ईयूवी क्या है और यह कैसे काम करता है?

चरम पराबैंगनी (ईयूवी) प्रकाश प्रौद्योगिकी सेमीकंडक्टर उद्योग में परिवर्तन का एक प्रमुख चालक है। लिथोग्राफी, अर्धचालक सामग्रियों पर जटिल पैटर्न मुद्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि, अर्धचालक युग की शुरुआत के बाद से छोटी तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके उन्नत हुई है। ईयूवी लिथोग्राफी अब तक की सबसे छोटी है।

दशकों से विकास में, पहली ईयूवी लिथोग्राफी मशीन बैचों में खरीदी गई और उत्पादन के लिए तैयार थी एएसएमएल, डच सेमीकंडक्टर कंपनी।

ईयूवी लिथोग्राफी क्या है?

ईयूवी प्रकाश माइक्रोचिप लिथोग्राफी के लिए उपयोग की जाने वाली अत्यधिक पराबैंगनी प्रकाश को संदर्भित करता है, जिसमें माइक्रोचिप वेफर को एक प्रकाश संवेदनशील सामग्री में कोटिंग करना और सावधानीपूर्वक इसे प्रकाश में उजागर करना शामिल है। यह वेफर पर एक पैटर्न प्रिंट करता है, जिसका उपयोग माइक्रोचिप डिजाइन प्रक्रिया में आगे के चरणों के लिए किया जाता है।

कंप्यूटर का इतिहास सेमीकंडक्टर उद्योग का इतिहास है, जो बदले में लघुकरण की निरंतर खोज का इतिहास है। 1950 के दशक से लेकर '80 के दशक के मध्य तक इस क्षेत्र के प्रारंभिक चरण में, सिलिकॉन वेफर्स पर सर्किट पैटर्न प्रोजेक्ट करने के लिए यूवी प्रकाश और फोटोमास्क के माध्यम से फोटोलिथोग्राफी की गई थी।

इस समय के दौरान, मूर की विधि-1960 के दशक का आदेश कि माइक्रोचिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या हर दो साल में दोगुनी हो जाएगी - इस प्रक्रिया की भौतिक सीमाओं के विरुद्ध आने लगी। इसका मतलब यह हुआ कि कंप्यूटिंग शक्ति में आश्चर्यजनक वृद्धि और उपभोक्ताओं के लिए प्रौद्योगिकी लागत में कमी से भी एक सीमा तक पहुंचने का खतरा था। 1980 से 2000 के दशक तक, गहरी पराबैंगनी (डीयूवी) लिथोग्राफी ने लघुकरण की अगली पीढ़ी को आगे बढ़ाया, जिसका उपयोग किया गया 153 से 248 नैनोमीटर की सीमा में छोटी तरंग दैर्ध्य, जिसने सिलिकॉन वेफर्स पर छोटे छापों की अनुमति दी का अर्धचालक.

नई सहस्राब्दी की अगुवाई में, दुनिया भर के शोधकर्ताओं और प्रतिस्पर्धी फर्मों ने ईयूवी लिथोग्राफी और इससे भी छोटी तरंग दैर्ध्य को संभव बनाने में सफलता की तलाश की। एएसएमएल ने 2003 में एक प्रोटोटाइप पूरा किया, हालांकि उत्पादन के लिए तैयार प्रणाली विकसित करने में एक और दशक लगेगा।

तब से हर कुछ वर्षों में, एएसएमएल ने अपने ईयूवी लिथोग्राफी सिस्टम का अगला संस्करण 13.5 नैनोमीटर तक उत्पादन और तरंग दैर्ध्य की अधिक क्षमता के साथ वितरित किया है। यह अविश्वसनीय रूप से सटीक माइक्रोचिप डिज़ाइन और माइक्रोचिप्स पर ट्रांजिस्टर के यथासंभव सघनतम प्लेसमेंट की अनुमति देता है - संक्षेप में, यह तेज़ कंप्यूटर गति को सक्षम बनाता है।

ईयूवी लिथोग्राफी कैसे काम करती है

एएसएमएल की ईयूवी लिथोग्राफी प्रणाली लगभग 13.5 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश उत्सर्जित करती है, जो कि इससे काफी कम है। DUV लिथोग्राफी की पिछली पीढ़ी में उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य, इस प्रकार अर्धचालक पर बेहतर पैटर्न मुद्रित करने में सक्षम बनाती है वेफर्स सबसे उन्नत माइक्रोचिप्स में 7, 5 और 3 नैनोमीटर जितने छोटे नोड हो सकते हैं, जो ईयूवी लिथोग्राफी प्रणाली के माध्यम से सेमीकंडक्टर वेफर्स को बार-बार पारित करके बनाए जाते हैं।

