Avancées Technologiques dans la Lithographie des Semi-conducteurs
Imec et la Lithographie EUV Haute NA
L’organisation de recherche Imec a récemment annoncé avoir prouvé l’efficacité de la technologie de lithographie ultraviolette extrême (EUV) de nouvelle génération d’ASML pour la fabrication de puces. Cette avancée permet de créer des structures à motifs à une échelle plus réduite qu’auparavant, et ce, en une seule exposition.
ASML : Leader Mondial en Lithographie
La société néerlandaise ASML est le principal fournisseur mondial d’équipements de lithographie qui gravent des motifs sur des wafers de silicium. Ce processus est essentiel dans la fabrication de puces, nécessitant généralement plusieurs passages pour créer différentes couches. Pendant des années, ASML a utilisé la lumière ultraviolette profonde (DUV), mais cette technologie ne répond plus aux exigences de densité des concepteurs modernes. La lithographie EUV, qui utilise une lumière à longueur d’onde plus courte, représente l’étape suivante, suivie par la lithographie EUV Haute NA. Cette dernière pourrait théoriquement permettre d’imprimer des transistors 1,7 fois plus petits, augmentant ainsi la densité des transistors de 2,9 fois par rapport aux technologies actuelles.
Innovations dans la Lithographie Haute NA
ASML souligne que l’innovation majeure de la lithographie EUV Haute NA réside dans ses nouvelles optiques. L’ouverture numérique, qui mesure la capacité de l’équipement à collecter et à focaliser la lumière, est plus grande, ce qui permet une meilleure résolution. La lithographie Haute NA devrait faire ses débuts en 2025, suscitant un grand intérêt parmi les fabricants de puces, qui envisagent de mesurer les puces en angströms, une unité encore plus petite que le nanomètre.
Réalisations d’Imec
Imec, basé en Belgique, a réussi à créer des structures logiques minuscules en une seule exposition, démontrant ainsi que la technologie Haute NA peut réduire le besoin de plusieurs couches de masques dans la production de puces. Ce travail a été réalisé dans le laboratoire de lithographie EUV Haute NA, ouvert en juin dernier à Veldhoven, aux Pays-Bas. Ce laboratoire a pour but de fournir aux fabricants de semi-conducteurs un accès à l’équipement de photolithographie EUV Haute NA d’ASML, afin qu’ils soient prêts à l’utiliser dès son arrivée dans leurs usines.
Imec a réussi à créer des structures logiques aléatoires avec des lignes métalliques denses de 9,5 nm, correspondant à un pas de 19 nm, atteignant des dimensions de moins de 20 nm après exposition avec l’équipement EUV 0,55 NA d’ASML. Steven Scheer, vice-président senior d’Imec, a déclaré que ces résultats démontrent le potentiel unique de la lithographie Haute NA EUV pour permettre l’imagerie en impression unique de caractéristiques 2D à échelle agressive, améliorant ainsi la flexibilité de conception tout en réduisant les coûts et la complexité de la mise en forme.
Perspectives d’Avenir
Au-delà des structures logiques, Imec a également réussi à intégrer le pad de stockage avec la périphérie de la ligne de bits pour la DRAM, encore une fois en une seule exposition. Cela souligne le potentiel de la technologie Haute NA pour remplacer plusieurs couches de masques dans le processus de fabrication des puces.
Luc Van den hove, président et PDG d’Imec, a noté que ces résultats confirment la capacité de résolution longtemps prédite de la lithographie Haute NA EUV pour cibler des couches métalliques de moins de 20 nm en une seule exposition. Il a ajouté que cette technologie sera cruciale pour continuer la réduction dimensionnelle des technologies logiques et de mémoire, un des piliers essentiels pour avancer vers l’ère de l’angstrom.
Réactions du Marché
Cependant, Alan Priestley, analyste chez Gartner, a souligné que ces résultats ne sont qu’une mise à jour de progrès, un pas de plus vers la production en volume de la lithographie Haute NA EUV. Il a précisé que l’attention doit se porter sur les déclarations de TSMC et Intel concernant leur déploiement et l’utilisation de ces outils pour la fabrication de puces sur un nœud de processus spécifique.
Les produits TWINSCAN EXE:5000 d’ASML, qui intègrent la lithographie Haute NA EUV, devraient coûter environ 350 millions d’euros (373 millions de dollars) chacun. Intel a déjà reçu la première machine de production Haute NA EUV dans son usine de Hillsboro, en Oregon, pour son prochain nœud de processus 14A. TSMC est également supposé posséder l’une de ces machines, bien qu’il ait déclaré qu’il n’avait pas besoin de la lithographie EUV Haute NA pour produire des puces de 1,6 nm avec son prochain processus A16, où A signifie « angstrom ».
