23 октября 2007 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

Научное сообщение «Коротковолновая проекционная нанолитография: проблемы, состояние перспективы». Докладчик - член-корреспондент РАН Салащенко Николай Николаевич (Институт физики микроструктур РАН).

23 октября 2007 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук 

Члены Президиума заслушали научное сообщение «Коротковолновая проекционная нанолитография: проблемы, состояние перспективы».

Докладчик - член-корреспондент РАН Салащенко Николай Николаевич (Институт физики микроструктур РАН).

Глобализация в 21-м веке всех сфер человеческой деятельности: культура, транспорт, наука, экономика, военные и террористические конфликты, сопровождается существенным ростом потоков информации и, соответственно, необходимостью создания баз данных, ее обработки, с целью принятия адекватных управленческих и иных решений. Наиболее очевидно влияние информационных технологий проявляется в экономике и военном деле. В глобальной экономике, в условиях жесточайшей конкуренции на рынке, издержки производства являются основным фактором, определяющим благополучие как отдельных фирм, так и стран. Опыт «успешных стран» конца 20-го века показал, что применение и развитие информационных технологий в разы увеличили производительность труда и обеспечили существенный «отрыв» в научно-технической и экономической сферах, уровне их жизни от других стран. Опыт военных конфликтов конца 20-го, начала 21-го века, также показал преимущество «бесконтактной войны» с помощью «умного оружия».

России, с ее колоссальными транспортными и энергетическими издержками, ограниченными человеческими ресурсами и серьезными геополитическими рисками, необходимо развитие и применение самых передовых технологий, эффективность которых должна превысить климатические и транспортные издержки производства. Основой модернизации страны должно стать развитие информационных технологий, автоматизация и робототизация производств и управления. Масштабность задач и объем требуемого электронного оборудования в России не позволяет решить проблему за счет импорта. Кроме того, существуют критические отрасли, такие как оборона и некоторые другие, где недопустимо ни отставание от потенциальных противников, ни зависимость от внешних поставщиков.

Основой информационных технологий является передовая элементная база для создания компьютеров, устройств автоматики и коммуникации и т.п. Ключевым элементом современного производства элементов микроэлектроники в настоящее время является проекционная УФ-литография на длине волны 193 нм, позволяющая на сегодняшний день обеспечить пространственное разрешение до 60 нм. Ведущие компании осваивают производство литографического оборудования, использующего иммерсионные среды, которое в ближайшее время может обеспечить минимальный размер топологии чипа на уровне 32 нм. И это рассматривается как предел для УФ-литографии. Можно также отметить, что надежды на длину волны 157 нм не оправдались из-за отсутствия оптических материалов, удовлетворяющих основным требованиям по однородности, поглощению, поляризационным характеристикам для данной длины волны.

В начале 90-х годов 20-го века в США, Европе и Японии были начаты исследования по литографии в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне. В качестве рабочей была выбрана длина волны 13.5 нм, так как на эту длину волны существует многослойная оптика нормального падения, а также эффективные плазменные источники излучения. Уже в 2002 г. была продемонстрирована возможность проекционной литографии на 13.5 нм с пространственным разрешением 70 нм. К настоящему времени в компании ASMLitography изготовлены две литографических установки с 6-ти зеркальным объективом, обеспечивающих экспозицию пластин с диаметром до 300 мм с расчетным пространственным разрешением до 22 нм. Эти стенды в настоящее время проходят испытания. К 2009 г. планируется создание промышленной установки по технологии 13.5 нм с разрешением до 16 нм. Можно отметить, что в настоящее время рассматривается возможность увеличения пространственного разрешения до 10-8 нм или путем совершенствования технологии 13.5 нм, или путем дальнейшего уменьшения рабочей длины волны.

В России, в ИФМ РАН, ИС РАН и ТРИНИТИ, ФТИ РАН, ведутся поисковые исследования в области проекционной литографии 13.5 нм. Из-за низкого уровня финансирования эти работы сконцентрированы в основном на развитии элементной базы литографической установки. В настоящее время в ИФМ РАН развиты признанные в мире передовые технологии нанесения высокоотражающих многослойных зеркал для 13.5 нм. В частности, освоена технология изготовления и аттестации подложек с супергладкими (среднеквадратичная высота микронеровностей » 0.2-0.25 нм) поверхностями, разработана технология нанесения высокоотражающих (до 69%) многослойных интерференционных покрытий с заданным распределением периода по апертуре подложки в общем случае со сложной формой поверхности, решена проблема компенсации внутренних напряжений в многослойных структурах.