यद्यपि आप सेमीकंडक्टर बनाने के लिए अपने गेराज वर्कशॉप में इन चरणों का पालन नहीं कर पाएंगे, लेकिन ये महत्वपूर्ण हैं यह समझने के लिए कि इसमें शामिल तकनीक को कैसे उन्नत किया जा सकता है और संभावित निवेश निधि कहाँ सर्वोत्तम हो सकती है रखा हे। सबसे पहले, एक उच्च तीव्रता वाले लेजर को प्लाज्मा (आवेशित इलेक्ट्रॉन और गति में प्रोटॉन) उत्पन्न करने के लिए एक सामग्री (आमतौर पर टिन) पर निर्देशित किया जाता है। इसके बाद प्लाज्मा लगभग 13.5 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य पर ईयूवी प्रकाश उत्सर्जित करता है।

उत्पन्न प्रकाश को एक सर्किट के रूप में एक मास्क या रेटिकल के माध्यम से दर्पण और प्रकाशिकी की एक श्रृंखला के माध्यम से इकट्ठा और निर्देशित किया जाता है पैटर्न को ईयूवी प्रकाश के पथ में एक पैटर्न को पेंट करने के लिए एक स्टेंसिल का उपयोग करने के समान तरीके से रखा गया है। तख़्ता। वेफर पर फोटोरेसिस्ट नामक सामग्री ईयूवी प्रकाश के प्रति संवेदनशील होती है, और इसके संपर्क में आने वाले क्षेत्र रासायनिक परिवर्तन से गुजरते हैं और फिर उकेरे जाते हैं। माइक्रोचिप के विभिन्न घटकों को बनाने के लिए नई सामग्रियों को खोदे गए क्षेत्रों में जमा किया जा सकता है। एक ही वेफर पर बहुस्तरीय, जटिल सर्किट बनाने के लिए इस प्रक्रिया को विभिन्न मास्क के साथ 100 बार तक दोहराया जा सकता है।

इन चरणों के बाद, वेफर अशुद्धियों को दूर करने और चिप को अलग-अलग चिप्स में काटने के लिए तैयार करने के लिए आगे की प्रक्रियाओं से गुजरता है। फिर उन्हें इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग के लिए पैक किया जाता है।

ईयूवी बनाम डीयूवी लिथोग्राफी

जबकि ईयूवी लिथोग्राफी सिस्टम की प्रमुख खरीद सुपरकंडक्टर उद्योग में समाचार चला रही है इसमें शामिल नाटकीय लागत और इससे होने वाली तकनीकी प्रगति के बावजूद, DUV लिथोग्राफी अभी भी अधिक व्यापक है इस्तेमाल किया गया। इसमें पहले से ही मौजूद होने का फायदा है उत्पादन इसके उपयोग में प्रशिक्षित कर्मचारियों के साथ सुविधाएं।

ईयूवी लिथोग्राफी, लगभग 13.5 नैनोमीटर की बेहद छोटी तरंग दैर्ध्य के साथ, चिप्स पर छोटी विशेषताओं की बेहतर नक्काशी की अनुमति देती है। अपने हिस्से के लिए, डीयूवी लिथोग्राफी 153 नैनोमीटर से शुरू होने वाली तरंग दैर्ध्य पर काम करती है। जबकि चिप निर्माता इसे 5 नैनोमीटर या उससे कम आकार वाले डिज़ाइन के लिए उपयोग कर सकते हैं भौतिकी की सीमाओं के अनुसार, डीयूवी प्रकाश का उपयोग केवल रेजोल्यूशन में कमी के साथ 10-नैनोमीटर से कम आकार के लिए किया जा सकता है गुणवत्ता।

ईयूवी लिथोग्राफी सिस्टम न केवल नई प्रौद्योगिकियों की स्टार्टअप लागत के साथ आते हैं, बल्कि डीयूवी लिथोग्राफी के उपकरण और रखरखाव की तुलना में स्वाभाविक रूप से अधिक महंगे हैं। उदाहरण के लिए, ईयूवी लिथोग्राफी सिस्टम द्वारा स्थापित इंटेल 2023 में प्रत्येक की लागत $150 मिलियन थी। यह लागत डीयूवी लिथोग्राफी प्रणालियों को उन उपयोगों के लिए पसंदीदा बनाती है जहां ईयूवी लिथोग्राफी का छोटा आकार अनावश्यक है।

