Live

Čo je ASML?

ASML je holandská polovodičová spoločnosť, ktorá vyrába fotolitografické stroje používané na výrobu mikročipov. Spoločnosť je uznávaná ako výhradný dodávateľ litografických systémov v extrémnom ultrafialovom (EUV) žiarení, ktoré sú kľúčové pre tlač vysoko presných vzorov na kremíkové doštičky . Spoločnosť ASML, založená v roku 1984, zaznamenala od roku 2019 rýchly rast a v súčasnosti je najväčšou technologickou spoločnosťou v Európe. V marci 2026 sa jej trhová kapitalizácia odhaduje na viac ako 500 miliárd dolárov . Pre porovnanie, to je viac ako kombinovaná trhová hodnota spoločností Coca-Cola a Disney .

Tento článok sa zameriava na vysvetlenie vedeckých poznatkov o technológii EUV litografie zrozumiteľným a prístupným spôsobom. Na konci nájdete definície niektorých vedeckých pojmov používaných v celom článku.

Logo ASML
Zdroj obrázku: Reuters

Masívny litografický stroj ASML
Zdroj obrázku: MIT Technology Review

Od 436 do 193 nanometrov

V snahe o dosiahnutie Moorovho zákona, empirického ekonomického zákona , ktorý predpovedá, že počet tranzistorov na mikročipe sa bude exponenciálne zvyšovať, začala spoločnosť ASML vyvíjať technológie na generovanie kratších vlnových dĺžok svetla, pretože kratšie vlnové dĺžky umožňujú tlač presnejších a hustejších vzorov na mikročipy v procese litografie.

Prvý litografický systém spoločnosti ASML používal ortuťovú výbojku. Keď elektrina prechádza ortuťou, vzniká svetlo rôznych farieb, a teda aj vlnových dĺžok. Najprv používali modré svetlo s vlnovou dĺžkou 436 nm, ktoré dokázalo vytvoriť čipové vzory s veľkosťou približne 1000 nm. Neskôr spoločnosť ASML začala používať ultrafialové svetlo s vlnovou dĺžkou 365 nm, čo im umožnilo zmenšiť veľkosť prvkov na 220 nm.

Ako ďalšiu inováciu v litografickej technológii spoločnosť ASML implementovala excimerové lasery s hlbokým ultrafialovým žiarením (DUV) , čo sú pulzné plynové lasery, ktoré produkujú vysokoenergetické UV svetlo reakciou vzácneho plynu (kryptónu alebo argónu) a halogénu (chlóru alebo fluoridu). V prvých DUV systémoch sa na výrobu svetla s vlnovou dĺžkou 248 nm používala zmes kryptónu a fluoridu. Ešte kratšia vlnová dĺžka 193 nm, ktorá sa dosiahla použitím excimerových laserov s argónom a fluoridom (ArF), umožnila strojom DUV tlačiť menšie prvky s veľkosťou 38 nm.

Generovanie EUV svetla ASML

V súlade s Moorovým zákonom bolo ďalším veľkým krokom pre ASML vytvorenie ešte kratšieho svetla nazývaného EUV svetlo (vlnová dĺžka 10 až 124 nm). Keďže EUV svetlo sa prirodzene vyskytuje iba vo vesmíre, ASML vytvorila jedinečný prístup k generovaniu EUV svetla v laboratóriu. Proces začína CO2 laserom , ktorý je zosilnený, aby sa dosiahol vyšší výkon. Potom laserový impulz vstupuje do nádoby, kde generátor vysokou rýchlosťou vystreľuje mikroskopické kvapôčky roztaveného cínu. Najprv laserový impulz sploští kvapôčku a silnejší druhý impulz ju premení na plazmu, ktorá produkuje EUV svetlo s vlnovou dĺžkou 13,5 nm. Táto technológia výrazne skrátila DUV svetlo a umožnila ASML vyrábať zložitejšie vzory mikročipov s veľkosťou 8 nm.

Proces generovania EUV svetla
Zdroj obrázku: Premier Science

Vo vnútri litografického stroja EUV od ASML
Zdroj: Vzdelávanie v pobočke

Ako funguje EUV fotolitografický stroj

Po vygenerovaní EUV svetla ho kolektorové zrkadlo zaostri do iluminátora. Tam sa svetlo odráža od viacerých zrkadiel vyrobených z viac ako 100 mikroskopických vrstiev s povrchovou hladkosťou na úrovni atómov. Keďže EUV žiarenie je absorbované takmer všetkou hmotou vrátane vzduchu a skla, prenos lúča sa uskutočňuje cez zrkadlá od spoločnosti Zeiss namiesto šošoviek. Vo vnútri systému transportu lúča sú navyše vákuové pumpy, ktoré odstraňujú všetok vzduch. Funkciou zrkadiel v iluminátoroch je zaostriť a tvarovať lúč do zložitého osvetľovacieho vzoru predtým, ako dopadne na fotomasku. Fotomaska ​​alebo zameriavací kríž obsahuje vrstvu mikročipu. EUV svetlo sa potom odráža od fotomasky do projekčnej optickej skrinky, kde sada zrkadiel štvornásobne zmenší vzor fotomasky. Nakoniec sa vzorované EUV svetlo premieta na kremíkový plátok potiahnutý fotorezistom. Keď EUV svetlo dopadne na fotorezist , fotóny s vysokou energiou spustí chemickú reakciu, ktorá rozbije polymérne reťazce. V dôsledku toho sa oblasti ovplyvnené svetelným vzorom EUV stanú rozpustnými a neskôr sa zmyjú, čím sa dizajnový vzor prenesie na doštičku.

