Enligt webbplatsen IEEE Spectrum skapades från slutet av februari till början av mars ett laboratorium vid det belgiska Imec-centret tillsammans med det amerikanska företaget KMLabs för att studera problem med halvledarfotolitografi under påverkan av EUV-strålning (i ultra- hårt ultraviolett område). Det verkar, vad finns det att studera här? Nej, det finns ett ämne att studera, men varför inrätta ett nytt laboratorium för detta? Samsung började producera 7nm-chips med delvis användning av EUV-skannrar för sex månader sedan. TSMC kommer snart att gå med i detta arbete. I slutet av året kommer båda att börja riskabel produktion med standarder på 5 nm och så vidare. Och ändå finns det problem, och de är tillräckligt allvarliga för att svar på frågor bör sökas i laboratorier, och inte i produktionen.
Huvudproblemet i EUV-litografi idag är fortfarande kvaliteten på fotoresisten. Källan till EUV-strålning är plasma, inte laser, som är fallet med äldre 193 nm skannrar. Lasern avdunstar en droppe bly i en gasformig miljö och den resulterande strålningen avger fotoner, vars energi är 14 gånger högre än energin hos fotoner i skannrar med ultraviolett strålning. Som ett resultat förstörs fotoresisten inte bara på de platser där den bombarderas av fotoner, utan även slumpmässiga fel uppstår, bland annat på grund av den så kallade fraktionella bruseffekten. Fotonernas energi är för hög. Experiment med EUV-skannrar visar att fotoresister, som fortfarande kan arbeta med 7 nm-standarder, vid tillverkning av 5 nm-kretsar uppvisar en kritiskt hög nivå av defekter. Problemet är så allvarligt att många experter inte tror på den snabba framgångsrika lanseringen av 5 nm processteknik, för att inte tala om övergången till 3 nm och lägre.
Problemet med att skapa en ny generation fotoresist kommer att försöka lösas i Imecs och KMLabs gemensamma laboratorium. Och de kommer att lösa det utifrån ett vetenskapligt tillvägagångssätt, och inte genom att välja reagens, som har gjorts under de senaste trettiotal åren. För att göra detta kommer de vetenskapliga partnerna att skapa ett verktyg för en detaljerad studie av de fysikaliska och kemiska processerna i fotoresist. Vanligtvis används synkrotroner för att studera processer på molekylär nivå, men Imec och KMLabs planerar att skapa EUV-projektions- och mätutrustning baserad på infraröda lasrar. KMLabs är specialist på lasersystem.
Baserat på KMLabs laserinstallation kommer en plattform att skapas för att generera övertoner av hög ordning. För detta ändamål riktas typiskt en högintensiv laserpuls in i ett gasformigt medium i vilket mycket högfrekventa övertoner av den riktade pulsen uppstår. Med en sådan omvandling uppstår en betydande effektförlust, så en liknande princip för att generera EUV-strålning kan inte användas direkt för halvledarlitografi. Men detta räcker för experiment. Viktigast är att den resulterande strålningen kan styras både av pulslängd som sträcker sig från pikosekunder (10-12) till attosekunder (10-18), och genom våglängder från 6,5 nm till 47 nm. Dessa är värdefulla egenskaper för ett mätinstrument. De kommer att hjälpa till att studera processerna för ultrasnabba molekylära förändringar i fotoresist, joniseringsprocesser och exponering för högenergifotoner. Utan detta förblir industriell fotolitografi med standarder mindre än 3 och till och med 5 nm ifrågasatt.
Källa: 3dnews.ru