Kā vēsta IEEE Spectrum vietne, no februāra beigām līdz marta sākumam uz Beļģijas centra Imec bāzes kopā ar amerikāņu kompāniju KMLabs tika izveidota laboratorija, lai pētītu pusvadītāju fotolitogrāfijas problēmas EUV starojuma ietekmē (īpaši cietajā). ultravioletais diapazons). Šķiet, ko tur mācīties? Nē, ir mācību priekšmets, bet kāpēc šim nolūkam jāveido jauna laboratorija? Samsung sāka ražot 7nm mikroshēmas pirms pusgada, daļēji izmantojot EUV diapazona skenerus. TSMC drīz tam pievienosies. Līdz gada beigām abi sāks riskantu ražošanu ar 5 nm standartiem utt. Un tomēr ir problēmas, un tās ir pietiekami nopietnas, lai meklētu atbildes uz jautājumiem laboratorijās, nevis ražošanā.
Galvenā problēma EUV litogrāfijā mūsdienās joprojām ir fotorezista kvalitāte. EUV starojuma avots ir plazma, nevis lāzers, kā tas ir vecākiem 193 nm skeneriem. Lāzers iztvaiko svina pilienu gāzveida vidē un iegūtais starojums izstaro fotonus, kuru enerģija ir 14 reizes lielāka nekā fotonu enerģija skeneros ar ultravioleto starojumu. Tā rezultātā fotorezists tiek iznīcināts ne tikai tajās vietās, kur to bombardē fotoni, bet arī rodas nejaušas kļūdas, tostarp tā sauktā frakcionētā trokšņa efekta dēļ. Fotonu enerģija ir pārāk augsta. Eksperimenti ar EUV skeneriem liecina, ka fotorezisti, kas joprojām spēj strādāt ar 7 nm standartiem, uzrāda kritiski augstu atgrūšanas līmeni, ja tos ražo 5 nm ķēdēs. Problēma ir tik nopietna, ka daudzi eksperti netic agrīnai veiksmīgai 5 nm procesa tehnoloģijas ieviešanai, nemaz nerunājot par pāreju uz 3 nm un zemāku.
Jaunās paaudzes fotorezista izveides problēma tiks risināta Imec un KMLabs kopīgajā laboratorijā. Un viņi to atrisinās no zinātniskas pieejas viedokļa, nevis ar reaģentu atlasi, kā tas ir darīts pēdējos trīsdesmit un dažos gados. Lai to paveiktu, zinātniskie partneri izveidos rīku detalizētai fotorezista fizikālo un ķīmisko procesu izpētei. Parasti sinhrotronus izmanto procesu pētīšanai molekulārā līmenī, bet Imec un KMLabs gatavojas izveidot projekcijas un mērīšanas EUV iekārtas, kuru pamatā ir infrasarkanie lāzeri. KMLabs ir tikai lāzersistēmu speciālists.
Pamatojoties uz KMLabs lāzeriekārtu, tiks izveidota platforma augstu harmoniku ģenerēšanai. Parasti šim nolūkam augstas intensitātes lāzera impulss tiek novirzīts gāzveida vidē, kurā rodas virzītā impulsa ļoti augstas frekvences harmonikas. Ar šādu pārveidošanu rodas ievērojams jaudas zudums, tāpēc līdzīgu EUV starojuma ģenerēšanas principu nevar tieši izmantot pusvadītāju litogrāfijai. Bet eksperimentiem ar to pietiek. Vissvarīgākais ir tas, ka iegūto starojumu var kontrolēt gan ar impulsa ilgumu, sākot no pikosekundēm (10-12) līdz attosekundēm (10-18), gan ar viļņa garumu no 6,5 nm līdz 47 nm. Mērinstrumentam tās ir vērtīgas īpašības. Tie palīdzēs izpētīt fotorezistā notiekošo ultraātro molekulāro izmaiņu procesus, jonizācijas procesus un augstas enerģijas fotonu iedarbību. Bez tā rūpnieciskā fotolitogrāfija ar standartiem, kas mazāki par 3 un pat 5 nm, paliek apšaubāma.
Avots: 3dnews.ru