La prochaine génération de microprocesseurs sous contrôle
La lithographie est la technique utilisée pour graver des microcircuits dans des tranches de silicium, souvent à l'aide de techniques photographiques permettant d'imprimer le motif des circuits. Compte tenu de la miniaturisation des circuits et de leurs composants, il est devenu impératif d'améliorer la résolution de ces procédés de photolithographie, laquelle résolution dépend de la longueur d'onde de la lumière utilisée. L'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) a défini une série de «noeuds de technologie» en tant que jalons de cette tendance vers une plus grande miniaturisation reposant sur une diminution de la «dimension critique» (CD, critical dimension) des caractéristiques des composants du circuit. Dans les microprocesseurs, par exemple, la largeur de porte des transistors est une dimension critique liée à la vitesse du processeur. Le projet «Usable vacuum ultra violet lithography» (UV2Litho) a analysé quatre techniques de métrologie qui répondent aux exigences en matière de mesure et de contrôle des procédés des techniques de fabrication utilisant une dimension critique de 65nm. Le projet a évalué quatre méthodes - la microscopie électronique par balayage (CD-SEM), la diffusométrie CD, la microscopie à force atomique (CD-AFM) et des techniques combinées. Ces évaluations se sont fondées sur cinq critères: la disponibilité à temps, la résolution ultime, la précision, l'interaction avec la structure mesurée et l'universalité. Chacune des techniques a été comparée à l'ITRS à titre de référence, tandis que des efforts étaient mis en ouvre pour étudier des méthodes novatrices et identifier les faiblesses des technologies les plus récentes. Le projet a ainsi découvert que la correspondance outil-outil - la nécessité de vérifier que les mesures sont cohérentes entre les divers outils de métrologie dans différentes usines de fabrication - était un facteur critique. L'équipe s'est aperçue qu'aucune des techniques de métrologie évaluée n'était en mesure de répondre aux exigences de correspondance d'outils des technologies de 65nm. Lors des phases initiales de développement du noeud de 65nm, il a toutefois été possible d'utiliser un outil unique pour la mesure à faible volume des tranches de silicium à une résolution et une précision ultimes. Des outils disponibles dans le commerce se rapprochent d'ores et déjà des performances requises. Le projet est à la recherche de fabricants d'équipements de semi-conducteurs intéressés par la commercialisation de ses résultats et procédures recommandées en matière de correspondance outil-outil. Les résultats devraient faciliter la sélection d'outils de métrologie et inclure des conclusions sur la correspondance entre les outils utilisant différentes technologies, telles que la microscopie électronique par balayage et le faisceau d'ions focalisé (FIB+SEM) combinés à la CD-AFM et à la diffusométrie CD. L'équipe est également à la recherche de sociétés ou de consortiums dans le domaine des semi-conducteurs en vue d'une collaboration dans le cadre du développement du «noeud de technologie de 45nm». Les résultats sont également valables pour les technologies de 65nm qui utilisent des méthodes autres que la photolithographie à des longueurs d'onde de 157nm.