Новости науки и техники

Реклама
Интересная новость для фотографов. Логическим продолжением развития фото и видео камер в смартфонах стало использование сменной оптики. Смартфон в этом случае играет роль камеры, к которой можно присоединить различные высококачественные объективы.

Разумеется, при этом все прочие функции смартфон исправно выполняет. Многофункциональное устройство.
Фотомодули для смартфона давно не новость. Они еще лет 15 назад появлялись. Разница лишь в том, что тогда матрица входила в состав модуля, а смартфон использовался в качестве интерфейса и арты памяти.
Тогда "не зашло" - сейчас их даже в поисковике найти трудно, хотя универсальность была куда выше - приставка цеплялась практически к любому смартфону. А "не зашло" потому что "для блондинки" это дорого и громоздко, а для фотографа-любителя (не говоря про профессионала) крайне недостатона эргономика интерфейса.
В предложенной сейчас конструкции проблем еще больше:
1) стекло перед матрицей будет исцарапано и покрыто пылью, НО это стекло практически на матрице - любой дефект "вылезет в полный рост". А значит снимки будут "весьма посредственны"
2) громоздкие уникальные объективы, которые к тому же дешевыми не будут
3) слабая эргономика сенсорного экрана, что для фотографии весьма критично.
 
Китайцы разработали лазер с волной 13,5 нм для фотолитографии. Работает на основе паров олова. Заявляется о серьёзных преимуществах перед "западными".
Производство литографического оборудования с его применением планируют на конец этого года.
Однако какова будет разрешающая способность фотолитографии не говорят.
В отличие от метода лазерно-плазменной обработки (LPP) от компании ASML, который основан на использовании высокоэнергетических лазеров и сложных систем управления на базе field-programmable gate array (FPGA), в отчtте указано, что китайский метод LDP отличается более простой конструкцией, меньшей площадью, более высокой энергоэффективностью и потенциально более низкими производственными затратами.
 
Немного подробнее о китайской разработке в области литографии
 
Немного подробнее о китайской разработке в области литографии
Подробнее будет, если скажут, кто им делает зеркала.
 
Немного подробнее о китайской разработке в области литографии
В статье акцент сделан на снижение энергозатрат.
Там что? Мегаджоуль на квадратный миллиметр кристалла уходит?
Неужели кого-то волнует энергопотребление на производство, в котором себестоимость 5 нм СБИС будет в существенной части определяться стоимостью материалов, шаблонов, химии и процентом выхода годных изделий?
Ой не думаю, что энергопотребление там существенно влияет на себестоимость.
Это статья не добавила информации.
 
В статье акцент сделан на снижение энергозатрат.
Там что? Мегаджоуль на квадратный миллиметр кристалла уходит?
Неужели кого-то волнует энергопотребление на производство, в котором себестоимость 5 нм СБИС будет в существенной части определяться стоимостью материалов, шаблонов, химии и процентом выхода годных изделий?
Ой не думаю, что энергопотребление там существенно влияет на себестоимость.
Это статья не добавила информации.
Думаю энэргозатраты там имеют примерно то же значение как в вычислительной технике - требования к теплоотводу.
Однако если в статьях 23-го года китайская литография упоминалась с длиной волны 200нм+, то теперь ситуация несколько поменялась.
Есть еще статья про литографию на базе ускорителя частиц и 2 нм, но я пока отношусь к этому весьма скептически
 
Немного подробнее о китайской разработке в области литографии
исследователь из TSMC, считает, что китайский метод LDP потенциально может быть более эффективным, чем технология LPP ASML.

