Як повідомляє сайт IEEE Spectrum, з кінця лютого до початку березня на базі бельгійського центру Imec спільно з американською компанією KMLabs було створено лабораторію для вивчення проблем з напівпровідниковою фотолітографією під впливом EUV-випромінювання (у наджорсткому ультрафіолетовому діапазоні). Здавалося б, що тут вивчати? Ні, предмет для вивчення є, але навіщо для цього створювати нову лабораторію? Компанія Samsung ще півроку тому розпочала випуск 7-нм чіпів з частковим використанням сканерів діапазону EUV. Незабаром до неї приєднається компанія TSMC. До кінця року вони почнуть ризикове виробництво з нормами 5 нм і так далі. І все ж таки проблеми є, і вони досить серйозні, щоб відповіді на запитання шукати в лабораторіях, а не на виробництві.
Головною проблемою в EUV-літографії сьогодні залишається якість фоторезисту. Джерелом EUV випромінювання є плазма, а не лазер, як у випадку старих 193-нм сканерів. Лазер випаровує краплю свинцю в газовому середовищі і випромінювання, що виникає, випромінює фотони, енергія яких у 14 разів вище енергії фотонів у сканерах з ультрафіолетовим випромінюванням. Як результат, фоторезист руйнується не тільки в тих місцях, де він бомбардується фотонами, а й виникають випадкові помилки, у тому числі через так званий ефект дробового шуму. Надто вже висока енергетика фотонів. Досліди з EUV-сканерами показують, що фоторезисти, які здатні працювати з нормами 7 нм, у разі виготовлення 5-нм схем демонструють критично високий рівень шлюбу. Проблема настільки серйозна, що багато фахівців не вірять у швидкий успішний запуск 5-нм техпроцесу, не кажучи вже про перехід до 3 нм і нижче.
Проблему створення фоторезиста нового покоління намагатимуться вирішувати у спільній лабораторії Imec та KMLabs. І вирішуватимуть вони її з погляду наукового підходу, а не за допомогою підбору реактивів, як це робилося останні тридцять з чимось років. Для цього наукові партнери створять інструмент для детального вивчення фізичних та хімічних процесів у фоторезисті. Зазвичай для вивчення процесів на молекулярному рівні використовуються синхротрони, але Imec та KMLabs збираються створити проекційну та вимірювальну EUV апаратуру на основі інфрачервоних лазерів. Компанія KMLabs є фахівцем з лазерних установок.
На основі лазерної установки KMLabs буде створено платформу для генерації гармонік високого порядку (high harmonics). Зазвичай при цьому лазерний імпульс високої інтенсивності направляють у газове середовище, у якому виникають дуже високі гармоніки частот направленого імпульсу. При такому перетворенні відбувається значна втрата потужності, тому безпосередньо для напівпровідникової літографії подібний принцип генерації EUV випромінювання використовувати не можна. Але для проведення експериментів цього достатньо. Найголовніше, що результуючим випромінюванням можна керувати як за тривалістю імпульсу в межах від пікосекунд (10-12) до аттосекунд (10-18), так і довжиною хвилі від 6,5 нм до 47 нм. Для інструментів вимірювання це цінні якості. Вони допоможуть вивчити процеси надшвидких молекулярних змін у фоторезисті, процеси іонізації та вплив фотонами з високою енергією. Без цього промислова фотолітографія з нормами менш як 3 і навіть 5 нм залишається під питанням.
Джерело: 3dnews.ru