Σύμφωνα με την ιστοσελίδα IEEE Spectrum, από τα τέλη Φεβρουαρίου έως τις αρχές Μαρτίου, δημιουργήθηκε ένα εργαστήριο στο βελγικό κέντρο Imec μαζί με την αμερικανική εταιρεία KMLabs για τη μελέτη προβλημάτων με τη φωτολιθογραφία ημιαγωγών υπό την επίδραση της ακτινοβολίας EUV (στο υπερ- σκληρό εύρος υπεριώδους ακτινοβολίας). Φαίνεται, τι υπάρχει για σπουδές εδώ; Όχι, υπάρχει θέμα προς μελέτη, αλλά γιατί να ιδρύσουμε ένα νέο εργαστήριο για αυτό; Η Samsung άρχισε να παράγει τσιπ 7 nm με μερική χρήση σαρωτών EUV πριν από έξι μήνες. Η TSMC θα συμμετάσχει σύντομα σε αυτήν την προσπάθεια. Μέχρι το τέλος του έτους, και οι δύο θα ξεκινήσουν επικίνδυνη παραγωγή με πρότυπα 5 nm και ούτω καθεξής. Και όμως υπάρχουν προβλήματα και είναι αρκετά σοβαρά ώστε οι απαντήσεις στα ερωτήματα πρέπει να αναζητούνται στα εργαστήρια και όχι στην παραγωγή.
Το κύριο πρόβλημα στη λιθογραφία EUV σήμερα παραμένει η ποιότητα του φωτοανθεκτικού. Η πηγή της ακτινοβολίας EUV είναι το πλάσμα, όχι το λέιζερ, όπως συμβαίνει με τους παλαιότερους σαρωτές 193 nm. Το λέιζερ εξατμίζει μια σταγόνα μολύβδου σε αέριο περιβάλλον και η προκύπτουσα ακτινοβολία εκπέμπει φωτόνια, η ενέργεια των οποίων είναι 14 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια των φωτονίων σε σαρωτές με υπεριώδη ακτινοβολία. Ως αποτέλεσμα, το φωτοανθεκτικό όχι μόνο καταστρέφεται σε εκείνα τα μέρη όπου βομβαρδίζεται από φωτόνια, αλλά συμβαίνουν και τυχαία σφάλματα, μεταξύ άλλων λόγω του λεγόμενου φαινομένου κλασματικού θορύβου. Η ενέργεια των φωτονίων είναι πολύ υψηλή. Πειράματα με σαρωτές EUV δείχνουν ότι τα φωτοανθεκτικά, τα οποία εξακολουθούν να είναι ικανά να λειτουργούν με πρότυπα 7 nm, στην περίπτωση κατασκευής κυκλωμάτων 5 nm παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλό επίπεδο ελαττωμάτων. Το πρόβλημα είναι τόσο σοβαρό που πολλοί ειδικοί δεν πιστεύουν στην ταχεία επιτυχημένη εκτόξευση της τεχνολογίας διεργασιών 5 nm, για να μην αναφέρουμε τη μετάβαση στα 3 nm και κάτω.
Το πρόβλημα της δημιουργίας μιας νέας γενιάς φωτοανθεκτικού θα δοκιμαστεί να λυθεί στο κοινό εργαστήριο της Imec και της KMLabs. Και θα το λύσουν από τη σκοπιά μιας επιστημονικής προσέγγισης και όχι επιλέγοντας αντιδραστήρια, όπως γίνεται τα τελευταία τριάντα χρόνια. Για να γίνει αυτό, οι επιστημονικοί συνεργάτες θα δημιουργήσουν ένα εργαλείο για μια λεπτομερή μελέτη των φυσικών και χημικών διεργασιών στο φωτοανθεκτικό. Συνήθως, τα σύγχροτρα χρησιμοποιούνται για τη μελέτη διεργασιών σε μοριακό επίπεδο, αλλά η Imec και η KMLabs σχεδιάζουν να δημιουργήσουν εξοπλισμό προβολής και μέτρησης EUV με βάση υπέρυθρα λέιζερ. Η KMLabs είναι ειδικός στα συστήματα λέιζερ.
Με βάση την εγκατάσταση λέιζερ KMLabs, θα δημιουργηθεί μια πλατφόρμα για τη δημιουργία αρμονικών υψηλής τάξης. Τυπικά, για το σκοπό αυτό, ένας παλμός λέιζερ υψηλής έντασης κατευθύνεται σε ένα αέριο μέσο στο οποίο προκύπτουν αρμονικές πολύ υψηλής συχνότητας του κατευθυνόμενου παλμού. Με μια τέτοια μετατροπή, συμβαίνει σημαντική απώλεια ισχύος, επομένως μια παρόμοια αρχή παραγωγής ακτινοβολίας EUV δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για λιθογραφία ημιαγωγών. Αλλά αυτό είναι αρκετό για πειράματα. Το πιο σημαντικό, η προκύπτουσα ακτινοβολία μπορεί να ελεγχθεί τόσο με διάρκεια παλμού που κυμαίνεται από picoseconds (10-12) έως attoseconds (10-18), όσο και με μήκος κύματος από 6,5 nm έως 47 nm. Αυτά είναι πολύτιμα χαρακτηριστικά για ένα όργανο μέτρησης. Θα βοηθήσουν στη μελέτη των διαδικασιών εξαιρετικά γρήγορων μοριακών αλλαγών στη φωτοανθεκτικότητα, τις διαδικασίες ιονισμού και την έκθεση σε φωτόνια υψηλής ενέργειας. Χωρίς αυτό, η βιομηχανική φωτολιθογραφία με πρότυπα μικρότερα από 3 και ακόμη και 5 nm παραμένει υπό αμφισβήτηση.
Πηγή: 3dnews.ru