Note de l'éditeur: Lorsque le prix inchangé, le nombre de composants sur un circuit intégré qui peut être accommodée, et tous les 18 à 24 mois seront doublés, la performance sera également doublé. La loi de Moore, proposé par Gordon Moore, a été entouré d'une aura grande et tragique: il semble toujours toucher les limites de la technologie des semi-conducteurs, mais le déclin à venir en raison de la technologie noire de sauvetage et une nouvelle vie.
Si le nombre de techniques lithographiques au deuxième problème majeur dans les circuits intégrés modernes, il est absolument pas d'autres facteurs DARED appellent d'abord. À l'heure actuelle, 193nm système de lithographie par immersion est la technologie la plus matures, il a atteint un quasi-équilibre parfait entre la précision et le coût, un court laps de temps est difficile à remplacer. Cependant, une technique extrêmement lithographie ultraviolet (lithographie EUV) appelée flamber à mi-chemin, ces dernières années deviennent Intel, TSMC et d'autres sociétés de premier ordre recherchés nouveau favori. Certaines personnes pensent que la lithographie EUV peut sauver la loi de Moore, mais est-ce vraiment le cas? Cet article est divisé en deux parties, à partir de l'IEEE, auteur Rachel Courtland, Lei Feng mash réseau, et ce que Zhimin Yi Xin compilé droits réservés.
essais sur le terrain EUV: situé à l'Université de New York Institute of Technology Etat où cette machine de lithographie EUV (modèle ASML NXE: 3300B) a été utilisé pour sculpter l'aspect de surface de la puce. Ce dispositif contre la position inférieure, peut générer de la lumière EUV utilisé pour exposer la surface de la tranche de l'avant de la figure. Machine connectée à une extrémité distale du rail de guidage, peut être revêtu d'une plaquette avant l'exposition, et après le traitement d'exposition.
Même si vous portez un costume de lapin comme l'exposition aux vêtements ultra-propres et Fab 8 dans lequel vous ne pouvez toujours pas imaginer à quel point il est grand. nord située sur la montagne, d'une valeur de 12 milliards de dollars de GlobalFoundries centre de fabrication, des lignes et des colonnes décorées avec machine haut. Comme piste de roller coaster inversé miniature sur le plafond, il y a le chargement de l'appareil de transport de tranche grondement de tête. Si la coïncidence temporelle, vous pouvez assister à des tranches chargées dans l'équipement de transport au cours de l'équipement de production. Par la suite, le produit marquera le début d'un cycle de production de trois mois, le dispositif plat de la taille d'une plaquette de silicium nu transformé en puces utilisables dans les téléphones intelligents, les ordinateurs et les serveurs à l'intérieur. Oui, si vous commencez à faire un microprocesseur dans le calendrier grégorien Nouvel An, vous devrez peut-être attendre jusqu'au printemps pour terminer.
ASML
A l'intérieur de la machine: génération EUV, doivent être puisées émission laser de dioxyde de carbone dans le tube et entre en collision avec les micro-gouttelettes d'étain dans le pipeline, ce qui génère le plasma.
Cette station est située à ASML Netherlands Fairbanks au siège de Prudhoe en Finlande, à travers un ensemble particulier de machines de lithographie EUV, est l'un des derniers produits de la société
Photolithographie est le cur de l'usine
Dans ce procédé de fabrication de pointe, une tranche devant être soumis à au moins 60 fois cette trempe: le matériau photosensible revêtue sur sa surface, puis entre une illumination de lithographie fermée. Dans lequel, après les dans une « photo-gravure » processus appelé, le laser frapper la plaque préfabriquée lignes de gravure, puis la ligne réduite projetée sur la surface de la tranche. De ce fait des super ligne de précision peut produire, afin de produire des circuits semi-conducteurs sophistiqués et des fils, le plus avancé de la structure interne du processeur.
