현재와 미래의 컴퓨터 칩의 작은 구조를 생산하는 데는 파장이 10나노미터가 조금 넘는 빛이 이미 X선 쪽으로 향하고 있습니다. 정확히 말하면 극자외선, 줄여서 EUV입니다.

엑스레이와 마찬가지로 이는 결정적인 문제를 야기합니다. 극도로 높은 에너지의 방사선은 거의 모든 재료를 관통하며 불행하게도 전자 회로를 얻기 위해 빛이 정확하게 향하는 리소그래피에 필요한 거울에도 침투합니다.

CO2 레이저에서 방출되는 레이저 광 중 최종적으로 웨이퍼에 도달하는 에너지는 2%에 불과합니다. 따라서 개선의 여지가 충분히 있습니다.

결과는 다양합니다

오키나와 과학 기술 연구소에서는 이전의 매우 비효율적인 기술을 대체할 수 있는 방법이 제시되었습니다. EUV 빛은 기존의 광학 장치를 사용하여 단순히 방향을 지정할 수 없기 때문에 초승달 모양의 거울을 사용하여 복잡한 배열이 필요하며 일반적으로 10번의 반사가 필요합니다.

각 반사는 빛의 에너지를 크게 감소시킵니다. 따라서 이 설정을 단 두 개의 미러로 근본적으로 줄이는 것이 논리적으로 보입니다. 무엇보다도 이러한 단순화는 서로 반대 각도에서 리소그래피용 포토마스크를 비추는 두 개의 평행하고 상호작용하지 않는 광원에 의해 가능해졌습니다.

두 거울 모두 이전 방법과 동일한 레이저 광 정밀도를 달성하기 위해 중앙에 구멍이 있습니다. 현재로서는 10나노미터의 해상도가 가능해야 한다. 추가 최적화를 통해 7나노미터, 최종적으로는 5나 2나노미터를 생각해 볼 수 있습니다.

이러한 단순화로 인한 에너지 절감 효과는 상당합니다. 200와트 레이저 대신 20와트의 전력만 필요합니다. 이는 이전 전력 요구 사항의 10분의 1이 되며 전체 칩 공장에 필요한 전력을 약 1메가와트에서 100킬로와트로 줄여줄 것입니다.

논문에 따르면 더 많은 비용이 절감될 것이라고 합니다. 더 작고 약한 레이저는 물론 제조 비용도 저렴하지만 유지 관리 비용도 저렴합니다. 이는 전체 추가 건설에도 적용됩니다.

전기, 기술 및 운영 비용이 크게 절감될 수 있습니다. 이는 컴퓨터 칩을 거대한 공장 시설에서 멀리 떨어져 현지에서 생산할 수도 있음을 의미합니다. 최근 2020년에서 2022년 사이에 발생한 것과 같이 눈에 띄는 공급 병목 현상이 있는 칩 위기는 훨씬 덜 현실적일 것입니다.