За последние годы на фоне классических методов экспонирования в полупроводниковом производстве всё заметнее развивается альтернативный подход — наноимпринтная литография (NIL). Рост её популярности объясняется стремительным усложнением EUV-процессов и резким увеличением их стоимости. Введение High-NA EUV сделает ситуацию ещё более затратной и технологически требовательной.
Разработкой NIL занимаются лишь несколько компаний — среди них Canon и Nikon, известные по печатным технологиям. Недавно на себя обратил внимание американский стартап Substrate, который намерен заменить традиционную цепочку производителей вроде ASML и TSMC рентгеновской литографией. Эта технология обещает сверхтонкие структуры при значительно меньшей стоимости. Хотя теоретически она обеспечивает более высокое разрешение, чем современные EUV-системы, и уже привлекла инвесторов вроде фонда при ЦРУ, эксперты сохраняют скепсис: крупносерийное производство остаётся нерешённым вызовом. Лабораторные успехи — это одно, а достижение высокой точности и стабильной доли выхода годных кристаллов к намеченному старту в 2028 году — совсем другое.
Теперь японская Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP) объявила о создании нового NIL-шаблона, который позволяет формировать структуры размером 10 нм. Компания работает над такими шаблонами с 2003 года, но до сих пор они применялись преимущественно для формирования структур на подложках, а не для полноценного изготовления чипов.
В NIL смола наносится только на участки, где она действительно нужна. В классической литографии смола покрывает всю поверхность, затем её экспонируют так, чтобы после проявления оставались только нужные структуры.
Процесс наноимпринта отличается: форму-маску, содержащую рисунок схемы, прижимают к смоле, уже нанесённой на поверхность пластины. Затем ультрафиолет фиксирует материал, формируя нужный рельеф, после чего маску отделяют.
DNP показывает пример формирования прямолинейных структур толщиной 10 нм. Это ещё не полноценные микросхемы, но тестовый подход совпадает с практикой в момент разработки классических литографических систем. Как и в случае демонстраций Substrate, ключевой вопрос остаётся прежним: удастся ли перевести технологию с лабораторного уровня на массовое производство. Демонстрация в контролируемых условиях — одно, замена EUV-процессов для тысяч пластин в сутки — другое.
Рентгеновская и наноимпринтная литография рассматриваются как перспективные технологии, которые потенциально способны изменить существующую архитектуру производства полупроводников. Но между единичным успехом в лаборатории и устойчивой серийной продукцией лежит огромная технологическая пропасть. Важна не столько длина волны, сколько способность обеспечить стабильную долю выхода на уровне миллионов годных кристаллов — а здесь такие игроки, как TSMC, пока имеют очевидное преимущество. В ближайшие годы станет ясно, сможет ли Substrate преодолеть технические и экономические барьеры.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).