Transistör boyutlarının küçültülmesi, çip performansının artırılması açısından kritik öneme sahip. Bu nedenle yarı iletken endüstrisi, transistörleri küçültmenin yollarını aramaya devam ediyor. Önümüzdeki yıllarda çip üreticileri, ASML’nin en son high-NA aşırı ultraviyole (EUV) litografi araçlarını benimsemeye hazırlanıyor. Bu sayede 3nm ve altı üretim süreçleri mümkün olabilecek. Peki ya daha sonra? ASML, gelecek nesil çiplere güç sağlamak için hyper-NA litografi araçlarını araştırdığını belirtiyor. ASML’nin baş teknoloji sorumlusu Martin van den Brink, ASML’nin 2023 Yıllık Raporunda, 0,7’den daha yüksek sayısal açıklığa (NA) sahip hyper-NA teknolojisinin kesinlikle 2030 civarında daha görünür hale geleceğini belirtti.
ASML’nin mevcut EUV araçları, 0,33 NA optiğe sahip ve 13,5 nm’lik kritik boyuta (CD) ulaşabilen low-NA modellerinden oluşuyor. Bu araç ile, tek desenleme (patterning) kullanılarak minimum 26 nm’lik bir metal aralığına sahip transistörler üretilebiliyor. Bu boyutlar 4nm/5nm sınıfı üretim süreçleri için yeterli. Ancak, 3nm süreci için 21-24nm aralıklara ihtiyaç duyuluyor. Bu nedenle TSMC’nin N3B üretim süreci, mümkün olan en küçük aralıkları basmak için Low-NA EUV çift desenlemeyi kullanacak şekilde tasarlandı. Ancak bu yaklaşımın çok pahalı olduğu belirtiliyor.
0,55 NA optiğe sahip yeni nesil high-NA EUV sistemleri, 3 nm’nin ötesindeki düğümler için faydalı olacak. High NA ile 16 nm civarında minimum metal aralığını basmak için gerekli olan 8 nm CD‘ye ulaşılabilecek. 1 nm’ye kadar bu makinelerle üretim yapılabileceği tahmin ediliyor.
1 nm ve ötesi için daha gelişmiş litografi cihazlarına ihtiyaç duyulacak
Ancak metal aralıkları 1 nm’nin ötesinde daha da küçülecek, bu nedenle endüstrinin ASML’nin high-NA cihazlarından daha karmaşık araçlara ihtiyacı olacak. Bu bizi daha da yüksek sayısal açıklığa sahip projeksiyon optiklerine sahip hyper-NA araçlarına götürüyor. ASML’nin CTO’su Martin van den Brink, Bits & Chips ile yaptığı röportajda hyper-NA teknolojisinin uygulanabilirliğinin araştırıldığını doğruladı. Ancak henüz nihai bir karar verilmiş değil.
Projeksiyon optiklerinin sayısal açıklığının arttırılması, litografi araçlarının tasarımında önemli değişiklikler içeren maliyetli bir süreç. ASML’nin, low-NA EUV Twinscan NXE makinesinin maliyetinin konfigürasyona bağlı olarak 183 milyon dolardan yüksek olduğu belirtiliyor. High-NA EUV Twinscan EXE aracının ise konfigürasyona bağlı olarak 380 milyon dolardan fazla fiyata sahip olduğu tahmin ediliyor. Hyper-NA’nın maliyeti bundan daha fazla olacaktır, dolayısıyla ASML’nin iki soruyu yanıtlaması gerekiyor: teknolojik olarak yapılıp yapılamayacağı ve önde gelen çip üreticileri için ekonomik olarak uygun olup olmayacağı.
