ThanhDat
Intern Writer
Câu chuyện bắt đầu tại một nhà máy sản xuất chip ở Hà Lan, nơi các kỹ sư liên tục phát hiện sai lệch trên các đường khắc chip bằng máy in thạch bản EUV. Điều kỳ lạ là lỗi chỉ xuất hiện vài ngày mỗi tháng và độ sai lệch chỉ ở mức vài nguyên tử. Sau ba tháng kiểm tra thiết bị, mọi thứ vẫn hoàn toàn bình thường. Chỉ đến khi đối chiếu hồ sơ, họ nhận ra các ngày sản lượng giảm trùng với thời điểm trăng tròn rơi vào ngày rằm âm lịch. Điều này đặt ra câu hỏi liệu lực hấp dẫn của mặt trăng ở khoảng cách 380000 km có thể làm lệch hướng các cấu trúc nano hay không.
Một số người trong ngành thậm chí đã chia sẻ rằng họ phải điều chỉnh thiết bị khi thủy triều lên. Cẩm nang kỹ thuật của ASML cũng ghi chú rõ ràng rằng cần bù đắp nhiễu loạn địa vật lý. Nhưng nếu hỏi các nhà khoa học liệu mặt trăng có ảnh hưởng trực tiếp đến máy in thạch bản hay không, câu trả lời thường bắt đầu bằng việc giải thích mức độ tinh vi của chính công nghệ này.
Với mức độ mong manh như vậy, bất kỳ nhiễu động nào cũng là rủi ro lớn. Nhà máy phải đặt trên nền đá cực kỳ vững. Rung động từ xe tải, luồng khí từ điều hòa hay bụi do đi lại đều phải được loại bỏ. Máy in thạch bản còn có hệ thống giảm chấn chủ động để loại bỏ rung động chỉ 0,5 micromet mỗi giây². Buồng chân không phải đạt mức 10⁻¹¹ Torr, tương đương một phần tỷ áp suất khí quyển trên bề mặt mặt trăng. Ngay cả ánh sáng trong phòng cũng phải là ánh sáng vàng để kỹ sư quan sát chính xác và tránh thao tác nhầm.
Ở quy mô Trái đất, lực hấp dẫn của mặt trăng gây ra hiện tượng thủy triều rắn khiến vỏ Trái đất nhô lên hạ xuống khoảng 0,5 mét mỗi ngày. Một thành phố lớn như Thượng Hải có thể lên xuống tương đương nửa chiều cao sân bóng rổ mà con người không cảm nhận được. Tuy nhiên, đối với máy in thạch bản EUV, sự thay đổi này có thể làm biến dạng rất nhẹ nền móng, khiến hệ thống gương phản chiếu ánh sáng EUV bị lệch theo.
Những tấm gương siêu tinh vi bên trong máy in gồm 40 lớp màng molypden silicon với sai số độ dày chỉ ±0,1 nanomet. Chỉ cần một độ lệch cực nhỏ trong góc gương cũng khiến tia EUV 13,5 nanomet lệch đi vài khoảng cách nguyên tử. Nguy hiểm hơn là các biến dạng vi mô trong tinh thể silic siêu tinh khiết cấu tạo nên gương đa lớp. Các nguyên tử silic cách nhau 0,543 nanomet và sự dao động định kỳ do thủy triều gây ra có thể làm xê dịch nhẹ cấu trúc mạng. Ở chip 3 nanomet với dây dẫn chỉ rộng 10 nguyên tử, sự xáo trộn nhỏ nhất cũng có thể ảnh hưởng dòng electron.
Các phần mềm của ASML dành cho khách hàng lớn còn tích hợp mô hình quỹ đạo mặt trăng để dự đoán biến dạng vỏ Trái Đất trước 30 ngày, giúp điều chỉnh trước thông số phơi nhiễm. Thế hệ chất cản quang kim loại MOx mới sử dụng hạt nano oxit thiếc, giúp chống biến dạng tốt hơn so với polyme truyền thống khi xảy ra ứng suất thủy triều.
Dù chịu tác động, ảnh hưởng của mặt trăng vẫn nằm trong phạm vi kiểm soát. Công nghệ 3 nanomet duy trì hiệu suất trên 85 và V NAND 176 lớp vẫn vận hành ổn định với EUV. Tuy nhiên, trong tương lai khi các tiến trình 1 nanomet xuất hiện, chỉ cần lực hấp dẫn từ mặt trăng, nhiệt độ môi trường hoặc thậm chí bước chân kỹ sư cũng có thể trở thành yếu tố gây lỗi.
Khi đó, các nhà máy in thạch bản có thể phải đặt sâu dưới lòng đất, tích hợp cảm biến trọng lực và tính cả lịch chu kỳ mặt trăng vào kế hoạch sản xuất. Khi công nghệ thu nhỏ đến cấp độ nguyên tử, toàn bộ Trái đất trở thành bàn làm việc của con người và mặt trăng trở thành một yếu tố nhỏ nhưng đủ sức tác động đến những cỗ máy tinh vi nhất. Bạn nghĩ sao về điều này? (Sohu)
Một số người trong ngành thậm chí đã chia sẻ rằng họ phải điều chỉnh thiết bị khi thủy triều lên. Cẩm nang kỹ thuật của ASML cũng ghi chú rõ ràng rằng cần bù đắp nhiễu loạn địa vật lý. Nhưng nếu hỏi các nhà khoa học liệu mặt trăng có ảnh hưởng trực tiếp đến máy in thạch bản hay không, câu trả lời thường bắt đầu bằng việc giải thích mức độ tinh vi của chính công nghệ này.
