Sprong in lithografie naar twintig nanometer features

De EE Times bericht dat onderzoekers van de universiteit van Wisconsin een methode hebben gevonden om met 100nm masks chips te maken met details van slechts 20nm. Dankzij de zogenaamde "bright-peak" technologie is het mogelijk om met de huidige technologie chips te ontwerpen die anders pas over acht jaar gebouwd zouden kunnen worden.

De onderzoekers ontdekten de "bright-peak" technologie terwijl ze bezig waren met het zoeken van de grenzen van lithografie met röntgenstraling. Het bleek dat interferentie van licht het grootste probleem was om kleine details op de wafer goed te belichten, maar door het wijzigen van de afstand tussen de mask en de wafer kon de interferentie juist gebruikt worden om lichtpatronen te construeren met kleinere details dan de mask zelf. Het licht aan de randen van de lijnen van de mask wordt namelijk naar binnen verbogen waardoor op de wafer alleen het midden van de lijnen wordt belicht:

Scientists at the University of Wisconsin have found a way to create 20-nanometer chip feature sizes with 100-nm masks, giving an unexpected leap to Moore's Law and possibly extending the life of current lithography.

The so-called "bright-peak technology" adjusts the space between a mask and a wafer to control the phases of X-ray lithography. "We learned how to use phase-shifting to control diffraction - a technique that works for X-rays or even traditional optical lithography," said professor Franco Cerrina, who created bright-peak enhanced X-ray phase-shifting masks with professor James Taylor and researcher Lei Yang at the Center for Nanotechnology here.

"With this bright-peak technology, you could write a 100-nanometer mask feature and wind up with a 20-nanometer chip feature," Taylor said. Such fine feature sizes are located at "about 2010" on the International Technology Roadmap for Semiconductors, he said.

Reacties (39)

[bartvb]

Hmm, leuk maar als ik het goed snap heb je dan 20nm features die nog steeds 100nm uit elkaar liggen, toch? Je kan op deze manier zeg maar alles 'fijner' afdrukken maar je oppervlak of hoeveelheid features word niet spectaculair groter.

Het lijkt mij een beetje het overtrekken van een tekening met een fineliner ipv een markeerstift. Je tekening blijft even groot met even veel detail alleen zijn je details duidelijker. Of snap ik het nou helemaal niet?

[TD-er]

Je snapt het prima, maar vergeet niet dat je het silicium niet 1x belicht, maar een x-aantal keer.
Door nu telkens een volgend masker zegmaar 20 nm te verschuiven, kun je ertussen dus nog een keer wat details aanbrengen.

[Verwijderd]

Als je dan dus meer op hetzelfde oppervlak tekent, krijg je ook meer op dezelfde 100nm.

je kunt er dus meer van naast elkaar maken, en meer van uit een waffer halen.

Uiteindelijk komt het dus toch goed uit

[DeTrucIs]

In een 20nm proces zijn alleen de allerkleinste features 20nm. De overige features kunnen dus met bestaande technologien worden gemaakt.
Als er voor wordt gekozen de pakkingsdichtheid niet gelijk te verhogen, zal het in elk geval wel zorgen voor verlaging van de dissipatie per transistor (dus minder warmte ontwikkeling).
Deze techniek is een 'uitbereiding' op het phase-shifting dat iNtel (zoals die hier werd aangehaald in een eerdere posting) nu al toepast en lijkt te kunnen zorgen voor de grote sprong die 'nodig' is om de wet van Moore te blijven volgen.

[Verwijderd]

Ik ben bang dat je het iid niet helemaal snapt. Het gaat er in dit artikel om dat door middel van interferrentie meer details kunnen worden aangebracht, en dat dat goed kan worden gebruikt. Als dat niet het geval is, zou dat toch in het artikel staan?

[Oeboema]

Het commentaar suggereert heel wat meer dan wat er eigenlijk aan de hand is. Het gaat hier NIET om standaard optische lithografie, waarmee alle pentiums en athlons oa gemaakt worden, maar om X-ray lithografie, Rontgen dus. Dit soort machines staan niet in de produktie fabs. Het is dus absoluut niet zo dat vanaf volgende maand 20 nm features gemaakt zullen gaan worden in alle fabs omdat deze techniek nog lang niet rijp genoeg is.

[leuk_he]

En het gaat hier alleen over de lithografie. Er zijn nog wel wat meer problemen te overwinnen voordat 20nm chips worden geproduceerd. denk hierbij aan thermische ruis, interconnects, voeding en sinds kort "klok generators"

[Verwijderd]

En niet te vergeten de productie apparatuur: bijv. het verplaatsen van de wafer moet opeens ook 5 maal zo nauwkeurig gebeuren.

[Verwijderd]

Dooddoener!

Toch zou het mooi zijn om binnen 2 jaar al een 10 Ghz te bezitten.

[Verwijderd]

sorry maat maar X2 per jaar dus 3Ghz*2*2=12Ghz dus over 2 jaar zijn we de 10 Ghz al lang voorbij

[Major 7]

Dit doet me denken aan die meneer Kurzweil :
http://www.kurzweilai.net/meme/frame.html?main=/articles/art0134.html
Een heel stuk over hoe alles steeds sneller gaat.

[HanslH]

Onzinnig veralgemeniseer. Exponentiele ontwikkelingen zijn er altijd al geweest. Tijdelijk. Dat noemt men revoluties.

