ASML en TSMC melden mijlpaal van 1000 met euv belichte wafers in 24 uur

ASML en TSMC hebben bij een testrun 1022 wafers binnen 24 uur bij 90W weten te belichten met een NXE:3300B-machine. Dat aantal zou een mijlpaal op de weg naar het voor productie inzetten van euv zijn, zoals TSMC wil doen.

Volgens ASML en TSMC toont de output bij de testronde het potentieel van ASML's euv-systemen aan. Nog dit jaar moet de daadwerkelijke productie van ASML's nieuwste generatie chipmachines op een aanhoudende output van 1000 wafers per dag komen, zo is het doel. Bij TSMC staan twee NXE:3300B-systemen, die nog eens aangevuld worden met twee nieuwere NXE:3350B-systemen.

Met de euv-lithografietechniek wordt gebruikgemaakt van extreem ultraviolet licht, dat door de kleinere golflengte voor kleinere structuren kan zorgen dan de huidige immersie-lithografie. Euv wordt al jaren genoemd als beloofde methode om kleinere nodes mogelijk te maken, maar ASML had grote moeite de technologie op orde te krijgen. Vooral het verkrijgen van voldoende lichtopbrengst om voldoende wafers per dag te kunnen belichten is een grote uitdaging.

Anderhalf jaar geleden meldde ASML overigens al een lichtopbrengst van 80W voor de NXE:3300 met bijbehorende waferproductie van ruim 40 wafers per uur. In hoeverre de nu gerealiseerde 90W opbrengst met omgerekend bijna 43 wafers per uur daadwerkelijk een mijlpaal genoemd kan worden, is onduidelijk. Wel lijken beide bedrijven duidelijk te willen maken dat het proces steeds dichter bij productierijpheid komt.

Hoewel TSMC op euv heeft gewed, lijkt Intel zo lang mogelijk van immersie-lithografie gebruik te willen maken. Het concern denkt zelfs het 7nm-procedé kostenefficiënt te kunnen implementeren zonder op euv te hoeven overstappen, zei Mark Bohr, senior fellow bij Intel, eerder deze week tijdens de start van de IEEE international Solid-State Circuits Conference in San Francisco. Hoe het bedrijf dit denkt te gaan doen, zei hij niet, maar wel gaf hij een hint dat afgestapt gaat worden van silicium finfets en op een nieuw materiaal overgestapt wordt. In 2018 wordt pas de overstap op 7nm verwacht, volgend jaar moet de 10nm-productie met silicium finfets beginnen.

Reacties (34)

[Verwijderd]

Het klinkt als een stap in de goede richting. De vraag nu is hoe het zit met de continuïteit van de doorvoersnelheid. Gaat er bijvoorbeeld iets stuk of raakt iets licht ontregeld dan loopt de doorvoersnelheid terug en daarmee het gemiddelde. Intel wil sowieso ook over op EUV, ze hebben niet voor niets in 2012 voor 1 miljard in ASML geïnvesteerd.

Intel commits €829 million (approximately $1.0 billion) to ASML's research and development programs to help accelerate deployment of new technologies for 450-millimeter (mm) wafers and extreme ultra-violet (EUV) lithography by as much as two years.
bron: http://www.intc.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=690165

[jeroen94704]

De continuiteit is tot nu toe altijd het hekele punt van EUV geweest. EUV is erg lastig te produceren, en de bron die dit licht maakt is erg ingewikkeld. Het bedrijf Cymer, die deze bron ontwikkelde, heeft bij de ontwikkeling zo veel problemen gehad met de betrouwbaarheid dat ASML ze uiteindelijk maar helemaal heeft overgenomen om de ontwikkeling beter in de hand te houden.

[Pieter...]

Availability is inderdaad veel belangrijker dan throughput. Liever 40 wafers/uur met 100% availability dan 80 wafers/uur met 50% availability. Probleem bij hoge throughput/lage availability is dat de rest van je fabriek de helft van de tijd stil staat, de processen zijn namelijk zo gevoelig dat je geen buffer op kan bouwen om dat op te vangen ivm chemische instabiliteit van de coatings na belichting.

[TheBorg]

Hier een filmpje van het wetenschapsprogramma De Kennis van Nu:

http://www.npowetenschap....december/21-december.html

Vanaf ongeveer 9:50 gaat het over chips en gaan ze ook op bezoek bij ASML. Hierin wordt ook uitgelegd hoe het UV licht wordt opgewekt.

[Verwijderd]

Anderhalf jaar geleden meldde ASML overigens al een lichtopbrengst van 80W voor de NXE:3300 met bijbehorende waferproductie van ruim 40 wafers per uur. In hoeverre de nu gerealiseerde 90W opbrengst met omgerekend bijna 43 wafers per uur daadwerkelijk een mijlpaal genoemd kan worden, is onduidelijk.