Но, тем не менее, путь к этому исходу остается сложным и неопределенным, требуется решить значительные проблемы, прежде чем отечественная технология EUV в Китае сможет конкурировать с устоявшимися системами ASML. К ним относятся:
1. Масштабирование выходной мощности: Текущие прототипы, как сообщается, генерируют от 50 до 100 Вт мощности, но для коммерческой жизнеспособности требуется достижение примерно 250 Вт
2.Точность оптических компонентов: Производство высокоточных зеркал и оптических компонентов, необходимых для EUV-литографии, представляет собой огромные технические проблемы
3. Системная интеграция: Успешная интеграция технологии в среду массового производства потребует преодоления многочисленных инженерных препятствий
 
Последнее редактирование:
Немного подробнее о китайской разработке в области литографии
статья эта, как и прочие основана на неподтвержденной информации двух источников, разместивших фотографии (фото размещенное здесь не имеет к ним отношения) в социальной сети X. На оригинальном фото изображен оптический интерферометр, лишь один из многих элементов, необходимых для создания EUV-сканера. Перевод китайского текста на боковой стороне машины: «EUV-литография, сборка объектива и юстировка, интерферометр. Чанчуньский институт оптики, точной механики и физики (CIOMP).
 
Последнее редактирование:
Реклама
Но, тем не менее, путь к этому исходу остается сложным и неопределенным, требуется решить значительные проблемы, прежде чем отечественная технология EUV в Китае сможет конкурировать с устоявшимися системами ASML. К ним относятся:
Вы где то увидали заявление что китайская литография "прямщас" "порвет всех как тузик грелку"?
Покажите где - очень любопытно посмотреть.

Тем ни менее китайцы неуклонно догоняют ASML, преодолевая рубеж за рубежом, и хотя до реальной конкуренции ИМХО пока еще минимум лет 5, их зависимость от "белых сагибов" стремительно снижается. Такие санкции которые были применены к Хуавей сейчас вряд ли дали БЫ и десятую долю того эффекта
 
исследователь из TSMC, считает, что китайский метод LDP потенциально может быть более эффективным, чем технология LPP ASML. Но, тем не менее, путь к этому исходу остается сложным и неопределенным, требуется решить значительные проблемы, прежде чем отечественная технология EUV в Китае сможет конкурировать с устоявшимися системами ASML.

ASML всё же интегратор, как в традиционной, так и в рентген-литографии (названной EUV чтобы отстроиться от неудач при разработке ранних рентген-систем). Он опирается в ней на ключевую CO2/Sn LPP технологию американской Cymer, разработчика для этих систем 250 Вт плазменного источника на 13.5 нм.

Cymer сидела с 1996-го по 2006-й в НИР-ах, с 2006 по 2016-й в ОКР-ах, чтобы получить источник нужной мощности и стабильности параметров, и требуемой стоимости и отказоустойчивости в промышленной эксплуатации. Ранние НИРы были частично профинансированы американским бюро DARPA, что и даёт возможность чиновникам США санкционировать поставки систем с ним в Китай.

В 2012-м ASML выкупила Cymer, когда убедилась, что их источник выходит на целевые параметры и масштабируется по мощности. Его эволюционные версии были к тому моменту у ASML на тестировании не менее чем 2 года. В свою очередь, Cymer сотрудничала с Fraunhofer IOF для разработки покрытий зеркала источника и с Zeiss для его производства.

Вторая опора ASML, их ключевой партнёр начиная с 1986-го, немецкая Zeiss, разработчик и поставщик для EUV вакуумированной зеркальной системы засветки фотошаблона на 13.5 нм, вакуумированной зеркальной оптической системы на 13.5 нм, и зеркального модуля системы позиционирования. Последняя, чтобы создать к 2016-му году всё это, с нужным коэффициентом отражения, и не деградирующее под действием 13.5 нм излучения, с её слов тоже 20 лет сидела в НИР-ОКР-ах.

Далее, ASML с этим EUV источником опирается на технологию немецкой Trumpf, разработчика и поставщика для него СО2 лазер-усилительного модуля. Из 25 кВт такого 1,064 нм источника получают всего 250 Вт 13.5 нм излучения (1% по мощности), чтобы с потерями в фотошаблоне, его защитном покрытии, в оптическом транспорте и объективе получить дозу засветки фоторезиста на пластине в 0.55 Ватт, нужную для обеспечения производительности установки в 100+ пластин на 300 мм в час. С высокой равномерностью и стабильностью дозы, что и даёт высокий выход годных. Кто делал для EUV 13.5 нм фоторезист не уточняется, видимо те же японцы, что и ранее, и это было отдельной непростой задачей.
 
