A empresa chinesa Hefei Lumiverse Technology apresentou a primeira fonte de ultravioleta extremo (EUV) de bancada do mundo baseada em geração de harmônicos de alta ordem (HHG), que já está sendo usada na produção de chips de 14 nm. Ao contrário das gigantescas máquinas de litografia da ASML, do tamanho de um barramento, que custam mais de US$ 100 milhões, o novo dispositivo cabe em uma bancada de laboratório padrão e é centenas de vezes mais barato.
Fonte da imagem: Hefei Lumiverse Technology
A tecnologia apresentada permite que a China contorne as sanções dos EUA ao fornecimento de equipamentos EUV avançados e viabilize a produção independente de chips. Embora não sejam os chips mais avançados disponíveis atualmente, eles ainda são amplamente utilizados em veículos elétricos, automação industrial e dispositivos vestíveis.
O scanner compacto opera direcionando um laser de femtosegundo de alta potência para um ambiente de gás inerte (geralmente argônio). Efeitos ópticos não lineares geram harmônicos de alta ordem, que se manifestam como emissão secundária de luz EUV coerente com um comprimento de onda de 13,5 nm — o comprimento de onda necessário para a litografia moderna. Em princípio, o comprimento de onda EUV pode ser ajustado em uma ampla faixa de 1 a 200 nm, já que a excitação de harmônicos de alta ordem é um múltiplo da frequência do feixe de laser de entrada.
Mas não é tão simples. A radiação gerada pela geração de harmônicos é extremamente fraca — milhões de vezes mais fraca do que a produzida pelos scanners de litografia da ASML, que utilizam evaporação a laser de gotículas de estanho. O sistema Lumiverse produz luz EUV com uma potência de 1 μW e eficiência extremamente baixa. A solução encontrada foi criar um ponto de luz na máscara com um diâmetro ordens de magnitude menor que o do scanner ASML. Isso reduz a produtividade do scanner, mas permite manter a densidade de potência necessária para afetar o fotorresiste. Pelo menos inicialmente, o scanner EUV de mesa chinês pode ser usado para controle de qualidade não destrutivo de produtos ou para produção piloto de chips, quando não há pressa. Aliás, 80% dos clientesO grupo de cientistas que desenvolve a tecnologia planeja experimentar a produção de transistores em escala nanométrica.
A empresa afirma ser líder global na tecnologia HHG de 13,5 nm e planeja aumentar em breve a potência de saída para 1 mW, o que permitirá sua entrada no mercado comercial de equipamentos de inspeção e metrologia de semicondutores. Esse desenvolvimento foi possível graças ao retorno à China do ex-chefe da divisão EUV da empresa americana KMLabs e demonstra a rápida redução da defasagem tecnológica da China em uma das áreas mais complexas da microeletrônica moderna.