L'industrie des semi-conducteurs approche du moment où elle sera capable de graver des puces en moins de 2 nm mais cette évolution nécessitera de disposer d'outils de production très avancés.
Tandis que la Chine pousse les équipements de lithographie DUV (Deep Ultra Violet) jusqu'à leurs dernières limites en faisant fi des logiques économiques pour graver en 7 ou 5 nm, les grands fondeurs internationaux utilisent la lithographie EUV (Extreme Ultra Violet) pour descendre vers le 3 et le 2 nm.
Pour répondre au défi de l'ère de l'Ängstrom (moins de 1 nm), il faudra améliorer encore les outils de production, à l'image de la lithographie EUV High NA proposée par l'équipementier néerlandais ASML et dont la première machine fonctionnelle est en cours de réglage chez Intel.
Lithographie EUV Hyper NA, l'évolution ultime ?
Le groupe de Santa Clara compte dessus pour proposer plus vite que les autres des noeuds de gravure encore plus bas et aux caractéristiques supérieures afin d'atteindre son objectif de redevenir le premier fondeur mondial.
Mais alors que l'EUV High NA n'en est qu'à ses débuts, ASML évoque déjà la suite avec la préparation d'équipements de lithographie EUV Hyper NA qui accompagneront la quête de la gravure toujours plus fine des puces au début des années 2030.
Première mention de la lithographie Hyper NA 0,75 en roadmap
(credit : ASML via EE Times)
D'une ouverture numérique (NA ou Numeric Aperture) de 0,33, l'EUV High NA permet de passer à 0,55, tandis qu'en EUV Hyper NA, cette valeur sera au-delà de 0,75. Cette donnée permet au système optique embarqué de fournir une gravure plus précise et détaillée à mesure qu'elle augmente.
Le site EE Times note que c'est la première fois qu'ASML évoque la lithographie EUV Hyper NA dans une roadmap diffusée en mai lors d'un événément du laboratoire Imec de recherche sur les composants CMOS.
Cependant, les travaux sur cette évolution sont loin d'être terminés et doivent encore relever certains défis techniques comme la polarisation de la lumière apparaissant pour une ouverture numérique supérieure à 0,55.
Le silicium reste la référence pour un moment encore
Mais il reste du temps puisque la lithographie EUV High NA est seulement sur le point d'entrer en piste. Toutefois, il y a peu de pistes pour aller au-delà, en dehors d'une optimisation de l'ouverture numérique.
Et l'on arrive de toutes les manières aux limites de ce que permet la physique avec les techniques actuelles puisque l'on finira par arriver à la taille de l'atome. D'autres alternatives utilisant de nouveaux matériaux sont à l'étude mais il restera compliqué de les adapter à une échelle industrielle et d'assurer les volumes nécessaires, d'autant plus que l'objectif reste en parallèle de proposer des systèmes capables de produire entre 400 et 500 wafers par heure.
De nouvelles techniques avec des matériaux exotiques ne pourront être prises au sérieux qu'à l'aune des attentes de l'industrie des semi-conducteurs sur les capacités de production, sans quoi cela restera des curiosités de laboratoire sans logique économique derrière.
Le silicium a donc encore de beaux jours devant lui, même s'ils sont désormais comptés, en travaillant sur différentes techniques d'optimisation des équipements de manière à aller jusqu'au bout de ce qu'il est possible de réaliser sur des wafers silicium.
