TSMC stapt over op ASML's systeem voor euv-lithografie

Tijdens een symposium over de productie van halfgeleiders heeft TSMC laten weten euv-apparatuur van ASML te hebben besteld. Deze lithografie-apparatuur maakt gebruik van ultraviolet licht om kleinere transistors te maken.

De lithografische machines van ASML zullen nog niet direct geleverd worden: pas eind dit jaar of in 2011 zal TSMC de apparatuur in gebruik nemen. De euv-systemen zullen bovendien niet onmiddellijk voor commerciële productie ingezet worden: TSMC zal ze gebruiken om euv-lithografie te ontwikkelen. Deze techniek zou het mogelijk moeten maken om chips te produceren met kleinere structuren dan met gebruik van de huidige lithografische technieken mogelijk is. Het patroon van een chip moet op het halfgeleidermateriaal worden overgebracht om de transistors te vormen, maar de gangbare lithografische technieken bereiken hun grenzen en zouden onder meer door euv-technieken kunnen worden opgevolgd.

TSMC, een van 's werelds grootste chipfabrikanten, zet echter niet alleen in op euv-lithografie om de volgende generatie van chips te kunnen produceren: het bedrijf onderzoekt ook in hoeverre een nieuwe, maskerloze techniek uitkomst biedt. De Taiwanezen hebben in samenwerking met Mapper Lithography al wafers geproduceerd met structuurafmetingen die met traditionele lithografie niet realiseerbaar zouden zijn. Bij deze techniek wordt geen masker gebruikt, maar worden de patronen met gebruik van meerdere elektronenstralen direct in de photoresist geschreven.

Met de TwinScan NXE:3100 van ASML en de samenwerking met Mapper Lithography bereidt TSMC zich op meerdere fronten voor op de overstap naar een andere procestechnologie om de huidige techniek van immersieve lithografie op te volgen. De euv-systemen zullen in Fab 12 GigaFab worden geplaatst om ervaring met euvl op te doen. Toekomstige productieprocessen zouden moeten leiden tot goedkopere, kleinere en zuiniger chips.

Reacties (27)

[Sir Isaac]

Litho gebeurd al sinds mensen heugenis met ultraviolet. De laatste tien jaar was dat licht van een ArF laser met een golflengte van 193nm. Het nieuwe aan EUV is dat de golflengte maar 13.5nm is. Omdat dat nergens door heen gaat moet de projectie spiegels gedaan worden i.p.v. met lensen. Zelfs lucht laat geen EUV door: het proces moet daarom in vacuum plaats vinden.
Vacuum + EUV + spiegels + veel hardware = heleboel uitdagingen.

[Pe Nis]

En vergeet niet een hele boel warmte vanwege het hoge vermogen, hetgeen zorgt voor driften van het systeem, lees power. Bottleneck is de de source (en ook resist, reticle tools).

[Sir Isaac]

en contaminatie van het systeem. Een vacuum systeem blijft alleen schoon als je er niets in stopt. Dat is helaas geen optie.

[subroutine]

E-Beam lithography wordt ook in Vacuum gedaan.

Immers anders botsen de electronen stralen tegen de luchmolecullen en dat is slecht voor de efficientcy enzo

E-beam heeft zeker toekomst maar het is nog steeds rete complex.
zonder masker moeten alle afzonderlijke electronstraaltjes worden aangestuurd(afgebogen) dus intotaaal kwam het op iets van 20Gb per 20 seconden uit alleen al aan masker data.

[obimk1]

Immersion lithografie, is niks minder dan een gecontroleerde lens (hoge NA) van water tussen de wafer en belichtings lens van de lithografische machine, die dynamisch met elke belichting opnieuw 'gemaakt' wordt.

Iets over versnellingen en positie en synchronisatie nauwkeurigheden: in lithomachines vertaald naar de "echte" wereld in afmetingen die tastbaar zijn...

Versnellingen en positie nauwkeurigheid
Neem een baan van 1 km lengte, aan het begin staat een F1 wagen, aan het einde een muur.

De F1 wagen moet in 0.7 seconden de 1km af hebben gelegd en de neus van de F1 wagen staat dan 0.1 mm vanaf de muur stil.

synchronisatie.:

2 Boeings 747 vliegen achter elkaar aan met 1000 km uur, waarbij de afstand tussen de neus van de achtervolgende Boeing constant 0.2 mm volgt van de achterkant van de Boeing die ervoor vliegt.

En dat allemaal met diktes die 1/2000 diameter hebben van een menselijke haar.
Zou je met de optica van een litho machine een kaart afdrukken van NL op A4 formaat, dan kan je details tot aan losse grassprietjes nivo zien op de A4 kaart van Nederland..

[Franske123]

"Zou je met de optica van een litho machine een kaart afdrukken van NL op A4 formaat, dan kan je details tot aan losse grassprietjes nivo zien op de A4 kaart van Nederland.."

Volgens mij was de standaard vergelijking: "Als je heel nederland op 1 chip zou moeten branden, dan zouden er voorwerpen van 3cm op staan."

[Sir Isaac]

Jij werkt bij ASML. Posters met deze voorbeelden hangen daar aan de muur.

[Mujo]

Er zijn net vorige week weer nieuwe poster opgehangen

[zareya]

''En die wafers accelereren vele malen sneller dan een Ferrari in die machine ''
meer vele malen sneller dan een raket
k dacht dat ze naar 150 m/s^2 aan het werken waren.

en hoe bedoel je ''verstoringen van de ventilatie''? je bedoelt belichtingsfouten door het uitzetten van de lenzen, omdat die lenzen opwarmen doordat die lenzen het licht gedeeltelijk absorberen.
bij de oudere modellen van asml (twinscan) wilde ze idd iets bedenken met water tussen de lenzen en de wafer, omdat je dan minder last had van diffractie en weerkaatsing, maar dan moet je de wafer aan een vloeistof blootstellen, en dat zou dan weer wat minder praktisch zijn.

[Verwijderd]

Ik ben niet zo thuis in de lithografie, welke versnelling bedoel je? Ik heb wel eens gezien dat zo'n wafer met een bepaald vloeibaar goedje wordt overgoten en om dat gelijkmatig te krijgen wordt die wafer even snel gespinned, bedoel je deze versnelling?

[Franske123]

Een TwinScan heeft 2 platformen waar wafers op liggen. Het eerste platform wordt gebruikt om het oppervlak te scannen en daar een soort van kaart van te maken. Ondertussen wordt op het andere platform een andere wafer blootgesteld aan de laser (of extreem UV licht in de EUV).
De wafers die op het platform liggen die moeten verplaatst worden. Zowel van buiten de machine naar een van die platformen, als van platform naar platform en dan ook nog van binnen de machine naar buiten. Dit gaat met immense snelheden.

Die technologie met water is idd immersie en dat is om de brekingsindex te tweaken. Je kan je voorstellen dat je een wafer nog zo glad kan maken, maar als je op nanometers gaat kijken is alles nog steeds een berglandschap. Door water te gebruiken kunnen ze beter anticiperen op dit berglandschap.

[Petertyuh]

Met een golflengte van 13,5 nanometer is het eerder röntgenstraling dan ultraviolette straling, maar omdat mensen (en vooral overheden/arbo) gaan flippen als ze dat soort termen gebruiken, noemen ze het extreem ultra violet (in het kader van wat niet weet, wat niet deert )

Overigens zijn deze machines helemaal niet gevaarlijk en hoef je niet in een loden pak te lopen tegen de straling. Deze machines zijn zo super veilig dat het je soms tegenwerkt. Pas als aan alle voorwaarden voldaan is (en dat zijn er heel wat), dan pas wordt de laser aangezet.


De TwinScan kan zo enorm nauwkeurig scannen, dat minuscule deeltjes die onder een wafer liggen nog zichtbaar worden. Deze nauwkeurigheid gebruiken ze om een topografische map te maken van de wafer om daar de belichting en de focus op aan te passen. Hierdoor zijn hoge nauwkeurigheden mogelijk (= kleinere lijntjes).
De lichtsnelheid in vacuum is ongeveer 3*10^8 m/s wat neerkomt op 1.079.252.848,8 km/h. Dat is vreselijk snel (je zult maar geflitst worden), maar hiervoor wordt in de TwinScan gecompenseerd. Het masker (zeg maar de dia) beweegt een fractie eerder dan dat de wafer er onder door schiet.

[robvanwijk]

in het kader van wat niet weet, wat niet deert

In een ziekenhuis hebben ze het om dezelfde reden over MRI-scanners (magnetic resonance imaging), terwijl chemici het NMR-scanners (nuclear magnetic resonance) zouden noemen. Maar ja, dat woordje "nuclear" he...

Overigens, Wikipedia is het niet met je eens, daar wordt de grens bij 10 nm gelegd:
"X-rays from about 0.12 to 12 keV (10 to 0.10 nm wavelength), are classified as "soft" X-rays"
"Ultraviolet (UV) light is electromagnetic radiation with a wavelength shorter than that of visible light, but longer than x-rays, in the range 10 nm to 400 nm"

[Verwijderd]

Ok nou begrijp ik het wat beter.

[Mr_gadget]

idd nog sneller dan een raket.

Over de ventilatie: je heb een hoop componenten die opwarmen zoals de lorentz actuatoren. Daarom heb je een airco, echter geeft de luchtverplaatsing hiervan ook een wisselende belasting op de bewegende onderdelen.

Met water is 'water immersion"

[Sir Isaac]

Heel veel sneller dan een raket. Je praat over tientallen g's. Een straaljager piloot gaat geloof ik blackout bij 6g.

[robvanwijk]

Bij deze techniek wordt geen masker gebruikt, maar worden de patronen met gebruik van meerdere elektronenstralen direct in de photoresist geschreven.

Is dat niet veel te langzaam? De hele reden achter masker-lithografie was toch om in heel korte tijd alle structuren van een hele (laag van een) die in één keer te produceren? Als het ware een vorm van enorm parallellisme? Als je alle structuren één-voor-één gaat tekenen met een stel electronenstralen dan zie ik niet hoe je dat ook maar enigszins in de buurt van "snel genoeg" kan doen....!? (Of hebben we het hier over vele (tien)duizenden stralen??)

[marsattacks]

Mapper gebruikt inderdaad honderden parallelle electronenstralen. Maar om de snelheden van ASML scanners te bereiken moeten ze opschalen naar duizenden stralen.

[Sir Isaac]

Volgens mij gaat electron litho daarom ook niet voor DRAM en Flash gebruikt worden, maar voor lage volume producties. Bij hoge volumes kan die investering van een miljoen voor een setje reticles wel uit. Bij lage niet, en dan is electron litho aantrekkelijk.

[Sondeer]

Goed dat ze niet op 1 paard wedden.

want als je wiki leest, is er nog het een en ander te verbeteren,
aan de euv techniek
http://en.wikipedia.org/wiki/Extreme_ultraviolet_lithography

[subroutine]

TSMC and MAPPER Reached Joint Development Milestone
Hsinchu, Taiwan/Delft, The Netherlands

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TWSE: 2330, NYSE: TSM) and MAPPER Lithography today revealed that a pre-alpha MAPPER tool located on TSMC’s Fab 12 GigaFab™ is repeatedly printing features previously unachievable using current immersion lithography technology.

Over the past several months TSMC has expanded its Maskless Lithography team and has been working with MAPPER engineers at Fab 12 to integrate electron beam direct write capabilities into manufacturing processes for development of future technology nodes.

“TSMC is always searching for the most cost effective manufacturing processes,“ says Dr. Shang-Yi Chiang, TSMC Senior Vice President of Research & Development. “The results coming from our project with MAPPER have met aggressive objectives and mark a significant achievement in our Multiple-E-Beam Direct Write program that covers all viable Multiple-E-Beam technologies. Based on these encouraging results, we are convinced that the Multiple E-Beam technology is one of the technologies to become the future lithography standard.“


de rest van het verhaal is hier te vinden
, maar let op de laatste zin : )
bij mapper werken maar iets van 120 mensen ofzo waarvan heel veel mensen van de TUDelft.

mapper is nu vooral bezig om zoveel mogelijk throughput per vierkante meter (footprint van machine) te bereiken.
yeeee voor nederland iig

[Reactie gewijzigd door subroutine op 26 juli 2024 18:41]

[Mr_gadget]

Ik dacht dat ze nu bezig waren met wafers onder water. Maar ze zijn kennelijk al weer een stap verder. Wel knap want die machines zijn ongelofelijk ingewikkeld. Je moet bijvoorbeeld al de verstoringen van de ventilatie van de machine mee modelleren om verstoringen daarvan te voorkomen. En die wafers accelereren vele malen sneller dan een Ferrari in die machine

[Shodan]

De techniek die jij bedoelt is immersion lithografie. Dat is een truc om te spelen met de brekingsindex waardoor je weer net iets fijnere structuren kunt afbeelden

[Bux666]

Maar het zijn wel beide (ASML & Mapper Lithography) Nederlandse paarden!

[pasz]

Meer een paard en een dwergpony.

[PPie]

Shetland pony?

[Verwijderd]

Ik ben niet zo van de Electro,

Maar aangezien van het plaatje en wat er hierboven werden genoemd, vind ik dit denk wel een trage procedure.