CO2 yüksek performans lazer sistemi ve kalay kullanımıyla EUV ışın üretimi
Mobil cihazlar, sürücüsüz ulaşım veya yapay zeka gibi dijital dünyalardaki otomasyon ve parçaları küçültme odaklı gelişmeler nedeniyle, bilgisayar gücüne yönelik beklentiler gittikçe artmaktadır. Buna bağlı olarak transistörler çip setlerinin içindeki yarı iletkenlerde daha fazla yer bulmaktadır. Ancak bu yeni bir durum değil, Intel'in kurucularından biri yıllar önce bunu öngörerek entegre bir elektronik devredeki transistörlerin sayısının, yaklaşık her 18 ayda bir iki katına çıkacağını savunmuştur. "Moore Kanunu" olarak bilinen bu kanun, bugün de geçerliliğini korumaktadır. Bu sayede bir milimetrekare üzerinde 100 milyon transistöre ulaşan entegrasyon yoğunluğu elde edilebilmektedir. Yarı iletkenlerin boyutları, her geçen gün atom boyutlarına bir adım daha yaklaşmaktadır. Bu çiplerin üretiminde TRUMPF'un yüksek performanslı lazer güçlendiricileri de kilit rol oynamaktadır. Bu sistemler yardımıyla, Wafer pozlama için ekstrem ultraviyole ışın (EUV) sağlayan parlak plazma elde edilmektedir. TRUMPF, dünyanın en büyük litografi sistemleri üreticisi ASML ve optik lens üreticisi Zeiss ile yakın işbirliği içinde, saatte 100'den fazla Wafer işleyebilen benzersiz bir CO2 lazer sistemi geliştirmiştir.
Kalay damlalarından Wafer pozlamaya uzanan EUV litografi yöntemi
Nanometrik boyutlarda tasarlanan modern bilgisayar çipleri, lazerlerin karmaşık pozlama süreçleri yardımıyla üretilmektedir. Bu üretimlerde Excimer lazerlerden elde edilen UV lazer ışınının kullanıldığı geleneksel yöntemler, kendi sınırlarına gelmiş durumdadır. On nanometre altındaki boyutlarda yapılar, şimdiye kadar kullanılan bu yöntem ile artık üretilememektedir. Bu hassas yapılar, ekstrem ultraviyole (EUV) ışınlarından elde edilen ve daha kısa dalga boylarına sahip pozlama gerektirmektedir.
EUV litografi yönteminde karşılaşılan en büyük güçlük, 13,5 nanometrelik optimum dalga boyuna sahip ışını oluşturmak. Çözümü ise lazer ışını ile üretilen ve bu ekstrem kısa dalgalı ışının oluşturulmasını sağlayan parlak plazmada yatıyor. Peki bu plazma nasıl oluşuyor? Kalay damlaları bir jeneratör üzerinden vakum haznesine (3) damlatılır, ardından, TRUMPF'un palslı yüksek performanslı lazeri (1) geçen kalay damlalarına saniyede (2) – 50.000 kez darbe uygular. Kalay atomları iyonize olur ve yoğun bir plazma oluşur. Bir toplayıcı ayna, plazma tarafından her yöne doğru yayılan EUV ışınını yakalayarak bir araya getirip wafer'ın (5) pozlanması için litografi sistemine (4) iletir.
Plazma ışınının lazer palsı, TRUMPF tarafından geliştirilen palslı CO2 lazer sistemi TRUMPF Laser Amplifier tarafından üretilmektedir. Yüksek performanslı bu lazer sistemi, on kilowatt üzerinde performans aralığına sahip CO2 cw lazer teknolojisini baz almaktadır. Bu lazer, CO2 lazer palsını orta lazer gücünde düşük Watt değerleri ile beş farklı yükseltici kademesinde 10.000 katın üzerinde ve 10 kilowatt'lar değerinde orta pals gücüne yükseltmektedir. Böylelikle pals pik gücü megawatt'lara ulaşmaktadır. TRUMPF bileşenleri; lazer ışığı üretme, yükseltme, ışın yönlendirme ve kalay damlatma işlemine kadar litografi prosesini tamamen başlatmaktadır. Her zaman benzersiz ve yenilikçi çözümler sunan karmaşık teknolojinin yanı sıra hızlı seri üretim döngüleri yaratmamız ve müşterilerin spesifik taleplerini hayata geçirmemiz sayesinde, tasarımcılar, servis teknisyenleri ve üretim personeli açısından her zaman gelişime açık bir çalışma sistemi elde edilmektedir.
TRUMPF, prestijli iş ortakları ile birlikte dünya çapında benzersiz bir CO2 lazer sistemi geliştirmiştir. Dünyanın en büyük litografi sistemleri üreticisi ASML tarafından üretilen damla oluşturma bileşenleri ve tarayıcılar, Zeiss kalitesinde EUV optikleri ile bir araya gelmektedir. Bu sistemler ile seri üretim için yeterli kapasitede ve saatte 100'den fazla Wafer işlenebilmektedir. Sonuç olarak da EUV litografi, dünya genelindeki çip üreticileri için sadece teknik açıdan değil, aynı zamanda ekonomik açıdan da benzersiz bir alternatif haline gelmektedir.