Последнее редактирование:
В предыдущих не рентген литографических машинах ASML оптическую часть на линзах тоже делала Zeiss, c 1986-го года. В том числе в поздних иммерсионных, начиная с 2006-го, с водой между кремниевой пластиной и оптической системой. В свою очередь, Zeiss сотрудничала и сотрудничает с Fraunhofer IOF для разработки покрытий.

Лазерные KrF и ArF источники для не рентген машин ASML разработали и поставляют две компании. С 1996-го всё та же Cymer, которая с 2012-го есть структурная часть ASML, и с 2000-го японская Gigaphoton, подразделение Komatsu. Другим компаниям-разработчикам литографии, домашним японским, Canon и Nikon, Komatsu поставляла KrF с 1989-го. Cymer начал их поставки с 1989-го.

g и i-line газоразрядные лампы для машин ASML, поставляла и поставляет японская Ushio.
 
Прошу пояснить чайнику.
Шаблон, через который светят вот всеми теми лазерами, он какого размера и разрешения?
Он размером с микросхему с нанорисунком рисунком на нём?
Или шаблон большой, а луч лазера после прохождения шаблона фокусируется (сжимается) на маленьком кристалле?
 
Тем ни менее китайцы неуклонно догоняют ASML, преодолевая рубеж за рубежом, и хотя до реальной конкуренции ИМХО пока еще минимум лет 5, их зависимость от "белых сагибов" стремительно снижается. Такие санкции которые были применены к Хуавей сейчас вряд ли дали БЫ и десятую долю того эффекта

У китайцев на 2020-й не было даже собственных ArF лазеров на 193 нм пригодных для литографии, это уровень серийных установок Cymer с началом поставок в 2001-м (NanoLith 7000), ниже цитаты из китайской работы по этой тематике 2020-го.

-----------------------

Cпрос на эксимерные лазерные источники можно разделить на две категории: для литографии, с высокой частотой, с чрезвычайно узким спектром и чрезвычайно высокой стабильностью, и для промышленной обработки, c большой энергии единичного импульса и высокой мощностью.

Для литографических приложений большинство эксимерных лазерных продуктов поставляют американская Cymer (часть голландской ASML) и японская Gigaphoton, мощность их составляет от 10 до 100 Вт, ширина спектральной линии от 0.5 пм до 0.1 пм, частота от 2 до 6 кГц. Высокая частота улучшает производительность установок, скорость обработки пластин, а небольшая ширина линии обеспечивает четкость рисунка в фоторезисте на пластине, и уменьшает влияние хроматической аберрации в проекционной системе.

Таблица 1 показывает историческое развитие эксимерных лазерных ArF продуктов компании Cymer.

Cymer.jpg


Американская Coherent в основном поставляет эксимерные лазерные источники для промышленного производства и научных исследований, с мощностью от 10 до тысяч Ватт, и энергией одиночного импульса от десятков до тысяч мДж. Основные области применения включают в себя маркировку и обработку материалов, обработку их поверхности, лазерный отжиг, медицинские приложения, а также измерительные, диагностику процесса горения. Эксимерные лазеры для промышленных и научных исследований, как правило, требуют высокой стабильности и однородности пятна. Если взять в качестве примера процесс лазерного отжига при производстве плоских дисплеев, энергетическая стабильность используемого эксимерного лазера требует стандартного отклонения менее 2%.

Исследования в Китае по эксимерным лазерам были начаты в 1980-х годах, с 2009-го года собственная китайская технология развивается более интенсивно, например недавно был преодолен ряд проблем, и была достигнута стабильная работа высокочастотных, высокоэнергетических и узкополосных эксимерных лазеров. Прототип эксимерной системы для литографии в настоящее время проходит технологическую проработку, ориентированную на создание коммерческого продукта.