Zoals jullie ook aangaven:

ASML en TSMC hebben bij een testrun 1022 wafers binnen 24 uur bij 90W weten te belichten met een NXE:3300B-machine. Dat aantal zou een mijlpaal op de weg naar het voor productie inzetten van euv zijn, zoals TSMC wil doen.

Natuurlijk mag dit als een mijlpaal gezien worden.

Ik neem aan dat vorige productie run geen 24 uur was. Dus nu is het niet storingsgevoelig.
Dat is een hele prestatie, iets sneller en zonder problemen 24 uur lang.

Een 24 uur tegen een F1 race. Een 24 uur race draait om betrouwbaarheid gedurende 24 uur, terwijl een F1 race auto het maar iets langer dan 2 uur vol hoeft te houden.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 2 augustus 2024 12:05]

[diederik77]

De vorige mijlpaal van >500 wafers per 24 uur was ook pas in juli 2014, dus nog maar 6 maanden geleden. Dat is een veel grotere verbetering dan het artikel suggereert.

Asml press release juli 2014

Andere citaten van ASML press releases over productiviteit:
Oktober 2014:
"Our first TWINSCAN NXT:1970Ci was shipped in the quarter. It delivers record productivity of above 250 wafers per hour
[...]
The integration work on our NXE:3300B EUV scanners is progressing steadily. We remain on target to deliver systems with a throughput of 70 wafers per hour next year, upgradeable to 125 wafers per hour in 2015."
(Kortom, de Twinscan kan voorlopig nog wel wat sneller dan de EUV machine)

April 2013:
Progress towards an NXE:3300B EUV light source that is powerful enough for high-volume manufacturing has been encouraging: the EUV source performs at up to 55 watts, corresponding to a NXE:3300B throughput of 43 wafers per hour, a substantial improvement from the 40 Watts we reported three months ago.

Januari 2013:
Progress towards an EUV light source powerful enough for high-volume manufacturing has been encouraging and steady: We have seen in the past quarter results from the first fully integrated EUV source with stable full-field expose power of up to 40 Watts with good dose control over extended time. This allows us to prepare initial shipments of the NXE:3300B and gives us confidence in the ability to implement improvements over time to power levels enabling 70 wafers per hour at customers mid-2014.

Het laatste is waarschijnlijk waar het artikel naar verwijst, hoewel daar geen 80W source in wordt genoemd.
De 24-uur testen hebben dus een lagere output dan kortere testen. Wel is duidelijk dat het vermogen van de EUV-source in die 1,5 jaar tijd omhoog is gegaan van 40W naar 90W, en dat de 24-uurs throughput binnen een half jaar is verdubbeld.

[xcode35]

Het klopt dat immersie voorlopig nog sneller is. Maar de wafer moet meerdere keren door de machine om de kleine procedes te halen (Intels truukje om nog kleiner te kunnen) en bij EUV hoeft de wafer er maar 1 keer doorheen. Dus EUV kan met minder wafers per uur de DUV al inhalen. (Even als extra informatie. )

[Jeroen73]

op naar de dieselmotorbetrouwbaarheidsmijlpaal: 350.000 per jaar met alleen wat klein onderhoud tussendoor.

[kzin]

Dit soort apparatuur werkt meestal 24 uur per dag.
Laten we zeggen 300 dagen * 24 uur = 7200 uur per jaar
Men haalt de 350.000 wafers dus al bij 350.000 / 7200 = 48.1 wafers per uur

[aicaramba]

Volgens mij is de draaitijd van zo'n machine van ASML zo'n 98% van z'n levensduur. Ik weet het exacte getal niet, maar de 'up-time' is erg hoog.

[flippy]

Een doorsnee vrachtwagen doet ongeveer 120.000km tussen oliebeurtjes tegenwoordig....

[eL_Jay]

Goed nieuws.

Ben benieuwd hoe klein intel kan met EUV als ze met hun 'ets' lithografie al tot 7nm kunnen komen.

[jeroen94704]

Ook bij EUV moet er geëtst worden, en dit heeft verder niks met wel of niet 'immersie' te maken.

Bij immersie lithografie vindt de belichting plaats door een vloeistof heen, in plaats van door de lucht. Door de optische eigenschappen van deze vloeistof (water) kunnen er kleinere structuurtjes worden gemaakt.

EUV moet de komende 20 jaar oid meekunnen, en dus ver onder die 7 nm uit moeten komen. EUV werkt overigens in vacuum, dus een immersie variant van EUV zal er nooit komen.

[Reactie gewijzigd door jeroen94704 op 2 augustus 2024 12:05]

[martynvs]

EUV moet de komende 20 jaar oid meekunnen, en dus ver onder die 7 nm uit moeten komen.

Ik denk niet dat men veel verder onder de 7 nm uit kan komen. Rond de 5 nm benader je namelijk de bohrstraal van een electron in silicium. Als je kleinere elementen dan dat gaat maken, beginnen kwantummechanische effecten op te treden, zoals het vergroten van de band gap.

