Asml: euv komponentų gamyba jungtyje

Kai reikia gaminti drožles, geriau mažesnė. Tai reiškia, kad mažesni tranzistoriai sukelia lustus, kurie sukrauna daugiau funkcijų į mažesnį plotą, ir istoriškai tai lėmė nuolatinį produktų tobulinimą ir mažesnes skaičiavimo sąnaudas, kurių tankis kas du metus padidėjo. Tačiau pastaraisiais metais šis pagerėjimas sulėtėjo, iš dalies todėl, kad gaminti įprastas litografijos priemones vis sunkiau, norint gaminti mažesnes eilutes, reikalingas mažesnėms mikroschemoms. Didelė pramonės proveržio proveržis yra vadinama kraštutine ultravioletinių spindulių (EUV) litografija.

Aš daug metų rašau apie EUV, o pirmosios bandymo mašinos buvo įdiegtos maždaug prieš dešimtmetį lustų gamybos tyrimų padaliniuose SUNY ir IMEC. Didieji lustų gamintojai metų metus išbandė EUV mašinas, tačiau neseniai tobulino savo mašinas ir diegė naujus modelius ir dabar atvirai kalba apie tai, kaip jie naudos EUV savo 7 ir 5 nm gamybos mazguose.

Aš buvau šiek tiek nustebęs neseniai sužinojęs, kad kai kurie svarbiausi EUV sistemos komponentai iš tikrųjų gaminami Wiltone, Konektikute, maždaug 45 mylių už Niujorko ribų.

Pirma, kai kurie faktai. Visos šiandien naudojamos elektronikos mikroschemos yra gaminamos atliekant sudėtingus etapus, apimančius piešimą fotolitografija, kai šviesa praeina per kaukę ant silicio plokštelės, nusėda medžiagomis ant plokštelės ir iš eilės išgraviruojamos nepageidaujamos dalys, kad būtų pagamintos. tranzistoriai ir kiti lusto komponentai. Paprastai vienas lustas eina daugelį litografijos žingsnių, sukurdamas kelis sluoksnius. Beveik visose dabartinėse pagrindinėse mikroschemose gamintojai naudoja procesą, vadinamą 193 nm panardinimo litografija arba DUV (giluminio ultravioletinio spinduliuotės) litografija, kai 193 nm bangos ilgio šviesa refrakcionuojama per skystį ant fotorezisto, kad būtų sukurti šie modeliai.

Tokia litografija turi ribą - tiek, kiek reikia linijoms, kurias ji gali sukurti leidime - todėl mikroschemų gamintojai daugeliu atvejų kreipėsi į vieno sluoksnio modeliavimą kelis kartus, kad sukurtų siūlomą dizainą. Iš tiesų, dvigubas modeliavimas dabar yra įprastas dalykas, o naujausios kartos lustai iš „Intel“ ir kitų naudoja techniką, vadinamą savarankiškai suderintu keturračių modeliavimu (SAQP). Bet kiekvienas papildomas modeliavimo žingsnis užtrunka, o klaidos tinkamai suderinant modelius gali padaryti sudėtingesnį kiekvieno lusto tobulą sudarymą, todėl sumažėja gerų lustų išeiga.

Itin ultravioletinėje (EUV) litografijoje naudojama šviesa, kurios bangos ilgis mažesnis - 13, 5 nm. Tai gali modeliuoti daug sudėtingesnes savybes, tačiau tai taip pat kelia daug techninių iššūkių. Kaip man kažkada buvo paaiškinta, jūs iš pradžių purškiate išlydytą alavą 150 mylių per valandą greičiu, paspausdami jį lazeriu prieš impulsą, kad paskirstytumėte, pūskite kitu lazeriu, kad susidarytumėte plazmą, o tada atšvieskite šviesą. veidrodėliai, kad būtų sukurta sija, kuri turi pataikyti į vaflinę tiksliai reikiamoje vietoje. Kitaip tariant, tai yra tarsi bandymas smogti beisbolui vieno colio zonoje į tą pačią vietą tribūnose 10 milijardų kartų per dieną. Norint atlikti šį darbą, reikalingas didelio galingumo plazmos energijos šaltinis šviesai maitinti, ir kadangi jis toks sudėtingas, procesas reikalauja tikslaus visų sistemos dalių suderinimo.

Dėl šio sudėtingumo ASML - didelis olandų litografijos įrankių gamintojas - yra vienintelė įmonė, gaminanti EUV mašinas, o prietaisams reikia dalių ir modulių iš daugelio įrenginių. Pasak ASML Fellow Chip Mason, Wiltono gamykloje šiandien gaminami kritiniai moduliai tiek DUV, tiek EUV mašinoms optikos ir tiksliosios mechanikos srityse.