डीयूवी लिथोग्राफी भी एक ज्ञात मात्रा है: ईयूवी प्रकाश प्रणालियों के लिए अतिरिक्त प्रशिक्षण, नई सुविधाओं और अन्य प्रमुख पूंजी निवेश की कोई आवश्यकता नहीं है। फ़ोन, कंप्यूटर, कारों और रोबोटों में कई चिप्स के लिए अभी भी DUV लाइट तकनीक की आवश्यकता है, और यह मजबूत और बहुमुखी साबित हुई है। इसकी अपेक्षाकृत सरल प्रक्रियाओं का मतलब यह भी है कि डीयूवी लिथोग्राफी प्रति यूनिट अधिक चिप्स का उत्पादन कर सकती है ईयूवी लिथोग्राफी की तुलना में समय, वैश्विक मांग के आलोक में इसके पक्ष में एक महत्वपूर्ण बिंदु है अर्धचालक.

कई लोगों को उम्मीद है कि डीयूवी लिथोग्राफी आने वाले वर्षों तक लोकप्रिय बनी रहेगी। यह आंशिक रूप से ईयूवी लिथोग्राफी की कीमत और किसी भी नई तकनीक के साथ आने वाले तकनीकी मुद्दों के कारण है। इसके अलावा, डीयूवी लिथोग्राफ तकनीक अपनी जगह पर अटकी नहीं है, यह लगातार सुधार कर रही है कि यह हमारे रोजमर्रा के जीवन के कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पाए जाने वाले चिप्स बनाने में कैसे मदद करती है।

उद्योग में बदलाव की संभावना है, और जबकि ईयूवी प्रकाश तेजी से अधिक केंद्रीय भूमिका निभाएगा चिप निर्माण, डीयूवी लिथोग्राफी अभी भी हमारे रोजमर्रा में इस्तेमाल होने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है ज़िंदगियाँ।

ईयूवी लिथोग्राफी के फायदे और नुकसान

ईयूवी लिथोग्राफी एक अपेक्षाकृत नई तकनीक है जो विचार करने के लिए कई फायदे और कुछ कमियां लाती है।

लाभ

ईयूवी लिथोग्राफी कई फायदे लाती है जिससे माइक्रोचिप उत्पादन में भविष्य में विकास हो सकता है। यहां दो कारण बताए गए हैं कि क्यों इंटेल जैसी सेमीकंडक्टर कंपनियां प्रौद्योगिकी में इतना निवेश कर रही हैं:

• ईयूवी प्रकाश सिलिकॉन वेफर्स पर अधिक जटिल और बढ़िया पैटर्न उत्पन्न कर सकता है, जिससे माइक्रोचिप पर अधिक ट्रांजिस्टर लगाने की अनुमति मिलती है।
• ईयूवी लिथोग्राफी एक सर्किट बनाने के लिए आवश्यक पैटर्न परतों (मास्क गिनती) की संख्या को कम कर देती है।

नुकसान

ईयूवी लिथोग्राफी के कई फायदे हैं, लेकिन एक नई तकनीक के रूप में, इसकी कमियों पर विचार करना महत्वपूर्ण है।

• माइक्रोचिप लिथोग्राफी के लिए ईयूवी लिथोग्राफी सिस्टम अन्य प्रणालियों की तुलना में अधिक महंगे हैं।
• एएसएमएल इन प्रणालियों का निर्माण करने वाली एकमात्र कंपनी है, जो ईयूवी लिथोग्राफी का उपयोग करने की इच्छुक या अपनी मशीनरी के लिए समर्थन की आवश्यकता वाली कंपनियों के लिए बाधा पैदा कर सकती है।

तल - रेखा

ईयूवी प्रकाश का उपयोग माइक्रोचिप लिथोग्राफी में माइक्रोचिप बनाने के लिए आवश्यक पैटर्न तैयार करने के लिए किया जाता है, हालांकि पिछली लिथोग्राफिक तकनीकों की तुलना में बहुत छोटे आकार में। हालाँकि, इसकी नवीनता के कारण, केवल एक कंपनी-एएसएमएल-इसका उपयोग करने वाली मशीनें बनाती है, और वे महंगी हैं। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी परिपक्व होती है, इसे माइक्रोचिप उत्पादन में भविष्य के विकास में केंद्रीय भूमिका निभानी चाहिए।