Новости науки и техники
Touring
Старожил
Практический пример ниже.
Второй важнейший параметр, количество обрабатываемых пластин в час, журналисты тоже упускают. ASML начинала в 86-м с PAS 2500/10 с выхода в 70 пластин 125-мм диаметра в час, что давало чуть более 1 минуты на пластину, включая время на её подачу, совмещение, фокусирование, экспонирование, повторение, выгрузку.
Прогрессивных для 89-го года чипов, i486, размером 10.5х15.7 мм...
...на 125-мм пластине помещается 48 штук.
Что даёт 1.07 секунды на чип, за минусом времени на работу с пластиной. На экспонирование каждого чипа нужно 0.3 с, и около 0.2 с на шаг смещения в 16 мм, включая время стабилизации. Отсюда, нужна скорость позиционирования пластины порядка 0.1 м/с, и выдерживаемые приводом ускорения-замедления порядка 1g. Для контроля пластины по координатам X/Y/Z и углу применены линейные электродвигатели, подвес воздушный.
В свою очередь время экспонирования, 0.3 с, зависит от дозы, требуемой для устойчивой работы применяемого фоторезиста (HPR 204, с минимальным размером элемента 900 нм, при толщине слоя в 1 мкм), в g-line 436 нм спектральном диапазоне. Доза, с учётом потерь в спектральном фильтре, оптическом транспорте, защитной маске фотошаблона, и системе проекции (Zeiss 10-78-46), определяет мощность источника излучения в 350 Вт электрических (газоразрядная лампа Osram HBO 350).
Второй важнейший параметр, количество обрабатываемых пластин в час, журналисты тоже упускают. ASML начинала в 86-м с PAS 2500/10 с выхода в 70 пластин 125-мм диаметра в час, что давало чуть более 1 минуты на пластину, включая время на её подачу, совмещение, фокусирование, экспонирование, повторение, выгрузку.
Прогрессивных для 89-го года чипов, i486, размером 10.5х15.7 мм...
...на 125-мм пластине помещается 48 штук.
Что даёт 1.07 секунды на чип, за минусом времени на работу с пластиной. На экспонирование каждого чипа нужно 0.3 с, и около 0.2 с на шаг смещения в 16 мм, включая время стабилизации. Отсюда, нужна скорость позиционирования пластины порядка 0.1 м/с, и выдерживаемые приводом ускорения-замедления порядка 1g. Для контроля пластины по координатам X/Y/Z и углу применены линейные электродвигатели, подвес воздушный.
В свою очередь время экспонирования, 0.3 с, зависит от дозы, требуемой для устойчивой работы применяемого фоторезиста (HPR 204, с минимальным размером элемента 900 нм, при толщине слоя в 1 мкм), в g-line 436 нм спектральном диапазоне. Доза, с учётом потерь в спектральном фильтре, оптическом транспорте, защитной маске фотошаблона, и системе проекции (Zeiss 10-78-46), определяет мощность источника излучения в 350 Вт электрических (газоразрядная лампа Osram HBO 350).
Последнее редактирование:
Touring
Старожил
EUV установка ASML Twinscan NXE 3600D (3 нм) даёт выход в 160 пластин 300 мм диаметра в час, что даёт 37 секунд на пластину, на всё (DUV Twinscan (12-38 нм) выдают лютые 300-330 пластин 300 мм диаметра в час, это даёт 18-20 секунд на пластину).
Современных младших чипов Apple M3, выполненных на EUV 3 нм ноде, c их 25 миллиардами транзисторов (в 22 тысячи раз больше чем у i486), и физическим размером чипа в 12.5х12.5 мм (очень близким к i486)...
...на 300-мм пластине помещается 376 штук.
Стала нужна в разы большая скорость позиционирования и пластины и фотошаблона.
Современных младших чипов Apple M3, выполненных на EUV 3 нм ноде, c их 25 миллиардами транзисторов (в 22 тысячи раз больше чем у i486), и физическим размером чипа в 12.5х12.5 мм (очень близким к i486)...
...на 300-мм пластине помещается 376 штук.
Стала нужна в разы большая скорость позиционирования и пластины и фотошаблона.
Последнее редактирование:
SDA
Старожил
Не понятно из текста: за одну 30-60 секунд все слои экспонируются или один слой?
Больше похоже на 1 экспонирование пластины за полминуты.
Kit.
Старожил
Так все слои же невозможно экспонировать за один проход. Там между экспонированиями двух слоёв как минимум нужны травление маски, создание нужного слоя в/на полупроводнике, смывание остатков старого и нанесение нового фоторезиста.
SDA
Старожил
Я это понимаю.
Вопрос мой был о потребном количестве самых навороченных литографов для современных крупнейших фабрик.
Сколько их там штук стоит?
Touring
Старожил
Речь о экспонировании, сама CMOS технология включает пачку процессов/этапов.
Touring
Старожил
У TSMC на данный момент несколько сотен EUV установок.
Touring
Старожил
Посмотрел подробнее на то что выдано за "новый российский 350 нм литограф", пишут что это опытный ЭМ-5884 от Планара.
Во-первых это степпер, технология 80-90-х, а не более сложный сканер, его в силу сложности Планар не тянет, они открыто признают. Первый сканер Nikon вывел на рынок в 95-м, ASML в 97-м, с тех пор эта технология лидер и вытеснила степперы.
Источник, ртутная лампа на 365 нм i-линию (от Ushio или Osram).
Применена неназванная импортная оптическая колонна с уменьшением 5:1, под 365 нм, с NA в 0.40-0.60, с итоговым размером изображения в 22x22 мм (в ролике сказали что планируют её реверс-инжиниринг и локализацию).