Visų pirma, Wiltono gamykloje modulis, užimantis viršutinį dabartinio „Twinscan NXE: 3350B“ aparato trečdalį, kuris tvarko ir tiksliai suderina tinklainės pakopą, kuri savo ruožtu laiko kaukę, per kurią šviečia šviesa, kad susidarytų raštas, taip pat vaflių išlyginimo ir išlyginimo jutikliai. Pačią viršutinę dalį sudaro kiti gamykloje pagaminti moduliai.

„ASML Wilton“ generalinis direktorius Billas Amalfitano paaiškino, kaip EUV mašinoje viršutinis modulis tvarko tinklainę, apatinis - vaflius, o vidurinis - labai aukšto tikslumo optiką, pagamintą „Zeiss“.

Kaip paaiškino Masonas, gaminant lustus svarbu kritimo vietoje tiksliai išdėstyti ir suderinti tinklelį su optika. Tam tikslui Wiltono komanda dirba su komandomis Nyderlanduose, skaičiavimo litografijos grupe San Chosė mieste ir metrologijos grupe. Mašina nuolat matuoja, kur yra padėtis, ir palaiko korekcijas proceso, vadinamo „holistine litografija“, metu. Visos dalys išsiunčiamos atgal į ASML Veldhovene, Nyderlanduose, kur jos vėliau integruojamos į visą sistemą.

Galutinės mašinos yra gana didelės - beveik kambario dydžio. Masonas pažymi, kad kiekviena nauja litografijos įrankių karta atnešė vis sunkesnį procesą, kai didesnės mašinos sukurdavo vis mažesnes funkcijas. Šiuo metu, pasak jo, nė vienas asmuo negali būti viso proceso ekspertas, todėl tam reikia daug komandinio darbo tiek gamykloje, tiek su kitomis įmonės vietomis.

"Tai nėra taip, kaip prieš 10 metų, kai buvo lengva", - juokavo Masonas, pažymėdamas, kad senesni procesai "tuo metu taip pat atrodė neįmanoma".

Kad ir kaip sudėtinga, dabartinės EUV mašinos nėra linijos galas. Masonas teigė, kad įmonė dirba su aukštos NA (skaitmeninės diafragmos) EUV, kartu su holistinės litografijos patobulinimais ir papildomomis optinio artumo korekcijos funkcijomis, kad galėtų atspausdinti dar smulkesnes funkcijas. Tranzistoriaus tankio gerinimas yra „reikšmingas darbas“, sakė Masonas ir pažymėjo, kad objekto darbuotojai jaučia atsakomybę pristatyti naują technologiją.

(Billas Amalfitano, ASML Wilton generalinis direktorius; Michaelas Milleris; Amy Rice)

Turėjau galimybę pasivaikščioti po gamyklą su ASML Wilton GM Bill Amalfitano, kuris paaiškino, kad gamyba buvo gaminama 90 000 kvadratinių pėdų švarioje patalpoje, 300 000 kvadratinių pėdų patalpoje.

Atrodo, kad grynasis kambarys yra maždaug dviejų aukštų ekvivalentas, ir netgi tai atrodo sudėtinga kai kuriems naujausiems įrenginiams, pavyzdžiui, pilnoms „Twinscan“ EUV mašinoms. Viskas atrodo labai gerai organizuota, turint skirtingas stotis, skirtas kurti dešimtis skirtingų posistemių, kurios patenka į galutinius modulius, ir viskas, pagal spalvą, koduojama pagal funkcijas.

Man buvo įdomu, kaip toks darbas baigėsi Konektikute. Masonas ir Amalfitano, kurie abu dirba objektuose daugelį metų, paaiškino, kad viskas prasidėjo prieš daugelį metų, kai Perkinsas-Elmeris, tuomet Norvalke, kūrė pažangias optikas tokiems dalykams, kaip Hablo teleskopo veidrodžiai. Ši įmonė pradėjo dirbti su litografijos įrankiais septintojo dešimtmečio pabaigoje ir galiausiai tapo viena didžiausių savo „Micralign“ įrankių tiekėjų. Perkins-Elmer 1990 m. Pardavė padalinį Silicio slėnio grupei, kuri pervadino ją į Silicio slėnio grupės litografiją (SVGL), kurią savo ruožtu 2001 m. Įsigijo ASML.

Amalfitano aiškino, kad pastatas ir toliau plečiasi. Dabar joje dirba daugiau nei 1200 žmonių (ir auga) iš maždaug 16 000 visų ASML darbuotojų.

Norite sužinoti apie jūsų plačiajuosčio interneto greitį? Išbandykite dabar!