Laura López
Editora Sénior - TechFrank Rohmund, el director general de la compañía alemana Zeiss, sostiene que hay una brecha de 15 años entre sus ópticas para fotolitografía y las más avanzadas que tiene China actualmente. Es una hipótesis razonable, pero no debemos pasar por alto que presumiblemente Huawei tiene un prototipo de máquina de ultravioleta extremo (UVE) operativo dentro de un laboratorio de alta seguridad en Shenzhen, aunque todavía no fabrica circuitos integrados funcionales.
Huawei coordina esta iniciativa, que involucra a miles de ingenieros: el Instituto de Tecnología de Harbin se encarga de la fuente de luz, el Instituto de Óptica de Changchún de los sistemas ópticos, y SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment) de la integración final, con SiCarrier (la empresa china respaldada por el Gobierno de Shenzhen y vinculada a Huawei) como otro de los actores clave. El Gobierno chino aspira a producir chips con esta tecnología en 2028, aunque buena parte de los analistas considera 2030 una fecha más realista.
Frank Rohmund ha hecho su pronóstico durante la conferencia SEMICON celebrada en Taiwán aprovechando que toda la industria de los semiconductores estaba escuchando. Probablemente lo ha hecho para sacar pecho, pero sea cual sea su motivación su tesis no entra en conflicto con los últimos avances de China que de una forma u otra han visto la luz. Las ópticas para fotolitografía más avanzadas desarrolladas por Zeiss hasta la fecha son las incorporadas en los equipos UVE de alta apertura de ASML, pero la máquina UVE que presumiblemente está probando China no necesita unos elementos ópticos tan sofisticados.
Unos espejos fabricados con una precisión inaudita
Dos de los subsistemas más complejos de los equipos de fotolitografía UVE son su sistema de emisión de luz ultravioleta mediante la vaporización con láser de microgotas de estaño y su arquitectura óptica. De esta última, como hemos visto, se encarga Zeiss. El rol de los elementos ópticos de esta compañía en estos equipos de litografía es crucial. Y lo es porque en las máquinas UVE convencionales se responsabilizan de trasladar la luz UVE con una longitud de onda de 13,5 nm desde la fuente que se encarga de su emisión hasta la máscara que contiene el patrón geométrico que es necesario plasmar en la oblea de silicio.
Si los espejos que intervienen en la propagación de la luz UVE no están fabricados con una enorme precisión, el patrón geométrico definido por la máscara se verá alterado, y los chips resultarán dañados. Curiosamente, la elección de la longitud de onda de la luz UVE que emplean estas máquinas fue una decisión muy delicada. Inicialmente los ingenieros involucrados en su puesta a punto tenían cuatro posibles opciones: 13,5 nm, 11,4 nm, 6,6 nm y 4,8 nm.
La longitud de onda de 13,5 nm requería introducir en los espejos molibdeno y silicio
Estas dos últimas longitudes de onda finalmente se descartaron debido a las limitaciones que imponían los materiales fotorresistentes orgánicos. La luz de 11,4 nm también fue descartada porque obligaba a utilizar berilio en los espejos, y es un elemento químico tóxico. La longitud de onda de 13,5 nm requería introducir en los espejos molibdeno y silicio, pero estos elementos no plantean ningún problema. Este es el motivo por el que las máquinas UVE trabajan con esta luz.
En cualquier caso, este dato refleja claramente el extraordinario nivel de precisión con el que es necesario fabricar los espejos: Zeiss utiliza iones de argón y otros elementos para pulir capa por capa a nivel atómico los espejos, y después identifica y corrige los defectos empleando una técnica de análisis subnanométrico. Esta última herramienta es capaz de detectar defectos con una precisión inferior a un nanómetro (menos de una milmillonésima parte de un metro).
Imagen | Zeiss
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