Toekomst lithografie blijft onzeker

Een chip is niks anders dan een stukje silicium waarin transistors zijn aangebracht die met elkaar verbonden worden door aluminium of koperen sporen. De vorm van de transistors en de sporen wordt bepaald door een masker waarmee een fotogevoelige laag wordt belicht. Overal waar deze laag belicht wordt, verdwijnt na ontwikkelen dit gedeelte van de laag waarna de wafer met ionen gebombardeerd kan worden of gedeelten van de wafer weg geëtst kunnen worden. Door het proces van fotogevoelige laag opbrengen, belichten, ontwikkelen en wegetsen of bombarderen te herhalen wordt de uiteindelijke chip gebakken.

Maar het gebruik van licht heeft een nadeel. De golflengte van ultraviolet licht, 193nm, dat gebruikt wordt om te belichten is een stuk langer dan het kleinste detail van een moderne chip, 130nm. Hierdoor treedt een effect op dat ook wel bekend staat als het tralie-effect en ervoor zorgt dat het licht afbuigt. Door gebruik te maken van een speciaal systeem van lenzen en rekening te houden met het tralie-effect, kan deze techniek toch met succes worden toegepast om 0,13micron chips te bakken en ook voor het 90nm proces kan deze techniek nog worden toegepast. Maar verder gaan dan 90nm levert waarschijnlijk te veel problemen op.

Op EE Times kunnen we lezen dat er al verschillende bedrijven zijn die zich bezighouden met het zoeken van alternatieven. Zo komt JMAR Research met een systeem dat gebruikt maakt van röntgenstraling die wordt opgewekt door een koperen film met een laserstraal te belichten. IBM heeft dit systeem ondertussen al in gebruik en is er in geslaagd om chips met een detail van 100nm te produceren. Maar met een speciale fotogevoelige laag is het zelfs mogelijk om 60nm details te maken. Maar behalve röntgenstraling kan er ook gebruik worden gemaakt van elektronen om de 'fotogevoelige' laag te 'belichten'. Het Japanse LEEPL Corp. heeft een systeem dat gebruik maakt van een elektronenstraal staan bij Sony en zijn er in geslaagd om details te etsen met een grootte van 45nm.

Reacties (18)

Verwijderd 3 maart 2003 22:07

En waar staat onze nederlandse trost ASML in dit verhaal ? ASML is namelijk bezig met EUV, ook rontgen met details van 15 nm:

http://www.tweakers.net/nieuws/23904/?highlight=asml+euv

windancer @Verwijderd • 4 maart 2003 07:47

ASML heeft net een machine geintroduceerd (de AT 1200B) die, met 193 nm licht, zeker onder die 90 nm gaat. Volgens de specificatie kan hij 80 nm lijntje aan en met wat kunst- en vliegwerk waarschijnlijk nog wel kleinere.

Wat ik verder mis zijn de scanners met 157 nm licht. Daar zijn volgens mij alle 3 de lithografie producenten mee bezig, en omdat de lijnbreedte lineair schaalt met de golflengte zou je daar mee zeker 70 nm, en waarschijnlijk 60 nm lijntjes kunnen maken.

fmhc @windancer • 4 maart 2003 10:15

Het probleem bij golflengtes korter dan 193 nm is dat er nagenoeg geen goede optiek meer voor handen is om een nette afbeelding te maken van het masker. Kun je bij 193 nm nog lenzen gebruiken met een goede transmissie, is deze bij 157 nm al stukken minder. Wil je dan nog voldoende licht op je wafer krijgen dan moet je een sterkere laser hebben. Bij nog kortere golflengtes kun je niet meer met "transmissie" optiek (lenzen) werken, maar moet je je toevlucht nemen tot reflectieve optiek: multilaag-spiegels.

Verwijderd @Verwijderd • 4 maart 2003 01:07

EUV staat voor extreme ultra-violet dus geen röntgen.

Verwijderd @Verwijderd • 4 maart 2003 08:46

EUV gebruikt licht met een golflengte van 13 nm. Dat zit zowat tegen rontchen aan. Kortere golflengtes worden niet nodig en technisch nauwlijks haalbaar geacht.

Verwijderd @Verwijderd • 4 maart 2003 09:05

Wat technisch haalbaar lijkt is een erg rekbaar begrip.
Een aantal jaren geleden waren de huidige ASML machines ook onmogelijk en onnodig.
Het kan wel zijn dat er tegen de tijd dat kortere golflengtes nodig zijn een ander concept (atomair, organisch,.....) voor chips is bedacht.

Dreamvoid @Verwijderd • 3 maart 2003 23:32

Of die andere Nederlandse trots, Mapper Lithography ( http://www.mapperlithography.com ).

