อ้างอิงจาก Tom’s Hardware ที่รายงานโดย Cosmos นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ได้เสนอแนวคิด “Beyond-EUV (B-EUV)” ซึ่งเป็นก้าวต่อจากเทคโนโลยี EUV Lithography ที่ถือเป็นมาตรฐานสูงสุดของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบัน วิธีการนี้ใช้เลเซอร์รังสีเอกซ์อ่อน (Soft X-Ray) ที่ความยาวคลื่น 6.5–6.7nm ซึ่งอาจทำให้การสร้างลวดลายวงจรมีความละเอียดได้ถึง 5nm หรือต่ำกว่า
เปรียบเทียบกับ EUV ในปัจจุบัน
-
EUV ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันทำงานที่ความยาวคลื่น 13.5nm
-
Low-NA EUV ทำได้ราว 13nm
-
High-NA EUV ทำได้ราว 8nm
-
Hyper-NA EUV อาจต่ำได้ถึง 4–5nm
-
ส่วน B-EUV มีศักยภาพที่จะลงไปถึง 5nm หรือต่ำกว่า ด้วยซ้ำ
นักวิจัยอธิบายว่า การใช้ความยาวคลื่นที่สั้นกว่านี้ จะทำให้ได้ความละเอียดสูงขึ้นโดยอัตโนมัติ แม้จะใช้เลนส์ที่มี NA (Numerical Aperture) ไม่สูงนัก อย่างไรก็ตาม ทีมงานยอมรับว่ายังต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะสร้างเครื่องมือ B-EUV ต้นแบบได้ โดยงานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature Chemical Engineering
ความท้าทายหลักของ B-EUV
แม้ B-EUV อาจแข่งขันกับ Hyper-NA EUV ได้ในทางทฤษฎี แต่ก็ยังมีอุปสรรคใหญ่หลายด้าน ได้แก่:
-
แหล่งกำเนิดแสง – การผลิตรังสีที่ความยาวคลื่น 6.7nm เป็นเรื่องยาก นักวิจัยเคยลองใช้พลาสมาเลเซอร์จากธาตุแกโดลิเนียม (Gadolinium) แต่ยังไม่พบวิธีที่เสถียรพอ
-
การทำงานกับวัสดุ – โฟตอนพลังงานสูงที่ใช้กับ B-EUV ไม่เข้ากับโฟโตรีซิสต์มาตรฐานในการผลิตชิป อีกทั้งแสง 6.5–6.7nm ยังถูกวัสดุทั่วไปดูดซับเกือบทั้งหมด ทำให้ต้องพัฒนา กระจกเคลือบหลายชั้นพิเศษ เพื่อสะท้อนรังสีนี้
-
ระบบนิเวศที่ยังไม่พร้อม – ปัจจุบันยังไม่มีชิ้นส่วนเสริม เช่น pellicle หรือ photomask ที่รองรับการใช้งาน B-EUV ได้
ความก้าวหน้าในด้านวัสดุและกระบวนการ
ถึงแม้จะมีอุปสรรคมาก แต่งานวิจัยนี้ก็มีความก้าวหน้าสำคัญ ทีมงานได้ทดลองใช้ โลหะบางชนิด เช่น สังกะสี (Zinc) เพื่อปรับปรุงการตอบสนองระหว่างแสง B-EUV (ราว 6nm) กับวัสดุรีซิสต์ที่ใช้ในกระบวนการผลิตชิป โดยพบว่าสังกะสีเหมาะสมกับการใช้งานนี้ ขณะเดียวกันก็มีความเป็นไปได้ที่โลหะชนิดอื่นอาจทำงานได้ดีกว่าที่ความยาวคลื่นต่างออกไป ทำให้เทคโนโลยีนี้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในอนาคต
นอกจากนี้ ทีมยังพัฒนาเทคนิคใหม่ที่เรียกว่า Chemical Liquid Deposition (CLD) เพื่อนำสารประกอบโลหะ–อินทรีย์เหล่านี้มาฉาบบนเวเฟอร์ซิลิคอน เกิดเป็นชั้นบาง ๆ ที่มีลักษณะคล้ายกระจก เรียกว่า aZIF (amorphous zeolitic imidazolate frameworks) ซึ่งสามารถเติบโตได้ที่อัตรา 1nm ต่อวินาที
ที่มา : Tom's Hardware
