Новости науки и техники


Я считаю что это чисто пропагандистская история, в сухом остатке циркулирует два документа с цифрами, списанными в Планаре с параметров двух реальных коммерческих продуктов ASML, PAS 5500/200 (1998-го) и PAS 5500/350 (2000-го), и есть видео на ютубе некой конструкции.
 
Последнее редактирование:
Вы тут нагородили столько всего интересного, наделали столько офигенных выводов, безапелляционно заявили о невозможности в РФ добиться позиционирования достаточного даже для 180нм - аж зачитаешься
Однако давайте с чем ни будь сравним необходимые точности.
С чем то простым и понятным.
Возьмем к примеру банальный бытовой жесткий диск (винчестер)
Плотность записи массовых образцов (далеко не последнего поколения) 10 Гбит/см^2, или 10^10 бит на см^2 что дает линейные размеры бита 10^-7 м, и соответственно гарантированную точность позиционирования считывающей головки не более 100 нм.
Вы всерьёз считаете что этот "верх технологий" недостижим с применением комплектующих доступных в России?
 
теоретически Россия может воспроизвести собственные жесткие диски на импортных станках с опорой на импортных деталях и с опорой на кооперацию с характеристиками 10 Гбит/см² (уровень примерно 2000-х). Но практически их не производит. Ибо не имеет собственных компонентов в области прецизионной механики стабильной конструкции, высококачественных точных шаговых двигателей, сервоприводов с обратной связью и ко всему еще - не имеет собственной микроэлектронной базы для производства контроллеров таких жестких дисков.
 


Ключевой вопрос какой разброс параметров реальных установок и их приводов будет в серийном их производстве (если это производство вообще будет). Например у ASML было две ранних серии 80-х годов, 2500 на 700-1,000 нм элемента и 5000 на 500 нм, с принципиально одним внутренним устройством. Характеристики модели 2500/10 образца 1986-го ниже.

Исходя из параметров использованного в ней объектива от Zeiss, 10-78-46, ключевые из которых кроме величины искажений это NA = 0.38 и разрешение 900 нм, из параметров источника g-line 436 нм, из параметров осветителя и фоторезиста (k1 = 0.78), на 2500/10 можно было получить минимальный элемент в 900 нм.

900 нм = 0.78 х 436 / 0.38

Изображение на пластине, при уменьшении объектива в 5Х, получалось диаметром 20 мм (вписываемый в него квадрат до 14х14 мм задавал максимальный физический размер чипа).

В спецификациях ASML приводила для одной такой машины менее 150 нм ошибки наложения, а с учётом разницы машина-машина, до 250 нм, это и есть критический параметр для обеспечения приемлемого выхода годных в реальном производстве.

Составляющие:

250 нм = 80 нм х/y ошибка привода и его контроллера (при точности измерительного интерферометра с HeNe лазером на 633 нм / 24 = 25 нм.) + 70 нм составляющие ошибки за счёт остальных приводов установки + 100 нм разбежка параметров машина-машина.

Величина ошибки наложения машины и вариация параметров от машины к машине позволяли устойчиво производить 900 нм, используя как одну так и несколько таких машин в производстве (реально использовали 1,000 нм, под максимальное разрешение фоторезиста):

- до 150 нм ошибки наложения одной машины / 1,000 нм минимального размера элемента = 0.15,

- до 250 нм ошибки наложения пары машин / 1,000 нм минимального размера элемента = 0.25.


 
Последнее редактирование:
Что до приводов, в самой первой их установке, PAS 2000 образца 84-го, которых было сделано 17 штук, была вот такая электромеханическая загрузка и выгрузка пластин, и вот такой гидромеханический H-привод столика по x/y, достаточно быстрый, который однако не хотели видеть клиенты, из-за течей масла и загрязнения.



Из за чего в Philips был разработан электромеханический H-привод столика, с линейными шаговыми двигателями, и направляющими на подшипниках, их внедрили в переработке PAS 2000, единственной экспериментальной PAS 2400 в 1985-м.

 
Последнее редактирование:
там не так.
Точно нужно спозиционировать только нужную дорожку (цилиндр).
А потом по кругу позиционирование осуществляется считыванием меток, которые весьма протяжённые.
То есть происходит обработка потока непрерывного данных от цилиндра. Головка не приезжает сразу в нужный бит на диске. А начинает читать всё подряд и находит нужный сектор и в нём бит.
 
В 1986-м ASML выпустила первую серийную установку PAS 2500/10 с таким приводом, на 900 нм элемента, и параметрами приведёнными выше.

Далее, они использовали эту же платформу, перейдя в источнике с 436 на 365 нм линию, и на объектив от Zeiss на данную длину волны, с чуть большим NA (0.38>0.40). Разделение с Zeiss риска, аутсорсинг им оптической части установок, использование их опыта и решений, и было и остаётся ключевым для успеха ASML. Это позволило им тогда выйти на 700 нм минимального элемента, итерационно, не сильно рискуя, и накопить опыт. Попутно они увеличили скорость, с 55 до 70 пластин на 150 мм в час.