Litografický stroj EUV vytlačí rovnaký dizajn mikročipu 100-krát na doštičku za púhych 18 sekúnd. Pre predstavu o rozsahu tohto komplexného stroja treba dodať, že stojí približne 380 miliónov dolárov a váži približne 150 ton, čo zodpovedá dvom lietadlám Airbus A320.

Príležitosti pre študentov

Ako jedna z najvyspelejších high-tech spoločností na svete, ASML aktívne podporuje ďalšiu generáciu inžinierov tým, že ponúka širokú škálu príležitostí pre študentov. V jej globálnom sídle vo Veldhovene má mnoho študentov z miestnej Technickej univerzity v Eindhovene (TU/e) možnosť vyskúšať si prácu v tomto odvetví prostredníctvom stáží a programu absolventských projektov ASML.

Aby som lepšie pochopil, aké je to pracovať v ASML, porozprával som sa s 22-ročným absolventom TU/e ​​Alexandrom Ivanovom, ktorý nedávno absolvoval 6-mesačnú stáž v spoločnosti. Pracoval na úlohách migrácie softvéru v oddelení DUV Methodology Stage Positioning and Grid Calibration. O pracovnom prostredí povedal: „Aj keď som bol stážistom, cítil som sa ako súčasť tímu. Bol som plne integrovaný a súčasťou všetkých stand-up stretnutí, tímových stretnutí a plánovacích zasadnutí.“ Dodal, že prostredie bolo veľmi prívetivé a spolupracujúce, a zdôraznil, že „vždy, keď som mal ťažkosti, kolegovia mi boli ochotní pomôcť“. S ďalšími dvoma stážistami na oddelení sa pravidelne stretávali, aby sa navzájom informovali o svojej práci, čím vytvorili priestor na vzájomné učenie sa. Na záver povedal: „Moja skúsenosť v ASML bola skvelá a bol to silný štart do mojej profesionálnej kariéry.“

Partnerstvá univerzít

Spoločnosť ASML má kancelárie v 16 krajinách sveta a neustále pracuje na expanzii a prilákaní najlepších inžinierov. Za posledných päť rokov došlo k 70 % rastu zamestnanosti. Kľúčovou súčasťou neustáleho vývoja spoločnosti je jej partnerstvo s viac ako 180 výskumnými univerzitami po celom svete. Prostredníctvom týchto partnerstiev ASML pomáha vytvárať programy, kurzy a učebné osnovy, ktoré učia ďalšiu generáciu inžinierov o polovodičovom priemysle. V roku 2024 ASML a TU/e ​​rozšírili svoju spoluprácu o ďalších desať rokov, keďže ASML investuje celkovo 80 miliónov eur na financovanie spoločného výskumu polovodičov a na vyškolenie stovky doktorandov. Hoci spoločnosť nezverejnila štatistiky o tom, koľko absolventov stáží sa neskôr pripojí k ASML na plný úväzok, spoločnosť opisuje stáže ako „ posledný krok k zamestnaniu “.

Terminológia:

litografia – proces tlače vzorov na mikroštruktúry

tranzistor – polovodičová súčiastka používaná na zapínanie a vypínanie alebo zosilňovanie elektrického prúdu. Mikročipy obsahujú miliardy tranzistorov.

doštičky – tenké a kruhové plátky polovodiča, zvyčajne vyrobené z kryštalického kremíka

plazma – skupenstvo hmoty, ktoré vzniká z horúceho ionizovaného plynu a skladá sa z elektrónov a iónov

pulzné lasery – lasery, ktoré produkujú svetlo vo forme optických impulzov, ako sú svetelné záblesky, a nie ako kontinuálnu vlnu

fotorezist – svetlocitlivý materiál, ktorý po vystavení svetlu vytvára na povrchu vzory

Napísal

Formujte konverzáciu

Chcete k tomuto príbehu niečo dodať? Máte nejaké nápady na rozhovory alebo uhly pohľadu, ktoré by sme mali preskúmať? Dajte nám vedieť, ak by ste chceli napísať pokračovanie, protipól alebo sa podeliť o podobný príbeh.

Napíšte článok s protiargumentmi Napíšte súvisiaci článok