Профессор Цумору Синтакэ из Окинавского института науки и технологий (OIST) представил концепцию, способную радикально изменить индустрию производства полупроводников. Исследователь предложил инновационную оптическую схему для EUV-литографии, которая может упростить конструкцию сканеров и кратно снизить их стоимость.
В основе разработки лежит идея использования линейной геометрии системы. В отличие от существующих промышленных установок, где фотомаска, проекционная оптика и кремниевая пластина расположены под углом друг к другу, решение Синтакэ предполагает их размещение на одной оси. По предварительным расчетам, такая архитектура позволит печатать элементы топологического уровня 2–3 нм, сокращая производственные затраты в 3–4 раза. Учитывая, что современное оборудование оценивается в сотни миллионов евро, подобные изменения могут существенно удешевить выпуск передовых чипов, необходимых для обслуживания мощных ИИ-моделей и инфраструктуры дата-центров.
EUV-литография использует экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны 13,5 нм. Поскольку такой свет поглощается обычными линзами, оптические тракты сканеров ASML строятся на системе многослойных зеркал, работающих в вакууме. Ключевым параметром является числовая апертура (NA): чем она выше, тем выше разрешение, но тем сложнее и дороже становится оптика.
Главная трудность, с которой столкнулся ученый, — это «3D-эффекты маски» или искажения, вызванные падением света под углом на сложную структуру зеркальной фотомаски. В 90-е годы инженеры не смогли устранить этот фактор, что вынудило отрасль принять крайне сложные внеосевые схемы, используемые сегодня в сканерах ASML. Цумору Синтакэ предложил использовать линейную систему из двух оптических компонентов, каждый из которых включает пару вогнутых и выпуклых зеркал. Моделирование показало, что такая геометрия позволяет эффективно компенсировать искажения, сохраняя при этом высокую числовую апертуру.
Несмотря на многообещающие результаты симуляций, на пути к конвейеру стоят серьезные препятствия. Расчеты опираются на идеальные условия и зеркала с безупречной отражающей способностью, тогда как реальная оптика EUV неизбежно теряет энергию при каждом отражении. Следующим этапом проекта станет создание физического прототипа установки. Если экспериментальные данные подтвердят эффективность метода, индустрия получит инструмент для значительного снижения энергопотребления вычислений и упрощения выпуска микрочипов нового поколения.
