Potrivit site-ului IEEE Spectrum, de la sfârșitul lunii februarie până la începutul lunii martie, la centrul belgian Imec a fost creat împreună cu compania americană KMLabs un laborator pentru a studia problemele cu fotolitografia semiconductoare sub influența radiației EUV (în ultra- intervalul ultraviolet dur). S-ar părea, ce este de studiat aici? Nu, există un subiect de studiat, dar de ce să se înființeze un nou laborator pentru asta? Samsung a început să producă cipuri de 7 nm cu utilizarea parțială a scanerelor EUV în urmă cu șase luni. TSMC i se va alătura în curând acestui efort. Până la sfârșitul anului, ambii vor începe producția riscantă cu standarde de 5 nm și așa mai departe. Și totuși există probleme și sunt suficient de grave încât răspunsurile la întrebări ar trebui căutate în laboratoare, și nu în producție.
Principala problemă în litografia EUV astăzi rămâne calitatea fotorezistului. Sursa de radiație EUV este plasma, nu laserul, așa cum este cazul scanerelor mai vechi de 193 nm. Laserul evaporă o picătură de plumb într-un mediu gazos, iar radiația rezultată emite fotoni, a căror energie este de 14 ori mai mare decât energia fotonilor din scanerele cu radiații ultraviolete. Drept urmare, fotorezistul nu este doar distrus în acele locuri în care este bombardat de fotoni, dar apar și erori aleatorii, inclusiv din cauza așa-numitului efect de zgomot fracționat. Energia fotonilor este prea mare. Experimentele cu scanere EUV arată că fotorezistele, care sunt încă capabile să lucreze cu standarde de 7 nm, în cazul fabricării de circuite de 5 nm, demonstrează un nivel critic ridicat de defecte. Problema este atât de gravă încât mulți experți nu cred în lansarea rapidă cu succes a tehnologiei de proces de 5 nm, ca să nu mai vorbim de trecerea la 3 nm și mai jos.
Problema creării unei noi generații de fotorezist va fi încercată să fie rezolvată în laboratorul comun al Imec și KMLabs. Și o vor rezolva din punct de vedere al abordării științifice, și nu prin selectarea reactivilor, așa cum s-a făcut în ultimii treizeci și ceva de ani. Pentru a face acest lucru, partenerii științifici vor crea un instrument pentru un studiu detaliat al proceselor fizice și chimice din fotorezist. De obicei, sincrotronii sunt folosiți pentru a studia procesele la nivel molecular, dar Imec și KMLabs intenționează să creeze echipamente de proiecție și măsurare EUV bazate pe lasere în infraroșu. KMLabs este un specialist în sisteme laser.
Pe baza instalației laser KMLabs, va fi creată o platformă pentru generarea de armonici de ordin înalt. De obicei, în acest scop, un impuls laser de mare intensitate este direcționat într-un mediu gazos în care apar armonici de frecvență foarte înaltă ale impulsului direcționat. Cu o astfel de conversie, are loc o pierdere semnificativă de putere, astfel încât un principiu similar de generare a radiației EUV nu poate fi utilizat direct pentru litografia semiconductoare. Dar acest lucru este suficient pentru experimente. Cel mai important, radiația rezultată poate fi controlată atât prin durata pulsului variind de la picosecunde (10-12) la attosecunde (10-18), cât și prin lungimea de undă de la 6,5 nm la 47 nm. Acestea sunt calități valoroase pentru un instrument de măsurare. Acestea vor ajuta la studiul proceselor de modificări moleculare ultra-rapide în fotorezist, procesele de ionizare și expunerea la fotoni de înaltă energie. Fără aceasta, fotolitografia industrială cu standarde mai mici de 3 și chiar 5 nm rămâne în discuție.
Sursa: 3dnews.ru