EUV sugárzás létrehozása CO2 nagy teljesítményű lézerrendszer és ón segítségével.
Mobil végberendezések, autonóm vezetés vagy mesterséges intelligencia – digitális világunkban a miniatürizálással és automatizálással szakadatlanul nőnek a számítógép teljesítményével szemben támasztott követelmények. Ennek következménye: egyre több tranzisztornak kell elhelyezkednie a félvezetőkön, a lapkakészletek belsejében. Ez nem új jelenség, mert már az Intel alapítója is tudta: a tranzisztorok száma egy integrált áramkörben úgy 18 havonta megduplázódik. Ez a Moore-törvényként ismert törvény ma is érvényes. Így akár 100 millió tranzisztoros integrációs sűrűséget lehetett elérni egy négyzetmilliméteren. A félvezető struktúrák mérete egyre inkább az atomok méreteihez közelít. Ezen chipek gyártásánál a TRUMPF nagy teljesítményű lézererősítői központi szerepet játszanak: segítségükkel világító plazma jön létre, és ez adja az extrém ultraibolya sugárzást (EUV) a lapkák levilágításához. A TRUMPF az ASML litográfiai rendszerek világszerte legnagyobb gyártójával, valamint a Zeiss optikai gyártóval való szoros együttműködésben egyedülálló CO2 lézerrendszert alkotott meg, amelyekkel óránként több mint 100 lapkát lehet megmunkálni.
Az óncsepptől a lapka levilágításáig: az EUV litográfiai eljárás
A modern számítógépchipek rendszerint nanométeres nagyságrendű struktúrákból épülnek fel, melyek csak bonyolult levilágítási eljárásokkal, lézersugárzás segítségével állíthatók elő. Az excimerlézerek által kibocsátott UV lézersugárzással végzett hagyományos eljárás lassan eléri a határait. Ennél kisebb szerkezetméretek tíz nanométernél kisebb tartományon belül ezzel az eddig alkalmazott eljárással már nem generálhatók. Ezekhez a filigrán struktúrákhoz még rövidebb hullámhosszú levilágításra van szükség – extrém ultraibolya sugárzás (EUV) tartományú sugárzásra.
Az EUV litográfia nagy kihívása, hogy a sugárzást az optimális 13,5 nanométeres hullámhosszal hozzák létre. A megoldás: egy lézersugárzással létrehozott, világító plazma, amely ezt az extrém rövidhullámú sugárzást adja. De hogyan is keletkezik a plazma? Egy generátor óncseppeket csepegtet egy vákuumkamrába (3), majd a TRUMPF egy nagy teljesítményű impulzuslézere (1) éri a sebesen haladó óncseppeket (2) – 50 000 -szer másodpercenként. Az ónatomok ionizálásra kerülnek , és intenzív plazma keletkezik. Egy kollektortükör befogja a plazmából minden irányba kibocsátott EUV sugárzást, összpontosítja, végül átadja a litográfia rendszernek (4) a lapkák (5) levilágításához.
A plazmasugárzáshoz való lézerimpulzust egy, a TRUMPF által kifejlesztett impulzusos CO2 lézerrendszer adja – ez a TRUMPF Laser Amplifier. A nagy teljesítményű lézerrendszer alapja a CO2 állandó vonallézer-technológia több mint tíz kilowatt teljesítménytartományban. A CO2 lézerimpulzust néhány watt közepes teljesítménnyel öt erősítési szinten több mint a 10 000-szeresével több 10 kilowattos közepes impulzusteljesítményre erősíti fel. Az impulzus-csúcsteljesítmény több megawatt. A lézerfény létrehozásával, erősítésével, valamint a sugárvezetővel az óncseppig a TRUMPF komponensek váltják ki a litográfiai folyamatot. A fejlesztők, szerviztechnikusok és gyártási munkatársak számára izgalmas terület a nagyon gyors sorozatbevezetési ciklusok és specifikus ügyfélkívánságok megvalósítása mellett a műszaki komplexitás is, melynek révén újra meg újra egyedülálló és új megoldások születnek.
A TRUMPF jó hírű partnerekkel együttműködve egy nemzetközileg egyedülálló CO2 lézerrendszert fejlesztett ki: az ASML litorgráfiai rendszerek világszerte legnagyobb gyártója integrátorként működik és ő szállítja a komponenseket a cseppek készítéséhez, illetve a szkennert. Az EUV optikák a Zeiss-tól származnak. Ezekkel a berendezésekkel időközben óránként több mint 100 lapka munkálható meg – ez elég a sorozatgyártáshoz. Így az EUV litográfia nemcsak műszakilag éri meg, hanem gazdaságilag is teljes siker a chipgyártóknak az egész világon.