Хотя Китай добился ряда достижений, остаются следующие недостатки:

1. Нехватка высококачественных компонентов для высокопроизводительных лазеров.

Подобный источник предъявляет высокие требования к компонентам, и параметры оптических и тонкопленочных компонентов китайского производства теперь в целом соответствуют предъявляемым к ним требованиям, по оптическим и спектральным характеристикам. Однако, большое количество исследований показывает разрыв между фактическими параметрами, и требованиями при применении в высокопроизводительных лазерах, в частности, долгосрочная устойчивость к повреждению лазерным излучением должна быть существенно улучшена. Основные причины этого следующие. Во-первых, подготовка оптических компонентов включает в себя несколько связанных этапов, таких как выращивание материала, обработка поверхности, нанесение покрытий, и на каждом из них на получаемые характеристики влияет множество факторов, что затрудняет выявление конкретного механизма влияния. Во-вторых, слабая база Китая в области высококачественных компонентов и их обработки создает препятствия для последующего нанесения покрытий, а также оценки качества их долгосрочной работы. Наконец, Китай еще не создал эффективные технологии и стандарты для комплексного тестирования и оценки в этой области, что делает невозможным эффективную оптимизацию.

2. Слабость фундаментальных исследований.

Текущие исследования Китая в области эксимерных лазеров используют готовые иностранные продукты и сосредоточены на проведении экспериментов для решения узких технических проблем. Накопленные знания о базовой технологии пока что малы. Китай находится в зачаточном состоянии в своих фундаментальных исследованиях, что затрудняет разработку новых технологий и продуктов.

Выводы.

В текущих и будущих потенциальных приложениях, таких как литография и сверхтонкая обработка, требования к энергии импульса, мощности и спектральным показателям резко возрастают, в то же время, энергия импульса и спектральные характеристики должны иметь чрезвычайно высокую стабильность. Хотя Китай добился ряда прорывов в области эксимер-лазерной технологии, между его прогрессом и достижениями за рубежом по-прежнему сохраняется большой разрыв. Основными причинами этого являются слабая внутренняя база, нехватка талантов (особенно ведущих специалистов), а также устаревшие технологии (отставание от передового уровня более чем на 10 лет).
 
Прошу пояснить чайнику. Шаблон, через который светят вот всеми теми лазерами, он какого размера и разрешения? Он размером с микросхему с нанорисунком рисунком на нём? Или шаблон большой, а луч лазера после прохождения шаблона фокусируется (сжимается) на маленьком кристалле?
До 70-х использовали контактную литографию, малопроизводительную и по причине контакта с невысоким выходом годных. Чтобы устранить её минусы, с начала 70-х перешли на бесконтактную проекционную, в частности, с кремниевыми пластинами 5 см диаметром, и 1:1 проекцией, источник g-line лампа на 400-440 нм, минимальный размер элемента 3-5 мкм.

Начиная с 1978-го и модели 4800 DSW от CGA, перешли на проекцию с 15х15 см прямоугольным фотошаблоном и уменьшением 10:1, с размером проецируемого на пластину изображения размером 10х10 мм, оно повторялось на ней (step and repeat, отсюда название установки "степпер"), пластины диаметром 10 см, источник излучения g-line лампа на 436 нм, минимальный размер элемента 1.5 мкм.

Чтобы снизить стоимость единичного чипа и повысить его размер, с 15х15 см прямоугольным фотошаблоном в середине 80-х перешли на проецирование на 12.5 и потом на 15 см пластины, уменьшение снизили до 5:1, с размером проецируемого изображения в 14х14 мм, источник g-line лампа на 436 нм, минимальный размер элемента 1.0 мкм.

В 90-х при том же фотошаблоне стали проецировать на 20 см пластины, уменьшение снизили до 4:1, с размером проецируемого изображения 20х20...22x22 мм, источник i-line лампа на 365 нм, или KrF лазер на 248 нм, минимальный размер элемента 0.5-0.25 мкм.

