Китайцы создали EUV-сканер на гармониках, который в тысячи раз компактнее «шкафов» ASML
Китайская компания Hefei Lumiverse Technology представила первый в мире настольный источник экстремального ультрафиолетового излучения на основе генерации высоких гармоник, который уже используется на производстве для выпуска 14-нм чипов. В отличие от гигантских литографических машин ASML стоимостью более $100 млн и размером с автобус, новое устройство помещается на обычном лабораторном столе и стоит в сотни раз дешевле.
Представленная технология предоставляет Китаю возможность обойти американские санкции на поставку в страну передового EUV-оборудования и обеспечивает независимое производство чипов, пусть и не самых передовых на сегодняшний день, всё же широко применяемых в электромобилях, промышленной автоматизации и носимых устройствах.
Принцип работы компактного сканера основан на направлении мощного фемтосекундного лазера в среду с инертным газом (обычно это аргон), где из-за нелинейных оптических эффектов происходит генерация высоких гармоник, что проявляется в виде вторичного излучения когерентного EUV-света с длиной волны 13,5 нм — именно той, которая необходима для современной литографии. В принципе, длина волны EUV может настраиваться в широких пределах от 1 до 200 нм, поскольку возбуждение на высоких гармониках кратно частоте входного лазерного луча.
Но не всё так просто. Излучение, получаемое за счёт генерации гармоник, очень и очень слабое — оно в миллионы раз слабее, чем в литографических сканерах ASML, использующих испарение капель олова лазером. Установка Lumiverse производит EUV-свет мощностью 1 мкВт с крайне низкой эффективностью. Выход в том, что она создаёт на маске пятно света на порядки меньшего диаметра, чем сканер ASML. Это снижает производительность сканера, но позволяет поддерживать необходимую плотность мощности для воздействия на фоторезист. По крайней мере, на первых порах настольный китайский сканер EUV можно использовать для неразрушающего контроля качества продукции или для опытного производства чипов, когда никто никуда не спешит. Кстати, 80 % заказчиков на сканер — это учёные, которые собираются экспериментировать с производством транзисторов нанометрового масштаба.
Разработчик заявляет о мировом лидерстве в области 13,5-нм HHG-технологий и планирует в ближайшее время повысить выходную мощность до 1 мВт, что позволит выйти на рынок коммерческого оборудования для контроля и метрологии полупроводников. Разработка стала возможна благодаря возвращению в Китай бывшего руководителя EUV-направления американской KMLabs и демонстрирует стремительное сокращение технологического отставания КНР в одной из самых сложных областей современной микроэлектроники.