Proizvodnja čipov se seli v ekstremni UV-spekter
Silicijeve rezine za čipe dandanes obdelujejo z ultravijolično litografijo (fotolitografija), kjer uporabljajo UV svetlobo valovne dolžine 193 nm. To ni tako malo, kot se zdi, saj so današnji čipi zgrajeni v 22 nm-litografiji. Fizikalne omejitve trkajo na vrata, zato se pripravlja uporaba litografije z ekstremnim UV (EUV) z valovno dolžino 13,5 nm. Čeprav smo izdelke z EUV-litografijo pričakovali šele za leto 2020, je podjetje ASML, ki sodeluje z razvojem v Intelu in AMD-ju, napovedalo delujoče primerke že za leto 2015. ASML namreč razvija opremo za proizvodnjo obdelavo silicijevih rezin in proizvodnjo čipov.
Jedkanje rezin poteka s svetlobo. Silicijev monokristal najprej temeljito očistijo, potem nanj nanesejo na svetlobo odporen premaz in ga izpostavijo močni svetlobi. Ta vpada skozi vzorec, ki se prenese na površino, saj se premaz na vpadnih mestih kemično spremeni. Potem površino mokro ali suho izjedkajo. Odvisno od vrste premaza, jedkanje poteka na izpostavljenih ali zakritih delih premaza. Na koncu odstranijo preostali premaz in ena stopnja obdelave silicijeve rezine je končana.
Ta postopek trenutno poteka z UV-svetlobo valovne dolžine 193 nm, kar predstavlja velike omejitve, ki so čedalje izrazitejše z manjšanjem litografije. EUV bo to rešil, prinaša pa druge izzive. Desetkrat krajša valovna dolžina pomeni, da je treba za enako intenziteto svetlobe dovesti desetkrat več energije, kar ni tako enostavno. Poleg tega je treba poskrbeti za ustrezno hitrost jedkanja, da materiala ne prežgemo. Dodatno težavo predstavlja močna absorpcija UV v zraku (potrebno je delo v vakuumu), steklu (optični elementi morajo biti odbojni kakor zrcala, ne lomni kakor leče) in močno Rayleighjevo sipanje (potrebni elementi z zelo ravnimi površinami).
V praksi bo že 14 nm-tehnologija velik izziv za klasičen UV, niže pa brez EUV ne bo šlo. Zato poteka intenziven razvoj EUV. Manjšanje litografije je eden eno ključnih gonil razvoja, saj nam omogoča na enako površino stlačiti več tranzistorjev in pohitriti čipe, da ti še lahko sledijo Moorovemu zakonu.
To še ne pomeni, da bomo čez dve leti dobili procesorje, ki bodo zgrajeni v 10 nm-tehnologiji z EUV-litografijo. Težav je namreč še veliko. Trenutni stroji ASML-ja za jedkanje zmorejo 80 W (moč laserja), kar je bistveno premalo. Za 125 rezin na uro potrebujemo 250 W, Intel pa zahteva 1000 W za ustrezen obseg proizvodnje. A počasi prihajamo tja.
Če pa se EUV ne bo razvil pravočasno, imamo v rokavu še enega asa. Trenutno tehnologijo UV, ki uporablja dve zamaknjeni izpostavitvi fotopremaza svetlobi in jedkanje, lahko raztegnemo do štirih izpostavitev. A v tem primeru bo izmet ob proizvodnji še večji, saj je nujna skoraj popolna poravnava vzorca ob vsakem nanosu fotopremaza.
