از ۴۰ نانومتر تا زیر ۱۰ نانومتر؛ برنامه ۱۰ ساله روس‌ها برای ساخت دستگاه لیتوگرافی EUV

آکادمی علوم روسیه از نقشه راه بلندمدت خود برای توسعه ابزارهای لیتوگرافی EUV رونمایی کرد. این برنامه که از سال ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۷ ادامه خواهد داشت، با هدف دستیابی به فناوری‌های ساخت تراشه زیر ۱۰ نانومتر طراحی شده است. روسیه در این مسیر به جای تقلید از فناوری ASML، رویکردی متفاوت با استفاده از پلاسمای زنون و طول موج غیرمتعارف ۱۱ نانومتری را دنبال می‌کند.

بر اساس گزارش Tom’s Hardware، موسسه فیزیک ریزساختار آکادمی علوم روسیه، جزئیات جدیدی از نقشه راه خود برای توسعه و ساخت تجهیزات داخلی لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) را منتشر کرده است. این برنامه بلندمدت که از سال ۲۰۲۶ آغاز شده و تا سال ۲۰۳۷ ادامه می‌یابد، هدف‌گذاری کرده تا روسیه را در زمینه تولید تراشه‌های پیشرفته، از فناوری ۴۰ نانومتری تا فرآیندهای زیر ۱۰ نانومتر، به استقلال برساند. این نقشه راه اگرچه نسبت به برنامه‌های پیشین واقع‌گرایانه‌تر به نظر می‌رسد، اما همچنان با پرسش‌های جدی در مورد قابلیت اجرایی شدن روبروست.

رویکرد متفاوت با فناوری ASML

نکته قابل توجه در این برنامه، پرهیز کامل از تقلید معماری تجهیزات شرکت هلندی ASML، تنها تولیدکننده دستگاه‌های لیتوگرافی EUV در جهان، است. محققان روسی مجموعه‌ای از فناوری‌های کاملاً متفاوت را مبنای کار خود قرار داده‌اند که شامل لیزرهای هیبریدی حالت جامد، منابع نوری مبتنی بر پلاسما زنون (Xenon) و آینه‌هایی از جنس روتنیم و بریلیم (Ru/Be) است. این آینه‌ها برای بازتاب نور در طول موج ۱۱.۲ نانومتر طراحی شده‌اند.

استفاده از پلاسمای زنون به جای قطرات قلع که در فناوری ASML به کار می‌رود، از تولید ذرات زائد که به فتومسک‌ها (Photomasks) آسیب می‌رسانند، جلوگیری می‌کند و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد. این رویکرد همچنین به دنبال ساده‌سازی فرآیند در مقایسه با ابزارهای نسل قبل DUV است و نیاز به غوطه‌وری لنز لیتوگرافی در مایع پرفشار و استفاده از الگودهی چندگانه (Multi-Patterning) را برای گره‌های پیشرفته حذف می‌کند.

نقشه راه سه مرحله‌ای تا سال ۲۰۳۷

برنامه روسیه در سه مرحله اصلی تعریف شده است:

1. مرحله اول ۲۰۲۶-۲۰۲۸: ساخت یک دستگاه لیتوگرافی برای فناوری ۴۰ نانومتر با دو آینه، دقت هم‌پوشانی ۱۰ نانومتر و توان پردازش بیش از پنج ویفر در ساعت.
2. مرحله دوم ۲۰۲۹-۲۰۳۲: ساخت دستگاه لیتوگرافی برای تراشه‌های ۲۸ نانومتری با پتانسیل رسیدن به ۱۴ نانومتر با استفاده از یک سیستم نوری چهار آینه‌ای. این دستگاه دقت هم‌پوشانی ۵ نانومتر و توان پردازش بیش از ۵۰ ویفر در ساعت را هدف قرار داده است.
3. مرحله سوم ۲۰۳۳-۲۰۳۶: دستیابی به تولید تراشه‌های زیر ۱۰ نانومتر با یک سیستم شش آینه‌ای، دقت هم‌پوشانی ۲ نانومتر و توان پردازش بیش از ۱۰۰ ویفر در ساعت.

در همین رابطه بخوانید:

- پایان سلطه ASML؟ چین از سیستم لیتوگرافی EUV خود رونمایی کرد
- چین اولین دستگاه ساخت تراشه پیشرفته 5 نانومتری را آزمایش کرد

چالش‌ها و تردیدهای پیش رو

با وجود ارائه این نقشه راه، توسعه‌دهندگان به پیچیدگی‌های ناشی از انتخاب یک طول موج غیر استاندارد (۱۱.۲ نانومتر در مقابل ۱۳.۵ نانومتر رایج) اشاره‌ای نکرده‌اند. این انتخاب نیازمند توسعه آینه‌ها، ابزارهای صیقل‌کاری، اپتیک، منبع نور، منبع تغذیه و Photo Resistهای کاملاً جدیدی است. در واقع، این برنامه به معنای کنار گذاشتن بخش عظیمی از تجربیات صنعت لیتوگرافی است.

به نظر می‌رسد هدف اصلی این تجهیزات، نه رقابت با کارخانه‌های تولید تراشه در مقیاس بسیار بزرگ، بلکه ارائه راهکاری اقتصادی برای ساخت تراشه در مقیاس کوچک‌تر است. روسیه امیدوار است با عرضه یک سیستم لیتوگرافی کارآمد و مقیاس‌پذیر، علاوه بر تأمین نیازهای داخلی، نظر مشتریان بین‌المللی را که به اکوسیستم ASML دسترسی ندارند، جلب کند.