Ifølge IEEE Spectrums hjemmeside blev der fra slutningen af februar til begyndelsen af marts oprettet et laboratorium i det belgiske Imec-center sammen med den amerikanske virksomhed KMLabs for at studere problemer med halvlederfotolitografi under påvirkning af EUV-stråling (i ultra- hårdt ultraviolet område). Det ser ud til, hvad er der at studere her? Nej, der er et emne at undersøge, men hvorfor etablere et nyt laboratorium til dette? Samsung begyndte at producere 7nm-chips med delvis brug af EUV-scannere for seks måneder siden. TSMC vil snart slutte sig til det i denne indsats. Ved udgangen af året vil de begge begynde risikabel produktion med standarder på 5 nm og så videre. Og alligevel er der problemer, og de er alvorlige nok til, at svar på spørgsmål bør søges i laboratorier og ikke i produktionen.
Hovedproblemet i EUV litografi i dag er fortsat kvaliteten af fotoresisten. Kilden til EUV-stråling er plasma, ikke laser, som det er tilfældet med ældre 193 nm scannere. Laseren fordamper en dråbe bly i et gasformigt miljø, og den resulterende stråling udsender fotoner, hvis energi er 14 gange højere end energien af fotoner i scannere med ultraviolet stråling. Som følge heraf ødelægges fotoresisten ikke kun de steder, hvor den bliver bombarderet af fotoner, men der opstår også tilfældige fejl, blandt andet på grund af den såkaldte fraktionelle støjeffekt. Fotonernes energi er for høj. Eksperimenter med EUV-scannere viser, at fotoresists, som stadig er i stand til at arbejde med 7 nm standarder, i tilfælde af fremstilling af 5 nm kredsløb viser et kritisk højt niveau af defekter. Problemet er så alvorligt, at mange eksperter ikke tror på den hurtige succesfulde lancering af 5 nm procesteknologien, for ikke at nævne overgangen til 3 nm og derunder.
Problemet med at skabe en ny generation af fotoresist vil blive forsøgt løst i det fælles laboratorium af Imec og KMLabs. Og de vil løse det ud fra en videnskabelig tilgangsvinkel og ikke ved at udvælge reagenser, som det er blevet gjort i de sidste tredive år. For at gøre dette vil de videnskabelige partnere skabe et værktøj til en detaljeret undersøgelse af de fysiske og kemiske processer i fotoresist. Typisk bruges synkrotroner til at studere processer på molekylært niveau, men Imec og KMLabs planlægger at skabe EUV-projektions- og måleudstyr baseret på infrarøde lasere. KMLabs er specialist i lasersystemer.
Baseret på KMLabs laserinstallation vil der blive skabt en platform til generering af højordens harmoniske. Til dette formål ledes typisk en højintensiv laserimpuls ind i et gasformigt medium, hvori meget højfrekvente harmoniske af den rettede impuls opstår. Med en sådan konvertering opstår der et betydeligt effekttab, så et lignende princip for generering af EUV-stråling kan ikke bruges direkte til halvlederlitografi. Men dette er nok til eksperimenter. Vigtigst er det, at den resulterende stråling kan styres både af pulsvarighed, der spænder fra picosekunder (10-12) til attosekunder (10-18), og ved bølgelængde fra 6,5 nm til 47 nm. Det er værdifulde egenskaber for et måleinstrument. De vil hjælpe med at studere processerne af ultrahurtige molekylære ændringer i fotoresist, ioniseringsprocesser og eksponering for højenergifotoner. Uden dette er industriel fotolitografi med standarder mindre end 3 og endda 5 nm stadig på tale.
Kilde: 3dnews.ru