Vào tháng Chín vừa qua, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Tang Chuanxiang từ Khoa Vật lý Kỹ thuật Đại học Thanh Hoa đã công bố một nhóm nghiên cứu có tiêu đề "Trình diễn thực nghiệm cơ chế vi bó trạng thái ổn định" trên tạp chí Nature với một nhóm hợp tác từ Trung tâm Vật liệu và Năng lượng Helmzlin (HZB) và Viện Vật lý và Công nghệ Liên bang Đức (PTB). Bài báo này mô tả một kỹ thuật tích hợp nguồn sáng mới, lần đầu tiên chứng minh các đặc tính của nguồn sáng bức xạ synchrotron kết hợp với hai nguồn sáng gia tốc chính của laser electron tự do, có thể được sử dụng để nhận ra hoặc cải thiện nguồn sáng EUV công suất cao.
Nguồn sáng EUV là một trong những thành phần cốt lõi của máy in thạch bản EUV, quyết định độ phân giải và công suất của máy in thạch bản. Hiện tại, chỉ có công ty ASML của Hà Lan mới có thể sản xuất máy in thạch bản EUV trên thế giới và hệ thống nguồn sáng EUV (nguồn sáng hơi thiếc) dựa trên ống kính chiếu khẩu độ số cao (NA) do Zeiss cung cấp ở Đức. Những ống kính này chính xác đến mức chỉ có công ty Zeiss của Đức mới có thể chế tạo những ống kính như vậy và nếu có một tấm gương có kích thước của Đức, sai số độ phẳng của nó nằm trong phạm vi milimet.
Công nghệ microbeam trạng thái ổn định (SSMB) do nhóm nghiên cứu Đại học Thanh Hoa đề xuất cung cấp một ý tưởng mới, sử dụng tia laser để điều khiển các electron trong vòng lưu trữ để tạo thành các cụm chùm electron với cấu trúc dọc / thời gian tinh tế, đó là phân cụm vi mô. Bằng cách kết hợp các đặc tính kết hợp mạnh mẽ của bức xạ chùm tia vi mô với các đặc tính tần số cyclotron cao của chùm electron trong vòng lưu trữ, các nguồn sáng SSMB có thể cung cấp bức xạ mạch lạc với công suất trung bình cao và băng thông hẹp, từ terahertz đến bước sóng cực tím.
Theo bài báo, công nghệ SSMB đã được xác minh thực nghiệm tại dự án Nguồn sáng bức xạ synchrotron năng lượng cao Bắc Kinh (HEPS) và đã thành công. HEPS là nguồn sáng bức xạ synchrotron năng lượng cao đầu tiên ở Trung Quốc, và nó cũng là một trong những nguồn sáng bức xạ synchrotron thế hệ thứ tư có phát xạ thấp nhất và độ sáng cao nhất trên thế giới. HEPS tăng tốc một chùm electron lên 6 GeV thông qua một máy gia tốc và sau đó bơm một vòng lưu trữ, nơi nó vẫn chạy ở tốc độ gần với tốc độ ánh sáng. Khi chùm electron đi qua một nam châm cong hoặc các miếng chèn khác nhau tại các vị trí khác nhau trong vòng lưu trữ, nó phát ra ánh sáng ổn định, năng lượng cao, độ sáng cao (bức xạ synchrotron) theo hướng tiếp tuyến của rãnh lệch.
Sự kết hợp giữa công nghệ SSMB và dự án HEPS cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thực hiện công nghệ sản xuất máy in thạch bản EUV tại Trung Quốc. Được biết, nguồn sáng SSMB-EUV đã được thiết kế và sẽ được xây dựng và thử nghiệm trong tương lai. Nếu thành công, Trung Quốc sẽ trở thành quốc gia thứ hai sau Hà Lan có thể sản xuất máy in thạch bản EUV, do đó đạt được bước đột phá lớn trong sản xuất chip.
Truyền thông Trung Quốc lạc quan nước này không còn xa để hiện thực hóa công nghệ sản xuất máy in thạch bản EUV và các chip dưới 7nm có thể được sản xuất hàng loạt.
Giải pháp in thạch bản EUV do Đại học Thanh Hoa phát triển thực sự là một phương pháp thay thế. Tuy nhiên, việc áp dụng nguyên lý vật lý mới này đòi hỏi phải phát triển công nghệ lâu dài và sâu rộng cũng như thử và sai trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, bao gồm công nghệ kỹ thuật, khoa học vật liệu, hóa học, in thạch bản tính toán, chế tạo mặt nạ, nghiên cứu về thấu kính quang học và gương, và kiểm tra siêu chính xác để sản xuất hàng loạt chip tiên tiến bằng phương pháp này. Hơn nữa, cần có đầu tư nghiên cứu và phát triển đáng kể, khiến hành trình trở nên đầy thử thách và tốn thời gian.
Nguồn sáng EUV là một trong những thành phần cốt lõi của máy in thạch bản EUV, quyết định độ phân giải và công suất của máy in thạch bản. Hiện tại, chỉ có công ty ASML của Hà Lan mới có thể sản xuất máy in thạch bản EUV trên thế giới và hệ thống nguồn sáng EUV (nguồn sáng hơi thiếc) dựa trên ống kính chiếu khẩu độ số cao (NA) do Zeiss cung cấp ở Đức. Những ống kính này chính xác đến mức chỉ có công ty Zeiss của Đức mới có thể chế tạo những ống kính như vậy và nếu có một tấm gương có kích thước của Đức, sai số độ phẳng của nó nằm trong phạm vi milimet.
Theo bài báo, công nghệ SSMB đã được xác minh thực nghiệm tại dự án Nguồn sáng bức xạ synchrotron năng lượng cao Bắc Kinh (HEPS) và đã thành công. HEPS là nguồn sáng bức xạ synchrotron năng lượng cao đầu tiên ở Trung Quốc, và nó cũng là một trong những nguồn sáng bức xạ synchrotron thế hệ thứ tư có phát xạ thấp nhất và độ sáng cao nhất trên thế giới. HEPS tăng tốc một chùm electron lên 6 GeV thông qua một máy gia tốc và sau đó bơm một vòng lưu trữ, nơi nó vẫn chạy ở tốc độ gần với tốc độ ánh sáng. Khi chùm electron đi qua một nam châm cong hoặc các miếng chèn khác nhau tại các vị trí khác nhau trong vòng lưu trữ, nó phát ra ánh sáng ổn định, năng lượng cao, độ sáng cao (bức xạ synchrotron) theo hướng tiếp tuyến của rãnh lệch.
Truyền thông Trung Quốc lạc quan nước này không còn xa để hiện thực hóa công nghệ sản xuất máy in thạch bản EUV và các chip dưới 7nm có thể được sản xuất hàng loạt.
Giải pháp in thạch bản EUV do Đại học Thanh Hoa phát triển thực sự là một phương pháp thay thế. Tuy nhiên, việc áp dụng nguyên lý vật lý mới này đòi hỏi phải phát triển công nghệ lâu dài và sâu rộng cũng như thử và sai trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, bao gồm công nghệ kỹ thuật, khoa học vật liệu, hóa học, in thạch bản tính toán, chế tạo mặt nạ, nghiên cứu về thấu kính quang học và gương, và kiểm tra siêu chính xác để sản xuất hàng loạt chip tiên tiến bằng phương pháp này. Hơn nữa, cần có đầu tư nghiên cứu và phát triển đáng kể, khiến hành trình trở nên đầy thử thách và tốn thời gian.
