Tecnologia para produção de chips ultraminiaturas usando litografia B-EUV desenvolvida

Cientistas da Universidade Johns Hopkins (EUA) desenvolveram uma tecnologia avançada no campo da produção de chips: lasers ultraprecisos e materiais inovadores ajudarão a tornar os microcircuitos menores do que nunca.

Fonte da imagem: Universidade Johns Hopkins

Novos materiais e soluções tecnológicas propostos por cientistas americanos expandirão as fronteiras da produção de chips – eles se tornarão menores, mais rápidos e mais acessíveis, e poderão ser usados ​​em qualquer lugar – de smartphones a aviões. A próxima geração de chips será tão pequena que será impossível vê-los a olho nu. O processo ultrapreciso, mas econômico em termos de custos de material, abre a perspectiva de produção em larga escala. “As empresas têm planos de desenvolvimento que desejam implementar em 10 a 20 anos ou mais. Um dos obstáculos foi encontrar um processo para criar elementos estruturais menores em uma linha de produção, onde os materiais são irradiados de forma rápida e com absoluta precisão para tornar o processo econômico”, disse Michael Tsapatsis, professor de engenharia química e engenharia biomolecular.

Os lasers necessários para imprimir esses circuitos em miniatura já existem, explicou o cientista – o problema era encontrar materiais e processos tecnológicos para processá-los em tamanhos minúsculos. Microchips são wafers de silício gravados com circuitos para executar funções básicas. Durante a fabricação, o wafer é revestido com um material sensível à luz chamado resina. Quando um feixe atinge a resina, ele causa uma reação química e grava padrões na resina que formam os circuitos. As resinas tradicionais não suportam os poderosos feixes de luz necessários para criar os menores elementos estruturais.

Anteriormente, cientistas do laboratório do Professor Tsapazis e do grupo de pesquisa do Professor Howard Fairbrother desenvolveram resinas compostas de compostos organometálicos capazes de resistir “além da radiação ultravioleta extrema” (B-EUV). Metais, como o zinco, absorvem a radiação B-EUV e emitem elétrons que desencadeiam reações químicas no componente orgânico – o imidazol. Os autores do projeto foram os primeiros a depositar com sucesso resinas organometálicos à base de imidazol em uma pastilha de silício, controlando a espessura de sua camada com precisão nanométrica. Para criar essas resinas, os cientistas utilizaram o trabalho de colegas da Universidade de Tecnologia da China Oriental, da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL, Suíça), da Universidade Soochow (China), do Laboratório Nacional de Brookhaven (EUA) e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (EUA).

Pesquisadores da Johns Hopkins desenvolveram uma metodologia de deposição química líquida que lhes permite projetar com precisão e testar rapidamente diversas combinações de metais com imidazol. Ao variá-los, eles podem influenciar a eficiência da absorção de luz e a química das reações subsequentes, o que abre a possibilidade de criar novos pares organometálicos, explicou o professor Tsapazis. Pelo menos dez metais e várias centenas de compostos orgânicos podem ser usados ​​nessa química. Os cientistas estão testando especificamente essas combinações usando radiação B-EUV, que planejam implementar em uma fábrica de semicondutores no próximo ano.década.

“Como diferentes comprimentos de onda afetam diferentes elementos de forma diferente, um metal que perde em um comprimento de onda pode ser um vencedor em outro. O zinco não é muito bom em EUV, mas é um dos melhores em B-EUV”, concluiu o professor Michael Tsapazis.