Immagine copertina generata con l’intelligenza artificiale
La tecnologia EUV non riguarda più soltanto la litografia. Con l’avanzamento della produzione di semiconduttori verso lunghezze d’onda di 13,5 nanometri, anche le attività di misurazione e ispezione devono adattarsi a questa nuova scala. In Cina, intanto, sta iniziando a prendere forma un ecosistema domestico dedicato proprio alla metrologia EUV, con aziende, università e istituti di ricerca impegnati nello sviluppo di sorgenti luminose e sistemi di misura.
Ecosistema cinese della metrologia EUV: un nuovo scenario competitivo
La crescente complessità dei chip rende necessarie misurazioni quantitative durante praticamente ogni fase della produzione. Il passaggio dai transistor FinFET alle strutture tridimensionali gate-all-around (GAA) aumenta ulteriormente la difficoltà, perché gli strumenti di ispezione devono individuare interfacce interne e difetti su scala nanometrica che i tradizionali sistemi ottici non riescono più a risolvere.
L’impiego della luce EUV permette di combinare alta risoluzione, velocità e analisi non distruttiva. La diffusione della luce, infatti, aumenta sensibilmente con la riduzione della lunghezza d’onda, migliorando la capacità di rilevare difetti estremamente piccoli. Per anni, tuttavia, le sorgenti EUV più avanzate sono rimaste fortemente dipendenti da fornitori stranieri.
Misurazione EUV: tecnologie e sfide all’orizzonte
Sul fronte delle sorgenti luminose, la ricerca si sta muovendo lungo tre principali direttrici tecnologiche. Le sorgenti al plasma, comprese LPP e DPP, sono già centrali nella litografia EUV, ma risultano complesse, costose e difficili da controllare.
Una seconda strada è rappresentata dalle sorgenti basate su acceleratori, come laser a elettroni liberi, radiazione di sincrotrone e la tecnologia SSMB (steady-state microbunching) guidata da Tsinghua, che punta a ottenere livelli elevati di potenza.
La terza riguarda invece la generazione di armoniche elevate (HHG), una soluzione più compatta, economica, coerente e sintonizzabile. Secondo la fonte, aziende come ASML, Intel, Samsung e TSMC utilizzano già HHG nella metrologia, mentre la roadmap IRDS 2024 la considera una tecnologia centrale per la prossima generazione di sistemi di misura EUV.
Implicazioni strategiche e focus sulla supply chain tecnologica
In Cina sta progressivamente emergendo una vera e propria matrice nazionale di competenze, distribuita tra ricerca sulle sorgenti, sviluppo delle apparecchiature e integrazione dei sistemi. Diverse startup con base a Shanghai lavorano alla realizzazione di sorgenti EUV commerciali.
A queste attività si aggiungono le competenze sviluppate da gruppi provenienti dalla Tsinghua University, dalla Huazhong University of Science and Technology e dallo Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics. A Wuhan, inoltre, un’azienda sta cercando di portare verso l’industrializzazione il lavoro universitario sulle sorgenti EUV coerenti, collaborando con produttori di laser.
Applicazioni della metrologia EUV nei chip di nuova generazione
L’espansione dei nodi produttivi avanzati rende la metrologia EUV sempre più importante. Quando le dimensioni delle strutture si riducono, diventa infatti essenziale poter misurare e individuare difetti su scala nanometrica senza compromettere il wafer.
La possibilità di operare direttamente alle lunghezze d’onda EUV permette di aumentare la sensibilità dell’ispezione, soprattutto quando gli strumenti ottici tradizionali non sono più sufficienti. La sfida non riguarda però soltanto la risoluzione: i sistemi devono raggiungere anche livelli adeguati di velocità e affidabilità per essere integrati nei processi produttivi.
Competizione globale e metrologia EUV domestica cinese
La costruzione di un ecosistema nazionale offre alla Cina l’opportunità di sviluppare competenze lungo più segmenti della filiera. Un ruolo importante può arrivare anche dal rientro di talenti formati all’estero, compresi scienziati che hanno studiato o lavorato presso importanti produttori internazionali di apparecchiature.
Il percorso, tuttavia, rimane complesso. La potenza delle sorgenti, la loro durata operativa e la stabilità non hanno ancora raggiunto livelli compatibili con una produzione industriale pienamente matura. A questo si aggiunge un ciclo di industrializzazione necessariamente lungo.
Opportunità operative e monito per specialisti e aziende
Un ulteriore ostacolo riguarda l’integrazione della metrologia con l’intera catena produttiva. Gli strumenti di misura devono infatti dialogare con litografia, fotoresist e processi sui wafer, rendendo necessaria una stretta collaborazione tra i diversi segmenti industriali.
Nonostante queste difficoltà, la Cina sta costruendo le basi di una propria infrastruttura per la metrologia EUV. La combinazione tra ricerca universitaria, startup specializzate e competenze industriali indica che una filiera domestica sta iniziando a prendere forma, proprio mentre la produzione dei semiconduttori spinge l’ispezione verso la frontiera dei 13,5 nanometri.
Fonte: Pandaily