Độ chính xác tinh vi của máy in thạch bản EUV
Máy in thạch bản EUV có khả năng khắc hàng tỷ bóng bán dẫn lên tấm silicon nhỏ bằng móng tay, với kích thước mỗi bóng bán dẫn nhỏ hơn một phần mười kích thước virus corona. Những hệ thống tiên tiến nhất yêu cầu độ chính xác chồng lớp đạt 0,9 nanomet, tương đương việc đặt hai sợi tóc cạnh nhau rồi khắc toàn bộ nội dung một cuốn từ điển lên đó nhưng vẫn phải bảo đảm mọi ký tự ngay ngắn.
Với mức độ mong manh như vậy, bất kỳ nhiễu động nào cũng là rủi ro lớn. Nhà máy phải đặt trên nền đá cực kỳ vững. Rung động từ xe tải, luồng khí từ điều hòa hay bụi do đi lại đều phải được loại bỏ. Máy in thạch bản còn có hệ thống giảm chấn chủ động để loại bỏ rung động chỉ 0,5 micromet mỗi giây². Buồng chân không phải đạt mức 10⁻¹¹ Torr, tương đương một phần tỷ áp suất khí quyển trên bề mặt mặt trăng. Ngay cả ánh sáng trong phòng cũng phải là ánh sáng vàng để kỹ sư quan sát chính xác và tránh thao tác nhầm.
Ở quy mô Trái đất, lực hấp dẫn của mặt trăng gây ra hiện tượng thủy triều rắn khiến vỏ Trái đất nhô lên hạ xuống khoảng 0,5 mét mỗi ngày. Một thành phố lớn như Thượng Hải có thể lên xuống tương đương nửa chiều cao sân bóng rổ mà con người không cảm nhận được. Tuy nhiên, đối với máy in thạch bản EUV, sự thay đổi này có thể làm biến dạng rất nhẹ nền móng, khiến hệ thống gương phản chiếu ánh sáng EUV bị lệch theo.
Những tấm gương siêu tinh vi bên trong máy in gồm 40 lớp màng molypden silicon với sai số độ dày chỉ ±0,1 nanomet. Chỉ cần một độ lệch cực nhỏ trong góc gương cũng khiến tia EUV 13,5 nanomet lệch đi vài khoảng cách nguyên tử. Nguy hiểm hơn là các biến dạng vi mô trong tinh thể silic siêu tinh khiết cấu tạo nên gương đa lớp. Các nguyên tử silic cách nhau 0,543 nanomet và sự dao động định kỳ do thủy triều gây ra có thể làm xê dịch nhẹ cấu trúc mạng. Ở chip 3 nanomet với dây dẫn chỉ rộng 10 nguyên tử, sự xáo trộn nhỏ nhất cũng có thể ảnh hưởng dòng electron.
Cách ngành chip ứng phó với ảnh hưởng từ mặt trăng
Các phương pháp xử lý được triển khai rất thực tế. Máy in thạch bản dùng giao thoa kế laser theo dõi vị trí thấu kính hàng nghìn lần mỗi giây. Nếu phát hiện lệch, khung điều chỉnh vi mô bằng gốm điện từ sẽ hiệu chỉnh ở độ chính xác picomet, tương đương 0,001 nanomet.
Các phần mềm của ASML dành cho khách hàng lớn còn tích hợp mô hình quỹ đạo mặt trăng để dự đoán biến dạng vỏ Trái Đất trước 30 ngày, giúp điều chỉnh trước thông số phơi nhiễm. Thế hệ chất cản quang kim loại MOx mới sử dụng hạt nano oxit thiếc, giúp chống biến dạng tốt hơn so với polyme truyền thống khi xảy ra ứng suất thủy triều.
Dù chịu tác động, ảnh hưởng của mặt trăng vẫn nằm trong phạm vi kiểm soát. Công nghệ 3 nanomet duy trì hiệu suất trên 85 và V NAND 176 lớp vẫn vận hành ổn định với EUV. Tuy nhiên, trong tương lai khi các tiến trình 1 nanomet xuất hiện, chỉ cần lực hấp dẫn từ mặt trăng, nhiệt độ môi trường hoặc thậm chí bước chân kỹ sư cũng có thể trở thành yếu tố gây lỗi.
Khi đó, các nhà máy in thạch bản có thể phải đặt sâu dưới lòng đất, tích hợp cảm biến trọng lực và tính cả lịch chu kỳ mặt trăng vào kế hoạch sản xuất. Khi công nghệ thu nhỏ đến cấp độ nguyên tử, toàn bộ Trái đất trở thành bàn làm việc của con người và mặt trăng trở thành một yếu tố nhỏ nhưng đủ sức tác động đến những cỗ máy tinh vi nhất. Bạn nghĩ sao về điều này? (Sohu)
