Videó: ASML in 1 minute (November 2024)
Ha a chipek készítéséről van szó, akkor a kisebb a jobb. Vagyis a kisebb tranzisztorok olyan chipekhez vezetnek, amelyek több funkciót csomagolnak egy kisebb területre, és történelmileg ez a termékek folyamatos fejlesztéséhez és az alacsonyabb számítási költségekhez vezetett, a sűrűség körülbelül kétévente megduplázódott. Az utóbbi években azonban ez a javulás lelassult, részben azért, mert egyre nehezebb a hagyományos litográfiai eszközök használata a kisebb forgácsokhoz szükséges kisebb sorok előállításához. Az iparág nagy áttörés reményét valami extrém ultraibolya (EUV) litográfianak nevezik.
Évek óta írok az EUV-ról, és az első tesztgépeket körülbelül egy évtizeddel ezelőtt telepítették a SUNY és az IMEC forgácsgyártó kutatóhelyein. A nagy chipmaker-ek évek óta tesztelik az EUV gépeket, ám a közelmúltban korszerűsítették gépeiket és új modelleket telepítettek, és most nyíltan beszélnek arról, hogy miként fogják használni az EUV-t a 7 és 5 nm-es gyártási csomópontjukon.
Kicsit meglepett, hogy a közelmúltban megtudtam, hogy az EUV rendszer néhány legfontosabb alkotóeleme valójában Wiltonban (Connecticut, kb. 45 mérföld) New York-tól gyárt.
Először néhány háttér. Az manapság alkalmazott elektronika összes forgácsát olyan komplex lépések sorozatában állítják elő, amely magában foglalja a fotolitográfiával történő mintázást, ahol a fény egy maszkon átjut egy szilícium ostyán, az anyagokat lerakja az ostyara, és a nem kívánt alkatrészeket egymás után maratja a gyártáshoz. a tranzisztorok és a chip egy másik alkatrésze. Általában egy chip sok litográfiai lépést hajt végre, és több réteget hoz létre. A jelenlegi vezető chipek szinte az összes gyártója a 193 nm-es merítési litográfia vagy a DUV (mély ultraibolya) litográfia elnevezésű eljárást alkalmazza, amelynek során a 193 nm hullámhosszúságú fényt egy folyadékon keresztül refraktálják egy fotorezisztokon ezeknek a mintáknak a létrehozására.
Az ilyen fajta litográfiának korlátozása van - amennyire a vonalak méretét képes létrehozni az úton -, így a chipek készítői sok esetben egyrétegű mintázatot fordítottak a tervezett terv létrehozásához. A kettős mintázat valóban manapság gyakori, és az Intel és mások chipek legújabb generációja az ön igazított quad mintázásnak (SAQP) nevezett technikát használ. De a mintázás minden további lépése időt vesz igénybe, és a minták helyes igazításának hibái megnehezíthetik az egyes chipek tökéletes előállítását, ezáltal csökkentve a jó chipek hozamát.
Az extrém ultraibolya (EUV) litográfia kisebb, 13, 5 nm hullámhosszúságú fényt használ. Ez sokkal finomabb jellemzőket mintázhat, de számos technikai kihívást is jelent. Amint nekem már elmagyarázták, kezdje megolvasztott ón permetezését óránként 150 mérföldön, előző impulzussal lézerrel megütve, hogy eloszlassa, egy másik lézerrel robbant fel plazma létrehozásához, majd visszapattan a fény tükrök, hogy olyan fényt hozzanak létre, amelynek pontosan a megfelelő helyre kell érnie az ostya. Más szavakkal, olyan, mintha egy baseballt próbálna egy hüvelyk méretű zónában egy pontosan ugyanazon a ponton elérni a lelátókon, napi 10 milliárdszor. A munka elvégzéséhez nagy teljesítményű plazma energiaforrás szükséges a fény táplálásához, és mivel ez olyan összetett, hogy a folyamatnak a rendszer összes részét pontosan össze kell hangolnia.
Ennek a bonyolultságnak köszönhetően az ASML - a litván eszközök nagy holland gyártója - az egyetlen olyan cég, amely EUV-gépeket gyárt, és az eszközök számos berendezésből alkatrészeket és modulokat igényelnek. Az ASML Fellow Chip Mason szerint a mai Wilton-i gyár kritikus modulokat készít mind a DUV, mind az EUV gépek számára optikában és precíziós mechanikában.
