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Sistemas láser de alto rendimiento para litografía EUV

Tanto si se trata de terminales móviles, conducción autónoma o inteligencia artificial: debido a la miniaturización y automatización de nuestro mundo digital, aumentan continuamente los requisitos de rendimiento de los ordenadores. La consecuencia: cada vez más transistores deben caber en los semiconductores ubicados en el interior de los conjuntos de chips. No es ningún fenómeno nuevo, porque justamente uno de los fundadores de Intel ya afirmaba: la cantidad de transistores en un circuito de conmutación integrado se duplica aproximadamente cada 18 meses. Esta ley, conocida como ley de Moore, aún tiene vigencia hoy en día. Así, se pudieron conseguir densidades de integración de hasta 100 millones de transistores en un milímetro cuadrado. El tamaño de las estructuras de semiconductores se acerca cada vez más a las dimensiones de los átomos. Para fabricar estos chips, los amplificadores láser de alto rendimiento de TRUMPF desempeñan un papel fundamental: porque con su ayuda se genera un plasma luminoso que proporciona la radiación ultravioleta extrema (EUV) para iluminar las obleas. En estrecha colaboración con el mayor fabricante del mundo de sistemas de litografía ASML y el fabricante de sistemas ópticos Zeiss, TRUMPF ha desarrollado un sistema de láser de CO2 único con el cual ya se pueden mecanizar más de 100 obleas por hora.

13,5

Nanómetros

... es la longitud de onda de la luz ultravioleta extrema (EUV) generada que permite crear tamaños de estructura de menos de 10 nanómetros.

50.000

Gotitas de estaño por segundo

... es la cantidad de nanómetros que alcanza el Laser Amplifier de TRUMPF para generar luz EUV para iluminar la oblea.

100.000.000

Transistores por milímetro cuadrado

... y más caben en un único microchip gracias a la litografía EUV: casi inimaginable.

De las gotitas de estaño a la iluminación de obleas: el procedimiento de la litografía EUV

Por lo general, los chips de los ordenadores modernos están estructurados en una escala nanométrica y solo pueden crearse mediante complejos procesos de iluminación con radiación láser. En este contexto, el enfoque convencional con radiación láser UV de láseres excímeros se ve cada vez más limitado. Ya no se pueden generar tamaños de estructura más pequeños en el rango de menos de diez nanómetros con este procedimiento, que es el que se ha utilizado hasta el momento. Estas estructuras pequeñas requieren una iluminación con longitudes de onda aún más cortas: radiación en el ámbito del espectro ultravioleta extremo (EUV).

Prozess der EUV Lithografie mit Lasern von TRUMPF

El mayor reto de la litografía EUV es generar radiación con una longitud de onda óptima de 13,5 nanómetros. La solución: un plasma luminoso generado por radiación láser que proporciona esta radiación de onda corta extrema. Pero, ¿cómo se crea el plasma inicialmente? Un generador deja caer gotitas de estaño en una cámara de vacío (3), después, un láser de alto rendimiento pulsado (1) de TRUMPF bombardea las gotitas de estaño precipitadas (2) – 50.000 veces por segundo. Los átomos de estaño se ionizan y se crea un plasma intensivo. Un espejo colector captura la radiación EUV emitida en todas direcciones por el plasma, la agrupa y, por último, la transmite al sistema de litografía (4) para iluminar la oblea (5).

TRUMPF Laser-Amplifier zur EUV-Litographie

El impulso del láser para la radiación de plasma es proporcionado por el Laser Amplifier de TRUMPF: un sistema de láser de CO2 pulsado desarrollado por TRUMPF. El sistema de láser de alto rendimiento se basa en la tecnología del láser de onda continua de CO2 en un rango de potencia de más de diez kilovatios. Aumenta un impulso láser de CO2 con menos vatios de potencia media en cinco etapas de amplificador en más de 10.000 veces a varios kilovatios de 10 de potencia media de impulso. En este caso, la potencia máxima de impulso alcanza varios megavatios. Con la generación y ampliación de luz láser, además de la guía de rayo hasta las gotitas de estaño, los componentes de TRUMPF inician el proceso de litografía. Unos ciclos rápidos de introducción en serie y la realización de los deseos específicos de los clientes, además de la complejidad técnica que continuamente genera soluciones nuevas y únicas, crean un terreno muy interesante para desarrolladores, técnicos de mantenimiento y trabajadores de la producción.

Gesamtsystem zur EUV-Lithografie ASML

En estrecha cooperación con socios de renombre, TRUMPF ha desarrollado un sistema de láser de CO2 único en todo el mundo. El mayor fabricante en todo el mundo de sistemas de litografía ASML actúa como integrador y proporciona los componentes para la generación de gotitas y el escáner; las ópticas de EUV proceden de Zeiss. Con las instalaciones, actualmente se pueden mecanizar más de 100 obleas por hora: una cantidad suficiente para la producción en serie. Por eso, la litografía EUV vale la pena no solamente desde un punto de vista técnico, sino que, desde el punto de vista económico, también constituye un éxito total para los fabricantes de chips de todo el mundo.

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