Китай, не имея возможности закупать EUV-литографическое оборудование у ASML, вынужден разрабатывать такие системы самостоятельно. Поэтому время от времени появляются сообщения о китайских «прорывах» в области EUV, которые в течение нескольких лет должны превратиться в полноценные EUV-сканеры. На этой неделе китайский стартап Langdao Silex продемонстрировал прототип источника экстремального ультрафиолетового (EUV) излучения с выходной мощностью более 15 Вт, 90% отечественных компонентов и приличным временем безотказной работы. По данным TrendForce, ссылающегося на различные источники, компании потребуется еще от трех до пяти лет для коммерциализации своей технологии. Однако одного лишь источника света недостаточно для создания EUV-сканера.
Компания Langdao Silex, основанная в 2024 году выпускниками Лаборатории плазмы газового разряда Университета Цинхуа, представила свой прототип EUV-источника на 26-й Китайской международной промышленной ярмарке в Шанхае, разумеется, не включая его. Подобно современным источникам ASML, система FlintNano LPP-OXXO компании использует технологию лазерно-производимой плазмы (LPP), которая генерирует EUV-излучение путем бомбардировки крошечных нагретых металлических капель высокоэнергетическими лазерными импульсами для создания чрезвычайно горячей плазмы. Система оснащена приводным лазером мощностью 1000 Вт (предположительно CO₂-лазером) с рабочей частотой от 1 кГц до 20 кГц и коэффициентом преобразования более 2%. Ее EUV-выход превышает 15 Вт (предположительно, измеренный в плазме, а не в промежуточном фокусе, поскольку компания не продемонстрировала полную систему сбора EUV-излучения), а яркость достигает 100 Вт/(мм²·ср). Источник имеет этанс 1 × 10⁻³ мм²·ср и генерирует плазму диаметром 60 мкм.
Согласно спецификациям Langdao, FlintNano LPP-OXXO может работать непрерывно более 100 часов со стабильностью плазмы 3% RMS и стабильностью выходной мощности EUV-излучения 5%. Эти характеристики делают систему пригодной для экспериментов по экспонированию полупроводников, хотя ее выходная мощность остается недостаточной для массового производства чипов. При этом доступность «более 100 часов» впечатляет для предсерийного источника, хотя следует признать, что проверить это утверждение невозможно.
Langdao также разрабатывает мощный EUV-источник FlintMicro-LPP, который, по сообщениям, прошел проверку принципа действия. Однако Langdao не раскрывает его выходную мощность, коэффициент преобразования или срок службы.
На бумаге EUV-источник Langdao сопоставим по выходной мощности с некоторыми из первых EUV-источников, разработанных западными и японскими производителями оборудования, хотя и с существенной оговоркой: Langdao, по-видимому, измеряет мощность EUV-излучения в плазме, а не после коллектора или в промежуточном фокусе, как это делает ASML. Раннее демонстрационное оборудование ASML для EUV использовало источники DPP мощностью около 10 Вт в промежуточном фокусе в 2007 году, в то время как источники LPP Cymer, установленные в ранних системах NXE:3100, выдавали до 11 Вт во время экспонирования пластин в 2012 году (следует отметить, что машины ASML не зависят от источника, поэтому некоторые прототипы NXE:3100 использовали источники DPP, а другие — LPP). К 2013 году Cymer продемонстрировала около 40 Вт в промежуточном фокусе в течение длительных периодов работы. Тем временем японская Gigaphoton нацелилась на 25 Вт со своим первым прототипом в 2013 году и продемонстрировала 43 Вт в начале 2014 года. К концу 2014 года Gigaphoton достигла 118 Вт в ходе 10-минутного испытания. Однако, поскольку эти исторические данные включают различные условия измерения и продолжительность работы, прямое сравнение крайне неточно.
Langdao Silex не демонстрировала свой EUV-источник в действии, поэтому все, что мы знаем о нем, исходит от самой компании. Как отмечалось, мощность 15 Вт сопоставима с ранними EUV-источниками, разработанными Philips Extreme UV (DPP) и Cymer (LPP). Между тем, ранние машины серии NXE:3400 оснащались источниками мощностью 125–150 Вт в промежуточном фокусе, чего было далеко не достаточно для массового производства (HVM).
Современное оборудование для EUV-литографии оснащается значительно более мощными источниками. ASML представила EUV-источники класса 250 Вт для коммерческого производства в 2018–2019 годах и с тех пор достигла существенно более высоких уровней выходной мощности. Увеличение выходной мощности требует более мощных CO₂-лазеров, высокоточных генераторов капель олова, эффективного подавления выбросов, долговечных зеркал коллектора и значительно лучшей долгосрочной надежности.
Langdao утверждает, что 90% компонентов ее прототипа произведены в Китае, и что большинство критически важных деталей разработаны в Китае. Однако компания не уточнила, отражает ли показатель локализации количество компонентов, их стоимость или какую-либо другую метрику. Кроме того, ее представители, как сообщается, признали, что увеличение выходной мощности EUV-излучения и повышение долгосрочной эксплуатационной стабильности являются целями, которые необходимо достичь для коммерциализации источника.
Тем не менее, даже без полноценных EUV-сканеров, источник Langdao мог бы поддержать разработку EUV-фоторезистов, исследования по инспекции масок, разработку систем сбора и освещения EUV-излучения и, в конечном итоге, экспериментальное тестирование экспонирования.
Разработка полноценного EUV-литографического сканера потребует дальнейшего прогресса в системах сбора и освещения EUV-излучения, высокоточных многослойных зеркалах, прецизионных этапах для пластин и ретикул, точности наложения и интеграции систем. Между тем, все эти устройства требуют отдельной цепочки поставок, которая сегодня в Китае практически отсутствует.
Поэтому, даже если Langdao успешно разработает свой EUV-источник и увеличит его выходную мощность до уровня, пригодного для массового производства, это не обязательно будет означать, что Китай сможет в ближайшее время производить собственные EUV-литографические машины. Более того, хотя прогресс Langdao впечатляет, ASML/Cymer потребовалось около шести лет, чтобы увеличить выходную мощность их LPP EUV-источника с 11 Вт до 125–150 Вт в промежуточном фокусе, поэтому источник LPP Langdao вряд ли сможет использоваться для чего-либо, кроме инструментов разработки, в течение следующих трех-пяти лет.
Между тем, Langdao не раскрывает, где измеряется заявленная выходная мощность EUV-излучения в 15 Вт. Если эта цифра представляет собой излучение, генерируемое в плазме, а не мощность, подаваемую в промежуточном фокусе, то полезная выходная мощность источника будет значительно ниже 15 Вт при измерении по отраслевым стандартам. Тем не менее, текущее объявление не означает, что Китай значительно приблизился к созданию собственных EUV-литографических сканеров.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Anton Shilov