Verwijderd 3 maart 2003 22:37

Vind het wel een vreemd bericht,
ik heb inmiddels toch echt wafers gezien die gefabriceerd zijn met rontgen-lithografie. Japanse Fab, ben alleen even vergeten welke wetenschapper toen afbeeldingen liet zien.

De eerste keer dat ik daar een plaatje van zag sloeg ik toch achterover. Photonische kristallen die toch periodes van subgolflengte hebben en een enorme nauwkeurigheid vereisen om te fabriceren (typisch 10nm) over een hele commerciele waver. Is indrukwekkend als je alleen maar structuren kent die serieel zijn geschreven met een electronen-beam.

In ieder geval lijkt me wat dat betreft de toekomst helder, als je lithografie wil doen met hele kleine structuren moet je een korte golflengte gebruiken. Dus richting rontgen. Alle trucs met het spelen met interferentie-effecten zijn volgens mij erg bewerkelijk, dus erg kostbaar om je masker te maken.

DeTrucIs 4 maart 2003 09:07

In http://www.tweakers.net/nieuws/25198 werd geschreven dat met de huidige litho-technieken de featuresize nog behoorlijk kleiner kan (tot 20nm in combinatie met X-ray), dankzij de "bright-peak" technologie die gebruik maakt van gecontroleerde diffractie.
Bovendien is het altijd onzeker in de litho-wereld welke kant het opgaat, maar dit gaat ook op voor veel andere bedrijfstakken, dus eigenlijk niets nieuws

Q-collective

4 maart 2003 03:10

Hoe dan ook, de lithografie komt aan zijn einde...je verwacht toch niet dat we straks chips gaan bakken met gamma-straling?

Zou leuk worden...

raphidae @Q-collective • 4 maart 2003 04:15

Waarom niet? Zolang er maar iets is dat er in de juiste mate gevoelig voor is.

Ze gebruiken ook gammastraling om vlees te conserveren, dus ik zie het probleem niet om het te gebruiken om chips te maken.

Verwijderd 3 maart 2003 22:07

wordt het niet eens tijd om een heel ander systeem uit te gaan vinden (zoals de DNA computer). Op een gegeven moment is ook 45 nm te klein. En volgens mij, kijkend naar de ontwikkeling van de computers, hoeft dat niet eens zo lang meer te duren.
Er moet dus naar mijn mening nu actief naar een ander systeem worden gezocht, anders kan de vooruitgang van de computer wel is stil komen te staan.

justice strike @Verwijderd • 3 maart 2003 23:21

er word al heel lang onderzoek naar quantum computers gedaan. DNA computers komen pas net kijken, vergeleken met quantum computers!

Verwijderd 3 maart 2003 22:11

"Toekomst lithografie blijft onzeker"

"Het Japanse LEEPL Corp. heeft een systeem dat gebruik maakt van een elektronenstraal staan bij Sony en zijn er in geslaagd om details te etsen met een grote van van 45nm."

! 45nm !
Waar maak je je dan nog zorgen om

SCRAP @Verwijderd • 3 maart 2003 22:18

Is natuurlijk een heel karwei om je te bedenken dat dit binnen 10 jaar ruimschoots voorbij gestreefd zal zijn.

Verwijderd 3 maart 2003 23:28

Ik zie het probleem niet zo, de golflengte van gewoon licht is te lang... dan ga je toch verder met iets met een kortere golflengte...

In de praktijk zal het natuurlijk niet zo simpel zijn, maar ASML en andere lithografie bedrijven hebben ook zoiets als een R&D afdeling dus dat gaat echt wel goed komen.

Dat een techniek veranderd betekent niet dat deze verdwijnt.

Ortep

@Verwijderd • 4 maart 2003 00:32

Tuurlijk joh...maak jij maar even een paar lenzen voor Rontgen straling of voor de iets verdere toekomst gamma straling.
Het is niet zo'n probleem om die straling op te wekken. Dat kan iedere handige wetenschapper sinds ongeveer 1900. Maar waar het om draait is dat je het ook moet kunnen richten. Licht kan je met lenzen en spiegels struren. Zulke dingen zijn een tikje lastiger als je kortere golflengten heb dan UV. Er zijn gewoon geen Rontgen of gamma lenzen

MrE 4 maart 2003 08:35

Misschien een rare opmerking, maar was een nadeel van dichter bijelkaar liggende banen niet dat het een grotere warmteproductie en storingsgevoeliger werd?
Ik dacht dat de grens van het electronisch toelaatbare al bereikt was?

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Lees meer

Reacties (18)

Sorteer op:

Weergave: