Intel installeert de eerste commerciële EUV-tool

Intel heeft een belangrijke stap genomen in de ontwikkeling van nieuwe technologieën om chips te bakken, aldus C|Net. Maandag zal Intel namelijk zijn eerste commercieel bruikbare 'extreme ultraviolet light photolithography'-systeem voorstellen. De EUV-tool tekent als het ware lijnen op silicium wafers die vervolgens een circuit vormen. Naar verwachting zal deze technologie tegen 2009 ingevoerd worden om het productieproces van processors te verfijnen. Een dergelijke tool is echter een complexe en vooral dure aangelegenheid. De bestaande lithografiesystemen maken gebruik van lenzen en filters om lijnen van een nanometer te projecteren. Met EUV-technologie worden de lenzen daarentegen vervangen door spiegels, wat een grotere nauwkeurigheid tot gevolg heeft. Bovendien is de golflengte van UV-licht slechts 13,5 nanometer, in verhouding tot 193nm bij de bestaande lithografiemachines die lijnen tot 50nm nauwkeurig kunnen tekenen.

Schematische werking EUV-lithografie

Reacties (34)

[Verwijderd]

Ik denk dat deze commerciële EUV-Tool geen productie machine is, maar eerder een laboratorium model. Intel wilt natuurlijk kennis op doen over het proces, voordat de echte EUV-tools op de markt komen met een redelijk thoughput van een tientallen wafers per uur. Het is toch fijn om te weten hoe je wafers moet bakken in z'n dure machine.

Wel interessant dat er reeds een EUV bron op de markt is, die het benodigde vermogen levert. Ik dacht dat dat nog steeds een hekel punt was.

[Confusion]

Dat is het ook. Ik ben dan ook erg benieuwd wat ze hier gebruiken; misschien toch een tabletop synchrotron?

[zonoskar]

ASML (en anderen) waren toch ook bezig met submersion technieken om ca. 50nm te halen met de huidige 157nm machines? Hierbij wordt tussen de lens en de wafer een vleoistof aangebracht om zo de brekingsindex te veranderen en zo kleinere lijntjes te kunnen maken.

Gaat Intel deze voorbij, of gaan ze parallel deze 2 technieken onderzoeken. Ik dacht dat submersion al dit jaar (anders volgend jaar) beschikbaar moest komen.

[Verwijderd]

Waariom worden die lijnen beschreven en wordt er geen gebruik gemaakt van 'negatieven'. Ik zie het voordeel niet zo. Ik heb wel ooit is gezien dat er op een chip achteraf nog wat wordt toegevoegd of word verwijderd.

Mijn vraag: wat zijn de voordelen?

[J_Davelaar]

Het probleem is dat negatieven niet meer te gebruiken zijn. Ze zijn parktisch niet meer te maken op die kleine schaal en ze werken ook niet meer. Ze gaan zich op die schaal gedragen als een raster. (klinkt misschien bekend van natuurkunde).

Eigenlijk dezelfde redenen waarom er ook niet meer met lenzen gewerkt kan worden. De schaalverkleining is simpelweg te "groot" geworden.

[Confusion]

De reden dat er niet met lenzen gewerkt kan worden is dat er geen materiaal bestaat dat EUV tijdens passeren kan focussen. Daarom gebruiken ze gevormde spiegels voor de focussering en dat zijn weer technologische hoogstandjes op zich: spiegels die uit tientallen lagen molybdeen en silicium bestaan, waarvan elke laag een gemiddelde diktevariatie van minder dan een Angstrom heeft en de lagen zelf slechts enkele nm. dik zijn.

[miw]

De reden dat er geen negatieven gebruikt worden is dat er bijna geen materiaal is dat EUV stralen (ook wel zachte rontgen stralen) absorbeert. In plaats daarvan gebruiken ze een spiegel waar het negatief in ge-etst is. Sommige delen van de spiegel reflecteren de EUV stralen dus niet en dat wordt gebruikt om het masker selectief te belichten.
EDIT:
De info hierboven is niet correct. Een en ander staat leuk uitgelegd op een EUV verhaal op de Intel website.

[Timfonie]

Volgens mij is de opmerking over het 'tekenen van lijnen' in het (incl. originele) artikel niet correct. Er wordt wel degelijk gebruik gemaakt van een masker, net zoals bij lithografie met licht en niet zoals bijvoorbeeld bij een plotter:

"The 6-inch-square, 0.25-inch-thick masks include 200-nanometer features, which are reduced by a factor of four to print 50-nanometer features on the silicon wafer."

