Prema web stranici IEEE Spectrum, od kraja veljače do početka ožujka u belgijskom Imec centru zajedno s američkom tvrtkom KMLabs stvoren je laboratorij za proučavanje problema s poluvodičkom fotolitografijom pod utjecajem EUV zračenja (u ultra- tvrdi ultraljubičasti raspon). Čini se, što ovdje ima za proučavanje? Ne, postoji predmet za proučavanje, ali zašto osnivati novi laboratorij za to? Samsung je prije šest mjeseci počeo proizvoditi 7nm čipove uz djelomičnu upotrebu EUV skenera. TSMC će mu se uskoro pridružiti u ovom nastojanju. Do kraja godine oba će započeti rizičnu proizvodnju sa standardima od 5 nm i tako dalje. A problema ipak ima, i to dovoljno ozbiljnih da odgovore na pitanja treba tražiti u laboratorijima, a ne u proizvodnji.
Glavni problem u EUV litografiji danas ostaje kvaliteta fotorezista. Izvor EUV zračenja je plazma, a ne laser, kao što je slučaj kod starijih skenera od 193 nm. Laser isparava kapljicu olova u plinovitom okruženju, a nastalo zračenje emitira fotone čija je energija 14 puta veća od energije fotona u skenerima s ultraljubičastim zračenjem. Kao rezultat toga, fotorezist ne samo da se uništava na onim mjestima gdje je bombardiran fotonima, već se pojavljuju i slučajne pogreške, uključujući i zbog takozvanog efekta frakcijskog šuma. Energija fotona je prevelika. Eksperimenti s EUV skenerima pokazuju da fotorezisti, koji još uvijek mogu raditi sa 7 nm standardima, u slučaju proizvodnje 5 nm sklopova pokazuju kritično visoku razinu grešaka. Problem je toliko ozbiljan da mnogi stručnjaci ne vjeruju u brzo uspješno lansiranje 5 nm procesne tehnologije, a da ne spominjemo prijelaz na 3 nm i niže.
Problem stvaranja nove generacije fotorezista pokušat će se riješiti u zajedničkom laboratoriju Imeca i KMLabsa. I riješit će to sa stajališta znanstvenog pristupa, a ne odabirom reagensa, kako se to radilo zadnjih trideset i kusur godina. Kako bi to učinili, znanstveni partneri izradit će alat za detaljnu studiju fizičkih i kemijskih procesa u fotorezistu. Obično se sinkrotroni koriste za proučavanje procesa na molekularnoj razini, ali Imec i KMLabs planiraju stvoriti EUV projekcijsku i mjernu opremu temeljenu na infracrvenim laserima. KMLabs je specijalist za laserske sustave.
Na temelju laserske instalacije KMLabs izradit će se platforma za generiranje harmonika visokog reda. Obično se u tu svrhu laserski impuls visokog intenziteta usmjerava u plinoviti medij u kojem nastaju vrlo visokofrekventni harmonici usmjerenog impulsa. Takvom pretvorbom dolazi do značajnog gubitka snage, pa se sličan princip generiranja EUV zračenja ne može izravno koristiti za poluvodičku litografiju. Ali ovo je dovoljno za eksperimente. Najvažnije je da se rezultirajuće zračenje može kontrolirati i trajanjem impulsa u rasponu od pikosekundi (10-12) do atosekundi (10-18) i valnom duljinom od 6,5 nm do 47 nm. Ovo su vrijedne kvalitete za mjerni instrument. Oni će pomoći u proučavanju procesa ultrabrzih molekularnih promjena u fotorezistu, procesa ionizacije i izlaganja fotonima visoke energije. Bez toga, industrijska fotolitografija sa standardima manjim od 3 pa čak i 5 nm ostaje upitna.
Izvor: 3dnews.ru