Nga phát triển máy quang khắc giá rẻ, quyết cạnh tranh với ASML

Dự án do nhà khoa học Nikolay Chkhalo dẫn đầu hướng đến phát triển các máy quang khắc tia cực tím (EUV) của riêng Nga, với cách tiếp cận khác biệt so với công nghệ hiện có của ASML. Thay vì sử dụng bước sóng 13,5 nm phổ biến trên các hệ thống của ASML, Nga chọn bước sóng 11,2 nm.

Theo ông Chkhalo, thuộc Viện Vật lý Cấu trúc vi mô, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, bước sóng 11,2 nm không chỉ tăng độ phân giải lên 20% mà còn đơn giản hóa thiết kế quang học và giảm chi phí sản xuất. Những chiếc máy EUV mới này sẽ sử dụng tia laser chạy bằng xenon, thay vì công nghệ sử dụng thiếc như của ASML.

Ngoài ra, mục tiêu của dự án là giảm thiểu tình trạng nhiễm bẩn ở các bộ phận quang học. Điều này sẽ giúp tăng tuổi thọ cho các linh kiện quan trọng như bộ thu và màng bảo vệ (pellicles). Những cải tiến này không chỉ làm giảm chi phí mà còn hứa hẹn giúp Nga tạo ra các thiết bị quang khắc EUV có hiệu quả cao hơn về chi phí.

Kế hoạch phát triển máy quang khắc của Nga được chia thành ba bước chính. Bước đầu tiên là bắt đầu với nghiên cứu, tập trung vào việc hoàn thiện các công nghệ cốt lõi và thử nghiệm các linh kiện cần thiết. Sau khi nghiên cứu, họ sẽ tiến hành xây dựng một nguyên mẫu máy quang khắc có khả năng xử lý 60 wafer kích thước 200 mm mỗi giờ. Cuối cùng, họ sẽ mở rộng quy mô sản xuất với một hệ thống quang khắc hoàn chỉnh có thể xử lý 60 wafer kích thước 300 mm mỗi giờ.

Tuy nhiên, các máy này sẽ không nhanh như hệ thống của ASML. Chúng sẽ chỉ đạt khoảng 37% thông lượng so với ASML, sử dụng nguồn sáng 3,6 kW. Mặc dù vậy, hiệu suất này vẫn đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô nhỏ, chưa phù hợp với sản xuất hàng loạt.

Việc chuyển sang bước sóng 11,2 nm yêu cầu xây dựng một hệ sinh thái hoàn toàn mới, bao gồm các gương đặc biệt, lớp phủ, thiết kế mask, và chất cản quang (photoresists). Thậm chí, các công cụ phần mềm thiết kế chip cũng cần được cải tiến lớn, đặc biệt là trong khâu chuẩn bị dữ liệu mask và hiệu chỉnh quang học.

Hiện tại, chưa có thời gian cụ thể cho từng bước phát triển này. Các chuyên gia dự đoán việc xây dựng một hệ sinh thái quang khắc hoàn chỉnh có thể mất 10 năm hoặc lâu hơn. Đồng thời, cũng chưa có thông tin về các tiến trình nanomet mà các công cụ mới này sẽ hỗ trợ.