Zie ook de afbeelding in dit artikel:
http://www.schott.com/magazine/english/info103/si103_02_waferstepper.h tml

Het verschil is het masker van een ander materiaal moet zijn , om bestand te zijn tegen EUV. Bovendien worden spiegels ingezet, omdat lenzen niet meer in staat zijn om EUV-stralen met een detail van slechts 13,5 nm te verwerken.

[zonoskar]

Het masker is meerdere opzichten anders. Zo zijn normale maskers echte negatieven waar het licht doorheen valt, maar deze EUV maskers moeten reflectief worden omdat het gebruikte 'licht' met een normaal masker geen afbeelding vormt. Volgens mij gaat dat 'licht' overal doorheen.

[Pietervs]

Mijn vraag: wat zijn de voordelen?

De voordelen staan in het artikel:
Met EUV-technologie worden de lenzen daarentegen vervangen door spiegels, wat een grotere nauwkeurigheid tot gevolg heeft. Bovendien is de golflengte van UV-licht slechts 13,5 nanometer, in verhouding tot 193nm bij de bestaande lithografiemachines die lijnen tot 50nm nauwkeurig kunnen tekenen.

[windancer]

HET voordeel is, zoals altijd, dunnere lijntjes. Intel wil EUV gaan beginnen te gebruiken bij 32 nm lijntjes. Dus over een generatie of 3 a 4. Omdat ze nu al tool hebben kunnen ze eerder gaan beginnen met het oplossen van de problemen die ze ongetwijfeld zullen tegenkomen.

[Verwijderd]

Waarom kan deze techniek niet meteen toegepast worden? Moet er eerst meer geld verdiend worden met de huidige technologieën om vervolgens met dat geld te kunnen investeren in die nieuwe technologie of hoe gaat dat in zijn werk?

Als ze het meteen zouden kunnen toepassen zou dat een heuse vooruitgang zijn in de processorwereld, stel je voor: van 193 nm naar 13.5nm: veel sneller, minder energieverbruik en bijgevolg minder warmteverlies.

[Countess]

1 machine is wel even heel iets anders als een fabriek

verder weten we nog weinig van de eigenlijnschappen van silicium bij de dikten die deze machine kan maken
en (onderandere daarom) zijn er ook nog geen chips ontworpen op die grote.

[Niles]

1 machine is wel even heel iets anders als een fabriek

Ik snap niet waarom? als je er 1 kunt maken kun je er toch ook 100 maken ofniet soms?

verder weten we nog weinig van de eigenlijnschappen van silicium bij de dikten die deze machine kan maken

Volgens mij kunnen we die eigenschappen dan toch alleen te weten komen als we het gaan testen met zulk soort machines? simulatie zou ook kunnen maar dan zouden we het nu al weten hoe het silicium zou reageren.

en (onderandere daarom) zijn er ook nog geen chips ontworpen op die grote.

Chips worden toch niet ontworpen voor een bepaald procede (kan aan mij liggen hoor...? ) maar een chip kan in feite toch op elk produce gebakken worden. De fisike grootte veranderd alleen steeds als je naar een kleiner procede gaat...

Ik snap uiteraard wel dat het niet morgen al werkt en dat er altijd nog wel dingen onderzocht moet worden, maar waarom pas over 5 jaar!?

EDIT: rond die tijd kwamen ze toch ook met die nieuwe low-k transistor wat een hele tijd geleden hier op Tweakers stond, mss dat het daarmee te maken heeft, ff opzoeken..

edit: het is dus een high-k transistor, van dit artikel

[J_Davelaar]

Chips worden wel degelijk ontworpen voor bepaalde productie mogelijkheden. Dit heeft vooral te maken met de (on)mogelijkheden van een procedure.

Op deze schaal heb je te maken met hele andere natuurwetten dan vroeger met de eerste chips. Extreem Ultra Violet brengt hele andere problemen met zich mee dan gewoon UV. Dit kan op dit moment nog niet voorspeld worden en moet echt experimenteel getest worden. En dit is heel erg duur. Daar stappen bedrijven niet ineens in. Dat kost gewoon heel veel tijd.

[rwwh]

Als je er één kunt maken, kun je er één maken. Waarschijnlijk is deze machine 100 keer te langzaam om massaproductie te kunnen doen. Processoren die in fabrieken worden gemaakt die miljarden kosten moeten heel snel worden geproduceerd omdat ze anders tienduizenden euro's per stuk gaan kosten.