Különösen a Wilton gyár készíti azt a modult, amely az aktuális Twinscan NXE: 3350B gép felső harmadát veszi fel, amely kezeli és pontosan igazítja a retikli stádiumot, amely viszont tartja a maszkot, amelyen keresztül a fény ragyog, hogy a mintát megkapja, valamint a ostya beállító és szintező érzékelők. Maga a felső modul más, a gyárban gyártott modulokból áll.
Az ASML Wilton vezérigazgatója, Bill Amalfitano elmagyarázta, hogy egy EUV-gépben a felső modul hogyan kezeli a retikelt, az alsó az ostya, a középső pedig a nagyon nagy pontosságú optikát, amelyet a Zeiss gyárt.
Ahogy Mason kifejtette, a chipek pontos elhelyezése és hozzáigazítása az optikához kritikus fontosságú a chipek készítéséhez. Ennek érdekében a wiltoni csapat együttműködik a hollandiai csapatokkal, egy számítási litográfiai csoporttal San Jose-ban és egy metrológiai csoporttal. A gép folyamatosan méri a dolgok helyzetét, és visszacsatolja a korrekciókat egy "holisztikus litográfia" néven ismert folyamat során. Az összes alkatrészt visszajuttatják az ASML-hez a hollandiai Veldhovenbe, ahol integrálják őket a teljes rendszerbe.
A végső gépek meglehetősen nagyok - nagyjából szoba méretűek. Mason megjegyzi, hogy a litográfiai eszközök új generációja nehezebb folyamatot eredményezett, mivel a nagyobb gépek egyre kisebb tulajdonságokat hoztak létre. Azt mondta, hogy ezen a ponton senki sem lehet szakértő az egész folyamatban, tehát nagy csapatmunkát igényel, mind a gyárban, mind a többi vállalat helyszínén.
"Nem olyan, mint 10 évvel ezelőtt, amikor könnyű volt" - tréfálta Mason, megjegyezve, hogy a régebbi folyamatok "akkoriban is lehetetlennek tűntek".
Bármennyire bonyolultak is, a jelenlegi EUV gépek nem a sor vége. Mason szerint a cég a magas NA (numerikus apertúra) EUV-n dolgozik, a holisztikus litográfia fejlesztéseivel és az optikai közelségkorrekció további tulajdonságaival együtt, hogy még finomabb tulajdonságokat is kinyomtasson. A tranzisztor sűrűségének javítása "jelentős munka" - mondta Mason, megjegyezve, hogy a létesítmény alkalmazottai felelősséget éreznek az új technológia szállításáért.
Változattam a gyárban az ASML Wilton GM Bill Amalfitano közreműködésével, aki elmagyarázta, hogy a gyártást 90 000 négyzetméteres tiszta helyiségben, 300 000 négyzetméteres létesítményben végezték.
Úgy tűnik, hogy a tiszta szoba kb. Két emelettel egyenértékű, és még a legújabb felszerelések, például a teljes Twinscan EUV gépek esetében is szűknek tűnik. Mindez nagyon jól szervezettnek tűnik, különféle állomásokkal, hogy létrehozhassák a tucat különböző alrendszert, amelyek bekerülnek a végső modulokba, és mindegyik szín szerint kódolva van a funkció alapján.
Kíváncsi voltam, hogy az ilyen munka hogyan került végül Connecticutba. Mason és Amalfitano, akik egyaránt évek óta dolgoznak a létesítményekben, elmondták, hogy mindez évekkel ezelőtt kezdődött, amikor Perkins-Elmer, akkori Norwalk, fejlett optikát készített olyan dolgokra, mint a tükrök a Hubble távcsőhöz. Ez a vállalat a 1960-as évek végén kezdte meg a litográfiai szerszámok munkáját, és végül a Micralign szerszámaival együtt az egyik legfontosabb beszállítója lett. A Perkins-Elmer 1990-ben eladta a divíziót a Szilícium-völgy csoportnak, amely Silicon Valley csoport litográfia (SVGL) elnevezésű elnevezést kapott, amelyet 2001-ben az ASML vásárolt meg.
Az út során - magyarázta Amalfitano - a létesítmény tovább bővült. Jelenleg több mint 1200 embert foglalkoztat - és növekszik - az ASML összesen 16 000 alkalmazottjából.
Érdekel a szélessávú internet sebessége? Tesztelje most!
