EUV Nedir ve Nasıl Çalışır?

Aşırı ultraviyole (EUV) ışık teknolojisi, yarı iletken endüstrisindeki değişimin önemli bir itici gücüdür. Yarı iletken malzemeler üzerine karmaşık desenler basmak için kullanılan yöntem olan litografi, yarı iletken çağının başlangıcından bu yana giderek daha kısa dalga boyları kullanılarak ilerlemiştir. EUV litografi şimdiye kadarki en kısa olanıdır.

Onlarca yıldır geliştirme aşamasında olan, partiler halinde satın alınan ve üretime hazır ilk EUV litografi makinesi ASMLHollandalı yarı iletken şirketi.

EUV Litografi Nedir?

EUV ışığı, mikroçip litografisi için kullanılan aşırı ultraviyole ışığı ifade eder; bu, mikroçip plakasının ışığa duyarlı bir malzemeyle kaplanmasını ve dikkatlice ışığa maruz bırakılmasını içerir. Bu, mikroçip tasarım sürecindeki sonraki adımlar için kullanılan levha üzerine bir desen basar.

Bilgisayarların tarihi, yarı iletken endüstrisinin tarihidir ve bu da, amansız minyatürleştirme arayışının tarihidir. Sektörün 1950'lerden 80'lerin ortalarına kadar olan ilk aşamasında, devre desenlerini silikon levhalara yansıtmak için UV ışığı ve fotomasklar aracılığıyla fotolitografi yapılıyordu.

Bu süre içinde, Moore Yasası1960'larda bir mikroçipteki transistör sayısının her iki yılda bir iki katına çıkacağı yönündeki görüş, bu sürecin fiziksel sınırlarına ulaşmaya başladı. Bu, tüketiciler için bilgi işlem gücündeki şaşırtıcı artışların ve azalan teknoloji maliyetlerinin de bir sınıra ulaşma tehlikesiyle karşı karşıya olduğu anlamına geliyordu. 1980'lerden 2000'lere kadar derin ultraviyole (DUV) litografi, yeni nesil minyatürleştirmenin öncülüğünü yaptı. 153 ila 248 nanometre aralığındaki daha kısa dalga boyları, silikon plakalar üzerinde daha küçük baskılara izin verdi ile ilgili yarı iletkenler.

Yeni milenyuma girerken, dünya çapındaki araştırmacılar ve rakip firmalar EUV litografisini ve onun daha kısa dalga boylarını mümkün kılacak atılımlar aradılar. ASML, 2003 yılında bir prototipi tamamladı; ancak üretime hazır bir sistemin geliştirilmesi bir on yıl daha alacaktı.

O zamandan bu yana her birkaç yılda bir ASML, EUV litografi sistemlerinin daha fazla üretim kapasitesine ve 13,5 nanometreye kadar dalga boylarına sahip bir sonraki versiyonunu sunuyor. Bu, inanılmaz derecede hassas mikroçip tasarımlarına ve transistörlerin mikroçipler üzerine mümkün olan en yoğun şekilde yerleştirilmesine olanak tanır; kısacası, daha yüksek bilgisayar hızlarına olanak tanır.

EUV Litografi Nasıl Çalışır?

ASML'nin EUV litografi sistemleri, yaklaşık 13,5 nanometrelik dalga boylarında ışık yayar; bu, dalga boylarından önemli ölçüde daha kısadır. Önceki nesil DUV litografide kullanılan dalga boyları, böylece yarı iletken üzerine daha ince desenlerin basılmasını sağlar gofret. En gelişmiş mikroçipler, yarı iletken plakaların EUV litografi sisteminden tekrar tekrar geçirilmesiyle yapılan 7, 5 ve 3 nanometre kadar küçük düğümlere sahip olabilir.

Yarı iletkenler yapmak için garaj atölyenizde bu adımları izleyemeseniz de bunlar önemlidir. İlgili teknolojinin nasıl geliştirilebileceğini ve potansiyel yatırım fonlarının nerede en iyi olabileceğini anlamak için yerleştirildi. İlk olarak, yüksek yoğunluklu bir lazer, plazma (hareket halindeki yüklü elektronlar ve protonlar) oluşturmak için bir malzemeye (genellikle kalay) yönlendirilir. Plazma daha sonra yaklaşık 13,5 nanometre dalga boyunda EUV ışığını yayar.

Üretilen ışık, bir devre olarak bir maske veya retikül aracılığıyla bir dizi ayna ve optik aracılığıyla toplanır ve yönlendirilir. Desen, EUV ışığının yoluna, bir yüzeye desen boyamak için bir şablon kullanmaya gevşek bir şekilde benzer bir şekilde yerleştirilir. pano. Plakanın üzerindeki fotorezist adı verilen malzeme EUV ışığına duyarlıdır ve buna maruz kalan alanlar kimyasal değişime uğrayarak kazınır. Daha sonra mikroçipin çeşitli bileşenlerini oluşturmak için kazınmış alanlara yeni malzemeler biriktirilebilir. Bu işlem, tek bir plaka üzerinde çok katmanlı, karmaşık devreler oluşturmak için farklı maskelerle 100 defaya kadar tekrarlanabilir.

