روایتی آپٹیکل سسٹم، جیسے کیمرے اور دوربین، آپٹیکل عناصر کو محوری طور پر سیدھ میں لاتے ہیں، جو EUV روشنی کے لیے اس کی انتہائی مختصر طول موج اور اعلی جذب کی شرح کی وجہ سے موزوں نہیں ہے۔ اس کے بجائے، EUV روشنی کو ہلال کے سائز کے آئینے کا استعمال کرتے ہوئے رہنمائی کی جاتی ہے، لیکن اس کی وجہ سے روشنی مرکزی محور سے ہٹ جاتی ہے، جس سے آپٹیکل کارکردگی کم ہوتی ہے۔

اس سے نمٹنے کے لیے، نئی ٹکنالوجی ایک لکیری ترتیب میں چھوٹے مرکزی یپرچرز کے ساتھ دو محوری آئینے ترتیب دیتی ہے۔ EUV روشنی ہر آئینے کے انعکاس کے ساتھ اپنی توانائی کا تقریباً 40% کھو دیتی ہے، لہذا روایتی نظاموں کو تقریباً 10 آئینے کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں EUV توانائی کا صرف 1% ویفر تک پہنچتا ہے۔ آئینے کی تعداد کو چار تک محدود کرکے، نیا نظام 10% سے زیادہ توانائی کو ویفر تک پہنچنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے بجلی کی کھپت میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔

نئی EUV ٹکنالوجی کا بنیادی پروجیکٹر دوربین کی طرح ماسک امیج کو ویفر میں منتقل کرنے کے لیے دو آئینے استعمال کرتا ہے۔ یہ سادہ سیٹ اپ، روایتی نظاموں میں درکار چھ آئینے کے مقابلے میں، آپٹیکل ابریشن کریکشن تھیوری پر نظر ثانی کرکے حاصل کیا گیا تھا، اور اس کی کارکردگی کو آپٹیکل سمولیشن سافٹ ویئر کے ذریعے درست کیا گیا ہے۔ ٹیم نے ایک نیا "ڈبل لائن فیلڈ" الیومینیشن آپٹیکل طریقہ بھی تیار کیا، جس سے EUV روشنی کو آپٹیکل راستے میں خلل ڈالے بغیر پلانر ماسک پر لے جایا جا سکتا ہے۔

تکنیکی قدر کا مشاہدہ

فوٹو لیتھوگرافی مشینیں، جنہیں ماسک الائنرز، ایکسپوزر سسٹم، یا لیتھوگرافی سسٹم بھی کہا جاتا ہے، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے لیے اہم ہیں۔ وہ ماسک سے پیچیدہ نمونوں کو سلیکون ویفرز پر منتقل کرنے کے لیے فوٹو ڈیولپمنٹ جیسا عمل استعمال کرتے ہیں۔ یہ مشینیں سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں ضروری ہیں، کیونکہ فوٹو لیتھوگرافی سیمی کنڈکٹر لائنوں کی چوڑائی کا تعین کرتی ہے اور چپ کی کارکردگی اور بجلی کی کھپت کو متاثر کرتی ہے۔ فوٹو لیتھوگرافی مشین انڈسٹری کے اپ اسٹریم میں بنیادی اجزاء اور معاون سہولیات شامل ہیں، جبکہ نیچے کی دھار سیمی کنڈکٹر اور انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ اور پیکیجنگ پر مرکوز ہے۔

ایک جاپانی یونیورسٹی کے پروفیسر نے ایک انتہائی الٹرا وائلٹ (EUV) لیتھوگرافی ٹیکنالوجی ڈیزائن کی ہے جو موجودہ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے معیارات کو پیچھے چھوڑتی ہے، جس سے پیداواری لاگت میں نمایاں کمی آتی ہے۔ یہ ٹیکنالوجی فوٹو لیتھوگرافی مشین انڈسٹری چین کے اپ اسٹریم سیگمنٹ میں رکھی گئی ہے۔

