Stihne extrémní ultrafialová litografie 7nm cyklus? ASML slibuje, že ano

0

Extrémní ultrafialová litografie, zkráceně EUV (Extreme ultraviolet), je dlouho očekávaný nástupce aktuální imerzní litografie se  193nm argon-fluoridovým laserem. Její vlnová délka 13,5 nm je nezbytná pro atakování výrobních procesů hluboko pod 10nm hranicí.

Vývoj EUV probíhá už od 90. let minulého století, přičemž se ukázal jako nesmírně náročný. Intel s ním původně počítal už pro 32nm výrobní proces, ale nakonec tato technologie nebyla připravena pro masovou výrobu ani při aktuálním 14nm procesu.

Intel ve výrobě v současnosti uplatňuje ve velké míře tzv. dvojité šablonování (double patterning), při kterém je možné dosahovat menších rozstupů prvků obvodu pomocí vícenásobného ozařování, nebo dalších mezikroků pomocí falešných, respektive dočasných struktur, což zvyšuje výrobní náklady.

Dnes už je prakticky zcela jisté, že EUV nebude připravena ani na 10nm proces, jehož vývoj je v plném proudu. Intel u něho počítá s použitím čtverného šablonování (quadruple patterning), jelikož tyto rozměry jsou už daleko za hranicí toho, čeho je klasická litografie s argon-fluoridovým laserem schopna v základě dosáhnout.

Nizozemská společnost ASML, která je největším výrobcem litografických strojů na světě (nakupuje u ní Intel, TSMC i další výrobci), každopádně slibuje, že vstup EUV na velkou scénu by měl být připraven v roce 2016. Jelikož to je období, kdy už bude 10nm výroba běžet, znamená to dostupnost EUV pro následující 7nm výrobní proces, který můžeme očekávat v roce 2018.

 

To nejlepší, co ASML v současnosti pro EUV produkuje, jsou litografické stroje NXE:3300B. I když bylo koupeno 11 kusů, do továren se dostaly zatím jen tři. Dalších pět by mělo být v provozu do konce roku. Následující tři by měly být přestavěny na novou verzi  NXE:3350B. To, kdo tyto stroje vlastní, je tajemstvím. Je však téměř jisté, že mezi ně patří Intel, který do ASML investoval v posledních letech přes čtyři miliardy dolarů.

Největším problémem současné EUV je nedostatečný světelný výkon, který vyplývá z velké složitosti celého stroje. Systém používá vysokovýkonný plynový laser s obří konstrukcí, který pálí pulzy světla do vakuové komory, kde vysokou rychlostí zasahuje padající kapky cínu. Zásah laserem promění cín na plazma, které generuje ultrafialové světlo požadované vlnové délky.

Světlo následně prochází optickou soustavou zrcadel a maskou, a jelikož je už blízké vlnové délce rentgenového záření, dovede z něho každé speciální zrcadlo odrazit jen 70%. Na wafer se tak po mnohých odrazech dostane méně než 4% původního světelného výkonu a výsledkem je, že ozáření musí trvat déle. Stroj tak není schopen vyrobit v současnosti standardních 100 waferů za hodinu, ale například jen 20 nebo 30 a stává se tak nerentabilním.

V současné době běží nákladný a složitý vývoj, který se snaží stále více zvyšovat generovaný světelný výkon. Vývoj také běží na úrovni fotorezistů nanášených na wafer, kde se postupně dosahuje stále větší citlivosti na menší světelný výkon.

Zatím to vypadá, že EUV by v roce 2016 mohla už konečně dozrát. Obrovské komplikace, kterých jsme svědkem už několik dlouhých let, však zabraňují optimismu a na datum se je nutné dívat sice s nadějemi, ale střízlivě.

Zdroj: WCCFtech, Intel

Ohodnoťte tento článek!