Zelenograd Nanotecnology Center (ZNTC) e Planar concluíram Desenvolvimento do primeiro sistema de litografia da Rússia capaz de suportar tecnologias de processo de 350 nm (0,35 mícrons). O desenvolvimento foi assistido pela empresa plana da Bielorrússia. A máquina limpou as inspeções oficiais e está passando por ensaios de integração em Zelenograd. Apesar de seu significado simbólico, o design do sistema foi desatualizado em várias décadas, e se o ZNTC pode produzi -los em volume não é claro.
A ferramenta de litografia do ZNTC-que foi oficialmente introduzida há um ano-é uma máquina de lito de 200 mm com base em um laser de estado sólido com um tamanho de campo de exposição de 22 mm × 22mm (484 mm^2). O ZNTC e o Planar não divulgam detalhes técnicos críticos sobre a ferramenta, incluindo o comprimento de onda do laser que ele usa ou a potência que o laser pode emitir. No entanto, diz que usa um laser de ‘estado sólido’ com eficiência energética com uma faixa de emissão ‘mais apertada’ e uma vida operacional mais longa.
O uso de uma fonte de luz de estado sólido parece ser um detalhe importante que não apenas diferencia a ferramenta daqueles projetados pelos principais fabricantes de ferramentas FAB, mas também podem dar uma dica sobre os planos da empresa daqui para frente.
Considerando que o ZNTC faz anúncios bastante vagos (talvez para manter seu progresso e o progresso de seus parceiros em segredo), faz sentido examinar as chamadas ferramentas de produção mais conhecidas da ASML para colocar as conquistas do ZNTC em contexto.
ASML’s lithography tools designed for 200-mm wafers used for process technologies ranging from 350nm down to 130nm traditionally utilized one of two main types of ultraviolet (UV) illumination sources, depending on the exact lithography model and process node requirements: mercury arc lamps, KrF (krypton fluoride), or ArF (argon fluoride) laser.
Para tecnologias de processo de 350NM e menos avançadas, as estepers da ASML i-line usaram lâmpadas de arco de mercúrio com um comprimento de onda de 365Nm (405nm e 436nm eram menos comuns). Para nós de 250Nm e mais avançados, o ASML usou um laser KRF (Krypton Fluoreide) com um comprimento de onda de 248nm. A partir de nós de 130nm, os sistemas de litografia ultravioleta profunda da ASML usaram lasers ARF (argônio fluoreto) com um comprimento de onda de 193Nm.
Uma fonte de luz de estado sólido?
Um leitor ávido perguntava: “O que é um laser de estado sólido na produção de semicondutores?” Os lasers de estado sólido são amplamente utilizados na fabricação de semicondutores, mas não para a exposição litográfica primária em nós avançados. Em vez disso, eles são usados em funções de suporte, como inspeção de wafer, análise de defeitos, marcação e processos de micromachinização, incluindo componentes de cubos ou aparar ou aparar.
Os lasers de estado sólido que operam em cerca de um comprimento de onda de 365 nm (lasers de ND: YAG com êxtas de frequência) também podem ser empregados para litografia em nós maduros (por exemplo, ≥250nm), pois são estáveis, eficientes e confiáveis. No entanto, como observado acima, o ASML usou lasers de Excimer à base de gás (KRF a 248Nm, ARF em 193NM) ou lâmpadas de mercúrio (365Nm I-line) desde o final dos anos 90.
Isso fica interessante, pois o ZNTC disse que está funcionando em um sistema de litografia capaz de uma tecnologia de processo de classe de 130 nm, embora seu desenvolvimento deva ser finalizado em 2026.
Tarde demais?
Embora uma tecnologia de processo de classe de 350nm seja usada para alguns dispositivos, ela é obsoleta pelos padrões atuais. Em meados dos anos 90, a Intel usou esse nó para seu Pentium MMX, Pentium Pro e CPUs Pentium II precoce, enquanto a AMD produziu seu processador K6 usando a mesma tecnologia por volta de 1997. Hoje em dia, os chips avançados são feitos em tecnologias de processo de 5 nm ou melhor.
Mesmo fabricantes de chips russos como Angstrem e Mikron não fabricam a 350 nm. Ambas as empresas operam em resoluções entre 250 nm e 90 nm. Como tal, o novo scanner não corresponde aos nós de produção existentes das principais fundições russas, limitando sua relevância comercial imediata a camadas não críticas em produtores domésticos, que continuarão a usar as ferramentas de litografia da Série PAS 5500 da ASML, que são contrabandeadas para a Rússia.
Ainda assim, a ferramenta do ZNTC pode encontrar uso limitado em setores específicos. Alguns ICs automotivos e de gerenciamento de energia são produzidos usando processos maduros. As aplicações militares também podem se beneficiar desse tipo de ferramenta, pois o desempenho de ponta nem sempre é um requisito para eles.
Ainda assim, parece que o objetivo principal da nova máquina é servir como base para o desenvolvimento de versões mais capazes. Atualmente, o ZNTC está trabalhando em um novo modelo direcionado às tecnologias de processo de classe de 130 nm. A conclusão é esperada em 2026. Esta versão faz parte de um roteiro de longo prazo estabelecido pelo governo russo, que visa a produção doméstica a 90Nm até o final de 2025, 28Nm até 2027 e 14Nm até 2030. O ZNTC e seus pares na Rússia estão atrás do plano.