Presque aucune caractéristique peut distinguer ces lithographie à part un nombre incalculable dispositif automatique de marine, il ne serait pas brillant avec une carte d'identification rouge marqué « une étape importante ici. » Mais Tom Caulfield, directeur général de Fab 8 explique, la lithographie « est le cur de l'usine. »
Si ces lithographie est la loi de Moore positions avant, les gens seront plus susceptibles de se rendre compte que dans cinquante ans, et continuent à la densité de circuit intégré semi-conducteur a doublé, ce qui représente étonnant de voir combien les progrès technologiques. Pendant des décennies, une série de percées significatives et durables comprennent photogravure, y compris les fabricants de puces peuvent garder le rétrécissement technologie des puces, la recherche et le développement pour maintenir le cycle économique relatif et de mettre plus de transistors dans une puce à l'intérieur de. Ces avancées nous permettent de partir des années soixante-dix du siècle dernier, des milliers de cas de puce transistors, le développement des milliards d'aujourd'hui.
Mais afin de poursuivre le développement sain de l'industrie, GlobalFoundries et d'autres leaders de l'industrie des puces dans le passé, mais ne peut compter que sur les techniques de photogravure haut de gamme. A cette fin, ils sont aux prises avec l'intention de procéder à un changement majeur est le plus difficile.
De l'industrie de la création, la gravure de lumière à semi-conducteur se fait par un rayonnement électromagnétique, à savoir la lumière, à réaliser. Mais les entreprises sont désormais la technologie des semi-conducteurs évalués, le rayonnement devient une autre chose. Il est appelé ultraviolet extrême (EUV), mais ne vous laissez pas berner par le nom. Différente de la lithographie actuelle, l'EUV ne se propage pas dans l'air, et non par une lentille classique ou miroir de focalisation.
génération EUV est également très difficile. La première étape consiste à rayonner un rayon laser émis de courant rapide de gouttelettes d'étain fondu. Est de rendre fabriqué en utilisant des performances lithographiques longueur d'onde de la lumière 13.5nm (cette longueur d'onde est la plupart des machines de pointe avec un dixième de la longueur d'onde), puis l'exposition la lithographie peut compléter le temps de gravure multiple précédemment requis, économisant ainsi les coûts pour les entreprises de semi-conducteurs.
ASML
lithographie interne: Afin de réaliser la lithographie EUV, les ingénieurs ne peuvent faire du côté de l'objectif côte à côte. Une série de miroirs peut être transféré de la source de rayonnement EUV à la position de la machine de lithographie (en bas à droite) sur la plaque de photomasque. La gravure du substrat de masque avec une ligne requise, et à transmettre EUV sur la plaquette. rails de guidage supplémentaires (à gauche, ne figure pas dans la figure), la plaquette dans la machine de lithographie est responsable de la réalisation et de sortie. Masque a sa propre entrée séparée.
Cependant, Créer une luminosité suffisante et la fiabilité, et peut à l'usine 24 heures par jour, EUV fonctionnement ininterrompu année du système est un défi d'ingénierie bien connus. Au fil des ans, la technologie EUV a rencontré beaucoup de questions et d'innombrables échecs, mais maintenant, il est à seulement quelques pas de la réalité.
la technologie de lithographie EUV
Maintenant, le développement de la technologie en effet atteint un point tournant. fabricant d'outils de lithographie néerlandaise ASML production holding de lumière EUV est sur le point de commencer la production commerciale. Comme la technologie de pilote de ASML, a commencé à expédier source de lumière EUV, il devrait être dans la production de masse d'ici à 2018 le dernier microprocesseur et la mémoire. la plupart fabricant de puces de pointe se prépare à ces machines s'appliqueront à leurs propres lignes de production au monde.
Les risques de le faire sont élevés. La loi de Moore fait face à des défis énormes, personne ne peut déterminer la valeur de production de l'industrie des semi-conducteurs l'an dernier de 330 milliards $ sera de 5 ans ou 10 ans pour guider le développement, mais aussi inconnu « loi de Moore après la » ère de ce que sera l'avenir de l'industrie des semi-conducteurs REGARDEZ, la baisse des bénéfices est inévitable. Mais si la loi de Moore peut effectivement empêcher le chiffre d'affaires de l'industrie des semi-conducteurs a chuté, même si seulement 15% de son flux de trésorerie est toujours le double du chiffre d'affaires global de l'industrie du jeu américain.
