EUV-литография — это технология производства микросхем, в которой используется экстремальный ультрафиолетовый свет с очень короткой длиной волны — 13,5 нм. Такой свет не проходит через обычные линзы, поскольку те его поглощают. Вся оптическая система строится на многослойных зеркалах, которые отражают излучение, и работает в условиях вакуума. В процессе работы свет последовательно проходит через систему зеркал, отражается от фотошаблона с рисунком схемы и затем проецируется на кремниевую пластину, где формируется нужный узор. Ключевым параметром таких систем является числовая апертура: чем больше угол, под которым оптическая система способна собирать и направлять свет, тем более мелкие детали она может различать и переносить на пластину. Именно поэтому исследователи стремятся к системам с высокой числовой апертурой (high-NA EUV).
Нынешние системы high-NA EUV стоят сотни миллионов евро за машину и страдают от так называемых «3D-эффектов маски» — оптических искажений, которые снижают качество изображения. Эти проблемы возникают из-за трёхмерной структуры зеркальной EUV-маски и падения света на неё под углом. Именно их попытался устранить Шинтаке.
Новая конструкция возвращается к идее линейного расположения компонентов — фотошаблона, проектора и подложки. Исследователи рассматривали ее еще в 1990-х годах, но тогда решить проблемы искажений и размытия не удалось. Шинтаке предложил использовать двухступенчатый проектор из двух пар вогнутых и выпуклых зеркал. Многократные отражения между зеркалами с точно рассчитанным профилем и строго определённым расстоянием компенсируют оптические дефекты, сохраняя при этом высокую числовую апертуру. Идеальную кривизну и положение зеркал удалось определить после месяцев расчетов в системе оптического моделирования OpTaliX.
Моделирование показывает, что система способна обеспечить разрешение 2–3 нм — уровень, недостижимый для большинства современных коммерческих установок. Более простая и тонкая конструкция позволит повысить плотность памяти и улучшить эффективность работы логических микросхем. «Мы сможем создавать машины, стоимость которых будет вчетверо ниже, чем у существующих на рынке», — заявил Шинтаке.
В перспективе компактные чипы могут решить проблему энергопотребления центров обработки данных. По прогнозам Международного энергетического агентства, к 2030 году оно удвоится из-за роста спроса на ресурсоемкие приложения вроде агентов искусственного интеллекта. Чипы с более высокой плотностью элементов позволят сигналам передаваться на меньшие расстояния, снижая потери энергии и тепловыделение, а значит, и затраты на охлаждение.
Пока разработка существует только в виде результатов компьютерного моделирования, которое предполагает идеально отражающие и бездефектные зеркала. Переход к реальному прототипу потребует сложных инженерных решений — команда уже приступила к разработке оборудования.
