Selon le site IEEE Spectrum, de fin février à début mars, un laboratoire a été créé au centre belge Imec en collaboration avec la société américaine KMLabs pour étudier les problèmes de photolithographie des semi-conducteurs sous l'influence du rayonnement EUV (dans l'ultra- gamme ultraviolette dure). Il semblerait, qu'y a-t-il à étudier ici ? Non, il y a un sujet à étudier, mais pourquoi créer un nouveau laboratoire pour cela ? Samsung a commencé à produire des puces 7 nm en utilisant partiellement des scanners EUV il y a six mois. TSMC le rejoindra bientôt dans cet effort. D'ici la fin de l'année, tous deux commenceront une production risquée avec des normes de 5 nm, etc. Et pourtant, il existe des problèmes, et ils sont suffisamment graves pour que les réponses aux questions soient recherchées dans les laboratoires et non dans la production.
Le principal problème de la lithographie EUV reste aujourd’hui la qualité de la résine photosensible. La source du rayonnement EUV est le plasma et non le laser, comme c'est le cas avec les anciens scanners à 193 nm. Le laser évapore une goutte de plomb dans un environnement gazeux et le rayonnement résultant émet des photons dont l'énergie est 14 fois supérieure à l'énergie des photons des scanners à rayonnement ultraviolet. En conséquence, la résine photosensible est non seulement détruite aux endroits où elle est bombardée par des photons, mais des erreurs aléatoires se produisent également, notamment en raison de ce que l'on appelle l'effet de bruit fractionnaire. L'énergie des photons est trop élevée. Des expériences avec des scanners EUV montrent que les photorésists, qui sont encore capables de fonctionner avec les normes 7 nm, présentent dans le cas de la fabrication de circuits 5 nm un niveau de défauts extrêmement élevé. Le problème est si grave que de nombreux experts ne croient pas au lancement rapide et réussi de la technologie de traitement 5 nm, sans parler de la transition vers 3 nm et moins.
Le problème de la création d'une nouvelle génération de résine photosensible sera tenté d'être résolu dans le laboratoire commun d'Imec et de KMLabs. Et ils le résoudront du point de vue d’une approche scientifique, et non par la sélection de réactifs, comme cela a été fait au cours des trente dernières années. Pour ce faire, les partenaires scientifiques créeront un outil permettant une étude détaillée des processus physiques et chimiques dans la résine photosensible. Généralement, les synchrotrons sont utilisés pour étudier les processus au niveau moléculaire, mais Imec et KMLabs envisagent de créer des équipements de projection et de mesure EUV basés sur des lasers infrarouges. KMLabs est un spécialiste des systèmes laser.
Sur la base de l'installation laser KMLabs, une plateforme de génération d'harmoniques d'ordre élevé sera créée. Typiquement, à cette fin, une impulsion laser de haute intensité est dirigée dans un milieu gazeux dans lequel apparaissent des harmoniques à très haute fréquence de l'impulsion dirigée. Avec une telle conversion, une perte de puissance importante se produit, de sorte qu'un principe similaire de génération de rayonnement EUV ne peut pas être utilisé directement pour la lithographie des semi-conducteurs. Mais cela suffit pour les expériences. Plus important encore, le rayonnement résultant peut être contrôlé à la fois par une durée d’impulsion allant de picosecondes (10-12) à attosecondes (10-18) et par une longueur d’onde de 6,5 nm à 47 nm. Ce sont des qualités précieuses pour un instrument de mesure. Ils aideront à étudier les processus de changements moléculaires ultra-rapides dans la résine photosensible, les processus d'ionisation et l'exposition à des photons de haute énergie. Sans cela, la photolithographie industrielle avec des standards inférieurs à 3 voire 5 nm reste remise en question.
Source: 3dnews.ru