IBM en AMD onthullen details 45nm-proces

IBM en AMD hebben tijdens de International Electron Devices Meeting in San Fransisco laten weten dat hun 45nm-proces, dat ze gezamenlijk aan het ontwikkelen zijn, gebruik zal maken van immersion lithography, ultra-low-k interconnect dielectrics en multiple enhanced transistor strain technologie.

Bij immersion lithography is de lucht die tussen de wafer en de lens van de lithografiemachine zit vervangen door zuiver water, waarvan de brekingsindex groter is dan lucht. Licht heeft een golflengte van 193nm als dit door lucht beweegt, maar slechts een golflengte van 134nm in water. Dit komt de optische resolutie van het proces ten goede. Hierdoor kunnen details beter worden aangebracht en is er meer marge voor fouten tijdens het belichten van de wafer.

De koperen geleiders op de chip die gebruikt worden voor de langeafstandsverbindingen zullen voorzien worden van een isolator met een ultra-lage k-waarde, de diëlektrische constante, in plaats van een isolator met een lage k-waarde. Hierdoor is er minder capaciteit tussen de verbinding en de rest van de chip, waardoor er minder energie nodig is en hogere frequenties mogelijk worden. Daarnaast zullen AMD en IBM gebruik blijven maken van strained silicium voor het fabriceren van transistors, iets dat volgens sommigen erg moeilijk zou zijn op de 45nm-node.

Reacties (57)

[Tokolosh]

Is het niet zo dat water een evenwicht tussen H3O+ en OH- is en dus altijd een beetje reactief is?

[laurencevde]

1 op de 10⁷ deeltjes ja...

[NomadTitan]

Dat klinkt erg goed, veel moeilijke termen maar het komt er over het algemeen op neer wat je straks krijgt met de 90nm -> 65nm bij amd(voor de mensen die dit allemaal niet begrijpen)

Lager energie verbruik gepaard met hogere frequentie en een hogere efficiency op het maken van de wafers.

Q2/3 2008 wordt 45nm verwacht bij AMD (correct me if im wrong !)

[svi79]

@simmayor ,

"Bij immersion lithography is de lucht die tussen de wafer en de lens van de lithografiemachine zit, vervangen door zuiver water, waarvan de brekingsindex groter is dan lucht. Licht heeft een golflengte van 193nm als dit door lucht beweegt"

Belangrijkste hier is de term zuiver water! Dit reageert nergens op, dus oxideerd het koper ook niet.

Hier kan je zelfs gewoon 220 volt op zetten zonder kortsluiting te krijgen, omdat alle mineralen uit het water zijn gehaald.

[Verwijderd]

Zuiver water.. bedoelen ze niet gewoon gedestilleerd water? Dat water wat je gebruikt bij het strijken...

[Masterlans]

Zuiver water is niet hetzelfde als gedestilleerd water. Destilleren haalt de mineralen niet er uit, om zuiver water te krijgen heb je gedestilleerd water nodig, dat ook nog gedemineraliseerd is. En om het zo zuiver te krijgen als zij het nodig hebben zal er vast nog wel meer aan bewerking van het water plaatsvinden.

[aval0ne]

Ik denk dat je niet goed weet waarover je praat. Destillatie verwijdert wel mineralen.
Het zuiverste water wat momenteel verkrijgbaar is, is 'water for injection' (WFI) en wordt geproduceerd door verschillende destillatiestappen al dan niet voorafgegaan door 'reverse osmosis'. Zuiverder kan je het water gewoon niet krijgen. Destillatie verwijdert alles wat een hoger kookpunt heeft dan water dus minralen, bacterien , de meeste chemicalien zoals het toxische nitriet, endotoxinen, enz ...
Reverse osmosis verwijdert alles wat groter is dan een watermolecule.

[T.C]

RO (Reverse Osmosis) haalt alles uit het water wat groter is dan water deeltjes zelf.
Onder druk wordt water door een membraan met porie grootte van 0,0002 micro meter. Hier kan praktisch alleen water door.