Etch degré de bien fabriqué système de lumière dépend de nombreux facteurs. Cependant, les progrès de la méthode efficace en coupe mis en oeuvre est utilisée pour réduire la longueur d'onde de la source lumineuse. Pendant des décennies, les fabricants de machines de lithographie fait juste que: ils wafer outil d'exposition de l'extrémité bleue du visible aux yeux humains ont commencé à diminuer progressivement la longueur d'onde jusqu'à la fin ultraviolette du spectre.
La figure angulaire est un graphique et la ASML Company. Par rapport à de multiples techniques d'imagerie de lumière EUV sont maintenant utilisés 193nm (à gauche), à faire en sorte que le produit a une forme plus nette (à droite). largeur minimale figure de la ligne est 24nm.
Fin des années 1980, l'industrie des semi-conducteurs ont commencé à utiliser une lampe au mercure comme source de lumière au lieu d'un laser, la longueur d'onde de 365nm a diminué à 248 nm. Mais certains chercheurs prévoient déjà un plus grand progrès - très proche de la gamme des rayons X. A cette époque, il a travaillé pour l'entreprise de télécommunications japonais Hiroo Kinoshita de NTT a publié les résultats de l'utilisation de 11Nm rayons en 1986. En plus de AT & T Laboratoires Bell et Lawrence Livermore National Laboratory ont également pratiqué cette technique. En 1989, un certain nombre de chercheurs universitaires de se rencontrer et d'échanger des idées lors d'une conférence de recherche universitaire photolithographie. Plus tard encore, la recherche relative a commencé à être parrainé dans le national et l'industrie.
Tard, la société ASML et d'autres partenaires ont commencé à la technologie d'étude technique de lithographie --EUV années 1990 connues plus tard. Cette fois également, la société néerlandaise ASML siège à Veldhoven a grandi dans la petite ville de Anton van Dijsseldonk, il est devenu le premier employé à temps plein de l'entreprise pour mener à bien le projet. van Dijsseldonk rappelle: « La loi de Moore a été finalement tout le monde pressentait l'industrie des semi-conducteurs a été à la recherche des moyens de garder l'innovation technologique et du progrès. Les fabricants de puces cherchent à améliorer la technique de superposition - dans lequel la tranche est retirée de l'alignement, puis dans le processus, et précisément sous la couche d'impression de l'image dans la position d'origine. Lorsque les gens recherchent différentes façons et EUV est à l'intérieur d'un relativement différent. "
Mais dès le début, les chercheurs ASML EUV de la société de projet à croire que cette technologie peut atteindre, et cette technologie deviendront les fabricants de puces sont le choix le plus rentable. Moins d'une décennie, la société ASML a décidé de faire une lithographie EUV prototype, de sorte que d'autres chercheurs peuvent tester cette approche.
Cependant, la technologie EUV est très difficile. Lorsque vous utilisez la longueur d'onde est presque à la lumière d'attaque rayons X, la connaissance de la physique et non sur la façon dont les ingénieurs beaucoup d'aide occupés. Pour la société de longueur d'onde de rayonnement 13.5nm finalement choisi, cette lumière peut être facilement absorbé beaucoup de matériel. van Dijsseldonk a ajouté: «Même l'air que nous respirons est totalement noir, car il absorbe le dernier bit de rayonnement » Lui et son équipe ont réalisé depuis longtemps, la machine de lithographie EUV ne peut être exécuté sous vide, cristal compléter par une lithographie de sas.
Une fois le problème qui a suivi est de faire plier les rayons. EUV également être absorbée par le verre, il change de direction dans la machine, il est nécessaire d'utiliser des miroirs au lieu de lentilles, mais ne peut pas être un miroir ordinaire. miroir poli Réflectivité assez ordinaire, ils doivent utiliser le réflecteur de Bragg (réflecteur de Bragg, un miroir multicouche, nous pouvons nous concentrer sur de nombreuses petites réflexions en une seule réflexion puissante).
Dans le prochain, Lei Feng réseau continuera à introduire la technologie EUV, ainsi que les fabricants de puces étaient préoccupés par la technologie.
via IEEE
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