Получившееся назвали PAS 2500/40, и с 1987-го запустили в серию, данных установок было выпущено 113 штук (в дополнение к 90 штукам PAS 2500/10), на их выпуске ASML в 1988-м году вышла на окупаемость.

Современные фото PAS 2500/40 ниже.

Привод столика, на воздушной подушке, видны линейные x/y двигатели и их направляющие.




Загрузчик/разгрузчик.



Остальные приводы тоже от Philips.






Задняя часть установки, с интерферометрами и их лазерами.



Интерферометрические датчики, от американской Hewlett Packard.



Лазера три, два HeNe, один для измерения положения столика, с тремя каналами интерферометра (x/y/z координаты), другой для системы совмещения меток, и один GaAs, для фокусировки объектива.


Как и датчики, лазеры американские, от Uniphase.

 
Последнее редактирование:
Вид сбоку, заметны массивное габбро-диабаз основание столика и его приводов, и его антивибрационные опоры от американской Barry Controls.



Для управления опорами применены вакуумные регуляторы от американской Fairchild.



И аппаратура американской Barry Controls, её немецкого отделения.



Вся оптическая часть, транспорт иллюминатор и объектив (линейки Starlith), как упоминалась, от немецкой Zeiss.



Аутсорсинг всего не критического с точки зрения лидерства, вложения поставщиков в нужные решения за счёт собственных средств, соинвестиции для ключевых и широкая кооперация, то что было и остаётся ключевым в успехе ASML как интегратора.

 
Последнее редактирование:
В конце 80-х они аккуратно модернизировали 2500-ю платформу, сохранив её архитектуру, и привод столика. Основное улучшение, новый объектив Zeiss, с заметно большим NA (0.40>0.48), и повышенным разрешением (700 > 500 нм). Изображение на пластине, тоже чуть большего диаметра (20.0>21.2 мм).

Исходя из параметров объектива, источника-лампы на 365 нм i-линии, осветителя и нового 500 нм фоторезиста (k1 = 0.66), можно было получить минимальный элемент в 500 нм.

500 нм = 0.66 х 365 / 0.48.

Ошибка наложения понизилась до 125 нм (с пакетом модификаций до 100 нм), с учётом разницы машина-машина, до 225 (200) нм.

Получившееся назвали 5000-й серией, и с 1989-го начали производить, PAS 2500/50, полные характеристики которой ниже, было выпущено 77 штук (потом последовала 5000/55).

 
Последнее редактирование:
Принципиальных отличий от 2500 на деле было минимум, включая блок загрузки-выгрузки пластин от американской Cybeq Systems, подразделения Siltec.




Остальное тоже максимально близкое к 2500, не очень сложно, не очень дорого, и уже отказоустойчиво.




 
Последнее редактирование:
А кому они сейчас нужны уровня 2000-х то?
Разговор однако совсем о ином - указанная "прецизионная механика " сегодня является банальным ширпотребом.
Т.е. привод для этого "суперпозиционирования" можно сварганить из вполне доступных комплектующих, тупо отковырять из обычного бытового винчестера, или просто заказать в Китае.
С чего сыр-бор то разводить?
 
И вновь Вы про 80-е!
Тогда дискета 7' была верхом технологий
К чему эти сказки 50 лет спустя?
 
Спасибо, Кэп, Вы мне просто глаза открыли!

Однако дорожку она находит, и позиционирование на ней производится.
И техника это самая что ни на есть бытовая, производимая миллиардными тиражами и работающая десятилетиями.
а в 80-х многодисковый RLL- винчестер на 50 МБайт был богатством и стоил как автомобиль.
К чему все эти экскурсы в историю??
 
Вы это серьёзно? Вот так прямо сервопривод головки винчестера предлагаете использовать для позиционирования столика степпера?
 
В конце 80-х в ASML резонно решили что чтобы начать конкурировать с лидерами, японцами из Nikon и Canon, нужна платформа иного уровня, чем 2500 концептуализированная в 70-х, и разработанная в начале 80-х (это же справедливо для продукции Планара тех лет, с дополнительной поправкой на более низкое качество его изделий, вот ответ почему они оказались не нужны).

В 89-м там была начата разработка этой новой платформы, названной 5500.

Выйдя в 88-м на точку безубыточности, в 89-м и 90-м ASML показала небольшую прибыль, и заняла 10% рынка, в не критических по параметрам секторах. Тогда же ASMI вышла из консорциума в ней с Philips, её долю выкупили голландские банки, что позволило начать финансировать расширение производства до 200 машин в год, а также вложиться в проработку 5500-й.

Но, в 91-м продажи упали, фирма ушла в убытки, банки не хотели её кредитовать, ASML поэтому была вынуждена попросить займ в $20 миллионов у Philips на развитие новой 5500. Также, в начале 90-х она привлекла для этого налоговые преференции от правительства Нидерландов, и гранты от Еврокомиссии, в рамках инициатив ESPRIT и EUREKA.