RO-membranen zijn in staat om 99,8& van de opgeloste zouten uit het water te halen. Wanneer meerdere membranen na elkaar worden geplaatst is het mogelijk om uit zeewater accuwater of beter te maken.

Water uit RO-membranen eventueel gevolgd door een Actief Kool filter is veel zuiverder dan wat met Destillatie te bereiken. Actief kool is tegen organische stoffen die daar wel doorheen kunnen.

[aval0ne]

Water uit RO-membranen eventueel gevolgd door een Actief Kool filter is veel zuiverder dan wat met Destillatie te bereiken

DIt is uiteraard ook niet waar. Destillatie is de beste methode om zuiver water te krijgen en is bijvoorbeeld in de US de enige wettelijk toegelaten manier om ultrapuur water te maken. RO en destillatie wordt in Europa vooral gebruikt. Actieve kool doet niets wat RO en destillatie niet kunnen.
Als je enkel RO en actieve kool gaat gebruiken hoe je bepaalde opgeloste gassen vewijderen?

[Mathijs1]

Water is niet slécht geleidend, het is helemaal níet geleidend. De reden dat je er niet je pc in moet zetten ook al is het water zo zuiver als het maar kan is dat de zooi die op je printplaten etc. zit gaat oplossen in het water en zo alsnog kortsluiting veroorzaakt.

[da_grum]

water is wel degelijk geleidend hoor, een heel klein percentage van de watermoleculen splitst op in ionen ==> zorgt voor geleiding, die nog ietwat versterkt kan worden door stof en dergelijke inderdaad

edit: zie ook reactie van Tokolosh

[Thierry88]

Misschien wordt het productieproces uitgevoerd in een vacuüm, dus waar geen zuurstof in zit, en is ook het water zuurstofvrij, waardoor er geen oxidatie op zal treden. Ik weet het niet zeker, maar het lijkt me niet dat AMD allemaal kapotte CPU's door oxidatie zal leveren

[phsdv]

Precies, met zuiver water zal er niet veel oxideren. Trouwens deze stap wordt nooit direct op koper gedaan. De patronen worden in een isolator gemaakt, waar je onder andere deze machine voor nodig hebt. Pas daarna ga je dit allemaal vullen met koper en het overtollige koper polijst (CMP) je dan weg. Direct daarna leg je er weer een laagje isolator op, dus het koper zal nooit oxideren.

[Verwijderd]

Waarom denk je dat dat beetje zuurstof in water een probleem is, en niet de 20% zuurstof in de lucht?

[[J.d.I.] DirtyHarry]

Omdat vocht in combinatie met water bij bepaalde metalen zorgt voor corrosie

Trouwens als het water 'gasvrij' is zal de brekingsindex nog wat hoger zijn, dus dat komt ook ten goede van het proces.

[cc bcc]

Omdat vocht in combinatie met water bij bepaalde metalen zorgt voor corrosie

Vocht en water? Nou misschien in combinatie met nattigheid en H20 dan.

[Verwijderd]

We hebben het hier niet over een stuk ijzer dat je in de tuin laat liggen...

[aval0ne]

Vacuum is zeer onwaarschijnlijk om de reden hierboven uitgelegd. Ik weet niet hoe het zit bij de cpu bakkers maar in de farmaceutische en voedingsindustrie wordt de oxidatie door zuurstof vermeden door het water of gewoon het produkt te doorborrelen en/of te 'overleggen' met stikstof.

[knirfie244]

en jij denkt dat water ook daadwerkelijk in vloeibare vorm blijft als je probeert een vacuüm te creeëren?


En als je de tekst even goed had gelezen zou je ook ziet dat er staat

zuiver water

...

[simmayor]

Huh, is de wafer dan ondergedompld in water?
Dat in combinatie met koper, krijg je dan geen oxidatie?

[arjankoole]

Dat in combinatie met koper, krijg je dan geen oxidatie?

Als je het in zuiver water doet, dan loop je daarop weinig risico, als vervolgens je de ruimte waar de wafer in terecht komt zodra hij het water verlaat vacuum hebt, dan is dat nog minder. En vervolgens nog een apperaat wat de wafer droogt zodat er geen molekuul H2O overblijft, dan is het al helemaal geen gevaar.

