Профессор Цумору Шинтаке (Tsumoru Shintake) из Окинавского института науки и технологий (OIST) разработал существенно упрощённый инструмент для EUV-литографии, который значительно дешевле сканеров производства ASML. Предложенная им литографическая система использует два зеркала вместо шести. Если устройство поступит в массовое производство, оно может изменить отрасль оборудования для производства чипов, если не всю полупроводниковую промышленность.
Источник изображения: Samsung
Новая система использует в своей оптической проекционной установке только два зеркала, что значительно отличается от традиционной конфигурации из шести зеркал. Новый укороченный оптический путь позволяет более 10 % начальной EUV-энергии достигать пластины по сравнению с примерно 1 % в используемых в настоящее время установках, что является серьёзным прорывом.
Команда профессора Шинтаке решила две основные проблемы в EUV-литографии: предотвращение оптических аберраций и обеспечение эффективной передачи света. Разработанный ими метод «двойного линейного поля» экспонирует фотошаблон, сводя к минимуму искажения и повышая точность изображения на кремниевой пластине.
Источник изображения: OIST
Одним из ключевых преимуществ предложенного решения является повышенная надёжность и простота обслуживания оборудования. Не менее существенным достоинством этой конструкции стало радикальное снижение энергопотребления. Благодаря оптимизированному оптическому пути система использует источник EUV-излучения мощностью всего 20 Вт, а общее энергопотребление составляет менее 100 кВт, что на порядок ниже, чем потребность традиционных систем EUV-литографии. Благодаря сниженному энергопотреблению также упрощается и удешевляется система охлаждения.
Производительность новой системы была тщательно проверена с использованием программного обеспечения для оптического моделирования, подтвердив её способность производить передовые полупроводники. Учёные подали заявку на патент, что свидетельствует о готовности новой технологии к коммерческому внедрению. Разработчики рассматривают новую систему EUV-литографии как важный шаг к снижению энергопотребления и других затрат на производство микросхем, но конкретные сроки начала коммерческой эксплуатации нового сканера пока не называются.
Экономические последствия изобретения весьма многообещающие. Ожидается, что мировой рынок EUV-литографии вырастет с $8,9 млрд в 2024 году до $17,4 млрд к 2030 году.