Железо

Американские лазеры помогут бельгийским учёным с прорывом до 3-нм техпроцесса и дальше

Казалось бы, что тут изучать? Как сообщает сайт IEEE Spectrum, с конца февраля по начало марта на базе бельгийского центра Imec совместно с американской компанией KMLabs была создана лаборатория для изучения проблем с полупроводниковой фотолитографией под воздействием EUV-излучения (в сверхжёстком ультрафиолетовом диапазоне). Компания Samsung ещё полгода назад приступила к выпуску 7-нм чипов с частичным использованием сканеров диапазона EUV. Нет, предмет для изучения есть, но зачем для этого учреждать новую лабораторию? К концу года обе они начнут рисковое производство с нормами 5 нм и так далее. Вскоре к ней в этом присоединится компания TSMC. И всё же проблемы есть, и они достаточно серьёзные, чтобы ответы на вопросы искать в лабораториях, а не на производстве.

Лазеры широко испоьзуются для безопсного анализа полупроводников (KMLabs)

Лазеры широко используются для безопасного анализа полупроводников (KMLabs)

Источником EUV излучения является плазма, а не лазер, как в случае старых 193-нм сканеров. Главной проблемой в EUV-литографии сегодня остаётся качество фоторезиста. Как результат, фоторезист разрушается не только в тех местах, где он бомбардируется фотонами, но и возникают случайные ошибки, в том числе из-за так называемого эффекта дробного шума. Лазер испаряет каплю свинца в газовой среде и возникающее излучение испускает фотоны, энергия которых в 14 раз выше энергии фотонов в сканерах с ультрафиолетовым излучением. Опыты с EUV-сканерами показывают, что фоторезисты, которые ещё способны работать с нормами 7 нм, в случае изготовления 5-нм схем демонстрируют критически высокий уровень брака. Слишком уж высока энергетика фотонов. Проблема настолько серьёзна, что многие специалисты не верят в скорый успешный запуск 5-нм техпроцесса, не говоря уже о переходе к 3 нм и ниже.

И решать они её будут с точки зрения научного подхода, а не с помощью подбора реактивов, как это делалось в последние тридцать с чем-то лет. Проблему создания фоторезиста нового поколения будут пытаться решать в совместной лаборатории Imec и KMLabs. Обычно для изучения процессов на молекулярном уровне используются синхротроны, но Imec и KMLabs собираются создать проекционную и измерительную EUV аппаратуру на основе инфракрасных лазеров. Для этого научные партнёры создадут инструмент для детального изучения физических и химических процессов в фоторезисте. Компания KMLabs как раз является специалистом по лазерным установкам.

Общая схема получения грамоник высокого порядка из лазерного импульса

Общий принцип получения гармоник высокого порядка из лазерного импульса

Обычно для этого лазерный импульс высокой интенсивности направляют в газовую среду, в которой возникают весьма высокие гармоники частот направленного импульса. На основе лазерной установки KMLabs будет создана платформа для генерации гармоник высокого порядка (high harmonics). Но для проведения экспериментов этого достаточно. При таком преобразовании происходит значительная потеря мощности, так что напрямую для полупроводниковой литографии подобный принцип генерации EUV излучения использовать нельзя. Для измерительного инструмента это ценные качества. Самое главное, что результирующим излучением можно управлять как по длительности импульса в пределах от пикосекунд (10-12) до аттосекунд (10-18), так и по длине волны от 6,5 нм до 47 нм. Без этого промышленная фотолитография с нормами менее 3 и даже 5 нм остаётся под вопросом. Они помогу изучить процессы сверхбыстрых молекулярных изменений в фоторезисте, процессы ионизации и воздействие фотонами с высокой энергией.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть