O professor Tsumoru Shintake, do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), desenvolveu uma ferramenta de litografia EUV significativamente simplificada que é significativamente mais barata que os scanners ASML. O sistema litográfico que ele propôs utiliza dois espelhos em vez de seis. Se o dispositivo entrar em produção em massa, poderá transformar a indústria de equipamentos de fabricação de chips, se não toda a indústria de semicondutores.
Fonte da imagem: Samsung
O novo sistema utiliza apenas dois espelhos em sua configuração de projeção óptica, o que representa um afastamento significativo da configuração tradicional de seis espelhos. O novo caminho óptico mais curto permite que mais de 10% da energia EUV inicial chegue ao wafer, em comparação com cerca de 1% nas instalações utilizadas atualmente, o que é um grande avanço.
A equipe do professor Shintake abordou dois grandes desafios na litografia EUV: prevenir aberrações ópticas e garantir uma transmissão de luz eficiente. O método de “campo linear duplo” desenvolvido por eles expõe a fotomáscara, minimizando a distorção e aumentando a fidelidade da imagem no wafer de silício.
Fonte da imagem: OIST
Uma das principais vantagens da solução proposta é o aumento da confiabilidade e facilidade de manutenção do equipamento. Uma vantagem igualmente significativa deste design foi a redução radical no consumo de energia. Graças ao caminho óptico otimizado, o sistema utiliza uma fonte de luz EUV de apenas 20 W e o consumo total de energia é inferior a 100 kW, o que é uma ordem de grandeza inferior à exigência dos sistemas tradicionais de litografia EUV. Graças ao reduzido consumo de energia, o sistema de refrigeração também é simplificado e mais barato.
O desempenho do novo sistema foi extensivamente testado utilizando software de simulação óptica, confirmando a sua capacidade de produzir semicondutores avançados. Os cientistas apresentaram um pedido de patente, indicando que a nova tecnologia está pronta para implementação comercial. Os desenvolvedores veem o novo sistema de litografia EUV como um passo importante para reduzir o consumo de energia e outros custos de produção de chips, mas as datas específicas para o início da operação comercial do novo scanner ainda não foram anunciadas.
As implicações económicas da invenção são muito promissoras. Espera-se que o mercado global de litografia EUV cresça de US$ 8,9 bilhões em 2024 para US$ 17,4 bilhões em 2030.