LLNL lidera pesquisa para ultrapassar limites da litografia EUV em fabricação de semicondutores avançados

A litografia EUV (ultravioleta extrema) está se destacando como uma tecnologia essencial na fabricação de microprocessadores avançados. Essa técnica revolucionária utiliza lasers de alta potência para aquecer pequenas gotículas de estanho, criando um plasma capaz de gerar luz ultravioleta com comprimento de onda de apenas 13,5 nanômetros. A luz resultante é então dirigida por meio de espelhos e máscaras multicamadas, projetando padrões intrincados sobre as bolachas semicondutoras.

O Estado Atual da Tecnologia EUV

Atualmente, os sistemas de litografia EUV utilizam lasers pulsados de CO₂ para alimentar as fontes de luz EUV. No entanto, o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) vem investigando alternativas promissoras, tais como lasers de estado sólido impulsionados por diodo, que oferecem maior potência e eficiência.

Nova Iniciativa de Pesquisa do LLNL

O LLNL foi escolhido para liderar um novo projeto de pesquisa destinado a avançar a litografia EUV para além de suas limitações atuais. Este projeto centra-se no desenvolvimento do laser Big Aperture Thulium (BAT), um sistema laser inovador da classe de petawatts que utiliza fluoreto de lítio-ítrio dopado com túlio como meio de ganho. Espera-se que o laser BAT aumente a eficiência energética das fontes EUV em cerca de 10 vezes em comparação com os sistemas baseados em laser de CO₂.

Objetivos e Contribuições Chave

O principal objetivo é aprimorar a eficiência energética das fontes de litografia EUV, o que pode resultar na produção de chips menores, mais potentes e mais rápidos de fabricar, ao mesmo tempo em que reduz o consumo de eletricidade. O projeto reúne uma equipe multidisciplinar do LLNL, do Laboratório Nacional do Acelerador SLAC, da ASML San Diego e do Centro de Pesquisa Avançada para Nanolitografia (ARCNL), incluindo cientistas renomados como Brendan Reagan e Jackson Williams.

Contribuições Históricas do LLNL

O LLNL possui um longo histórico de trabalhos pioneiros em litografia EUV, incluindo estudos espectroscópicos iniciais, o desenvolvimento do Engineering Test Stand (o primeiro protótipo de ferramenta de exposição EUV) e avanços em óticas multicamadas e capacidades de simulação de plasma. Essas contribuições foram cruciais para habilitar a tecnologia atual de litografia EUV usada na fabricação de semicondutores em grande volume.

Implicações Futuras

O sucesso deste projeto pode levar a um sistema de litografia “além do EUV”, possibilitando a produção de dispositivos semicondutores ainda mais avançados. Isso impulsionaria ainda mais inovações em campos como inteligência artificial, supercomputadores de alto desempenho e smartphones.

Reflexão do Blog da Engenharia sobre mercado Chinês

1. A adoção crescente da litografia avançada na fabricação de chips na China pode alterar significativamente o panorama global da tecnologia.
2. Investimentos chineses em pesquisas de semicondutores podem impulsionar colaborações internacionais, levando a avanços tecnológicos mais rápidos.
3. O desenvolvimento “além do EUV” poderia ser um campo competitivo estratégico, levando a uma nova onda de parcerias e inovações entre os países ocidentais e a China.

Via: https://interestingengineering.com/science/llnl-explore-beyond-euv-lithography