Первая опытная машина будущей линейки была отправлена на тестирование в IBM в 91-м. Её доводка длилась достаточно долго, и шла непросто, это были трудные годы, когда Philips, предложив выкупить ASML другим производителям подобного оборудования (безуспешно), всерьёз задумывался о её закрытии.

Первая поставка модели PAS 5500/20 коммерческому покупателю случилась в конце 93-го, тогда же была начата разработка более прогрессивного и сложного чем степпер сканера 5500-й линейки. ASML вернулась к прибыльности, занимала 18% рынка, имела востребованный и лидерский продукт доведённый до нужного уровня производительности. Поэтому, Philips стал готовить её к выведению на IPO, для того чтобы финансировать новые разработки и развитие производства не из своих средств, а с биржи, через продажу там акций, и через бонды.

В 95-м Philips успешно продала первый пакет акций ASML на бирже, в 96-м повторила эмиссию, и привлечение через неё денег. Это позволило той завершить к 97-му разработку и запустить в производство модель сканера 5500/500 с KrF лазером, и чуть позднее 5500/400, с 365 нм i-лампой. ASML вышла на 30% доли мирового рынка.

Тогда же, в 97-м, ею был начат разработки следующей платформы сканера, ATLAS, с двумя столиками, профинансированная через бонды, выпущенные в 98-м и 99-м. Машина, названная Twinscan была показана в 2000-м, в 2001-м серийная её версия начала поставляться первым клиентам. Бонды, выпущенные в 2001-2003-м в том, позволили ASML разработать к 2003-му опытный иммерсионный сканер, и вывести серийную технологию водяной иммерсии на рынок в 2006-м. Тогда же, стать безусловным лидером рынка.

Но сканеры, Twinscan и иммерсия это отдельная тема.
 
Последнее редактирование:
Ниже подробности по более простому степперу, на примере модели 5500/100D образца 1996-го.

В этой платформе поменялось почти всё, кроме базовой технологии привода столика линейными двигателями. Полностью переработали загрузку и выгрузку пластин, добавив возможность работать с 200-мм пластинами, вынеся её в отдельный корпус, что дало повышение производительности до 100 пластин на 150 мм в час, и 72 пластин на 200 мм.

Основное улучшение, позволившее снизить размер элемента, новый объектив от Zeiss, с заметно большим чем ранее NA (0.48>0.60), повышенным разрешением (500 > 350 нм), и вдвое более низкими искажениями (100 > 60 нм). Изображение на пластине, поэтому, заметно большего диаметра (21.2>31.1 мм).

Конструкцию осветителя в Zeiss также изменили, принципиально, она стала допускать внеосевое и секторное освещение, для повышения контраста итогового изображения на пластине. Выросла и мощность лампы-источника, с 500 до 1,500 Ватт электрических.

Исходя из параметров разрешения искажений и NA объектива, источника на 365 нм i-линии, параметров осветителя и 400 нм фоторезиста (k1 = 0.66), оказалось возможным получить минимальный элемент в 400 нм.

400 нм = 0.66 х 365 / 0.60

Ошибка наложения в этой серии снизилась вдвое, до 60 нм, с учётом разницы машина-машина, до 110 нм. Это дала новая платформа, как в части роста точности привода её столика, для чего он был переработан и облегчён, так и в части повышения точности измерений интерферометром, также переработанным, для чего в частности повысили точность поддержания температурных параметров, и сделали внутренние воздушные потоки ламинарными.

- до 60 нм ошибки наложения одной машины / 400 нм минимального размера элемента = 0.15,

- до 110 нм ошибки наложения пары машин / 400 нм минимального размера элемента = 0.28.
 
Фото 5500/100D.

Видно разделение на основную установку, и загрузки-выгрузки.



Основной модуль, всё более организовано и выполненно уже на технологиях 90-х.



На этом фото видны виброопоры нового типа, с широтно-импульсным регулированием, от немецкой IDE.

 
Последнее редактирование:
Новые осветитель, блок фотошаблона, объектив, и блок столика пластин.



Внутреннее устройство осветителя.



Заметно большая NA объектива привела к гораздо большей массе и размерам, он стал поддерживаться под давлением.



Блок загрузки фотошаблона полностью изменился.



Блок столика кремниевых пластин тоже.



Как видно, привод его остался Н-типа, линейными шаговыми двигателями, переработанными, масса и инерция ниже, быстродействие и точность позиционирования выше.



Один из лазеров, использованных в измерительной части.

 
Последнее редактирование:
Новая установка загрузки-выгрузки.



Разработано это всё в начале 90-х, произведено в их середине.

 
Последнее редактирование:
Реакции: SDA
"Каретка" кремниевой пластины весит 20 кг, так что нужны новые идеи откуда её высокоточный привод на минимум 0.1 м/с и 10 м/с2 ускорения-замедления можно будет беспроблемно достать ,)
 
Последнее редактирование:
Вам необходимо войти или зарегистрироваться, чтобы здесь отвечать.
Меню
Вход
Регистрация