Ngày 27/2, Giám đốc công nghệ Intel Ann Kelleher lần đầu đề cập đến bước tiến mới tại Hội nghị thạch bản SPIE ngày 27/2 ở San Jose (Mỹ). ASML xác nhận thông tin sau đó.
Theo công ty Hà Lan, thành tựu được thực hiện trên máy quang khắc thạch bản cực tím (EUV) Twinscan High-NA, tức Twinscan EXE:5000. Cỗ máy được hãng Hà Lan công bố tháng trước có kích thước bằng một chiếc xe buýt hai tầng, nặng 150 tấn và có giá hơn 380 triệu USD mỗi chiếc. Kelleher cho biết hệ thống đạt "First Light" trên tấm bán dẫn phản kháng. Nghĩa là, máy sử dụng trong thử nghiệm trên tấm bán dẫn silicon đã được xử lý bằng hóa chất nhạy sáng để nó sẵn sàng tiếp nhận. Điều này giúp cỗ máy "in" được chip nhiều hơn vào một diện tích so với trước đây.
"Về mặt kỹ thuật, First Light chính là 'ánh sáng đầu tiên' trong quá trình quang khắc chip siêu nhỏ", Marc Assinck, phát ngôn viên của ASML, giải thích. Tuy nhiên, công ty vẫn đang hiệu chỉnh Twinscan High-NA ở Hà Lan nên máy vẫn chưa in các mẫu chip thử nghiệm đầu tiên.
Chùm tia cực tím chiếu lên tấm wafer silicon bên trong một cỗ máy EUV của ASML. Ảnh: ASML
Theo Reuters, nguồn sáng là một trong những phần phức tạp nhất của bất kỳ công cụ EUV nào. Quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó tia siêu cực tím EUV là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.
Một trong những thông số quan trọng trên EUV là khẩu độ. Khẩu độ cao hơn sẽ mở rộng chùm tia UV bên trong máy trước khi nó tiếp xúc với đế silicon. Chùm tia càng rộng, cường độ càng mạnh, tăng độ chính xác của mạch in và mật độ linh kiện trên đế silicon. Máy in thạch bản Twinscan High-NA của ASML được trang bị hệ thống quang học có khẩu độ số 0,55, có thể đạt độ phân giải bước sóng xuống tới 8 nm chỉ với một lần phơi sáng, thấp hơn nhiều so với hầu hết hệ thống EUV NA điển hình của ASML, vốn cung cấp độ phân giải 13,5 nm với một lần phơi sáng. Điều này giúp tăng mật độ linh kiện lên 2,9 lần so với dòng EUV trước đó.
Đối với các cỗ máy quang khắc, phần nguồn sáng và gương cần được cân chỉnh chính xác nhằm chiếu tia sáng trong quá trình quang khắc. Cột mốc "First Light" cho thấy một trong những thành phần chính của hệ thống Twinscan EXE:5000 đang hoạt động theo tính toán, dù chưa đạt hiệu suất cao nhất.
ASML đang thử nghiệm Twinscan High-NA ở phòng thí nghiệm tại Veldhoven (Hà Lan), còn Intel đang lắp ráp EUV này gần nhà máy ở Hillsboro, Oregon (Mỹ) trước khi đưa vào sản xuất chính thức năm 2025. Trong khi đó, các sản xuất TSMC và Samsung dự kiến đưa vào vận hành cỗ máy trong 5 năm tới. Cả ASML và Intel đều không tiết lộ hiệu suất và công suất tối đa của nguồn sáng trên cỗ máy Twinscan mới nhất.
Tại một sự kiện diễn ra tuần trước, Intel cho biết công ty dự định sử dụng EUV tiên tiến của ASML trong sản xuất thế hệ chip 14A của mình. Công nghệ 14A cho phép Intel sản xuất các chip với tiến trình siêu nhỏ, được CEO Pat Gelsinger kỳ vọng "giành lại vương miện sản xuất chip" đã rơi vào tay TSMC của Đài Loan.
Bảo Lâm (theo Reuters, Tom's Hardware)