به گزارش ایسنا، یک منبع نور قدرتمند که بزرگتر از یک اتوبوس دو طبقه لندن است، رکوردی به ثبت رسانده است. این منبع نور میتواند ساختارهایی روی ویفر سیلیکونی ایجاد کند که تنها ۸ نانومتر عرض دارند. اینها کوچکترین ساختارهایی هستند که تاکنون در یک مرحله توسط یک سیستم تجاری «الگویابی تراشه» ساخته شدهاند. طبق گفته سازنده این سیستم، میتوان از آن برای ساخت تراشههایی استفاده کرد که ۲.۹ برابر ترانزیستور بیشتری نسبت به تراشههای تولیدشده با نسل قبلی منابع نوری مورد استفاده برای این کار دارند.
به نقل از نیچر، در این دستگاه، نور فرابنفش شدید از طریق یک «ماسک» الگوگذاری شده روی سطح ویفرهای سیلیکونی که با مواد حساس به نور پوشانده شدهاند، تابانده میشود. مواد شیمیایی در پاسخ به نور، دقیقاً همان الگو را سفت و تثبیت میکنند. سپس ویفر بهطور شیمیایی حکاکی میشود و این فرایند چندین بار تکرار میشود تا تمام اجزای الکتریکی چیپ، شامل ترانزیستورهای ریز و سیمکشی فوقالعاده ظریف که آنها را به هم متصل میکند، ساخته شود.
این فرایند که به آن لیتوگرافی نور فرابنفش شدید میگویند، جدید نیست. اما این مدل رکوردشکن، دارای اپتیک بسیار قدرتمندتری است که میتواند ترانزیستورهای کوچکتری بسازد. فشردن تعداد بیشتر و ترانزیستورهای کوچکتر در یک تراشه با سطح مشخص، موجب پیشرفت در محاسبات میشود. تراشههای دارای ترانزیستورهای بیشتر همچنین میتوانند به دیتاسنترهای هوش مصنوعی کمک کنند تا محاسبات بیشتری بدون مصرف برق بیشتر انجام دهند.
شرکت تاکنون حدود ۱۰ دستگاه نور فرابنفش شدید به مشتریان خود، از جمله شرکت اینتل ارسال کرده است. این شرکتها از این دستگاهها برای تولید نسل بعدی تراشههای خود استفاده خواهند کرد. به دلیل رونق هوش مصنوعی، تقاضاهایی که میبینیم عظیم هستند، چه از نظر تعداد تراشهها و چه از نظر مقیاسبندی مورد نیاز.
تراشههای رایانهای با عملکرد بالا که در تلفنهای همراه و دیتاسنترهای هوش مصنوعی استفاده میشوند، دارای ویژگیهایی با دقت تقریباً اتمی هستند. یک اصل راهنما در صنعت تراشه، معروف به قانون مور، میگوید تعداد ترانزیستورها روی یک تراشه باید تقریباً هر دو سال دو برابر شود. این قانون طبیعت نیست، اما به لطف تلاشهای عظیم مهندسان و فیزیکدانان تاکنون رعایت شده است. با این حال، حتی با ایجاد تقاضای بیشتر برای تراشههای سریعتر توسط هوش مصنوعی، حفظ این روند سختتر میشود.
بهبود در سیستمهای لیتوگرافی میتواند کمک کند. هرچه طول موج نور کوتاهتر باشد، ویژگیهای کوچکتری را میتوان روی ویفر حک کرد. ویژگیهای سیستمهای هدایت نور نیز اهمیت دارند. سیستمهایی با مقدار بالاتر از گشودگی عددی میتوانند نور را در زاویههای گستردهتری منتشر کنند. این امر باعث کنتراست تصویر بهتر و وضوح بالاتر میشود و تولیدکنندگان تراشه میتوانند تراکم بیشتری از ترانزیستورها را روی تراشه قرار دهند.
ابزارهای لیتوگرافی که در دهه ۱۹۹۰ و اوایل ۲۰۰۰ استفاده میشد، از نور فرابنفش عمیق با طول موج ۱۹۳ نانومتر استفاده میکردند؛ کوتاهترین طول موجی که با لنزهای معمولی قابل کنترل بود.
در مقابل، نور فرابنفش شدید تولید شده توسط این دستگاههای جدید موجی برابر با ۱۳.۵ نانومتر دارد. تحقیق روی لیتوگرافی فرابنفش شدید دههها پیش «حاشیه دیوانهوار» تلقی میشد. دلیل آن واضح بود: نور فرابنفش شدید تقریبا توسط همه چیز جذب میشود، از جمله لنزها و حتی هوا و تنها با آینههای فوق دقیق میتوان آن را هدایت کرد.
برای تولید نور فرابنفش شدید، این دستگاهها از لیزر برای بمباران قطرات مذاب قلع در خلأ استفاده میکنند. این کار یک پلاسما ایجاد میکند که نور فرابنفش شدید تولید میکند. برای هدایت نور به سمت تراشهها، این دستگاهها از آینههای ساختهشده با لایههای نانومتری سیلیکون و مولیبدنوم استفاده میکنند که توسط شرکت اپتیک زیس آلمان ساخته شدهاند. اگر آینه حتی دارای یک نقطه زبر به اندازه چند اتم باشد، کیفیت تصویر کاهش مییابد.
این پیشرفتها به دستگاههای جدید اجازه داد ساختارهایی با ابعاد بیسابقه بسازند.
این شرکت هماکنون در تلاش برای افزایش گشودگی عددی به ۰.۷۵ است. فراتر از این مرحله، برای بهبود وضوح لیتوگرافی نیاز به استفاده از طول موج حتی کوتاهتر، در محدوده اشعه ایکس خواهد بود. اما تغییر طول موج به تغییر همه اجزای سیستم نیاز دارد. همچنین اگر ترانزیستورها بسیار کوچکتر از اندازه فعلی ساخته شوند، بار الکتریکی نشت میکند و عملکرد تراشه کاهش مییابد.
انتهای پیام
