Güneş ışığını doğrudan kullanan uzay tabanlı EUV litografinin olasılığı

Kasım 2019'da, ISS'nin (Uluslararası Uzay İstasyonu) laboratuvarında Astrileux adlı şirketin geliştirdiği, EUV (aşırı morötesi) banttaki ışık için optik kaplamalara ilişkin bir deney gerçekleştirildi. Deneyin amacı, bu optik kaplamanın uzaydaki radyasyona dayanırken Güneş'ten gelen EUV ışığını sorunsuz biçimde işleyip işleyemeyeceğini doğrulamaktı. Deney başarılı oldu.

Modern yarı iletkenler, silikon wafer üzerine nm (nanometre) ölçeğinde desenlerin aktarıldığı litografi süreciyle üretilir. Bugüne kadar ağırlıklı olarak kullanılan litografi yöntemi, 193nm ışık kullanan foto-litografi (Photo-Lithography) yaklaşımıdır; ancak fiziksel sınırlar nedeniyle belirli bir seviyenin altında çizgi genişliğine sahip yarı iletkenler üretmek mümkün değildir. Bunu aşmak için daha kısa dalga boylu ışık kullanmak gerekir; bu nedenle TSMC ve Samsung Electronics gibi şirketler, 13.5nm EUV ışığı kullanan EUV litografiyi 7nm yarı iletken üretim süreçlerine uygulayarak ancak şimdi seri üretime başlamış durumdalar. EUV litografi, ışığın geçtiği tüm yolların vakumda tutulmasını gerektirmesi gibi nedenlerle ışığı yönetmesi zor bir teknolojidir; ayrıca yüksek çıkış gücüne sahip ışık üretmek de güç olduğundan, benimsenmesi bugüne kadar gecikmiştir.

Öte yandan son dönemde SpaceX gibi özel sektör öncülüğündeki uzay geliştirme çalışmaları yavaş yavaş canlandıkça, Dünya dışı uzay tabanlı üretim de giderek daha fazla tartışılmaya başlandı. Bunun nedeni, görece güçlü yerçekimine sahip Dünya'dan uzaya malzeme taşımak son derece yüksek enerji tükettiği için, mümkünse Ay gibi uydularda ya da asteroitler gibi düşük yerçekimli yerlerde hammaddenin yerinde temin edilmesinin uzay geliştirme açısından çok daha avantajlı olmasıdır. Yukarıdaki makalede açıklanan teknoloji gelişirse, gelecekte Dünya dışındaki yerlerden çıkarılan hammaddelerle ultra hassas yarı iletkenler üretmek de mümkün hale gelebilir; bu da gerekli parça tedariki için harcanan zaman ve maliyeti azaltarak uzay geliştirmeyi hızlandıracaktır.

Konuya biraz farklı bir açıdan da bakılabilir. Uzay boşluğu, Dünya'da oluşturulabilen en güçlü vakumdan bile çok daha kusursuza yakın bir vakum durumudur ve tüm dalga boylarında güçlü ışık yayan Güneş, Dünya'da üretmesi zor olan EUV ışığını sınırsıza yakın miktarda sağlayan muazzam bir ışık kaynağıdır. Bu da, uzay radyasyonu gibi sorunlar aşılabildiği takdirde uzayın yarı iletken EUV litografi süreçleri için uygun bir yer olabileceği anlamına gelir. Belki de bir gün uzayda üretilen yarı iletkenler üstün fiyat rekabetçiliğine sahip olabilir.

[heycalmdown]

Samsung’un uzaya yatırım yaptığını kısa bir an için hayal ettim de... ilginçmiş. Aklıma distopik filmler de geliyor..?