De naam oxidatie zegt het al, het is een (langezame) reactie met zuurstof. (een snele reactie is verbranding), en water is alleen gevaarlijk als het een chemische soep is waarin de bestandsdelen actief het koper zouden aanvallen.

[Verwijderd]

Dat kan je daarna met een stukkie waterproof schuurpapier zo weg schuren, no problemo

[phsdv]

Ja, inderdaad. En dat schuurmachine die dat doet noemen ze CMP = Chemical Mechanical Polishing (dus eigenlijk een polijst machine)

[Reinstein]

Kleiner procede hopenlijk nog zuiniger procesoren

[Verwijderd]

Komen meer transistoren voor in de plaats dus die vlieger gaat niet op.

[NomadTitan]

@Bitbooster.

Eigenlijk wel hé ?, Meer transistors is meestal hogere prestaties, áls dat op gelijk stroomverbruik doet is het wel zuiniger

[surfdude]

Ik blijf even snel typen en lezen, dus volgens mij blijft mijn energiemeter net zo hard en lang lopen...

[RoTro]

nee de wafer wordt niet ondergedompeld in water..
de wafers worden belicht met ultraviolet licht (licht met kleine golflengte) waarbij veel lenzen aan te pas komen, nu zit er tussen die lenzen lucht (waardoor het licht niet/nauwelijks van golflengte verandert) en straks door water --edit: heel zuiver water --- waardoor de golflengte wel kleiner wordt
die kleinere golflengte is weer nodig om de 45nm te halen

zie ook http://www.dailytech.com/article.aspx?newsid=532


de samenwerking tussen AMD en IBM blijkt duidelijk zijn vruchten af te werpen, als dit procede goed op gang komt zullen de chips denk ik een stuk zuiniger worden
en daar wordt iedereen beter van


@yori1989: NM = newton meter, eenheid van moment(kracht maal afstand)
wat je bedoelt is nm = nanometer (10^-9 meter)

edit: bedankt skilla, typo's

[phsdv]

Nee, er komt wel degelijk water tussen de lens en de wafer! Misschien wordt de wafer niet ondergedompeld, maar de wafer wordt wel degelijk nat. De laatste etappe, tussen de laatste lens en de wafer is juist de belangrijkste, en daarom is het juist zo belangrijk om hier het water te hebben.

[Verwijderd]

Zoals het dailytech artikel al zegt, het is precies hetzelfde als met een water immersie microscopy. Tussen microscoop objectief en wafer zit een laagje water, zodat je hogere resolutie kunt behalen.

De resolutie van een objectief is direct afhankelijk van de brekingindex van het medium tussen objectief en preparaat. Wat er verderop in de microscoop gebeurt is niet interessant voor de resolutie.

Dus één helft van de wafer zal totaal met water bedekt zijn. Dat mag je rustig onderdompelen noemen....

De andere kant ligt natuurlijk vacuum gezogen op een houder, zodat de wafer netjes uitgelijnd kan worden voor de fotolithografie.

[HStreek]

Eeeh, voor zover ik weet zit er bij immersion microscopy geen water tussen objectief en preparaat, maar olie.

[Verwijderd]

Beiden worden gebruikt. Je hebt olie en water immersie objectieven. De keuze is voornamelijk een kwestie van waar je te bekijken object zich bevindt t.o.v. het dekglaasje en objectief.

Stel je hebt cellen die vast zitten op een glazen oppervlak. Wanneer je vanaf de 'onderkant' door het glas kijkt, dan neem je een olie immersie objectief. Wanneer je van de 'bovenkant' direct op de cellen kijkt, dan neem je een water immersie objectief.

[Verwijderd]

Ik kan me ook goed voorstellen dat de stof-issue hierdoor ook minder wordt.

[phsdv]

Helaas, het 'stof issue' is nog een van de grootste problemen van dit systeem. Dit is beter te begrijpen als je weet dat de stof deeltjes niet uit de lucht komen vallen, maar door de apparaten zelf worden veroorzaakt.

