Nga đã công bố kế hoạch phát triển máy quang khắc tia cực tím EUV độc lập nhằm giảm sự phụ thuộc vào ASML, công ty Hà Lan hiện đang chiếm lĩnh thị trường máy EUV. Máy EUV là thiết bị quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn tiên tiến.
Kế hoạch của Nga bao gồm việc phát triển máy với bước sóng 11,2 nm, ngắn hơn so với bước sóng 13,5 nm của ASML, nhằm giảm chi phí sản xuất và vận hành.Quá trình phát triển được chia thành ba giai đoạn: nghiên cứu cơ bản, tạo nguyên mẫu xử lý 60 wafer 200mm mỗi giờ, và phát triển mô hình sản xuất hàng loạt xử lý 60 wafer 300mm mỗi giờ.
Tuy nhiên, Nga cần cải tổ toàn bộ hệ sinh thái sản xuất để phù hợp với bước sóng mới. Dự kiến, việc này có thể mất từ vài năm đến 10 năm.Ngoài ra, trong bối cảnh các lệnh cấm liên tục, Trung Quốc cũng đang nỗ lực xây dựng một hệ sinh thái sản xuất chất bán dẫn độc lập.
Máy quang khắc là gì?
Máy quang khắc EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) là một thiết bị quan trọng trong ngành sản xuất vi mạch (chip bán dẫn), được sử dụng để tạo ra các mẫu siêu nhỏ trên bề mặt silicon. Công nghệ này dựa trên ánh sáng tia cực tím (EUV) có bước sóng cực ngắn, khoảng 13,5 nm, để tạo ra các chi tiết tinh vi ở cấp độ nanomet.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy quang khắc EUV:
- Nguồn sáng EUV:
- Sử dụng plasma sinh ra từ thiếc (tin) nóng chảy được kích thích bằng laser hoặc điện trường. Plasma phát ra tia EUV với bước sóng ngắn, phù hợp để quang khắc các chi tiết siêu nhỏ.
- Hệ thống gương:
- Vì tia EUV bị hấp thụ mạnh bởi hầu hết các vật liệu, nên máy sử dụng gương đa lớp (multi-layer mirrors) thay vì thấu kính. Các gương này phải có độ chính xác cực cao để tập trung và truyền dẫn tia EUV.
- Mặt nạ quang học (Photomask):
- Mặt nạ chứa mẫu thiết kế của mạch tích hợp. Tia EUV chiếu qua mặt nạ và tạo hình lên lớp cản quang (photoresist) trên bề mặt wafer silicon.
- Wafer:
- Là tấm silicon được phủ lớp cản quang, nơi hình ảnh từ mặt nạ quang học được tái tạo. Quá trình tiếp theo sẽ khắc lớp vật liệu theo mẫu đã in.
Ưu điểm của công nghệ EUV:
- Độ phân giải cao: Bước sóng 13,5 nm cho phép tạo ra các chi tiết siêu nhỏ, phù hợp với công nghệ chip tiên tiến (như 5nm, 3nm và nhỏ hơn).
- Hiệu suất cao: So với công nghệ quang khắc truyền thống (DUV – Deep Ultraviolet Lithography), EUV có khả năng giảm số lượng bước xử lý, tăng tốc độ sản xuất.
Thách thức:
- Chi phí cao: Máy quang khắc EUV rất đắt đỏ, mỗi máy có giá hàng trăm triệu USD. ASML (Hà Lan) là nhà sản xuất độc quyền các máy này.
- Phức tạp về kỹ thuật: Yêu cầu môi trường siêu sạch, hệ thống gương và nguồn sáng phải đạt độ chính xác và ổn định cực cao.
- Hiệu suất nguồn sáng: Công suất nguồn sáng EUV cần được cải thiện để đáp ứng tốc độ sản xuất cao.
Ứng dụng:
Máy quang khắc EUV được sử dụng trong sản xuất các vi xử lý tiên tiến, bộ nhớ, và các linh kiện bán dẫn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và kích thước nhỏ gọn trong ngành công nghiệp điện tử.