میکرو مارکیٹ کا مشاہدہ

فوٹو لیتھوگرافی مشینیں، جنہیں ماسک الائنرز، ایکسپوزر سسٹم، یا لتھوگرافی سسٹم بھی کہا جاتا ہے، چپ کی تیاری اور فوٹو ریزسٹ کی جدید ترقی کے لیے اہم ہیں۔ کرسٹل کلیئر میٹریلز سے اعلیٰ درجے کے فوٹو ریزسٹ آر اینڈ ڈی کی معلومات کے مطابق، آلات اور تنصیب کی لاگت کل سرمایہ کاری کا 69% ہے، جس میں فوٹو لیتھوگرافی مشینیں اس سامان اور تنصیب کے اخراجات کا 44% نمائندگی کرتی ہیں۔

EUV لتھوگرافی مشینیں ابھرتی ہیں۔

پچھلی دہائی کے دوران، فوٹو لیتھوگرافی ٹیکنالوجی ابتدائی G-line (436nm) سسٹم سے جدید ترین Extreme Ultra Violet (EUV) لیتھوگرافی مشینوں تک تیار ہوئی ہے۔ یہ ارتقاء رابطے سے قربت تک، اور آخر کار مرحلہ وار اور دہرائے جانے والے نظاموں تک پہنچی۔ EUV لتھوگرافی مشینیں، چپ کی تیاری کے لیے ضروری اوزار، جدید مربوط سرکٹس کی تیاری کے لیے بنیادی ہیں۔ وہ 5 نینو میٹر سے کم ویفر سائز کے ساتھ چپس تیار کرنے کے لیے اہم ہیں، جو صرف EUV ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جا سکتے ہیں۔

عالمی لتھوگرافی مشین کی فروخت

عالمی لتھوگرافی مشین مارکیٹ بہت زیادہ مرتکز ہے، جس میں سرفہرست تین مینوفیکچررز مارکیٹ کا 90% سے زیادہ حصہ رکھتے ہیں۔ 2015 سے 2020 تک، لتھوگرافی مشینوں کی عالمی فروخت میں مجموعی طور پر اضافہ ہوا، جو 413 میں 2020 یونٹس تک پہنچ گیا، جو پچھلے سال کے مقابلے میں 16.7 فیصد زیادہ ہے۔

لیتھوگرافی مشین کا ارتقاء اور فروخت

لیتھوگرافی مشینیں G-line اور I-line سے KrF، ArF، اور اب EUV ٹیکنالوجی میں تیار ہوئی ہیں۔ 2020 میں، عالمی فروخت پر وسط سے کم کے آخر تک کی مصنوعات (KrF، I-Line) کا غلبہ تھا، کل 264 یونٹس اور مارکیٹ کا تقریباً 65% حصہ تھا۔ اعلی درجے کی EUV مشینوں میں 31 یونٹس فروخت ہوئے، جو کل کے تقریباً 19 فیصد کی نمائندگی کرتے ہیں۔

ASML عالمی لتھوگرافی مشین مارکیٹ کی قیادت کرتا ہے۔

2020 میں، ڈچ کمپنی ASML نے Nikon اور Canon کو پیچھے چھوڑتے ہوئے 62% حصص اور 258 یونٹس کے ساتھ عالمی لتھوگرافی مشین مارکیٹ کی قیادت کی۔

Eیووی لتھوگرافی مشین کی قیمتوں کا تعین

EUV لتھوگرافی مشینیں، ان کی ہائی ٹیک رکاوٹوں کی وجہ سے، ہر ایک کی قیمت تقریباً €150 ملین ہے۔ ASML اس وقت واحد کمپنی ہے جو انہیں تیار کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ 2018 سے، ASML کی EUV مشینوں کی قیمت میں مسلسل اضافہ ہوا ہے، جو 154 جولائی 4 تک تقریباً €2021 ملین فی یونٹ تک پہنچ گئی ہے، جو £11.7 بلین (1 EUR = 7.6 RMB کی شرح مبادلہ کا استعمال کرتے ہوئے) کے برابر ہے۔