Полупроводниковое производство с применением euv-литографии станет дешевле

Одна из причин отказа Intel от использования сканеров EUV для производства процессоров кроется в высоком уровне брака. Брак возникает от загрязнения фотошаблонов, а избежать этого можно только с помощью специальных защитных плёнок. Проблема в том, что до сих пор плёнок с необходимыми рабочими характеристиками для излучения EUV не было. Но с этого года всё должно измениться. К массовому производству защитных плёнок приступит компания Mitsui.

Защитная плёнка компании ASML (обратите внимание, она не прозрачна, что усложняет проверку на дефекты). Источник изображения: ASML

Ранее считалось, что сканеры EUV в процессе облучения фотошаблона (маски) создают настолько мало загрязнения (разного рода твёрдых частиц), что маски не придётся специально защищать. По факту использования сканеров EUV компаниями Samsung и TSMC выяснилось, что маски всё-таки загрязняются, приводя к росту брака. От этого никто из них использовать сканеры EUV не перестал, но процесс проверки фотошаблонов на дефекты существенно усложнился эту работу приходится делать часто и тщательно.

Параллельно растёт сложность изготовления фотошаблонов и увеличивается число необходимых для изготовления одного чипа фотошаблонов. Например, для современных 193-нм сканеров стоимость одной маски доходит до $100 тыс., а стоимость маски для EUV доходит до $300 тыс. Для выпуска 32-нм чипа требовалось 50 масок, а для 16-нм уже необходимо до 75 фотошаблонов. Всё это означает, что фотошаблоны необходимо защищать как можно лучше.

Проблема с масками для проекции EUV возникла по той причине, что очень немного материалов могут выдержать среду в рабочей камере сканера. Более того, поскольку в случае EUV проекция ведётся с помощью отражения в системе зеркал, а не на просвет, как для 193-нм сканеров, 13,5-нм луч дважды проходит сквозь защитную плёнку, разогревая её до температур на уровне 1000 °C. Также защитная плёнка должна быть прозрачной для длины волны луча экспозиции, что накладывает дополнительные трудности, ведь сюда ещё добавляется прочность.

Перспективная защитная плёнка на углеродных нанотрубках (прозрачная для оптической инспекции). Источник изображения: Imec

Создать защитную плёнку для сканеров EUV смогла компания ASML, которая является единственным в мире производителем сканеров этого диапазона. Её плёнки не могут похвастаться рекордными характеристиками, например, уровень прозрачности у них всего 90% на мощности 400 Вт, что снижает производительность сканеров на 20%. Но это лучше, чем ничего. Но по-настоящему хорошая новость заключается в том, что ASML передала права на производство защитных EUV-плёнок компании Mitsui. Утверждается, что Mitsui уже установила необходимое для производства оборудование и готова в этом году начать массовое производство защитных плёнок. Надёжный поставщик с продукцией со стабильными характеристиками это то, что может сделать производство чипов с использованием сканеров EUV надёжнее и дешевле.