Según el sitio web IEEE Spectrum, desde finales de febrero hasta principios de marzo se creó en el centro belga Imec, junto con la empresa estadounidense KMLabs, un laboratorio para estudiar los problemas de la fotolitografía de semiconductores bajo la influencia de la radiación EUV (en el modo ultra- rango ultravioleta duro). Al parecer, ¿qué hay que estudiar aquí? No, hay un tema que estudiar, pero ¿por qué establecer un nuevo laboratorio para ello? Samsung comenzó a producir chips de 7 nm con el uso parcial de escáneres EUV hace seis meses. TSMC pronto se unirá a este esfuerzo. A finales de año, ambos comenzarán una producción arriesgada con estándares de 5 nm y así sucesivamente. Y, sin embargo, hay problemas, y son lo suficientemente graves como para que las respuestas a las preguntas deban buscarse en los laboratorios y no en la producción.
El principal problema actual de la litografía EUV sigue siendo la calidad del fotorresistente. La fuente de radiación EUV es el plasma, no el láser, como es el caso de los escáneres más antiguos de 193 nm. El láser evapora una gota de plomo en un ambiente gaseoso y la radiación resultante emite fotones cuya energía es 14 veces mayor que la energía de los fotones de los escáneres con radiación ultravioleta. Como resultado, el fotorresistente no sólo se destruye en aquellos lugares donde es bombardeado por fotones, sino que también se producen errores aleatorios, incluso debido al llamado efecto de ruido fraccionario. La energía de los fotones es demasiado alta. Los experimentos con escáneres EUV muestran que los fotorresistentes, que todavía son capaces de trabajar con estándares de 7 nm, en el caso de la fabricación de circuitos de 5 nm presentan un nivel críticamente alto de defectos. El problema es tan grave que muchos expertos no creen en el rápido lanzamiento exitoso de la tecnología de proceso de 5 nm, por no hablar de la transición a 3 nm o menos.
El problema de crear una nueva generación de fotoprotectores se intentará resolver en el laboratorio conjunto de Imec y KMLabs. Y lo solucionarán desde el punto de vista científico, y no seleccionando reactivos, como se ha hecho en los últimos treinta y tantos años. Para ello, los socios científicos crearán una herramienta para un estudio detallado de los procesos físicos y químicos en el fotorresistente. Normalmente, los sincrotrones se utilizan para estudiar procesos a nivel molecular, pero Imec y KMLabs planean crear equipos de proyección y medición EUV basados en láseres infrarrojos. KMLabs es especialista en sistemas láser.
A partir de la instalación láser de KMLabs se creará una plataforma para generar armónicos de alto orden. Normalmente, para ello se dirige un impulso láser de alta intensidad a un medio gaseoso, en el que se producen armónicos de muy alta frecuencia del impulso dirigido. Con tal conversión, se produce una pérdida significativa de potencia, por lo que un principio similar de generación de radiación EUV no se puede utilizar directamente para la litografía de semiconductores. Pero esto es suficiente para los experimentos. Lo más importante es que la radiación resultante se puede controlar tanto mediante la duración del pulso que oscila entre picosegundos (10-12) hasta attosegundos (10-18) como mediante longitudes de onda de 6,5 nm a 47 nm. Éstas son cualidades valiosas para un instrumento de medición. Ayudarán a estudiar los procesos de cambios moleculares ultrarrápidos en fotorresistentes, procesos de ionización y exposición a fotones de alta energía. Sin esto, la fotolitografía industrial con estándares inferiores a 3 e incluso 5 nm queda en entredicho.
Fuente: 3dnews.ru