En Californie, le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), l’un des deux laboratoires des États-Unis dont la mission consiste à créer des armes nucléaires, est à la pointe du développement de la lithographie extrême ultraviolet (EUV), une technique utilisée pour fabriquer des semi-conducteurs, principalement dans la production de circuits intégrés pour les microprocesseurs. Des chercheurs planchent sur une nouvelle évolution à laquelle ils ont donné le nom de "lithographie au-delà de l’EUV". Cette nouvelle étape vise à en finir avec les limitations actuelles de la technologie EUV pour rendre possible la production de semi-conducteurs plus petits, plus puissants et plus efficaces, souligne l'étude.
Concrètement, ce projet repose sur l’élaboration d’un nouveau système laser développé par le laboratoire, le “Big Aperture Thulium” (BAT), dont l’objectif est d’augmenter l’efficacité des sources EUV d’environ dix fois par rapport aux lasers à dioxyde de carbone (ou laser CO₂), actuellement utilisés dans l’industrie. Cette avancée pourrait permettre de fabriquer des puces plus petites, plus puissantes et plus rapides, tout en consommant moins d’énergie. De premières démonstrations du laser BAT ont été réalisées. Selon Brendan Reagan, physicien du laboratoire, les simulations théoriques et les démonstrations pratiques menées ces cinq dernières années ont permis de poser les bases de ce projet. « Notre travail a déjà eu un impact important sur la communauté de la lithographie EUV », détaille-t-il dans le communiqué. « Nous sommes maintenant impatients de franchir cette nouvelle étape ».
La lithographie EUV utilise des lasers puissants pour chauffer de minuscules gouttes d’étain et créer un plasma qui émet de la lumière ultraviolette servant à graver des circuits sur les puces de semi-conducteurs. L’objectif des recherches en cours est de s’assurer si la technologie laser BAT, qui utilise un laser spécial à base de thulium (un métal rare), peut rendre ce processus plus efficace en augmentant la puissance et l’intensité des lasers. Ce plasma génère de la lumière à une longueur d’onde de 13,5 nanomètres (nm), ce qui est crucial pour graver des circuits aussi fins selon les principes de la lithographie EUV. Le projet inclura des tests combinant le laser BAT avec des technologies qui génèrent de la lumière EUV à partir d’impulsions très rapides (nanosecondes) et qui produisent des rayons X ou des particules à haute énergie en utilisant des impulsions ultracourtes sub-picosecondes (qui sont des impulsions de très courte durée, inférieures à une trillionième de seconde, permettant ainsi d’obtenir des niveaux d’énergie extrêmement élevés).
Cette avancée devrait avoir un impact majeur sur l’industrie des semi-conducteurs, permettant de produire des microprocesseurs de plus en plus petits et puissants. L’industrie des processeurs s’efforce, depuis des années déjà, de miniaturiser les circuits tout en augmentant leur capacité. La lithographie EUV, qui permet de graver des circuits de quelques nanomètres, est actuellement à l’avant-garde de cette technologie.
