Une lithographie inspirée de la fusion nucléaire

Des chercheurs de la Purdue's School of Nuclear Engineering, dans l’Indiana aux États-Unis se sont inspirés des travaux en fusion nucléaire pour développer un rayon nanolithographique d’une longueur d’onde de seulement 13,5 nm qui permettrait de graver des circuits dix fois plus fins qu'aujourd'hui.

Prometteur, mais encore trop demandeur

A l'heure actuelle, la longueur d’onde des rayons ultraviolets utilisés en lithographie est au minimum de 193 nm. Réduire la longueur d'onde est nécessaire pour graver des structures plus fines sur les wafers mais il n'existe pas encore de sources lumineuses adaptées. La découverte de l'université de Purdue est donc très prometteuse pour l'avenir des microprocesseurs.

Le problème est que seul 1 % à 2 % de l'énergie nécessaire est convertie, ce qui signifie qu’il faudra une puissance de plus de 100 kW pour arriver à produire un rayon utile en pratique. Cette puissance est trop importante pour une application industrielle selon les chercheurs, qui travaillent à l'optimisation du système.

De la simulation au laboratoire

Les travaux des scientifiques ont débuté sur un simulateur informatique et ont été récemment confirmés en laboratoire. Le programme développé par l’Université a permis de suivre toutes les étapes de la création du laser en passant par le xénon, l’étain et le lithium chauffé à très haute température pour obtenir un matériau à l’état plasmique contenant des paquets de photons. Le plasma obtenu est conducteur et les chercheurs utilisent un champ magnétique pour le guider et le façonner, formant ainsi un rayon.

Cette technique est inspirée de ce qui se passe dans les réacteurs nucléaires où un champ magnétique est utilisé pour faire en sorte que le combustible nucléaire sous forme de plasma ne touche pas les parois de son conteneur, ce qui permet de le chauffer et obtenir une fusion nucléaire.

Pas encore prêt pour les usines

En plus des défis portant sur la consommation de ce procédé de fabrication, il est impératif de développer un système guidant le rayon qui soit dépourvu de lentille, cette dernière absorbant les photons. Il faut donc utiliser un jeu de miroir, ce qui pose un autre problème. Le plasma se condense sur le miroir, réduisant rapidement sa réflectivité et son efficacité.

Bref, l’utilisation de cette technologie pour une production en masse a encore de nombreuses années devant elle, et entre-temps, les fondeurs devront se débrouiller avec les techniques de lithographie ultraviolet par immersion.