La silicona ha sido el corazón del mundo de la tecnología por casi medio siglo ya, pero los fabricantes de microprocesadores ya parece que le han sacado todo el partido que podían. La tecnología actual usada para crear microprocesadores ya tiene un limite de tiempo, aunque todavía no se tiene claro cuando ocurrirá esto.
De todos modos, los fabricantes de chip tendrán que investigar en otras tecnologías cuando esto ocurra, para poder crear más transistores en la silicona y hacer chips más potentes. Muchos científicos ya están echando el ojo a la tecnología EUVL, que traducido al castellano sería algo como litografía ultravioleta extrema, la cual extendería la vida de la silicona por lo menos unos cuantos años más.
El actual proceso de empaquetar más y más transistores en un mismo chip se llama litografía ultravioleta profunda, que es una técnica similar a la fotográfica que enfoca la luz por medio de lentes para esculpir patrones de circuitos en la silicona. Los fabricantes están preocupados de que esta técnica pueda ser problemática según las leyes de la física intervengan.
Usando la luz EUV para “insertar” transistores en trozos de silicona llevarán a microprocesadores que serán cien veces más rápidos que los chips más potentes que hay hoy en día, y chips de memoria con un aumento en capacidad de almacenamiento. Para comprender como puede ocurrir esto lo mejor es comprender como es el proceso de la fabricación de los chips actuales.
Los microprocesadores, también conocidos como chips de ordenador, son hechos usando un proceso llamado litografía. De forma más específica, la litografía ultravioleta profunda es usada para hacer los actuales microchips, y probablemente los que tienes en el interior de tu ordenador. La litografía es parecida a la fotografía en que usa luz para poder transferir imágenes en una superficie. En el caso de una cámara, la superficie puede ser una película.
La silicona es tradicionalmente la superficie cuando se fabrican chips. Para poder crear el circuito impreso diseñado en un microprocesador, la luz es dirigida a una máscara. Una máscara es como una plantilla en el patrón del circuito. La luz brilla a través de la máscara y luego por una serie de lentes ópticas que disminuyen la imagen. Esta imagen empequeñecida es entonces proyectada en la silicona o semiconductor.
La porción de silicona es cubierta con un plástico líquido sensible a la luz llamado fotorresistencia. La máscara es puesta sobre la superficie de la silicona, y cuando la luz brilla a través de la máscara y golpea la silicona, la fotorresistencia que no está expuesta a la luz se mantiene de alguna manera inestable y es químicamente borrada, dejando solo la fotorresistencia sólida y la silicona expuesta.
La clave para poder crear microprocesadores más potentes es el tamaño de la longitud de onda de la luz. Cuanto más corta sea la longitud de onda, más cantidad de transistores pueden ser emplazados en la porción de silicona. Más transistores es igual a un microprocesador más potente y más rápido.
Esa es la razón por la cual el procesador Pentium 4, que tiene más de 40 millones de transistores, es más rápido que el Pentium 3, el cual tiene poco más de 25 millones. El papel que tiene el motivo de nuestro artículo, es decir, el EUVL, es que las lentes de cristal serán reemplazadas por espejos para poder enfocar la luz. ¿Cómo funciona el proceso exactamente?
El proceso EUVL
Para terminar nuestro artículo sobre los chips EUVL, veremos el proceso de fabricación de estos pequeños elementos. Un láser es direccionado a un contenedor de gas xenón. Cuando el láser golpea el gas, lo calienta y crea plasma. Una vez que el plasma es creado, los electrones comienzan a desprenderse y empieza a irradiar luz a 13 nanometros, lo cual es demasiado pequeño para que lo vea el ojo humano. La luz se transfiere dentro de un condensador que consigue guardar la luz para que sea dirigida a la máscara.
Una representación de un nivel del chip de ordenador es dibujado en un espejo aplicando un absorbedor en algunas partes de dicho espejo pero no a las otras. Esto crea la máscara. El esquema que se ha dibujado en la máscara es reflectado en una serie de cuatro o seis espejos curvados, reduciendo el tamaño de la imagen y centrándolo en la silicona. Cada espejo dobla la luz levemente para formar la imagen que será transferida.
Esta es la manera que las lentes de una cámara doblan la luz para formar una imagen en una película. Todo el proceso se basa en la longitud de onda. Si haces que la longitud de onda sea corta, tendrás una mejor imagen. Esto se puede pensar en términos de hacer una foto fija con una cámara.
Cuando haces una fotografía de algo, la calidad de la imagen depende de muchas cosas. La primera cosa de la que depende es la longitud de onda de la luz que estás usando para hacer la fotografía. Cuanto más corta sea la longitud de onda, mejor será la imagen. Basándose en la ley de que las longitudes de onda más pequeñas crear una imagen más buena, la luz de 13 nanometros aumentará la calidad del patrón proyectado contra la silicona, y por ello mejorando la velocidad del microprocesador.
El completo proceso debe ser hecho al vacío porque las longitudes de onda de la luz son tan cortas que incluso el aire las podría absorber. De forma adicional, EUVL usan espejos cóncavos y convexos con múltiples capas de silicona y otros componentes – esta cubierta de material puede reflectar más del 65 por ciento la luz EUV con una longitud de onda de más de 13 nanómetros.
El resto del porcentaje es absorbido por el espejo. Sin la cubierta, la luz sería casi totalmente absorbida antes de llegar a su destino. Las superficies de los espejos tienen que estar rayando la perfección; incluso los pequeños defectos pueden destruir la forma de las ópticas y distorsionar los patrones de los circuitos impresos. Esto puede causar problemas en la funcionalidad del chip.
