Holy Electrons, je ne m’attendais pas à être frappé par un mème de 20 ans aujourd’hui, encore moins sous la forme d’une lithographie par faisceau d’électrons. Zachary Tong de la chaîne Youtube Breaking Taps a éclaté l’ancien rite du Rickroll dans leur dernière vidéo (s’ouvre dans un nouvel onglet) décrivant cette technique fascinante pour imprimer des images à l’échelle nanométrique sur de minuscules plaquettes (via Hackaday (s’ouvre dans un nouvel onglet)).
Le processus de lithographie par faisceau d’électrons (EBL) consiste à prendre une plaquette de silicium et à la faire exploser avec des électrons à l’intérieur d’une chambre à vide pour créer des motifs dans le revêtement acrylique de la plaquette. pour qu’ils soient plus facilement dissous lors du développement.
Tong a en fait utilisé son microscope électronique à balayage (SEM) comme une machine EBL improvisée. C’est une technique courante car les SEM contiennent beaucoup des mêmes composants que votre machine EBL moyenne, mais à une échelle beaucoup plus petite. Pourtant, je n’imagine pas que quelqu’un d’autre l’ait encore utilisé comme support Rickroll.
Bien sûr, l’utilisation d’un SEM modifié signifie que Tong est limité à l’utilisation de minuscules plaquettes – rien de tel que les plaquettes semi-conductrices de 300 mm que nous voyons dans la fabrication à grande échelle aujourd’hui – et le processus est beaucoup plus lent. Bien qu’il explique que les machines EBL sont elles-mêmes assez lentes. En tant que tels, ils ne sont « principalement visibles que dans les laboratoires et autres instituts de recherche où vous ne vous souciez pas vraiment du débit de votre processus, vous voulez juste une résolution vraiment fine ».
La résolution est l’un des principaux obstacles avec lesquels Tong a lutté lors des tests. La sous-exposition et la surexposition gâchent vraiment la fidélité de ces Rickrolls à l’échelle nanométrique, et avaient été un énorme problème lors de ses tests précédents – la surexposition étant quelque chose que je suis sûr que M. Astley connaît trop bien. Tong note que « des parties du motif s’exposent très bien et vous obtenez de bonnes lignes nettes, puis d’autres parties sont totalement soufflées et vous n’avez aucune définition du tout. »
La surexposition a tendance à être causée par ce qu’on appelle « l’effet de proximité ». Cela se produit dans des zones de motifs très denses et est causé par la diffusion des électrons et le développement involontaire des zones environnantes. Dans d’autres supports, vous appelleriez cela un saignement, je suppose, et cela peut en fait provoquer le délaminage des caractéristiques de la plaquette.
Toutes ces discussions sur la surexposition donnent une bonne indication de la raison pour laquelle il a fallu si longtemps pour réduire les semi-conducteurs aux minuscules transistors de 5 nm que nous voyons aujourd’hui dans les goûts du Ryzen 9 7950X d’AMD. (s’ouvre dans un nouvel onglet) et les transistors 4 nm du RTX 4090 de Nvidia (s’ouvre dans un nouvel onglet).
Quoi qu’il en soit, la vidéo de Tong est un excellent point de départ si vous cherchez à savoir ce qui se passe dans la fabrication d’un processeur de jeu de pointe. (s’ouvre dans un nouvel onglet). Il explique en profondeur, mais en termes simples que les amateurs de Rickroll comme moi peuvent suivre.