Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 41 от 07 ноября 2006 года

В настоящее время освоено производство по нормам 0,35 мкм. По словам Велихова и Бетелина, в технологический комплекс заложены большие возможности развития.

Если мы хотим развивать технологию, необходимо… прежде всего развивать оборудование. На рынок можно выходить лишь с машинами именно такого класса, с уже встроенной технологией. В России разработок оборудования на этом уровне абсолютно нет. Никто в данной области не работает. Конечно, по уровню машиностроения мы отстали очень сильно. Даже спроектировать подобные установки вручную невозможно — требуются специальные САПР, которых у нас тоже нет…В целом же эта успешная и очень красивая работа заслуживает самой высокой оценки. Технология «в железе» — это практика. Все остальное, прошу прощения, — теория.

Камиль Ахметович Валиев,

академик РАН

Уменьшение линейных размеров элементов микросхем — задача прежде всего для разработчиков фотолитографического оборудования и технологии маскирования. Известные положения волновой оптики, казалось бы, однозначно указывают, что необходимо переходить на все более коротковолновое излучение при фотопечати на кремниевой пластине через маску, поскольку считается, что дифракция на краях маски «смажет» детали, размеры которых меньше длины волны используемого света [Частично это ограничение научились преодолевать средствами самой же волновой оптики — используя особым образом приготовленные толстослойные маски с распределенной оптической плотностью рисунка — так называемые маски с фазовым сдвигом или коррекцией. Подробнее см. на www.freepatentsonline.com/index.html(Phase-shift mask and method for making… United States Patent 5286581, и Method of manufacturing a phase shift mask comprising two phase shift layers and sloping sidewalls, United States Patent 5300377)].

Драматические события, связанные с преодолением ограничений литографии, начались, когда рабочая длина волны уменьшилась до 193 нм (свет фторид-аргонового лазера). В 2001 году IBM объявила о начале разработки оборудования, использующего свет длиной волны 157 нм. Этот шаг повлек за собой множество трудностей: нужно было сконструировать и изготовить новый тип лазера, создать новые маски и материалы фоторезистов, потребовалось разрабатывать новую оптику, линзы для которой должны быть изготовлены не из стекла, а из фтористого кальция… На эти работы было выделено $760 млн., чего оказалось мало. Впоследствии бюджет проекта не раз увеличивался и к настоящему времени достиг почти $2 млрд.

Параллельно начался совместный проект IBM и Управления перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) по созданию литографического комплекса, использующего синхротронное излучение, длина волны которого лежит в области так называемого мягкого рентгена. На эти исследования и экспериментальные работы, не давшие к сегодняшнему дню практически значимых результатов, было выделено (и потрачено) чуть более $1 млрд.

Intel пошла другим путем. Свои стратегические надежды компания связала с технологией литографии на жестком ультрафиолете с длиной волны 13 нм (что, вообще говоря, позволяет и этот проект отнести к технологиям мягкого рентгена, но, видимо, Intel желает максимально дистанцироваться от работ IBM, особенно после конференции Sematech 2002 года. О событиях на этой конференции — чуть позже). Технологические трудности здесь оказались беспрецедентными, ведь даже от привычной линзовой оптики пришлось отказаться в пользу специальных многослойных зеркал довольно сложной геометрии. Сколько потрачено на эти работы компания не сообщает, однако многие специалисты придерживаются мнения, что эта технология никогда не будет внедрена из-за ожидаемой экстремально высокой стоимости оборудования и материалов.

В 2002 году на конференции Sematech исполнительный директор компании Taiwan Semiconductor Manufacturing Барн Лиин (Burn Lin) сделал доклад, произведший эффект разорвавшейся бомбы. Он привел серьезные аргументы в пользу того, что 157-нм литографический процесс не будет работать так, как ожидают в IBM, а кроме того, обратил внимание присутствующих на возможность достичь разрешения 32—45 нм с использованием обычного, давно используемого оборудования на 193 нм, дополнив технологию иммерсионным принципом — то есть поместив объектив фотолитографической установки в слой специальным образом подготовленной воды или другой жидкости, подходящей по оптическим свойствам. Весной 2005 года Брюс Смит (Bruce W. Smith) из Рочестерского технологического института на конференции инженеров-оптиков сообщил о возможности замены жидкофазной иммерсионной технологии твердофазной — при которой используется сапфировый слой, соприкасающийся со слоем фоторезиста. Этот принцип позволит уменьшить размер элемента схемы до 25 нм без принципиальных переделок существующего оборудования.