Bu adımlardan sonra, gofret, yabancı maddeleri gidermek ve çipi ayrı ayrı çipler halinde dilimlenmeye hazır hale getirmek için başka işlemlere tabi tutulur. Daha sonra elektronik cihazlarda kullanılmak üzere paketlenirler.

EUV vs. DUV Litografi

EUV litografi sistemlerinin büyük satın alımları süperiletken endüstrisindeki haberlere yön verirken, dramatik maliyetler ve getirebileceği teknolojik ilerlemeler nedeniyle, DUV litografi hala daha yaygın olarak kullanılmaktadır. kullanılmış. Zaten orada olmanın avantajı var üretme kullanımı konusunda eğitimli personelin bulunduğu tesisler.

EUV litografi, yaklaşık 13,5 nanometrelik son derece kısa dalga boylarıyla, çipler üzerine daha küçük özelliklerin daha ince bir şekilde kazınmasına olanak tanır. DUV litografi ise 153 nanometreden başlayan dalga boylarında çalışıyor. Çip üreticileri bunu 5 nanometre veya daha küçük boyutlara sahip tasarımlar için kullanabilirken, Fiziğin sınırları dışında, DUV ışığı yalnızca çözünürlük kaybı olan 10 nanometrenin altındaki boyutlar için kullanılabilir kalite.

EUV litografi sistemleri yalnızca yeni teknolojilerin başlangıç ​​maliyetlerini beraberinde getirmekle kalmaz, aynı zamanda doğası gereği DUV litografi ekipmanı ve bakımından daha pahalıdır. Örneğin, tarafından kurulan EUV litografi sistemleri Intel 2023'te her biri 150 milyon dolara mal oldu. Bu maliyet, EUV litografinin daha küçük boyutunun gereksiz olduğu kullanımlarda DUV litografi sistemlerinin tercih edilmesine neden olmaktadır.

DUV litografi de bilinen bir miktardır: EUV ışık sistemlerinin gerektirdiği ek eğitime, yeni tesislere ve diğer büyük sermaye yatırımlarına gerek yoktur. Telefonlar, bilgisayarlar, arabalar ve robotlardaki birçok çip için DUV ışık teknolojisine hala ihtiyaç duyulmaktadır ve bu teknolojinin sağlam ve çok yönlü olduğu kanıtlanmıştır. Nispeten daha basit süreçleri aynı zamanda DUV litografinin birim birim başına daha fazla çip üretebileceği anlamına da gelir. EUV litografiden daha uzun bir süre, küresel talebin ışığında lehine önemli bir nokta yarı iletkenler.

Birçoğu DUV litografinin önümüzdeki yıllarda da popüler kalmasını bekliyor. Bunun nedeni kısmen EUV litografinin fiyatı ve her yeni teknolojiyle birlikte gelen teknik sorunlardır. Buna ek olarak, DUV litografi teknolojisi olduğu yerde sıkışıp kalmıyor ve günlük hayatımızdaki birçok elektronik cihazda bulunan çiplerin oluşturulmasına nasıl yardımcı olduğunu geliştirmeye devam ediyor.

Endüstri muhtemelen bir geçiş sürecindedir ve EUV ışığı giderek daha merkezi bir rol oynayacaktır. çip üretimi, DUV litografi günlük yaşamımızda kullanılan elektroniklerin üretimi için hala hayati öneme sahiptir. hayatları.

EUV Litografinin Avantajları ve Dezavantajları

EUV litografi, birçok avantaj ve dikkate alınması gereken bazı dezavantajlar getiren nispeten yeni bir teknolojidir.

Avantajları

EUV litografi, mikroçip üretiminde gelecekteki gelişmelere yol açabilecek birçok avantajı beraberinde getiriyor. Intel gibi yarı iletken şirketlerinin teknolojiye bu kadar yatırım yapmasının iki nedeni var:

• EUV ışığı, silikon plakalar üzerinde daha karmaşık ve ince desenler üretebilir ve bu da bir mikroçip üzerine daha fazla transistörün yerleştirilmesine olanak tanır.
• EUV litografi, bir devre oluşturmak için gereken desen katmanı sayısını (maske sayısı) azaltır.

Dezavantajları

EUV litografinin birçok faydası vardır ancak yeni bir teknoloji olarak dezavantajlarını dikkate almak önemlidir.

• EUV litografi sistemleri mikroçip litografiye yönelik diğer sistemlere göre daha pahalıdır.
• ASML, EUV litografi kullanmak isteyen veya makineleri için desteğe ihtiyaç duyan firmalar için darboğaz yaratabilecek bu sistemleri üreten tek firmadır.

Alt çizgi

EUV ışığı, mikroçip litografisinde, bir mikroçip oluşturmak için gerekli desenleri üretmek için kullanılır, ancak önceki litografi tekniklerinden çok daha küçük boyutlardadır. Ancak yeniliği nedeniyle yalnızca tek bir şirket (ASML) onu kullanan makineler üretiyor ve bunlar maliyetli. Teknoloji olgunlaştıkça mikroçip üretimindeki gelecekteki gelişmelerde merkezi bir rol oynamalıdır.