ИФМ является мировым лидером в области создания фильтров для спектральной очистки излучения плазменных источников. Имеется хороший научный задел в области высокочувствительных фоторезистов. Для решения ближайших задач по совершенствованию фоторезистов и для изготовления тестовых микросхем с нанометровым пространственным разрешением в ИФМ изготавливается тестовый стенд на основе двузеркального светосильного асферического объектива Шварцшильда с пространственным разрешением до 30 нм. Ключевая проблема в создании литографического стенда с разрешением 20-30 нм связана с развитием техники изготовления подложек для асферической многослойной изображающей оптики со среднеквадратичным отклонением формы поверхности от расчетной до 0.2 нм при высоте неровностей поверхности до 0.1- 0.2 нм. С этой целью в ИФМ развиваются адекватные методы контроля формы поверхностей и методы коррекции формы с субнанометровой точностью. В частности, разработан и находится на конечной стадии изготовления лазерный интерферометр с эталонной сферической волной, который должен обеспечить измерения формы асферических поверхностей с субнанометровой точностью.

В ИС РАН и ТРИНИТИ разрабатываются источники излучения на 13.5 нм, по своим характеристикам не уступающие мировым аналогам. К настоящему времени разработан проект литографической установки с 6-и зеркальным объективом, которая должна обеспечить пространственное разрешение на уровне 20-30 нм. Проведены консультации с ведущим в бывшем СССР производителем литографического оборудования - концерном «Планар» (Белоруссия) на предмет возможности совместного создания в современных условия литографической установки на 13.5 нм.

В обсуждении доклада приняли участие:

Академик Осипьян Юрий Андреевич отметил фундаментальность доклада и большое значение исследований Горьковской школы, которая возникла на базе, созданной выдающимися предшественниками.

Академик Алферов Жорес Иванович сказал, что данные работы широко известны, их нужно обязательно поддерживать и использовать для восстановления микроэлектронной промышленности.

Академик Багаев Сергей Николаевич отметил высокий уровень работающих в Нижнем Новгороде Института прикладной физики и Института физики микроструктур, а также предложил привлекать различные группы к ведущимся там разработкам.

Академик Сурис Роберт Арнольдович напомнил, что в данные исследования вовлечено много специалистов из области физики, химии, а также техники. Решаются сложные задачи оптики. Результаты могут быть использованы при разработке новых моделей настольных компьютеров. В целом данное направление стимулирует фундаментальные исследования.

Президиум РАН рассмотрел вопрос о присуждении премий имени выдающихся ученых 2007 года: имени И.М. Виноградова (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения математических наук) и имени А.Н. Крылова (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения биологических наук).

Президиум РАН постановил:

- присудить премию имени И.М. Виноградова 2007 года доктору физико-математических наук Ремесленникову Владимиру Никаноровичу (Омский филиал Института математики СО РАН) за цикл работ «Алгебраическая геометрия для свободных групп и алгебр Ли».

Работы В.Н. Ремесленникова посвящены изучению свойств алгебраических уравнений над алгебраическими системами, таких как группы и алгебры Ли. Данный раздел алгебры интенсивно развивался в последние годы и стал известен под названием «универсальной алгебраической геометрии» или «алгебраической геометрии над алгебраическими системами». При помощи основных комбинаторных методов, использующих структуры математической логики, получены, в частности, следующие результаты: доказательство эквивалентности категорий алгебраических множеств над фиксированной алгеброй Ли и соответствующих координатных алгебр; описание алгебраических множеств над нетеровыми в смысле уравнений группами; оценки размерности алгебраических множеств над свободными метабелевыми группами и многие другие. Серия работ представляет глубокий вклад в развитие теории групп и алгебр Ли.

- присудить премию имени А.Н. Крылова 2007 года доктору физико-математических наук Иванову Михаилу Самуиловичу, кандидату физико-математических наук Кудрявцеву Алексею Николаевичу, Хотяновскому Дмитрию Владимировичу (Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН) за серию работ «Гистерезис перехода между регулярным и маховским отражением стационарных ударных волн».

Серия работ М.С. Иванова, А.Н. Кудрявцева и Д.В. Хотяновского посвящена численному моделированию перехода между регулярным и маховским отражением стационарных ударных волн. Впервые в мире показано, что углы прямого и обратного переходов определяются различными критериями, т.е. смена ударноволновых конфигураций сопровождается гистерезисом. Подробно изучены различные аспекты данного явления. В частности, исследована роль трехмерных эффектов, предсказано существование пространственных конфигураций, не наблюдавшихся ранее, исследована роль возмущений набегающего потока. Проведены эксперименты в сверхзвуковых аэродинамических трубах, полностью подтвердившие, качественно и количественно, данные численного моделирования. Следует отметить практическую значимость данных результатов, заключающуюся в их возможном применении в аэрокосмической технике – при конструировании перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов. Проведенные исследования получили широкую известность как у нас в стране, так и за рубежом.

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.

Информация предоставлена Пресс-службой РАН.

Пресс-служба РАН: Руководитель - Преснякова Ирина Васильевна

тел./факс: 954 11 45 E-mail - irina@presidium.ras.ru

Главный специалист - Бадо Анна Ефимовна тел: 237 90 02; E-mail – novo@presidium.ras.ru

Главный специалист – Каменева Валентина Сергеевна. Тел. 237-81-15 E-mail – vskameneva@presidium.ras.ru

Главный специалист Колесникова Марина Валерьевна т/ф.: 718 17 55

E-mail - mvel@mail.ru; marina@presidium.ras.ru