o limite do AI é a litografia, o limite da litografia é a lente

--- Por que as lentes de litografia são tão difíceis?
Optics EUV e DUV de alta precisão, são o conjunto de limites de toda a indústria de ultra precisão. Elas dependem simultaneamente de materiais, revestimentos, medição, ajuste, controle térmico, controle de vibração, algoritmos, modelagem de erros e acumulação de experiência de longo prazo. O que realmente limita a expansão da produção, muitas vezes não é uma única peça, mas todo o “fechamento de ciclo de precisão”.
Neste ciclo, o mais central é: você não pode fabricar algo mais preciso do que sua capacidade de medição.
A comprimento de onda EUV de 13,5 nm é quase totalmente absorvida por todos os materiais, então o EUV não pode usar lentes tradicionais, apenas espelhos multicamadas. O espelho EUV da Zeiss, essencialmente, é um sistema de reflexão de nível atômico. Os erros na superfície do espelho geralmente precisam estar na casa de dezenas de picômetros.
1 pm=10−12 metros
O diâmetro de um átomo é aproximadamente 100 pm, o que significa que muitos erros permitidos na superfície do espelho EUV já estão próximos de metade de um átomo.
Mais difícil do que fazer esse espelho é como medir esses erros de forma estável. Como realizar medições sob deriva térmica, perturbações do ar, vibração. Como manter a consistência em espelhos de grande tamanho. Como formar uma fabricação industrial de repetição de longo prazo e estável. Porque, neste momento, o que se mede não é mais o comprimento, mas a fase da onda de luz.
O sistema de medição EUV em si é uma cadeia de produção de alta tecnologia. Inclui interferômetros a laser, fontes de laser ultraestáveis, ópticas de referência, materiais de expansão térmica extremamente baixa, sistemas de isolamento ativo, mesas de deslocamento de alta precisão, sensores de frente de onda, sistemas de vácuo e algoritmos de compensação de deriva de longo prazo. Muitos fornecedores centrais, no mundo, podem ser apenas 1 a 3.
E esses sistemas de medição também precisam de sistemas de medição de nível superior para serem fabricados. Assim, forma-se um ciclo recursivo: fabricar equipamentos de medição avançados requer equipamentos de medição ainda mais avançados.
Vamos usar como exemplo uma das gargalos, as ópticas de referência.
Óptica de referência não é um espelho comum. Ela é, essencialmente, o “elemento primordial” no mundo óptico, o ápice de toda a cadeia de precisão industrial. Porque, para medir a superfície do espelho EUV, primeiro é preciso possuir uma óptica de referência mais precisa do que o próprio espelho EUV. Isso gera uma questão assustadora: quem fabrica o espelho mais preciso do mundo?
A fabricação de ópticas de referência, essencialmente, é um processo de aproximação infinita à perfeição da superfície. Ela depende inicialmente de materiais com expansão térmica extremamente baixa, como Zerodur da SCHOTT ou materiais do tipo ULE. Esses materiais não só exigem uma expansão térmica muito baixa, mas também uma uniformidade interna, estresse interno extremamente baixo, estabilidade de longo prazo e consistência em grandes tamanhos. Muitos materiais precisam de meses de recozimento.
Depois, entra na fase de acabamento ultra preciso. Aqui, já não é mais polimento comum, mas MRF (polimento por fluxo magnético), CCOS (polimento controlado por computador), Ion Beam Figuring (correção por feixe de íons). A correção por feixe de íons é especialmente crucial. Porque o polimento mecânico já não é suficiente, é preciso remover materiais em nível atômico. E o mais difícil é que, ao remover um pouco de material, toda a forma da superfície muda novamente. Assim, todo o processo de fabricação se torna: medição → correção → nova medição → nova correção, possivelmente centenas de ciclos.
Por fim, vem a parte mais difícil: como saber se o erro vem da própria óptica ou do sistema de medição? Assim, a indústria usa métodos como a técnica de três espelhos, medição cruzada com múltiplos espelhos, calibração cruzada, padrões de laboratórios nacionais. Muitas vezes, não existe uma verdade absoluta, apenas uma redução contínua da incerteza.
E quando a precisão atinge dezenas de picômetros, todo o ambiente começa a se tornar um inimigo. Micro tremores na Terra, vibração de edifícios, fluxo de ar, variações de temperatura, passos de pessoas, tudo pode afetar os resultados. Por isso, muitos laboratórios de medição de ponta controlam a temperatura a 0,001°C, usam isolamento ativo, fundações profundas, ambientes de vácuo, e às vezes só realizam medições à noite, pois durante o dia a vibração do solo é maior.
Portanto, o verdadeiro desafio da EUV e DUV de alta precisão nunca foi uma única peça, mas a capacidade de toda a civilização de ultra precisão trabalhar em harmonia. O que a Zeiss realmente não consegue replicar, não é apenas a lente em si, mas também décadas de design óptico, compensação de erros, algoritmos de sistema, ópticas de referência, experiência de ajuste, metrologia de alta precisão, banco de dados de processos e sistema de talentos. Essas coisas juntas formam a “infraestrutura de precisão” de toda a indústria moderna de litografia.