Китайская компания Prinano Technology выпустила первую в стране систему наноимпринтной литографии для производства чипов

Китайская компания Prinano Technology, разрабатывающая оборудование для наноимпринтной литографии, поставила свою первую полупроводниковую систему пошаговой наноимпринтной литографии китайскому заказчику, специализирующемуся на специализированных технологических процессах. В отличие от традиционных методов фотолитографии, этот инструмент «штампует» дизайн чипа на кремниевой пластине с помощью кварцевой формы, на которой выгравирована схема цепи.

Машина серии PL-SR от Prinano — это первый инструмент наноимпринтной литографии (NIL), разработанный в Китае и предназначенный для реального производства чипов после прохождения всех необходимых испытаний у клиента Prinano. Компания стала второй в мире после Canon, кому удалось поставить клиенту работающую систему NIL.

Китайская система NIL демонстрирует работоспособность

Система Prinano PL-SR наносит узоры на пластины, физически вдавливая жесткую кварцевую форму с нанометровыми схемами в тонкий слой жидкого резиста, нанесённого на поверхность пластины. В отличие от фотолитографии, использующей свет и оптику проекции, PL-SR напрямую копирует особенности формы в полном масштабе. Резист наносится с помощью высокоточного струйного механизма, который динамически регулирует объем капель для разных плотностей узоров, обеспечивая тонкий и равномерный остаточный слой (менее 10 нм с вариацией до 2 нм).

Система PL-SR обрабатывает 300-миллиметровые пластины и обеспечивает ширину линии менее 10 нм. Во время работы система выравнивает форму и пластину с точностью предположительно менее 10 нм, осуществляет полный контакт без вакуума и последовательно наносит оттиски на каждое поле (отсюда название «step-and-repeat»), объединяя их для покрытия всей 300-миллиметровой пластины.

Машина оснащена запатентованным механизмом контроля профиля шаблона — важным нововведением для NIL, — который компенсирует несоответствия кривизны между жесткой кварцевой формой и кремниевой пластиной, позволяя переносить элементы с соотношением сторон более 7:1 без искажений для максимизации выхода годных изделий и снижения вариаций производительности. После нанесения оттиска резист затвердевает, а затем травление формирует окончательные структуры схемы.

Хорошие результаты, но не для массового производства

Хотя напрямую сравнивать машину NIL с EUV-системами нельзя, её разрешающая способность сопоставима с EUV-сканерами. Современные EUV-системы с оптикой 0.33 NA работают на длине волны 13.5 нм и обеспечивают минимальный полушаг 13 нм за одно экспонирование, что достаточно для формирования металлического шага 26 нм. Для достижения разрешения менее 10 нм (например, для 3-нм технологических норм) EUV-инструменты требуют многократного нанесения узоров, что увеличивает стоимость и сложность. NIL воспроизводит линии менее 10 нм за один шаг, что потенциально проще, но только если кварцевая форма изготовлена с соответствующей точностью, а количество дефектов минимально.

Однако NIL-системы значительно медленнее EUV- и DUV-литографии, так как каждое поле пластины должно быть физически обработано, отштамповано, затвердело и отделено перед переходом к следующему. Это ограничивает производительность десятками пластин в час для тонких элементов, тогда как современные EUV-инструменты обрабатывают около 200 пластин в час. Медленная скорость делает NIL менее подходящим для массового производства передовой логики или памяти, даже если его разрешение конкурентоспособно.

И не для логики (пока)

Prinano сообщает, что первоначальная проверка PL-SR завершена для применения в чипах памяти, кремниевых микродисплеях, кремниевой фотонике и передовой упаковке. Однако для производства логических чипов система пока не предназначена. Компания не раскрывает причин, но, учитывая упоминание приложений с регулярными структурами, а не сложными схемами, как в CPU или GPU, вероятно, существуют технические ограничения.

NIL основан на физическом контакте формы с пластиной, покрытой резистом, что делает систему уязвимой к частицам и загрязнениям, которые могут повредить форму и снизить выход годных. Для регулярных структур можно реализовать избыточность без значительного увеличения затрат, но для сложной логики это сложнее, поэтому любой дефект может критически повлиять на выход. Кроме того, контактная природа NIL затрудняет стабильное достижение сверхнизкого уровня дефектов.

Источник: Tomshardware.com