EUV-литография использует свет с длиной волны 13,5 нанометров для создания микросхем с высоким разрешением. Процесс включает генерацию EUV-света, его отражение через специализированные зеркала и проекцию на фоточувствительный материал на подложке. Этот материал изменяется под воздействием света, что позволяет создавать точные микроизображения после проявления и травления. Благодаря этой технологии можно достигать очень мелких размеров элементов в полупроводниках.

Новая система ученых из Окинавского института науки и технологий (OIST) использует всего два зеркала в оптической проекционной установке, что сильно отличается от традиционной конфигурации с шестью зеркалами. Основная задача такой оптической системы — точно выровнять эти зеркала в одну линию, чтобы обеспечить высокую оптическую производительность без искажений, связанных с EUV-светом. Благодаря новому оптическому пути более 10% начальной EUV-энергии достигает подложки, в то время как в стандартных системах этот показатель составляет 1%. Это значительное достижение.

Команда решила две задачи в EUV-литографии: устранение оптических аберраций (искажений) и обеспечение эффективной передачи света. Метод «двойного поля» (dual-line field) освещает фотошаблон, не нарушая оптический путь. Это позволяет минимизировать искажения и повышает точность изображения на кремниевой подложке.

Минималистичный дизайн установки не только повышает надежность и упрощает обслуживание, но и снижает энергопотребление. Благодаря оптимизированному оптическому пути система работает с источником EUV-излучения мощностью всего 20 Вт, что позволяет сократить общее энергопотребление до менее 100 кВт. Для сравнения, традиционные EUV-сканеры требуют более 1 МВт мощности. За счет низкого энергопотребления инструмент не нуждается в сложной и дорогой системе охлаждения.

Оптическое моделирование подтвердило высокую производительность новой системы и ее способность к производству передовых полупроводников. OIST подал патент на технологию и намерен довести ее до практического применения.

Институт считает, что их EUV-сканер станет важным вкладом в решение глобальных проблем, связанных с высокой стоимостью производства микросхем и энергозатратностью полупроводниковой промышленности.

Экономические последствия этого изобретения многообещающие. Ожидается, что мировой рынок EUV-литографии вырастет с $8,9 млрд в 2024 году до $17,4 млрд к 2030 году. Благодаря упрощенной конструкции использование таких EUV-инструментов в ближайшие годы может расшириться. Однако неясно, насколько близко OIST находится к коммерциализации своего сканера.