[Reactie gewijzigd door martynvs op 2 augustus 2024 12:05]

[Dark_man]

EUV is juist een tijdelijke oplossing.

Na EUV zal er toch echt een doorbraak moeten komen in bepaalde aspecten van chipproductie anders komt men tegen een natuurkundig limiet aan.

Namelijk dat je zelfs met EUV niet meer kleiner kan etsen.

Wellicht dat grafeen een uitkomst bied maar dat is nog toekomstmuziek.

Het ziet er naar uit dat we echt een paar jaar gewoon stil zullen staan na 7 nm

[aicaramba]

ASML ziet 'Directed Self-assembly' als opvolger voor EUV.

[Pe Nis]

Quadrupole patterning met exploderende fab kosten.

[Rudie_V]

Ben ook benieuwd welke materiaal intel gaat gebruiken dan.

maar wel gaf hij een hint dat afgestapt gaat worden van silicium finfets en op een nieuw materiaal overgestapt wordt.

Zal het een ander type transistor worden? Of ander silicium? Zijn er geruchten ergens?

[Sissors]

Ik zou gokken dat ze over gaan stappen dan naar III-V materialen(http://en.wikipedia.org/wiki/Compound_semiconductor). Die worden momenteel al gebruikt voor high-performance transistoren, maar zijn (nog) niet geschikt om miljarden hele kleine transistoren op één chip te zetten. Ze worden nu bijvoorbeeld gebruikt voor RF versterkers voor een GSM basestation.

[MaartenZuidland]

Toevallig is het voorbij gekomen op de ISSCC (Vakbeurs voor die jongens):

[Mark] Bohr [Research Fellow Intel] declined to comment on what new materials or circuit structures Intel will use beyond its tall, thin fins at 14nm. However, he noted Intel researchers “have published more than a couple papers on III-V devices as one example of a new material being considered by our research group.”

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1325734 (Op page 2)

[noutvanderwael]

DUV (Deep Ultra Voilet) is de volgende stap

[Shodan]

Nee... Dat is de huidige stap... Dat is namelijk 193nm. EUV is 13.3 nm.

[loekf2]

Correctie... 13.5 nm

[Pe Nis]

+/- 0.05 nm

[MaartenZuidland]

Dat was de vorige stap. (365nm en 193nm lichtbronnen)

[Pe Nis]

KrF op 248 nm zat daar nog tussen.

[Reactie gewijzigd door Pe Nis op 2 augustus 2024 12:05]

[MaartenZuidland]

Fair, was ik in de snelheid vergeten. (Maar, "zit" daar nog tussen... Wordt nog steeds verkocht...)

[ginkgo]

DUV refereert aan licht met een golflengte van 193 nm. Hierop is de huidige lithografietechniek gebaseerd. EUV is dus de opvolger van DUV.

[Keirtje]

Het grote verschil met de opbrengst van 40 stuks per uur 2 jaar geleden, zal vooral liggen in het feit dat nu 24 uur achtereen geproduceerd kan worden met een opbrengst van dus die 43 stuks per uur.

[Tjm De Groot]

tot hoever Kunnen ze gaan vraag ik me af en ieder jaar kleiner gaan is dat financieel aantrekkelijk het vergt toch enorme investeringen. En wat zijn de gevolgen voor het milieu want dat baart me zorgen zulke processen vergen veel energie.

[watercoolertje]

Je klant geen nieuwe dingen meer kunnen bieden (dus dat ze blijven hangen op wat ze nu gebruiken) zou financieel weer onaantrekkelijk zijn

Kleinere chips is in theorie juist beter voor het milieu, niet enkel in grondstoffen maar ook in efficiëntie en dus verbruik...

[Dark_man]

Wanneer het daadwerkelijk stil zou staan kan Intel nog wat randzaken efficienter maken en alsnog als een "nieuwe" chip verkopen.

Dit zal natuurlijk ook niet lang volgehouden kunnen worden maar het kan wel het perfecte moment zijn om van X86 af te stappen.

Het overstappen op een nieuwe instructieset kan zoveel snelheidsvoordeel bieden dat men het daarmee wellicht mee kan overbruggen.

[xppieter]

Goede ontwikkelingen bij ASML. De overname van Cymer lijkt vruchten te werpen voor ASML.

De vraag is natuurlijk wel hoe dit op de lange termijn door zal lopen.

Iedereen wilde sneller paarden en toen vond men de auto uit zoals Henri Ford ooit eens gezegd zou hebben. De vraag is nu wat silicium en lithografie op gaat volgen en wat zal echt door gaan breken. Op lang termijn (tientallen jaren) zullen er toch andere oplossingen gezocht moeten worden. Die kleinere structuren gaan het uiteindelijk natuurlijk afleggen tegen radicaal nieuwe ideeën.

Wie zegt het ? Grafeen, optisch, of een ander geniaal idee wat nog geboren moet worden ?