[aval0ne]

Stof is geen issue, het proces wordt immers in clean rooms gedaan die in overdruk staan ten opzicht van de ruimtes ernaast. Stof kan zo nooit binnenkomen.
En nee, de machines zelf produceren zelf geen stof

[Verwijderd]

Ook een cleanroom is niet totaal stofvrij. Maar je zorgt natuurlijk wel dat de kritische stappen in het meest schone gedeelte plaatsvinden.

[aval0ne]

Clean rooms worden ingedeeld in verschillende klassen. Een ISO klasse 1 clean room _is_ stofvrij.
Bekijk de ISO146441 standaard voor clean rooms maar eens.

[phsdv]

En waarom is de opbrengst op een wafer dan geen 100%

De meeste fouten in de chips komen door (stof)deeltjes veroorzaakt tijdens het proces zelf. Denk hierbij een stukjes van de resist (foto gevoelige laag) die 'per ongeluk' afbreken en op een verkeerde plek vallen. Of "flakes" van een ets machine. Het etsen van de verschillende laagjes gebeurt vaak met een plasma, en dat is behoorlijk agressief. Ik kan er hier nog wel veel meer voorbeelden noemen.

Misschien is "stof" hier niet het juiste woord voor, maar dat is voor de leken wel het best begrijpbaar. In vaktaal noemen we dat "process related defects". We meten de hoeveelheid van deze defects in het aantal defects per vierkante centimeter (D0 in cm2). En noemen dat "defect density". Voor de litho emersion tools was deze defect densitie in het begin meer dan 5 defects / cm2. Als je een chip hebt van 1cm2 kan je er zeker van zijn dat die chips niet gaan werken (tenzij het non-killer defects zijn, maar ik wil hier geen boek hier gaan schrijven).

Samen gevat: de stof deeltjes in de lucht van de clean room zijn niet grootste probleem. De door proces veroorzaakte "stof"-deeltjes zijn echter wel het grootste probleem van een chip fabriek!

[humbug]

[off topic]
Als je dan toch verbetert:
Newton-meter (aka moment) is Nm, geen NM.

[Verwijderd]

haha idd want de 'meter' krijgt niet opeens een hoofdletter in een andere afkorting

[Verwijderd]

Ik had laatst bij ASML een presentatie bezocht. Toen werd ook veel uitgelegd over de immersion techniek dat ze daar weer als eerste in geslaagd waren...

Volgens ASML is 45nm ook de grens van de huidige machines... Kleiner (vanaf 32nm) zal hoe dan ook met EUV moeten.. Eerste EUV machines zijn al bij paar partners om te testen... Probleem van EUV is dat alles vacuum moet zijn, immers de EUV stralen botsen tegen de luchtdeelts omdat de golflengte verschikkelijk klein was... paar nm dacht ik zo...

Ik gok zelf dat de stap van 45nm naar 32nm wel iets langer kan duren dan we gewend zijn...

[NomadTitan]

idd klopt.

Hoe kleiner de Proceduré hoe moeilijker het wordt.. hoe langer het duurt.

ik verwacht dan zelf ook nog wel vertraging bij het 32nm process

[iNSANiTi]

Ik weet niet veel van dit bak proces, maar het klinkt iig wel goed.

En als ik het nu goed begrijp gebruiken ze nu puur water ipv lucht. Maar daar hadden ze toch al veel eerder op kunnen komen

Of moesten ze de productie techniek daarvoor aanpassen ?

[ronny]

Ze hadden het ook eerder kunnen gebruiken, maar ik ga er vanuit dat dit duurder is om toe te passen.
Daarnaast hoe kleiner de productie wordt hoe groter het verschil tussen de twee golflengtes.
Daarnaast is er natuulijk verschil tussen theoretisch weten dat het kan en in de praktijk uitvoerbaar blijken.

[Verwijderd]

De wet van moore wordt weer eens voldaan

[dasiro]

moore heeft zelf al gezegd dat die wetmatigheid al een tijdje niet meer klopt en hij er geen nieuwe wil maken. en dan nog gaat AMD zich niet volgens een stelling van een Intel-engineer laten opfokken