ตามเว็บไซต์ IEEE Spectrum ตั้งแต่ปลายเดือนกุมภาพันธ์ถึงต้นเดือนมีนาคมห้องปฏิบัติการถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ Imec ของเบลเยียมร่วมกับ บริษัท อเมริกัน KMLabs เพื่อศึกษาปัญหาเกี่ยวกับ photolithography ของเซมิคอนดักเตอร์ภายใต้อิทธิพลของรังสี EUV (ใน ultra-hard ช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต) ดูเหมือนว่ามีอะไรให้เรียนบ้าง? ไม่ มีเรื่องให้ศึกษา แต่ทำไมต้องสร้างห้องปฏิบัติการใหม่สำหรับเรื่องนี้ Samsung เริ่มผลิตชิป 7nm เมื่อครึ่งปีก่อนโดยใช้เครื่องสแกนช่วง EUV บางส่วน TSMC จะเข้าร่วมในไม่ช้า ภายในสิ้นปีนี้ ทั้งคู่จะเริ่มการผลิตแบบเสี่ยงด้วยมาตรฐาน 5 นาโนเมตร และอื่นๆ แต่ก็ยังมีปัญหา และพวกเขาก็จริงจังพอที่จะหาคำตอบสำหรับคำถามในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่ในสายการผลิต
ปัญหาหลักในการพิมพ์หิน EUV ในปัจจุบันยังคงเป็นคุณภาพของช่างภาพ แหล่งที่มาของรังสี EUV คือพลาสมา ไม่ใช่เลเซอร์ เช่นเดียวกับสแกนเนอร์ 193 นาโนเมตรรุ่นเก่า เลเซอร์ทำให้ตะกั่วหยดหนึ่งในตัวกลางที่เป็นก๊าซกลายเป็นไอ และรังสีที่เกิดขึ้นจะปล่อยโฟตอนออกมา ซึ่งเป็นพลังงานที่สูงกว่าพลังงานของโฟตอนในเครื่องสแกนเนอร์ที่มีรังสีอัลตราไวโอเลตถึง 14 เท่า ผลที่ตามมาคือ photoresist ถูกทำลาย ไม่เพียงแต่ในสถานที่ที่ถูกโฟตอนโจมตีเท่านั้น แต่ยังเกิดข้อผิดพลาดแบบสุ่ม รวมถึงเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์สัญญาณรบกวนแบบเศษส่วน พลังงานของโฟตอนสูงเกินไป การทดลองกับเครื่องสแกน EUV แสดงให้เห็นว่าช่างถ่ายภาพซึ่งยังคงสามารถทำงานกับมาตรฐาน 7 นาโนเมตรได้ แสดงให้เห็นถึงการคัดแยกในระดับสูงอย่างยิ่งเมื่อประดิษฐ์ในวงจร 5 นาโนเมตร ปัญหาร้ายแรงมากจนผู้เชี่ยวชาญหลายคนไม่เชื่อในการเปิดตัวเทคโนโลยีการผลิต 5 นาโนเมตรที่ประสบความสำเร็จในช่วงต้น ไม่ต้องพูดถึงการเปลี่ยนไปใช้ 3 นาโนเมตรหรือต่ำกว่า
ปัญหาในการสร้างช่างภาพรุ่นใหม่จะได้รับการแก้ไขในห้องปฏิบัติการร่วมของ Imec และ KMLabs และพวกเขาจะแก้ปัญหานี้จากมุมมองของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่โดยการเลือกน้ำยา อย่างที่เคยทำเมื่อสามสิบปีที่แล้ว ในการทำเช่นนี้ พันธมิตรทางวิทยาศาสตร์จะสร้างเครื่องมือสำหรับการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและเคมีในช่างภาพ โดยปกติแล้ว ซินโครตรอนจะใช้เพื่อศึกษากระบวนการในระดับโมเลกุล แต่ Imec และ KMLabs กำลังจะสร้างอุปกรณ์การฉายภาพและการวัด EUV โดยใช้เลเซอร์อินฟราเรด KMLabs เป็นเพียงผู้เชี่ยวชาญด้านระบบเลเซอร์
แพลตฟอร์มสำหรับสร้างฮาร์มอนิกสูงจะถูกสร้างขึ้นตามสิ่งอำนวยความสะดวกเลเซอร์ KMLabs โดยปกติแล้ว สำหรับสิ่งนี้ เลเซอร์พัลส์ความเข้มสูงจะถูกส่งตรงไปยังตัวกลางที่เป็นก๊าซ ซึ่งฮาร์มอนิกความถี่สูงมากของพัลส์ที่กำกับเกิดขึ้น ด้วยการแปลงดังกล่าว จะเกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมาก ดังนั้นหลักการที่คล้ายกันในการสร้างรังสี EUV ไม่สามารถนำมาใช้โดยตรงกับการพิมพ์หินเซมิคอนดักเตอร์ได้ แต่นี่ก็เพียงพอแล้วสำหรับการทดลอง สิ่งสำคัญที่สุดคือ รังสีที่เกิดขึ้นสามารถควบคุมได้ทั้งโดยระยะเวลาของพัลส์ตั้งแต่พิโควินาที (10-12) ถึงแอตโทวินาที (10-18) และโดยความยาวคลื่นตั้งแต่ 6,5 นาโนเมตรถึง 47 นาโนเมตร สำหรับเครื่องมือวัด สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่มีค่า พวกเขาจะช่วยศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลที่รวดเร็วมากในโฟโตเรสซิสต์ กระบวนการไอออไนเซชัน และการสัมผัสกับโฟตอนพลังงานสูง หากไม่มีสิ่งนี้ photolithography อุตสาหกรรมที่มีมาตรฐานน้อยกว่า 3 และแม้แต่ 5 นาโนเมตรก็ยังคงเป็นปัญหาอยู่
ที่มา: 3dnews.ru