Saját extrém ultraibolyás (EUV-) litográfiai (vagy nyomtatási) rendszert fejlesztene Oroszország. Mielőtt azonban a részletekbe mennénk, tisztázzuk, hogy mi is ez a technológia és miért annyira fontos Moszkva számára, hogy elsajátítsa azt. 

Eszik vagy isszák a litográfiát? 

A félvezetők tömeggyártása a fotolitográfiával kezdődött az 1950-es években – először még csak az amerikai hadsereg számára. A szilikonlapkákra – amelyek az áramkör alapjául szolgáltak – fényérzékeny (fotoreziszt) anyagot húztak rá, majd ezekbe ultraibolya (UV)-fénnyel maratták bele a tervezett chipek átalakító elemeit és huzalozását.  

A kutatók keresték annak a lehetőségét, hogy miként lehet kisebb, kifinomultabb félvezetőket gyártani hasonló technológiával, így kifejlesztették az EUV-litográfiát. Az EUV-fény alacsonyabb hullámhosszú, mint a sima UV, ezáltal lehetséges vele 12-13 nanométeres chipek nyomtatása is. Ilyen fény a természetben nem fordul elő, viszont nagy teljesítményű lézerrel előállítható. A lézert óncseppekre vetítik, ennek következtében olyan plazma jön létre, ami a kívánt 13 nm-es hullámhosszon bocsát ki fényt.  

Az EUV-fényt ezután kifinomult tükrökkel gyűjtik össze, és pontosan a tervezett chip mintázatát tartalmazó maszkra vetítik. Ahogyan a fény áthatol ezen a maszkon, a fényérzékeny vegyszerrel bevont lapkák felületére érkezik, és ezt a kívánt képet nyomtatja arra. Az EUV-fény képes 12 nm-nél kisebb mintázatokat is létrehozni.  

A világon egyedül a holland ASML gyárt a chipiparban használható EUV-litográfiai rendszereket.

Ezek a több mint 100 ezer alkatrészből álló gépek akkorák, hogy még a legmodernebb modellek szállításához is három jumbo jetre van szükség.  

Nagy ambíciók, még nagyobb kihívások 

A moszkvai tudományos akadémia nemrég közzétett egy a 2026 és 2037 közötti időszakra vonatkozó programtervet, amelynek célja egy saját EUV-nyomtatórendszer kifejlesztése. A célok szerint a berendezés 11,2 nm-es hullámhosszal működne, és a 2024 decemberében bemutatott első terveket fejlesztené tovább – lefedve a 40 és 10 nm közötti, illetve a 10 nm alatti technológiákat. A program megvalósítása fontos lépés lenne az orosz önellátás irányába a chipgyártás terén. 

Az ASML rendszereihez képest az orosz fejlesztés eltérő mechanizmusra épülne: másféle lézert és tükröket alkalmaznának, de ami a legfontosabb, hogy xenonnal váltanák fel az ónt a plazmafényforrás kialakításához. A xenonplazma kisebb optikai szennyeződést okoz, ezért könnyebb karbantartani egy azzal működő berendezést – az EUV-litográfiai eljárásoknál ugyanis gyakran szükség van a tükrök alapos és speciális körülményeket igénylő tisztítására. A tervezett orosz architektúra egy egyszerűsített, alacsonyabb karbantartási költségekkel működő rendszer lenne. 

A jelentések szerint az orosz EUV-rendszer várhatóan a 65 nm-től egészen 9 nm-ig támogatja a gyártási igényeket, ami azt jelenti, hogy biztosítja a fokozatos technológiai átállás lehetőségét. Emellett nem kizárólag a nagyüzemek, hanem a kis és közepes méretű gyárak számára is alkalmas. 

Az iparág azonban szkeptikus a technológia megvalósíthatóságát illetően: a nem szabványos 11,2 nm-es hullámhossz használata ugyanis alapvető komponensek újratervezését követeli meg, például az optikai rendszerekét, a lézerfényforrásokét, a tükörpolírozó berendezésekét és a fotoreziszt anyagokét. Ezek mindegyike komoly technikai kihívást jelent. Továbbá jelenleg nincs bizonyíték arra, hogy Oroszországnak megvannak a kulcsfontosságú EUV-összetevők, például a fényvisszaverő tükrök vagy a nagy teljesítményű fényforrások tömeggyártásához szükséges kapacitásai. 

Mindenesetre a program egy erős kísérlet a nyugati technológiai korlátozások megkerülésére és a félvezető-önellátás elérésére. Ha csak részben sikerül is megvalósítani,

a projekt alternatív megoldást kínálhat a közép- és csúcskategóriás litográfiai eljárásokra az ASML ökoszisztémáján kívüli országok számára,

ami csökkentheti a globális függőséget egyetlen berendezésszállítótól.  

Kapcsolódó:

Címlapfotó: Dreamstime