[Verwijderd]

Ik snap niet waarom? als je er 1 kunt maken kun je er toch ook 100 maken ofniet soms?

Als je er 1 maakt om te kijken of het technisch mogelijk is, speelt geld geen rol en hoeft het ook niet echt efficient te gaan. Je wilt alleen weten óf het kan en wat de problemen zijn. Als je er 100 wil gaan maken om daadwerkelijk te gaan produceren moet het wel goedkoper zijn dan een alternatieve (bestaande) techniek.

Volgens mij kunnen we die eigenschappen [van silicium] dan toch alleen te weten komen als we het gaan testen met zulk soort machines?

Natuurlijk en daarom hebben ze ook juist een machine gebouwd die het aan kan. Nu kunnen ze het dus gaan testen. Maar tussen iets kunnen testen en een machine die geschik is voor massa productie zit nogal een verschil.

Chips worden toch niet ontworpen voor een bepaald procede (kan aan mij liggen hoor...? ) maar een chip kan in feite toch op elk produce gebakken worden. De fisike grootte veranderd alleen steeds als je naar een kleiner procede gaat...

Nee, een ontwerp van een chip kan niet zomaar worden verkleint. Er zin een hoop mogelijke problemen die te voorschijn kunnen komen bij een die shrink (denk bv aan de warmte problemen van de Prescott) Een ander process betekent dat je met andere zaken rekening moet houden en dus een ander ontwerp.

Dus een periode van 5 jaar om de techniek rijp te maken voor massaproductie en om ontwerpen aan te passen aan de nieuwe problemen is niet zo heel erg lang.

[Confusion]

@cyberblizzard:
13.5 nm is de golflengte van het licht. De kleinste structuurtjes die hiermee betrouwbaar getekend kunnen worden zijn van de orde van 50 nm.

[NitroX infinity]

Waar komt deze machine weg?
Gemaakt door Intel zelf of is ASML de maker?

[glashio]

"First and foremost, (EUV) extends Intel's lithography road map, which is key to continuing scaling and continuing Moore's Law," said Ken David, the director of components research for Intel's Technology and Manufacturing Group.

ASML Search ( 0 Results )
Google Search ( idem )

[Frank-L]

Bij mij vindt ie er anders 22 als ik op jouw eerste link klik.

[windancer]

Als ASML degene was die het systeem geleverd had zou je dat echt wel kunnen lezen op hun website, en ik kon niets vinden.

[Admiral Freebee]

Dat plaatje legt mij de werking van deze techniek toch niet goed uit hoor

Wat zijn al die dingen waar geen naam bijstaat, zoals dat blauwe en bruine ding?

[Verwijderd]

dat zijn dus de spiegels
Die paarse straal ketst daar tegen en wordt dmv hollespiegels gefocuseerd. Uiteindelijk komt het op de wafer terecht.

[TheekAzzaBreek]

Is die blauwe dan het masker?

[windancer]

Nope, het groene, waar "reticle" bij staat.

[St00mwals]

Dat zullen de spiegels en filters zijn die ervoor zorgen dat het licht op de goede plek met de goede diameter terecht komt.

[Verwijderd]

Uit dit plaatje is wel duidelijk wat voor bron er wordt gebruikt voor deze tool. Namelijk een undulator. Helaas staat die niet in het plaatje getekend, alleen de straal die er vanaf komt.

Een undulator bron is een synchrotron (een deeltjesversneller) waarvan de bundel door een groot aantal bochten wordt afgebogen, deze afbuigingen hebben de gewenste straling tot resultaat.
Zie de volgende link http://nl.wikipedia.org/wiki/Synchrotronstraling voor een uitleg van wat voor type bron dit is.

Er kleven enkele nadelen aan dit soort bronnen, dus het consortium is ook andere bronnen aan het onderzoeken, maar daar mag ik helaas niet dieper op in gaan (NDA).

De reticle is inderdaad het masker.

@artikel

... worden de lenzen daarentegen vervangen door spiegels, wat een grotere nauwkeurigheid tot gevolg heeft.

Dit klopt niet. Bij deze golflengten absorberen lenzen namelijk al de EUV fotonen, daarom worden een speciaal soort spiegels gebruikt om de imaging te doen. Lenzen zouden dus onmogelijk deze straling kunnen bundelen, dat heeft niets met de nauwkeurigheid te maken. Het zijn zo veel spiegels om allerlei ongewenste optische effecten teniet te doen.

@miw (hieronder)

De reden dat er geen negatieven gebruikt worden is dat er bijna geen materiaal is dat EUV stralen (ook wel zachte rontgen stralen) absorbeert.

