Resumen Final Pedro

fede

Fundamentos de los Microchips y la Ley de Moore

¿Qué se encuentra en la base de un microchip al ampliar la imagen?

Un Transistor

¿Cuál es la función principal de los transistores en una computadora?

Almacenar los 0 y 1 existentes en las computadoras.

¿Por qué es beneficioso que los transistores sean cada vez más pequeños?

Menor consumo electrico y mayor densidad de transistores en el mismo espacio. además de mayor velocidad del procesador dada porque la electricidad atraviesa un menor espacio

¿Qué establece la Ley de Moore?

Que cada dos años se duplica la cantidad de transistores posibles en un mismo espacio fisico

¿Quién fue Gordon Moore y en qué año señaló el patrón de su ley?

Fundador de Intel, y el patron fue descubierto en 1965

¿Alrededor de qué año se detuvo el progreso de la Ley de Moore debido a límites tecnológicos?

2015

¿Cuál es el costo aproximado de la máquina más compleja de ASML?

400 Millones de dolares aproximados.

¿Cómo se llama la empresa que salvó el progreso de la industria de chips?

ASML

¿Cuántas capas de rascacielos computacionales puede tener un microchip?

Centenares

¿Qué material se purifica para obtener trozos de silicio casi 100% puros?

Dioxido de Silicio

El Proceso de Fabricación (Fotolitografía)

¿Cómo se obtiene un gran lingote de silicio monocristalino?

Mediente cristalizacion

¿En cuántas obleas se puede cortar un solo lingote usando sierras de hilo diamantado?

hasta 5 mil

¿Qué es el fotorresistente y para qué se usa?

es un material que se usa de mascara en el proceso de litografia, las partes que quedan expuestas a la luz se vuelven solubles

¿Qué ocurre con un fotorresistente positivo al exponerse a la luz?

Hace que el material cubierto no se vuelva soluble.

¿Cómo se eliminan las partes debilitadas del recubrimiento tras la exposición?

Utilizando una solucion se quita el material soluble.

¿Qué técnica se usa para convertir patrones de luz en estructuras físicas?

Se graba el diseño usando quimicos o plasma

¿Con qué metal se suelen rellenar las líneas grabadas en el silicio?

Cobre

¿Cuántas capas puede tener un chip moderno?

de 10 a 100 capas

¿Cuál es la capa más complicada de fabricar en un chip?

la que usa litografia

¿Qué transportan los cables metálicos de las capas superiores?

informacion y energia

¿Qué define el paso de fotolitografía en la fabricación?

La fotolitografía define el patrón de las estructuras que se transferirá al material mediante una máscara y luz.

¿Por qué es difícil imprimir detalles cada vez más pequeños con luz?

Porque la mascara tiene un nivel de precision que se acerca a la de la amplitud de onda de la luz.

¿Qué es una retícula o máscara?

Es un filtro que tapa las partes que no deben de ser expuestas a la luz.

¿Qué sucede con los frentes de onda de la luz al pasar por la retícula?

Se propagan como ondas teniendo espacios donde se candelan y otros donde se ve fuera de fase.

¿Qué es la interferencia constructiva en el patrón de difracción?

Es utilizar la defracion de la luz para poder crear el patron requerido para la capa.

¿Qué órdenes de difracción deben capturarse para que la imagen quede resuelta?

el de primer orden (negativo y positivo).

¿Qué es la Apertura Numérica (AN)?

Es el seno del angulo entre el orden 0 y uno de los ordenes de difracción.

¿Cómo afecta la longitud de onda de la luz a la distancia entre puntos de difracción?

A menor amplitud de onda la distancia de los puntos de refraccion disminuye.

¿Qué determina la ecuación de Rayleigh?

el tamaño minimo de un detalle. / dimension critica.

¿Cuál es el límite máximo teórico de la apertura numérica en un sistema estándar?

90° o 1 de apertura numerica, más de eso y el lente deberia ser infinito.

Física de la Luz Ultravioleta Extrema (EUV)

¿Qué longitud de onda se usaba antes de la EUV para los chips más avanzados?

Luz Ultravioleta de 193nm

¿A quién se le ocurrió la idea de usar rayos X para la litografía en los años 80?

Hiroo kinoshita

¿Por qué la luz EUV no puede viajar a través del aire?

Porque la luz de 10nm es absorbida por los atomos de aire.

¿Qué sucede con la luz EUV si intenta pasar a través de una lente de vidrio convencional?

Lo mismo que con el aire, los electrones son absobidos por el material.

¿Cuál es la longitud de onda exacta de la luz EUV utilizada por ASML?

11nm.

¿Por qué se prefiere 13.5 nm sobre longitudes de onda más cortas como 4 nm?

Los materiales para refractar luz de 13.5nm son más comunes.

¿Qué descubrieron Kinoshita, Underwood y Barbee sobre los espejos de rayos X?

Que los espejos curvos pueden servir para defractar rayos x en lugar le lentes.

¿Cómo funciona la interferencia constructiva en un espejo multicapa?

la luz al pasar por el espejo y ser reflejada tarde el tiempo suficiente para estar 180° (1/2 λ ) pasada de fase haciendo que

¿De qué materiales están hechas las 76 capas de los espejos de Kinoshita?

tungteno (Wolframio) y Carbono

¿Cuál fue el porcentaje inicial de reflectividad logrado en las pruebas de concepto?

6%. aproximado.

Generación de la "Mini Supernova" (Fuente de Luz)

¿Cuántas formas hay de generar luz EUV según las fuentes?

un acelerador de particulas, DDP plasma producido por descarga, o Uso de un laser para separar los electrones de los atomos.

¿Por qué se descartó el uso de un sincrotrón para la producción en masa?

Por el alto costo y consumo electrico que tiene

¿Qué ocurre cuando un electrón se recombina con un ion en el plasma?

Cuando un electrón se recombina con un ion, emite un fotón de luz EUV.

¿Qué técnica utiliza un campo eléctrico fuerte para ionizar vapor de metal?

La técnica se llama descarga por campo eléctrico (DPP, Discharge Produced Plasma).

¿A qué temperatura se calienta el estaño para crear plasma EUV?

El estaño se calienta a aproximadamente 220.000 °C para formar plasma.

¿Por qué el xenón fue reemplazado por el estaño como material objetivo?

Porque el estaño produce mucha más radiación EUV util que el xenón.

¿Cuál es la eficiencia de conversión del estaño comparada con el xenón?

El estaño alcanza una eficiencia cercana al 5 %, unas 10 veces mayor que el xenón.

¿A qué velocidad sale disparada la gotita de estaño?

La gota de estaño viaja a unos 70 m/s.

¿Qué tamaño tiene la gota de estaño?

La gota de estaño mide aproximadamente 30 µm de diámetro.

¿Cuántas veces golpea el láser a cada gotita de estaño?

El láser golpea cada gota dos veces. y los más actuales 3 veces.

¿Qué hace el primer prepulso láser a la gota de estaño?

El primer prepulso aplana y expande la gota.

¿Para qué sirve el segundo prepulso en las máquinas más modernas?

El segundo prepulso optimiza la forma de la gota para mejorar la absorción del láser.

¿Qué hace el pulso principal del láser?

El pulso principal vaporiza el estaño y genera el plasma EUV.

¿Cuántas gotas de estaño se disparan por segundo?

Se disparan unas 50.000 gotas por segundo.

¿Cuál es la potencia del láser de dióxido de carbono utilizado?

El láser de dióxido de carbono tiene una potencia aproximada de 40 kW.

¿Cómo se garantiza que el láser no falle ningún tiro a 50,000 Hz?

Se sincroniza con precisión mediante sensores y sistemas de control en tiempo real.

¿Qué función cumplen las "cortinas láser" en la fuente de luz?

Las cortinas láser detectan y corrigen la posición de cada gota.

¿Qué fórmula física explica las ondas de choque del hidrógeno como mini supernovas?

La ecuación de Rankine-Hugoniot describe esas ondas de choque.

¿Por qué el estaño neutro es un problema para la luz EUV?

Porque el estaño neutro absorbe fuertemente la luz EUV

¿Cómo se evita que el vapor de estaño destruya los espejos colectores?

Se elimina con flujos de hidrógeno antes de que llegue a los espejos.

Espejos y Óptica de Precisión

¿Quién es el socio alemán de ASML encargado de la óptica?

Zeiss

Si un espejo de ASML fuera del tamaño de Alemania, ¿qué tan grande sería su bache más alto?

2 o 3 atomos.

¿Por qué se dice que estos espejos son los objetos más lisos del universo?

Porque necesitan serlo para poder ser efectivos en reflejar luz de 13nm

¿Cuál es la reflectividad máxima teórica de los espejos de silicio y molibdeno?

70%

¿Qué porcentaje de luz se pierde tras seis rebotes en los espejos?

88%

¿Por qué no se puede usar berilio en los espejos a pesar de su alta reflectividad?

Es toxico.

¿Qué es el proceso de pulverización en la fabricación de espejos?

Es un proceso muy delicado donde se deposita el material sobre el espejo.

¿Cómo se utiliza un haz de iones para aplanar los átomos en el espejo?

Se usa en las zonas altas para alisar la superficie.

¿Cuántos espejos se utilizan normalmente en los sistemas actuales para corregir aberraciones?

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¿Qué precisión deben tener los sensores que miden la posición de los espejos?

nanometros y picoradian.

¿Qué es un pico radian en el contexto del control de espejos?

es una mil millonesima de radian, tener este control es comparable a apuntando con un laser decidir a que lado de una moneda situada en la luna apuntar.

¿A qué distancia equivale la precisión de apuntado de un espejo si proyectáramos un láser a la Luna?

comparable a apuntando con un laser decidir a que lado de una moneda situada en la luna apuntar.

¿Por qué el calor es un problema para la alineación óptica?

Porque la expansión térmica desalinea los espejos.

¿Cómo limpian el estaño de los espejos usando gas hidrógeno?

El hidrógeno reacciona con el estaño formando un compuesto gaseoso

¿Cuál fue el "truco del oxígeno" para mantener limpio el colector?

Añadir pequeñas cantidades de oxígeno para oxidar el estaño y facilitar su eliminación.

Historia, Negocios y Desafíos

¿En qué país y laboratorio nació la investigación de EUV en EE. UU.?

Nació en el Lawrence Livermore National Laboratory, en Estados Unidos.

¿Cuál era el propósito original del laboratorio Lawrence Livermore?

Investigar armas nucleares.

¿Cómo reaccionó la comunidad científica inicialmente a las ideas de Andrew Hawryluk?

pensaron que era una idea imposible.

¿Qué significa el acrónimo ASML?

Advanced Semiconductor Materials Lithography.

¿De qué empresa surgió ASML en los años 80?

Philips

¿Quién es considerado el "Steve Jobs de la litografía"?

Martin van den Brink

¿Cuánto dinero invirtió Intel para salvar el desarrollo de EUV?

4.100 millones de dólares

¿Qué otras dos empresas invirtieron masivamente junto a Intel?

AMD y Motorola

¿Cuál fue el primer prototipo funcional de EUV y cuántos vatios producía?

10 W

¿Por qué el prototipo inicial no era económicamente viable?

Porque era demasiado lento para la producción industrial.

¿Cuántas obleas por hora debe imprimir la máquina para ser rentable hoy?

125 obleas por hora historicamente. 185 hoy.

¿Qué anécdota involucra una capilla y tres velas en la historia de ASML?

Se encendieron tres velas en una capilla para pedir que el proyecto tuviera éxito.

¿En qué año se instaló el primer sistema comercial en un cliente en Corea?

2010

¿Por qué se retiraron las empresas estadounidenses del desarrollo de la máquina completa?

demasiado costoso y arriesgado.

¿Qué gases se inyectan a velocidades de 360 km/h dentro de la máquina?

hidrógeno y nitrógeno

Logística y la Nueva Generación (Alta AN)

¿Cuál es la diferencia de Apertura Numérica entre la baja AN y la Alta AN?

La baja NA usa 0,33 y la Alta NA 0,55.

¿Qué tan pura debe ser la sala limpia de ASML en cuanto a partículas?

Solo se permite aproximadamente 1 partícula por metro cúbico.

¿Cuántas partículas permite un quirófano de hospital comparado con la sala de ASML?

Un quirófano permite miles de veces más partículas que la sala de ASML.

¿Cuál es la aceleración de la retícula (máscara) dentro de la máquina?

10 veces la gravedad

¿Qué es el overlay (superposición) y cuál es su límite de precisión?

menos de 2 nm.

¿A cuántos átomos de silicio equivale 1 nanómetro de error de superposición?

2 átomos de silicio.

¿Cuántas empresas proveedoras participan en la creación de una máquina?

5.000 empresas proveedoras.

¿Cuántas piezas y tornillos componen aproximadamente una máquina de Alta AN?

100.000 piezas

¿Cuántos aviones Boeing 747 se necesitan para transportar una sola máquina?

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¿Qué cita de George Bernard Shaw se menciona para describir a los ingenieros de EUV?

"Las personas razonables se adaptan al mundo; las irrazonables intentan adaptar el mundo a ellas. Por eso, todo progreso depende de las personas irrazonables."