Оптическая система как видно существенно усложнилась, на рисунке схемы проекционной системы от американской Tropel, для установок от американской же CGA.

CGA1.jpg

CGA2.jpg
 
Последнее редактирование:
До 70-х использовали контактную литографию, малопроизводительную и по причине контакта с невысоким выходом годных. Чтобы улучить экономику, с начала 70-х перешли на бесконтактную проекционную, в частности, с 5 см кремниевыми пластинами, и 1:1 проекцией, источник g-line лампа на 400-440 нм, минимальный размер элемента 3-5 мкм.

Начиная с 1978-го и модели установки 4800 DSW от CGA, перешли на проекцию с 15х15 см прямоугольным фотошаблоном и уменьшением уровня 10:1, с размером проецируемого изображения в 1х1 см, оно повторялось на 10 см пластине, отсюда название установки степпер, источник излучения g-line лампа на 436 нм, минимальный размер элемента 1.5 мкм.

Чтобы улучить экономику, с с 15х15 см прямоугольным фотошаблоном перешли на проецирование на 12.5 и потом на 15 см пластины, уменьшение в середине 80-х снизили до 5:1, с размером проецируемого изображения 1.4х1.4 см, чтобы получить большие по размеру и количеству элементов чипы, источник g-line лампа на 436 нм, минимальный размер элемента 1.0 мкм.

В 90-х при том же фотошаблоне в 15х15 см, чтобы улучить экономику, стали проецировать на 20 см пластины, уменьшение снизили до 4:1, с размером проецируемого изображения 2.0х2.0...2.2x2.2 см, источник i-line лампа на 365 нм, или KrF лазер на 248 нм, минимальный размер 0.5-0.35-0.25 мкм.

Оптическая система как видно существенно усложнилась, на рисунке схемы проекционной системы от американской Tropel, для установок от американской же CGA.

Посмотреть вложение 856563
Посмотреть вложение 856562
То есть проекцию уменьшают, но всего в несколько раз.
И какого же тогда разрешения рисунок на шаблоне, который делает микросхему с несколькими миллиардами транзисторов? Каков размер "пикселя" на нынешних масках?
 
То есть проекцию уменьшают, но всего в несколько раз. И какого же тогда разрешения рисунок на шаблоне, который делает микросхему с несколькими миллиардами транзисторов? Каков размер "пикселя" на нынешних масках?
У лидера отрасли фотошаблонов, японской DNP, сейчас минимальный размер 17 нм, для шаблонов нужных реализации техпроцессов с элементом менее 2 нм.

 
Последнее редактирование:
Оптическая схема сканера ASML 5500/200, середины 90-х, работающего с 20 см пластинами, с объективом с уменьшением 5:1, и размером проецируемого изображения 22x27 мм, с источником i-line лампой на 365 нм, и минимальным размером элемента 0.35 мкм, выглядела так.

ASML1.jpg


Схема фотошаблона, вот так.

ASML2.jpg


Так он выглядел физически.

ASML3.jpg
 
Последнее редактирование:
Реклама
Очень познавательный экскурс в историю, однако запрет на поставки лазеров 13,5 нм в Китай не с потолка взялся.
В 2023 Китай анонсировал создание литографического сканера обеспечивающего техпроцесс 28 нм.
Можно обсуждать так ли он хорош как голландский, или имеет ряд недостатков, однако "обученные люди" в" Вашингтонском королевстве" сильно обеспокоились успехами Китая и в ответ был наложен запрет на поставки лазеров.
Видимо то жжж было неспроста - надо было остановить промышленное производство литографического оборудования. Т.е. анонс не был "красивым рапортом"...
И вот теперь Китай создал свой лазер и обещает в третьем квартале запустить литографическое оборудование с его применением.
Скорее всего это просто "импортозамещение" и речь по-прежнему идет о техпроцессе 28 нм, НО теперь уже это полностью китайская технология....
 
Назад