Dat is niet waar. Het tegenovergestelde is zelfs waar. De straling wordt sterk geabsorbeerd door elk materiaal, inclusief lucht - daarom moet zo'n opstelling zich ook in vacuum bevinden.

Let wel dat dit alleen de belichtings fase is. Er zullen nog heel wat problemen opgelost moeten worden om het etsen goed te laten verlopen. Er zijn namelijk al grote problemen bij het etsen van de huidige lithografische structuren. Op zich zijn daar al oplossingen bij bedacht maar die brengen ook weer problemen met zich mee. Op dit moment al is lithografie niet meer de beslissende stap voor de curve van Moore (in tegenstelling tot vroeger), maar het etsproces met andere materialen.

[Verwijderd]

In april 2002 is een pers communiqee naar buiten gegaan dat INTEL bij ASML EUV wafersteppers hebben besteld.

http://optics.org/articles/news/8/4/22/1

[Verwijderd]

Het masker is meerdere opzichten anders. Zo zijn normale maskers echte negatieven waar het licht doorheen valt, maar deze EUV maskers moeten reflectief worden omdat het gebruikte 'licht' met een normaal masker geen afbeelding vormt. Volgens mij gaat dat 'licht' overal doorheen.

Het tegendeel is waar. Dit licht gaat bijna nergens door heen. Dat is ook de reden dat ze spiegels gebruiken. De ouderwetse lenzen absorberen veel te veel licht. Spiegels absorberen minder vermogen. Absorbtie van het licht is het grootste probleem. Het procede functioneert in extreem hoog vacuum, omdat lucht te veel van het licht absobeert.

Dit is meteen de reden waarom het maken van een productielijn zo lastig is. Je kan niet even een wafer in de machine leggen en dan branden maar. Nee je moet eerst de machine op vacuum [10^-9 mbar] brengen en dat neemt vele uren in beslag. Het in- en uitvoeren en positioneren van de wafers in de machines is zeer lastig als je naar extreem vacuum gaat.

Het kunnen beschrijven van een wafer met dit proces is al 8 jaar geleden of meer gedaan, maar een machine die dat in productie kan, dat duurt nog wel even.

[Confusion]

"De ouderwetse lenzen absorberen veel te veel licht."
Dat is ook een manier om het te zeggen . Duidelijker vind ik om te zeggen dat ze dit licht helemaal niet kunnen focusseren met oude spiegels (ja, tenzij je ze ontzettend dik maakt, maar iedereen snapt dat je geen lenzen van meters dikte kunt gebruiken ). Sterker nog: geen enkel materiaal kan EUV goed focusseren. Daarom gebruikt met gevormde spiegels.

[miw]

Er wordt vacuum gebruikt om fouten door stofdeeltjes tegen te gaan. EUV wordt nauwelijks door lucht geabsorbeerd. EUV "licht" is de naam die de chip industrie heeft bedacht voor wat eerder zachte rontgenstraling heette.

[Verwijderd]

Er wordt vacuum gebruikt om fouten door stofdeeltjes tegen te gaan. EUV wordt nauwelijks door lucht geabsorbeerd.

1e zin: Ik denk het niet; anders zouden ze dit nu ook al gebruiken. De kans dat een stofdeeltje in de cleanroom een chip beschadigd blijft (bij gelijke oppervlakte van de chip) hetzelfde.

2e: onder de 190 nm gaat de zuurstof in de lucht het licht enorm absorberen; je dissocieert hiermee de O2 moleculen en produceert atomair zuurstof welke met O2 recombineert tot O3 (ozon). Dit kun je goed ruiken. Daarom is een excimer laser met ArF (ArgonFluoride) gas op 193 nm nog goed bruikbaar in lucht. Als je het gas in de excimer vervangt door F2 (fluor - extreem giftig) produceer je licht op 157 nm. Je kan dit licht alleen transporteren door een vacuum opstelling of mbv. bepaalde schutgassen (vaak edelgassen). Dit laatste is vaak niet echt interessant omdat de opstelling toch voorzien moet worden van een vacuumpomp.
Bij welke golflengte het vacuum weer kan worden verlaten weet ik eerlijk gezegd niet, maar dat dat gebeurt is evident, getuige de rontgenapparatuur in ziekenhuizen die zonder vacuum werken.

[NoepZor]

hoe de fuck kun je schakelaars met licht maken ??

mn lichtschakelaar is ook wel van plastic, als het van licht was had ik ook geen lamp nodig