Современная проекционная литография – технология, позволяющая создавать структуры с размерами элементов в десятки нанометров – одна из наиболее широко применяемых в настоящее время нанотехнологий. Развитие методов проекционной литографии, повышение производительности и разрешающей способности печатающих устройств являются ключевыми направлениями наноиндустрии.
Продолжая развивать мэйнстрим современной проекционной литографии с использованием лазерного излучения на длине волны 193 нм, пионеры индустрии , такие компании как ASML, Intel, Canon и ряд других уделяют огромное внимание развитию следующего поколения проекционной литографии с использованием излучения с длиной волны 13,5 нм, так называемой EUV литографии. Переход в область EUV (Extreme Ultra Violet) позволит перейти к разрешениям 22 и менее нанометров, с перспективой достижения в будущем разрешения в 16 нм.
При том, что EUV литография развивается уже несколько лет и представляет собой вполне зрелую технологию, существуют целый ряд технологических аспектов, для которых не достигнуты показатели, необходимые для осуществления HVM (High Volume Manufacture) режимов.
В их число входят:
- Время жизни многослойной оптики в POB (Projection Optics Box). Эта проблема связана с углеродным загрязнением многослойных зеркал под действием мощного вакуумного ультрафиолета, а также с деградацией оптики в результате бомбардировки ионами плазмы газов низкого давления, окружающих оптику. Решение этой проблемы не вышло на уровень технологий, а до сих пор требует проведения фундаментальных и практических исследований. Результаты этих исследований – практические рекомендации по созданию условии внутри литографической машины – востребованы интеграторами литографических машин;
- До сих пор является актуальной проблема загрязнения литографической маски – ретикла. В первую очередь должна быть решена проблема инспекции маски на наличие наночастиц, способных исказить структуру отражения маски и, тем самым, привести к появлению дефектов печати микросхем. Связанная с этим проблема – методы очистки масок от наночастиц различной природы. Эту работу РнД-ИСАН ведет уже много лет в содружестве с компанией ASML. В оптимальном случае эта работа должна закончится созданием методики диагностирования маски и/или созданием инструмента такой диагностики для “on-line” использования;
- Литографический процесс строго контролируется на каждом шаге. В частности, контролируется качество печати каждого слоя. С этой целью используются методы, основанные на измерении дифракции излучения на возникающих в процессе печати структурах.
- На всех этапах разработки технологии – от НИОКРа до внедрения в производство – очевидна и ощущается потребность в надежном метрологическом оборудовании, позволяющем измерять характеристики излучателя (размер, мощность, стабильность, спектральная чистота и пр);
- Приближаясь к практической реализации HVM EUV литографии компания АСМЛ совместно с РнД-ИСАН инициировала развитие нового направления – литографии на длине волны короче чем EUV – Beyond EUV (BEUV) литографии. Наиболее предпочтительной представляется диапазон с центральной длиной волны 6,7 нм, где можно ожидать «острова» высокого отражения многослойных зеркал. Переход к BEUV литографии должен обеспечить достижение разрешений в 12 и 9 нм, весьма проблематичных в рамках EUV литографии.
Обстоятельства, описанные выше, послужили основой при формировании программы развития «РнД-ИСАН».
По всем указанным пяти направлениям РнД-ИСАН имеет значительный задел – совместно с компаниями АСМЛ, Филипс, агентством Сематех выполнены многолетние научно исследовательские работы и по некоторым из них начато осуществление ОКР. Общий объем контактов на НИР в течении последних 10 лет составлял не мене 30 млн.руб. в год. Так, например, передовые позиции в фундаментальных исследованиях по регистрации одиночных молекул (группа докторов наук Ю.Вайнера и А.Наумова) позволяют приступить к формулировке принципов работы нанодиагностики литографических масок. Разработаны, опробованы и осуществлены продажи образцов метрологического оборудования для EUV излучения. Работы, по физике поверхностных явлений под действием EUV излучения, выполненные в процессе участия в Европейских проектах МореМур и СР3Е , а также контракты на исследовательские работы с АСМЛ подвели к этапу, на котором будут сформулированы технологические принципы, обеспечивающие удлинение времени жизни многослойных зеркал литографической машины.