трябва да се използват литографски скенери със свръхвисока стойност на числената апертура (Hyper-NA EUV). Този преход ще елиминира двойното шаблониране, тъй като последният метод увеличава разходите за инструментална екипировка и удължава производствения цикъл, което увеличава производствените разходи.

Според Imec, изследователите са разгледали няколко алтернативи на оборудването за литография със свръхвисока числова апертура. Една от тях е технологията за наноотпечатване на транзистори, но този метод е далеч по-слаб по производителност дори от скенер с висока EUV апертура. Разглеждана е и друга алтернатива за използване на множество насочени електронни потоци за формиране на желания модел върху силициева пластина, но единственият производител на подходящо оборудване е фалирал.

Използването на нови материали вместо силиций също е било трудно досега, както обяснява представителят на Imec. Съществуват материали с по-висока подвижност на електроните, но е много трудно те да се приложат върху подложка, която ще продължи да бъде силициева. Оборудването за нанасяне на новите материали ще бъде комбинирано с нови химикали и вече се провеждат експерименти в лабораториите, но те са далеч от масово приложение.