Segundo o site IEEE Spectrum, do final de fevereiro ao início de março, foi criado um laboratório no centro belga Imec em conjunto com a empresa americana KMLabs para estudar problemas de fotolitografia semicondutora sob influência da radiação EUV (no ultra- faixa ultravioleta dura). Ao que parece, o que há para estudar aqui? Não, há um assunto a ser estudado, mas por que criar um novo laboratório para isso? A Samsung começou a produzir chips de 7 nm com uso parcial de scanners EUV há seis meses. A TSMC em breve se juntará a esse esforço. Até o final do ano, ambos iniciarão uma produção arriscada com padrões de 5 nm e assim por diante. E, no entanto, existem problemas, e são suficientemente graves para que as respostas às perguntas devam ser procuradas nos laboratórios e não na produção.
O principal problema na litografia EUV hoje continua sendo a qualidade do fotorresistente. A fonte da radiação EUV é o plasma, não o laser, como é o caso dos scanners mais antigos de 193 nm. O laser evapora uma gota de chumbo em ambiente gasoso e a radiação resultante emite fótons, cuja energia é 14 vezes maior que a energia dos fótons em scanners com radiação ultravioleta. Como resultado, o fotorresistente não é apenas destruído nos locais onde é bombardeado por fótons, mas também ocorrem erros aleatórios, inclusive devido ao chamado efeito de ruído fracionário. A energia dos fótons é muito alta. Experimentos com scanners EUV mostram que os fotorresistentes, que ainda são capazes de trabalhar com padrões de 7 nm, no caso de fabricação de circuitos de 5 nm apresentam um nível criticamente alto de defeitos. O problema é tão sério que muitos especialistas não acreditam no rápido lançamento bem-sucedido da tecnologia de processo de 5 nm, sem mencionar a transição para 3 nm e abaixo.
O problema de criação de uma nova geração de fotorresistentes será tentado resolver no laboratório conjunto do Imec e KMLabs. E vão resolver isso do ponto de vista científico, e não pela seleção de reagentes, como tem sido feito nos últimos trinta e tantos anos. Para isso, os parceiros científicos irão criar uma ferramenta para um estudo detalhado dos processos físicos e químicos no fotorresistente. Normalmente, os síncrotrons são usados para estudar processos em nível molecular, mas Imec e KMLabs estão planejando criar equipamentos de projeção e medição EUV baseados em lasers infravermelhos. KMLabs é especialista em sistemas laser.
Com base na instalação do laser KMLabs, será criada uma plataforma para geração de harmônicos de alta ordem. Normalmente, para este propósito, um pulso de laser de alta intensidade é direcionado para um meio gasoso no qual surgem harmônicos de frequência muito alta do pulso direcionado. Com tal conversão, ocorre uma perda significativa de energia, portanto, um princípio semelhante de geração de radiação EUV não pode ser usado diretamente para litografia de semicondutores. Mas isso é suficiente para experimentos. Mais importante ainda, a radiação resultante pode ser controlada tanto pela duração do pulso variando de picossegundos (10-12) a attosegundos (10-18), quanto pelo comprimento de onda de 6,5 nm a 47 nm. Estas são qualidades valiosas para um instrumento de medição. Eles ajudarão a estudar os processos de mudanças moleculares ultrarrápidas no fotorresiste, processos de ionização e exposição a fótons de alta energia. Sem isso, a fotolitografia industrial com padrões inferiores a 3 e até 5 nm permanece em questão.
Fonte: 3dnews.ru