Fénnyel a memóriachipek jövőjéért!

UV sugárzással a jelenleginél is apróbb struktúrákat lehet létrehozni

Rövidhullámú fény segítségével a jövőben ultra finom struktúrákat lehet a félvezető chipekbe marni. Az extrém ultraviola-sugárzás forrását egy 20.000 °C hőmérsékletű plazma jelenti. Kutatók az új technológiától áttörést várnak a miniatürizálás területén.

Napjainkban a mikrochipek egyre kisebbek és ugyanakkor egyre gyorsabbak. Mobiltelefonokban, digitális fényképezőgépekben, személyi számítógépekben és számtalan egyéb alkalmazásban megtalálhatjuk ezeket az apró egységeket, amelyek az adatok egyre növekvő folyamát kell, hogy feldolgozzák. A memóriasűrűség és a sebesség növeléséhez egyre apróbb struktúrákat kell marni a chipekbe. Ez a folyamat precíziós szerszámgépekkel történik: rövidhullámú lézersugarakkal (az alkalmazott hullámhossz 193 nanométer) 50 nanométer nagyságú struktúrákat alakítanak ki a szilícium lapkákon.

Azonban ez a technológia mostanra elérte a fizikai határait. Ahhoz, hogy a jelenleg gyártott mikrochipek teljesítményét megnövelhessék, újfajta gyártástechnológiára van szükség. Így például rövidhullámú UV fény alkalmazásával 13,5 nanométeres hullámhosszú fénysugarat tudnak kibocsátani teljesen újszerű fényforrásokból.

Az RWTH Aachen és a Fraunhofer Intézet Lézertechnika Részlegének kutatói a Philips céggel együtt úgynevezett EUV („Extreme Ultra Violet”) sugárforrást vetnek be. Az EUV forrásnak van a legnagyobb esélye arra, hogy a jövőben a jelenleg alkalmazott lézertechnika helyébe léphessen.

A kutatók az EUV fény előállításához egy plazmasugárban cinket hevítenek fel, amely aztán az extrém rövidhullámú tartományban sugároz fényt. Az eljárás közben a 200.000 °C-os forróságot is elérő plazmát úgy kell kezelni, hogy az EUV forrás megbízhatóan működjön, és hosszú élettartammal rendelkezzen. Willi Neff az aacheni Plazmatechnológia Tanszék vezetője ezzel kapcsolatban elmondta, hogy a chipgyártásnál a sugárforrás folyamatosan használatban lesz. Amennyiben meghibásodás miatt kell leállítani a gyártást, az jelentős veszteségeket okoz. Emiatt az egyes karbantartások között nem szabad meghibásodásnak előfordulnia.

Az előrejelzések szerint már 2013-ban EUV sugárforrással működő berendezések fogják gyártani az időközben 30 nanométer nagyságú struktúrákat. Prof. Peter Loosen, az RWTH Aachen Optikai Rendszerek Technológiája tanszékének munkatársa elmondta, hogy a berendezés egyes alkatrészeit világszerte különböző munkacsoportokban, nagy sebességgel fejlesztik. Az aacheni kutatók partnerükkel, a Philips céggel együtt tökéletesítgetik az EUV sugárforrást - számos prototípus már a tesztelési fázisban van. Ezeket a prototípusokat a belgiumi Leuvenben és a New York közeli Albanyben építették be a két első gyártóberendezésbe.

Ahhoz, hogy a félvezetőiparban lecsökkentsék a gyártható struktúrák méretét, nem elég csupán a sugárforrást kicserélni. Az egész gyártórendszert módosítani kell, ugyanis a 13,5 nanométeres hullámhosszal rendelkező EUV fény már a nem látható tartományban van. A struktúrákon az EUV sugárral végrehajtott munkafolyamat vákuumban történik. A rövidhullámú sugárzást nem lehet lencséken keresztül a munkatárgyra irányítani, mint a korábbi gyártási eljárásnál. Az EUV sugárforrás alkalmazásánál a hagyományos lencséket nagy visszaverő-képességű tükrökkel váltják fel, amelyek a sugarat a munkadarabra irányítják.

Jelenleg az EUV forrás és a speciális tükrök együttes működését tesztelik és optimalizálják. Az eljáráshoz többrétegű tükröket alkalmaznak. Az egyes rétegek molibdénből és szilíciumból állnak. Ezek a tükrök azonban a sugárforrásnak csupán 70 százalékát képesek reflektálni, így az EUV forrás teljesítményével kapcsolatos követelmények még tovább nőnek.

Mérnökbázis

A bejegyzés trackback címe:

Trackbackek, pingbackek:

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.