`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

IBM Research продлевает жизнь закону Мура

0 
 

Современные литографические процессы для создания полупроводниковых микросхем имеют свой предел, обусловленный длиной волны используемого света и интерференционными явлениями. Сегодня производители подходят к этому порогу. Однако на днях сотрудники IBM Research объявили о том, что ими разработан способ усовершенствования традиционной технологии изготовления микросхем, позволяющий уменьшить размеры схемных элементов, продлить жизнь закону Мура и отложить сопряженный с риском переход на дорогостоящие альтернативные технологии.

Ученым IBM удалось создать высококачественные линейные шаблоны минимального за всю историю отрасли размера с помощью технологии оптической литографии в области дальнего УФ-излучения (длина волны 193 нм), применяемой в настоящее время для глубокой «печати» электронных схем на полупроводниковых кристаллах. Отчетливо различимые и равномерно расположенные грани при использовании предлагаемого метода имеют ширину всего 29,9 нм – практически втрое меньше, чем позволяет современный массовый 90-нанометровый техпроцесс. Кроме того, это меньше 32 нм – значения, которое отраслевые эксперты единодушно считали физическим пределом для технологий оптической литографии.

На протяжении последних десятилетий полупроводниковая промышленность постоянно уменьшала размеры электронных элементов, стремясь повысить производительность и функциональность микросхем и соответствующих продуктов. Однако сегодня уровень детализации элементов на кристалле приближается к пределу, что ставит под сомнение возможность дальнейшего совершенствования технологий изготовления СБИС. Потенциально продлить жизнь закона Мура может последняя разработка IBM – «иммерсия с высоким показателем преломления», что даст отрасли определенный запас времени.

IBM Research продлевает жизнь закону Мура
Массив линий шириной 29,9 нм, созданный исследователями IBM Research Center при помощи разработанного ими варианта оптической литографии (слева);
Линии при техпроцессе 90 нм (справа, коэффициент увеличения сохранен)

По заявлению д-ра Роберта Аллена (Robert D. Allen) из IBM Almaden Research Center, это самый сильный на сегодняшний день аргумент в пользу того, что полупроводниковая промышленность имеет еще семь лет, прежде чем понадобится радикально менять производственные технологии. «Цель нашей работы – продлить жизнь оптической литографии как можно дольше, что позволит не переходить на дорогие альтернативные варианты до тех пор, пока это не станет абсолютной необходимостью», – подчеркнул он.

Рекордно малый шаблон, состоящий из хорошо различимых и равномерно расположенных 29,9-нанометровых линий и промежутков, был создан на литографическом аппарате, спроектированном и построенном в исследовательском центре IBM с использованием новых материалов, которые разработала партнерская компания JSR Micro (со штаб-квартирой в г. Саннивейл, штат Калифорния). Первые технические подробности представлены 20 февраля 2006 г. на конференции SPIE Microlithography в Сан-Хосе.

«Мы абсолютно уверены в том, что метод печати с применением жидкости с высоким показателем преломления даст возможность распространить сегодняшнюю оптическую литографию за пределы 45- и 32-нанометровых проектных норм», – заявил Марк Слезак (Mark Slezak), технический менеджер компании JSR Micro.

Напомним, что микроэлектронные чипы изготовляются методом фотолитографии, по своей сути очень похожей на технологию трафаретной печати, за исключением того, что вместо краски или чернил используется свет. С ее помощью различные шаблоны схемных решений переносятся на кремниевую пластину путем пропускания однородного пучка лазерного излучения через теневую маску и фокусирования его на светочувствительном материале (фоторезисте), которым она покрыта. После этого выполняются операции проявления, гравирования травлением и осаждения, окончательно формирующие элементы электронной схемы. Для изготовления микропроцессора или чипа памяти могут потребоваться десятки фотолитографических циклов.

В течение многих лет уменьшение размера схемных элементов обеспечивалось благодаря использованию все более коротких волн излучения и более мощных линз. Самое новое изобретение в этой области – размещение между последней линзой и кремниевой пластиной жидкости (на данный момент – воды), дополнительно повышающей разрешающую способность.

До настоящего времени не было известно, возможно ли с помощью технологии оптической иммерсии создавать четко различимые объекты с размерами менее 32 нм. Считалось, что новые материалы, необходимые для этого, будут несовместимы друг с другом или же позволят получать только расплывчатые, смазанные изображения. В результате в последние годы появились планы перехода на принципиально иные и гораздо более дорогостоящие (но по-прежнему не гарантирующие успеха) технологии производства, использующие вместо лазерного излучения и линз соответственно мягкое рентгеновское (ультрафиолетовое вакуумное) излучение и зеркала весьма экзотических конструкций.

Стремясь усовершенствовать существующие технологии оптической литографии, компания IBM разработала экспериментальный аппарат NEMO, предназначенный для исследований в области интерференционной иммерсионной литографии. Эта система с помощью двух пересекающихся лазерных лучей создает интерференционные картины из освещенных и затемненных участков, промежутки между которыми имеют меньшие размеры, чем в полученных на установках для производства электронных кристаллов. Аппарат NEMO позволяет проводить исследования, тестирования и оптимизации жидкостей с высоким коэффициентом преломления и фоторезистов, которые оцениваются на предмет использования в будущих УФ-системах дальней области спектра для создания электронных компонентов сверхмалого размера. Теперь, когда результаты, полученные IBM, доказали возможность дальнейшего совершенствования оптической литографии, для коммерческой пригодности этой технологии необходимо разработать оптические материалы с высоким коэффициентом преломления.

Как известно, при прохождении света через прозрачный материал его скорость уменьшается пропорционально коэффициенту преломления этого материала. Фактически пропускание света через вещество с высоким коэффициентом преломления создает эффект уменьшения длины волны и обеспечивает более точную фокусировку. Разрешающая способность иммерсионной литографии ограничивается минимальным показателем преломления таких компонентов, как последняя линза, жидкость и светочувствительный материал.

В экспериментах на аппарате IBM NEMO линза и жидкость имели показатель преломления около 1,6, а фоторезист – 1,7. Дальнейшие исследования будут направлены на разработку линз, жидкостей и светочувствительных материалов с показателем преломления на уровне 1,9, что позволит создавать методом экспонирования элементы еще меньшего размера.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT