Në një zbulim të madh shkencor, studiuesit në Universitetin e Illinois në Urbana-Champaign kanë gjetur një mënyrë për të pastruar pasqyrat e ndjeshme në makinat e litografisë ekstreme ultravjollcë (EUVL).
Zhvillimi kursen kohë në procesin e gjatë të heqjes fizike të këtyre pasqyrave, duke reduktuar kohën e ndërprerjes dhe duke rritur prodhimin e mikroçipëve të avancuar.
Profesori David N Ruzic, i cili po punon me kompaninë holandeze të fotolitografisë ASML, thotë se pas më shumë se një dekade kërkimi, më në fund ka arritur të gjejë një teknikë për të hequr mbeturinat nga makinat.
Në eksperimentet e kryera në pajisjet ASML, Ruzic përdori një plazmë për të kthyer mbeturinat në gaz, të cilat më pas thithen nëpërmjet një pompe.
Kjo mund të zgjidhë një ‘kokëdhimbje’ të madhe për industrinë e gjysmëpërçuesve, e cila është në kërkim të vazhdueshëm të mënyrave për të zvogëluar madhësinë e transistorëve në mënyrë që mikroprocesorët e avancuar të mund të prodhohen pa probleme dhe me kosto më të ulëta.
Makineritë EUVL luajnë një rol qendror në prodhimin global të çipave, të cilët përdoren në pajisje si iPhone dhe kompjuterë.
Në çdo ditë të caktuar, ja se si funksionon një makinë standarde EUVL: Një lazer avullon pika të vogla kallaji të shkrirë për të gjeneruar një plazmë, e cila më pas gdhend qarqet e integruara në vaferë silikoni. Por procesi gjeneron mbeturina kallaji dhe rrit konsumin e makinës prej 200 milionë dollarësh për copë.
“Ky hulumtim përfundimisht do të çojë në një xhiro më të lartë - më shumë vaferë në orë,” thotë profesori David N Ruzic mbi rezultatin e tij, i cili udhëhoqi hulumtimin shumëvjeçar dhe autor i punimit.
“Ju mund të kuptoni se ekziston një udhërrëfyes për t’i bërë këto makina më efikase. Problemi i kallajit vetëm sa do të përkeqësohet. Kështu që, ju duhet të zbatoni një zgjidhje për të mbajtur produktivitetin në rritje,” tha ai për TRT World në një intervistë.
Ruzic është drejtor i laboratorëve të shumtë në Universitetin e Illinois në Urbana-Champaign, duke përfshirë Qendrën për Ndërveprimin e Materialeve Plazma.
Hulumtimi për heqjen e kallajit, i cili u botua në Journal of Applied Physics në fillim të këtij viti, mori një citim të veçantë (një Scilight) nga Instituti Amerikan i Fizikës më 16 shtator.
Me ndihmën e kërkimit të Ruzic dhe suksesit të tij praktik, makineritë EUVL të prodhuara nga ASML janë në majë të rritjes së industrisë së gjysmëpërçuesve në një nivel tjetër.
Por, ka një problem të madh me të cilin kompania duhet të pajtohet: ASML aktualisht është kapur në mes të luftës së çipit ShBA-Kinë.
Uashingtoni e ka bllokuar ASML nga shitja e makinerive te Korporata Ndërkombëtare e Prodhimit Gjysëmpërçues (SMIC) me seli në Shangai, një nga shkritoret ose fabrikat më të mëdha të gjysmëpërçuesve në botë. ASML ka të ngjarë të përballet me një humbje prej 2 miliardë dollarësh në të ardhura për shkak të ndalimit.
Makineritë EUVL janë të domosdoshme për prodhimin e çipave në nyjë 5 nanometër (nm) ose më të avancuara — dhe ato mbajnë gjallë Ligjin e Moore. Pa to, firmat kineze do të ishin vite prapa konkurrentëve perëndimorë në vendosjen e teknologjisë më të avancuar.
ASML prezantoi makinat e saj EUVL - pasardhës të pajisjeve DUV - në 2019. ASML, e cila bëri të ditur të ardhurat vjetore prej afro 19 miliardë dollarë vitin e kaluar, kontrollon gjithë tregun e litografisë EUV.
Rreziku i vogël
Litografia është një proces i printimit të imazheve i zhvilluar në shekullin e 18-të. Litografia moderne, siç aplikohet në industrinë e gjysmëpërçuesve, funksionon në të njëjtin parim: një burim drite ngulmon një plan të një gjysmëpërçuesi në një vafer silikoni.
Por, ka një anë të keqe. Burimi i dritës në makinat EUVL ka një gjatësi vale prej 13.5 nm. Syri i njeriut mund të zbulojë gjatësi vale midis 380 nm dhe 700 nm, sipas NASA-s.
Në një gjatësi vale 13.5 - afër asaj që lëshon rrezet X - drita absorbohet pothuajse nga gjithçka. Në makinat EUVL, një sistem pasqyrash me shumë shtresa, të cilat vetëm disa kompani si prodhuesi gjerman i optikës Zeiss mund të prodhojnë, reflekton dhe transferon atë dritë në një vafer.
Edhe atëherë, reflektueshmëria e pasqyrave është nën 70 për qind. Dhe mbeturinat nga kallaji i shpërthyer grumbullohen mbi to me kalimin e kohës dhe reduktojnë performancën e tyre, duke kërkuar zëvendësim të rregullt.
Një ndotës me madhësi 1 nm (një spirale e dyfishtë e ADN-së është afërsisht 10 nm në gjerësi) mund të zvogëlojë aftësinë e një pasqyre për të reflektuar me 10 për qind.
Profesor Ruzic thotë se gjatë viteve ASML ka përdorur teknika të ndryshme për të përdorur pasqyrën për një kohë më të gjatë.
“Çdo vit, ata po përmirësohen në këtë. Kur filluan, pasqyrat ndërroheshin një herë në javë, pastaj çdo tre muaj, dhe tani bëhet ndoshta një herë në vit".
ASML gjithashtu e ka bërë procesin e zëvendësimit dhe pastrimit më të lehtë dhe më efikas, thotë ai. Më parë, gjatë riparimeve, “makinat dikur nuk funksiononin për dy javë, tani ato nuk funksionojnë ndoshta për dy ndërrime”.
Për një pajisje prej 200 milionë dollarësh, çdo minutë llogaritet, pasi çdo tik-tak i orës përkthehet në numrin e çipave të prodhuar.
ASML po punon me ekspertë të tjerë për të gjetur zgjidhje për të njëjtin problem. Se a do të përfshihet metoda e profesor Ruzic në gjeneratën e ardhshme të pajisjeve EUVL varet nga efektiviteti i kostos së saj.
“Kam qenë aty për mjaft kohë për të kuptuar se ju mund të keni idenë më të mirë, por ajo nuk do të zbatohet nëse nuk ka kuptim biznesi.”
