La photolithographie à rayons ultraviolets extrêmes (EUV) est présentée depuis belle lurette comme la planche de salut dans l'industrie des semi-conducteurs : les techniques de fabrication actuelles montraient leurs limites pour dessiner des transistors encore plus petits sur les galettes de silicium, l'EUV est une petite révolution qui permet de graver des détails bien plus fins. Finalement, on voit l'EUV arriver sur le marché dès cette année, avec des sources de deux cents watts bientôt beaucoup plus). Actuellement, l'EUV est utilisé pour des processus en 7 nm. La fabrication souffre d'un nombre relativement élevé de défauts, en comparaison avec les processus précédents en début de leur carrière. En effet, les photons utilisés précédemment avaient une longueur d'onde de 193 nm : avec l'EUV, on passe à 13,5 nm — et l'énergie d'un photon est proportionnelle à l'inverse de sa longueur d'onde. Les masques utilisés (un dessin des transistors à créer : selon que le masque retient ou non un photon, la galette de silicium est creusée ou non) doivent donc résister à des photons bien plus énergétiques qu'auparavant. Ceux qui sont actuellement utilisés souffrent d'un problème assez particulier : de manière assez aléatoire, ils causent des défauts (des photons qui passent quand ils ne devraient pas ou l'inverse), des "erreurs d'impression stochastiques" (stochastic print failures).
Pour résoudre le problème, IMEC (une société belge) et KMLabs (américaine) ont formé une équipe pour créer un laboratoire d'imagerie EUV à très haute résolution. Le système qu'ils ont créé génère des EUV grâce à des impulsions infrarouges de très haute énergie envoyées dans un gaz : les EUV ainsi obtenues sont des trains d'impulsions de quelques attosecondes (un milliardième de milliardième de seconde) à quelques picosecondes (un millionième de millionième), avec des longueurs d'onde entre 6,5 et 47 nm.
Ce laser peut être utilisé pour l'interférométrie (procédé derrière certains microscopes optiques) sur des zones à l'échelle du micron : on peut repérer des détails de l'ordre de huit nanomètres. De même, il peut observer la dynamique moléculaire et l'ionisation, donc servir à comprendre le déroulement de processus chimiques. En pratique ? Bon nombre de laboratoires testent des masques photorésistants avec des sous-couches de divers matériaux, mais ils n'avaient aucun moyen d'en analyser le comportement lors de l'exposition.
Par contre, ce laser a une puissance extrêmement limitée : il ne pourrait pas servir à fabriquer des semi-conducteurs (ou alors très lentement). De nouveaux développements (assez conséquents) pourraient étendre la technologie, mais ils prendraient plusieurs décennies de développement.
Source : New EUV Source Can Aid Next-Gen Photolithography.