EUV-литография угрожает закону Мура

Закон Мура, который в течение нескольких десятилетий определял темпы развития микроэлектроники, в частности, интегральных микросхем, в ближайшее время будет давать сбои. К такому мнению пришли эксперты в рамках международного симпозиума 2012 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography. Причиной такого вердикта стала ситуация, когда ведущие чипмейкеры задерживают переход на литографию с применением глубокого ультрафиолета.

Впрочем, производители интегральных микросхем поставлены в зависимое положение. Они готовы к освоению EUV-литографии, но пока технологическое оборудование не соответствует их требованиям. Дело в том, что для проведения этого техпроцесса необходимо использование более мощных источников света. Для выпуска 14-нм микросхем необходимо увеличить этот показатель примерно в двадцать раз, по сравнению с сегодняшними источниками ультрафиолетового излучения. К сожалению, быстро усовершенствовать оборудование не получится — ориентиром здесь может служить лишь 2014 год. Именно в такие сроки разработчики планируют справиться со своими задачами, да и то, это лишь примерный прогноз, и подготовка может затянуться.

На данный момент установки литографии с использованием глубокого ультрафиолета созданы и успешно работают. Например, исследовательский центр  Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC) в прошлом году изготовил около трех тысяч кремниевых пластин по технологии EUV-литографии. Но такая производительность слишком мала, чтобы соответствовать требованиям крупносерийного производства, каким владеют компании Intel, Samsung, TSMC и прочие.

Для освоения 14-нм технологического процесса крайне необходимо освоение EUV-литографии. Например, массив статической памяти (SRAM) по 14-нм нормам невозможно изготовить без глубокого ультрафиолета, а значит, и центральные процессоры в целом нуждаются в применении такого оборудования.

Поставленные перед разработчиками задачи и проблемы столь сложны и ресурсоемки, что требуют привлечения самих чипмейкеров к их решению. Компании Intel и TSMC уже вовсю вовлечены в этот процесс — не так давно они объявили о финансовых вложениях в ведущую компанию-разработчика литографического оборудования, ASML. Сама Intel уже заявила, что начнет серийно выпускать 14-нм микросхемы к следующему году, а к 2015 году освоит и 10-нм техпроцесс. Если к этому моменту EUV-установки еще не будут готовы, то технологам Intel придется идти на ряд ухищрений, увеличивая количество операций и повышая тем самым себестоимость продукции и время ее изготовления. Но все равно, несмотря на эти недостатки, интегральные микросхемы будут рентабельны.

Нет сомнений, что в конечном итоге технология глубокого ультрафиолета поддастся разработчикам, серийный выпуск 14-нм микросхем с применением EUV-литографии будет налажен. После этого новая проблема появится на горизонте — технологический процесс с проектными нормами в 6 нанометров, а потом и 2 &mdash 3 нанометра. Здесь уже не обойтись без той же EUV-литографии, но придется использовать уже иммерсионный слой на поверхности кристалла. То есть, некий гибрид EUV-литографии и иммерсионной фотолитографии, но уже выведенной на более высокий уровень.