[RMYuma]

Ik moest ook aan die gast denken!
Heb zijn website al redelijk goed doorgelezen, en ik vind, dat hij zijn zaken goed onderbouwd!

Voor alle medetweakers: zeker de moeite waard om te checken

PS) dit is natuurlijk Completely Off Topic!

[zonoskar]

Volgens mij gebruiken ze dit principe al wat langer. Op de huidige machines gebruikt men 'phase-shifting' reticles. Ook daar wordt door manipulatie een grotere dichtheid gehaald dan met het litho tool mogelijk zou moeten zijn. Zo gaat Intel te werk, zij maken 0.13 chips met machines waar bv. TSMC 0.18 en 0.15 producten mee maken. Maar deze reticles zijn enorm duur. Het is vaak goedkoper om een nieuw litho tool aan te schaffen dan met deze reticles in de weer te zijn. Tenzij je zoals Intel steeds dezelfde chips maakt. Voor TSMC is het niet rendabel.

[Verwijderd]

Lijkt me niet bepaald goed nieuwd voor bijvoorbeeld ASML. Met dezelfde wafer kun je doormiddel van een foefje veel beter produceren. Er worden dus minder nieuwe wafers verkocht, maar veel meer upgrades. En dat zou wel eens au kunnen doen.

[Verwijderd]

Hoe harder ze rijden, hoe sneller ze nieuwe banden nodig hebben.

Dit was even een vergelijking. Hoe sneller de chip industrie gaat des te meer chip fabrieken er achter lopen. Het gevolg hier van is dat die bij willen benen dus nieuwe machines willen hebben.
Als Intel komt met nieuwe chips op basis van dit proces dan hebben we binnen kort een P5 10 Ghz. Dan moeten we allemaal een nieuwe PC hebben omdat we allemaal (zelfs de aller gekste tweaker) achter gaan lopen. AMD moet mee en appel kan ook niet achter blijven. Kortom dit zou een versnelling van de branche en uiteindelijk een opleving van de gehele branche tot gevolg hebben.

Ik weet dit natuurlijk niet zeker (heb er absoluut geen verstand van) maar mijn verhaaltje lijkt me wel logisch

[Gerco]

Als Intel komt met nieuwe chips op basis van dit proces dan hebben we binnen kort een P5 10 Ghz.

Of we krijgen een P4 3GHz met passieve koeling, wat ik persoonlijk een stuk interessanter vind.

[windancer]

Lijkt mij juist goed nieuws voor ASML, het gaat alleen maar over nieuwe maskers die je kunt gebruiken in lithografische machines, zelfs conventionele lithografische machines.

[MPAnnihilator]

Bla Bla blaa , de zoveelste fantastische uitvinding , maar de grote sprong voorwaarts in de chips zoals cpu's krijgen we toch nooit.

Waarom zouden ze nu ineens een 5 gig cpu maken als ze voor de tussenstappen tussen 3 en 5 gig telkens de volle prijs kunnen vragen ...

[zaag-modus] Ik word ziek van dit soort berichten [\zaag-modus]

[Verwijderd]

Ik denk dat je helemaal gelijk hebt, de wet van Moore is volgens mij ook meer een economische 'wet' (self fulfilling prophecy? iedereen gelooft er zo hard in dat ze zoveel investeren dattie waar wordt gemaakt, want de concurrent gelooft er ook in) dan een beschrijving van de snelheid van de principiëel mogelijke technologische vooruitgang.

Kijk maar eens hoe 'snel' de introductie van 'revolutionaire' technologiën als CD, DVD, Breedbeeld TV, etc. gaat. De eerste generatie is peperduur en wordt met mondjesmaat verkocht. (DVD is onstaan uit de '94 specs van SD en MMCD, aug '96 DVD video book standaard. Pas sinds ca. 2 jaar zitten spelers op VHS-recorder prijsniveau.)

[Tjark]

Intel zou ik het idd niet zo snel zien doen.

Maar wat nu als AMD nu (beter ooit) opeens een proc aanbied van 4 echte GHz (geen rating) ten opzichte van intels 3GHz?

Zou AMD dat dan niet doen? Of misschien VIA? Of een van die opkomende chinese bedrijven. Wat te denken van geheugenmakers die _altijd_ voorop lopen?

[Verwijderd]

Je kunt ook meerdere maskers over elkaar heen gebruiken om er tussen dan weer andere dingen te etsen. Kost alleen een paar extra maskers...

[iceblink]

Kost niet alleen een extra masker maar ook extra produktietijd. En als je even uitrekent wat een lithografie masjien per uur kost aan afschrijvingen alleen al, dan mag je je nog eens achter je oren krabben en jezelfs afvragen of het wel zo'n vaart zal lopen met deze nieuwe vinding....

[Verwijderd]

Kan het niet zo zijn dat je op deze manier uiteindelijk 1:25=25 duplicaten kunt persen op diezelfde 100nm? Wordt enkel snijden een probleem dat nog oplossing behoeft..

[e] door maskers ''over elkaar heen'' te schuiven bijvoorbeeld, of spiegeling, of.. [/e]

[H!GHGuY]

dus als ze dan die mask van 100nm nog kleiner maken, kunnen ze nog onder de 20nm gaan...

hopelijk wordt deze techniek snel mainstream

edit: typo

[Verwijderd]

Een goede zet; de natuur(wetten) voor je laten werken ipv ertegen te vechten. Als interferentie tegen je werkt door het scheppen van patronen, kun je (soms) deze patronen gebruiken om juist te bereiken wat je wil.

* 786562 ud2