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Ecco il microscopio per fare i chip più piccoli del mondo

IBM, Intel, Micron, Samsung, Texas Instruments, Globalfoundries e TSMC scommettono su SHARP, un microscopio EUV che gli consentirà di studiare come realizzare chip da pochi nanometri.

Il microscopio a ultravioletti estremi (EUV) più avanzato del mondo potrebbe consentire di allungare la vita alla legge di Moore. Si chiama SHARP ed è situato al Dipartimento dell'Energia del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab).

Questo nuovo ritrovato tecnologico ha già attirato diverse aziende che progettano chip, pronte a usarlo per continuare, fin quando possibile, a miniaturizzare i loro prodotti. A ogni transizione di processo produttivo, infatti, il silicio con cui sono realizzati i processori attuali dà sempre più problemi e perde quelle proprietà che per decenni l'hanno visto dominare il mondo della tecnologia.

In attesa di nuovi materiali, per spingersi oltre servono nuove tecniche e la litografia EUV dovrebbe consentire di arrivare a pochi nanometri, mentre oggi si punta senza non poche difficoltà ai 14 nanometri. Così un gruppo di aziende riunito all'interno del consorzio SEMATECH ha collaborato con il Center for X-ray Optics (CXRO) del Berkeley Lab per sviluppare la strumentazione necessaria per studiare come scalare la tecnologia dei transistor.

Nel consorzio SEMATECH troviamo IBM, Intel, Micron, Samsung, Texas Instruments, Globalfoundries e TSMC. "La fotolitografia funziona come una camera oscura fotografica, dove un'immagine su una pellicola è ingrandita e proiettata su una carta sensibile alla luce", ha dichiarato Kenneth Goldberg, un ricercatore in Materials Sciences Division del Berkeley Lab. "In fotolitografia si capovolge l'ottica indietro e riduce l'immagine di un circuito da una maschera verso un wafer di silicio rivestito di una pellicola sensibile alla luce. Perciò si vuole usare tutta la fisica possibile fare i circuiti più piccoli".

I fisici affermano che più piccola è la lunghezza d'onda di luce che usate, più piccolo è il modello che è possibile disegnare, ed è per questo che l'industria dei chip è passata dall'uso di luce visibile all'ultravioletto, all'ultravioletto profondo nel corso degli ultimi quattro decenni. Passando alla luce EUV, con una lunghezza d'onda 15 volte più piccola rispetto alle tecniche attuali, i ricercatori sperano di scendere a pochi nanometri, raggiungendo un nuovo livello di perfezione nelle maschere litografiche.

Uno dei grandi passi avanti del microscopio SHARP, rispetto al suo predecessore, "è la flessibilità di emulare tutte le configurazioni di illuminazione EUV attuali e future". "Questo strumento permettere alle aziende di guardare al futuro", ha affermato Goldberg. "Qualunque cosa sognino per una futura configurazione possono testarla con il nostro strumento".

SHARP è anche molto più potente e accurato del precedente microscopio dei Berkeley Labs. È stata migliorata l'efficienza ottica di 150 volte, e c'è stato un gran lavoro per isolare lo strumento da vibrazioni meccaniche. Infine, per un'ulteriore schermatura, l'intero dispositivo sarà inserito in un guscio termo-acustico.