Secondo il sito web dell'IEEE Spectrum, tra la fine di febbraio e l'inizio di marzo presso il centro belga Imec è stato creato un laboratorio insieme alla società americana KMLabs per studiare i problemi della fotolitografia di semiconduttori sotto l'influenza delle radiazioni EUV (nell'ultra- gamma ultravioletta intensa). Sembrerebbe, cosa c'è da studiare qui? No, c'è una materia da studiare, ma perché istituire un nuovo laboratorio per questo? Samsung ha iniziato a produrre chip da 7 nm con l'uso parziale di scanner EUV sei mesi fa. TSMC si unirà presto a questo impegno. Entro la fine dell'anno, entrambi inizieranno la produzione rischiosa con standard di 5 nm e così via. Eppure ci sono problemi, e sono abbastanza gravi che le risposte alle domande dovrebbero essere cercate nei laboratori e non nella produzione.
Il problema principale nella litografia EUV oggi rimane la qualità del fotoresist. La fonte della radiazione EUV è il plasma, non il laser, come nel caso dei vecchi scanner da 193 nm. Il laser fa evaporare una goccia di piombo in un ambiente gassoso e la radiazione risultante emette fotoni, la cui energia è 14 volte superiore all'energia dei fotoni negli scanner con radiazione ultravioletta. Di conseguenza, il fotoresist non solo viene distrutto nei luoghi in cui viene bombardato dai fotoni, ma si verificano anche errori casuali, anche dovuti al cosiddetto effetto del rumore frazionario. L'energia dei fotoni è troppo alta. Esperimenti con scanner EUV mostrano che i fotoresist, che sono ancora in grado di funzionare con standard da 7 nm, nel caso della produzione di circuiti da 5 nm presentano un livello di difetti criticamente elevato. Il problema è così serio che molti esperti non credono al rapido lancio con successo della tecnologia di processo a 5 nm, per non parlare del passaggio a 3 nm e inferiori.
Nel laboratorio congiunto di Imec e KMLabs si cercherà di risolvere il problema della creazione di una nuova generazione di fotoresist. E lo risolveranno dal punto di vista di un approccio scientifico, e non selezionando i reagenti, come è stato fatto negli ultimi trent'anni. Per fare ciò, i partner scientifici creeranno uno strumento per uno studio dettagliato dei processi fisici e chimici nel fotoresist. Tipicamente, i sincrotroni vengono utilizzati per studiare i processi a livello molecolare, ma Imec e KMLabs stanno progettando di creare apparecchiature di proiezione e misurazione EUV basate su laser a infrarossi. KMLabs è uno specialista in sistemi laser.
Sulla base dell'installazione laser di KMLabs, verrà creata una piattaforma per la generazione di armoniche di ordine elevato. Tipicamente, a questo scopo, un impulso laser ad alta intensità viene diretto in un mezzo gassoso in cui si formano armoniche di frequenza molto elevata dell'impulso diretto. Con una tale conversione si verifica una significativa perdita di potenza, quindi un principio simile di generazione della radiazione EUV non può essere utilizzato direttamente per la litografia a semiconduttore. Ma questo è sufficiente per gli esperimenti. Ancora più importante, la radiazione risultante può essere controllata sia dalla durata dell'impulso che varia da picosecondi (10-12) ad attosecondi (10-18), sia dalla lunghezza d'onda da 6,5 nm a 47 nm. Queste sono qualità preziose per uno strumento di misura. Aiuteranno a studiare i processi di cambiamenti molecolari ultraveloci nel fotoresist, i processi di ionizzazione e l'esposizione a fotoni ad alta energia. Senza questo, la fotolitografia industriale con standard inferiori a 3 e addirittura 5 nm resta in discussione.
Fonte: 3dnews.ru