Основной вклад Планара, линейные шаговые двигатели привода столика пластины, обеспечивающие скорость в 0.1-0.3 м/с и ускорение-замедление порядка 1g, это старосоветская технология 80-х, и лазерный интерферометр с декларированной ошибкой измерения в 5 нм.
Декларируют выход на максимальную ошибку совмещения слоёв в 90 нм, но для одной машины, или с учётом разброса машина-машина, не указали. Подобная ошибка позволит получить 270 нм элемента (второе ограничение задаёт использованный объектив).
Установка эта под 150 мм кремниевые пластины, 200 мм опция, выход пластин в час не назван, в лучшем случае 90-100, в худшем старосоветские 40, или ниже.
Фоторезист на 365 нм явно импортный, последний советский был на 800 нм.
Во-первых это степпер, технология 80-90-х, а не более сложный сканер, его в силу сложности Планар не тянет, они открыто признают. Первый сканер Nikon вывел на рынок в 95-м, ASML в 97-м, с тех пор эта технология лидер и вытеснила степперы.
Источник, ртутная лампа на 365 нм i-линию (от Ushio или Osram).
Применена неназванная импортная оптическая колонна с уменьшением 5:1, под 365 нм, с NA в 0.40-0.60, с итоговым размером изображения в 22x22 мм (в ролике сказали что планируют её реверс-инжиниринг и локализацию).
Основной вклад Планара, линейные шаговые двигатели привода столика пластины, обеспечивающие скорость в 0.1-0.3 м/с и ускорение-замедление порядка 1g, это старосоветская технология 80-х, и лазерный интерферометр с декларированной ошибкой измерения в 5 нм.
Декларируют выход на максимальную ошибку совмещения слоёв в 90 нм, но для одной машины, или с учётом разброса машина-машина, не указали. Подобная ошибка позволит получить 270 нм элемента (второе ограничение задаёт использованный объектив).
Установка эта под 150 мм кремниевые пластины, 200 мм опция, выход пластин в час не назван, в лучшем случае 90-100, в худшем старосоветские 40, или ниже.
Фоторезист на 365 нм явно импортный, последний советский был на 800 нм.
Последнее редактирование:
Touring
Старожил
"Новый российский 130 нм литограф" по техническому заданию тоже степпер, снова взята устаревшая технология 80-90-х.
Источники, самостоятельно разрабатываемые российской Лассард KrF 248 и ArF 193 нм эксимерные лазеры, аналоги продукции ASML/Cymer.
Привод столика пластин судя по заданию тот же планаровский, что и на 365 нм, как и лазерный интерферометр с декларированной ошибкой измерения в 5 нм. Здесь уже требуют выход на максимальную глобальную ошибку совмещения слоёв (наложения) в 60 нм, вместо 90 нм для 365 нм варианта, но, подобная ошибка позволит получить минимум 180 нм элемента (второе ограничение снова задают использованные объективы).
Откуда здесь может взяться требуемые 130 нм, непонятно. Например, у ASML первая опытная ArF 193 машина конца 90-х на рабочие 150 нм имела декларированные 40 нм ошибки наложения, но, высокопроизводительная серийная ArF 193 образца 2000-го года на рабочие 100 нм имела 25, для достижения которых им пришлось переделать интерферометры и сменить тип использованного в них лазера, длину его волны. Её же высокопроизводительная серийная KrF 248 машина на рабочие 130 нм, тоже 2000-го года, имела декларированные 30 нм, по факту ниже.
Заданием определена оптическая колонна с уменьшением 5:1, с NA в 0.40-0.63, с итоговым размером изображения в 22x22 мм. У ASML серийная машина KrF 248 на 130 нм имела объектив Zeiss с NA в 0.75. На ArF 193 у ASML/Zeiss при таком же NA в 0.75 шла полностью отдельная оптика, включая осветитель, с CaF2 элементами и продувкой азотом (опытная ArF 193 версия использовала ту же конструкцию но с более низким NA в 0.60).
Эта установка тоже предназначена под 150 мм кремниевые пластины, 200 мм опция, причём выход пластин в час уже задан, 100, и для степпера это весьма высокая цифра.
Фоторезисты на 248 и 193 нм разные, и оба явно импортные.
Источники, самостоятельно разрабатываемые российской Лассард KrF 248 и ArF 193 нм эксимерные лазеры, аналоги продукции ASML/Cymer.
Привод столика пластин судя по заданию тот же планаровский, что и на 365 нм, как и лазерный интерферометр с декларированной ошибкой измерения в 5 нм. Здесь уже требуют выход на максимальную глобальную ошибку совмещения слоёв (наложения) в 60 нм, вместо 90 нм для 365 нм варианта, но, подобная ошибка позволит получить минимум 180 нм элемента (второе ограничение снова задают использованные объективы).
Откуда здесь может взяться требуемые 130 нм, непонятно. Например, у ASML первая опытная ArF 193 машина конца 90-х на рабочие 150 нм имела декларированные 40 нм ошибки наложения, но, высокопроизводительная серийная ArF 193 образца 2000-го года на рабочие 100 нм имела 25, для достижения которых им пришлось переделать интерферометры и сменить тип использованного в них лазера, длину его волны. Её же высокопроизводительная серийная KrF 248 машина на рабочие 130 нм, тоже 2000-го года, имела декларированные 30 нм, по факту ниже.
Заданием определена оптическая колонна с уменьшением 5:1, с NA в 0.40-0.63, с итоговым размером изображения в 22x22 мм. У ASML серийная машина KrF 248 на 130 нм имела объектив Zeiss с NA в 0.75. На ArF 193 у ASML/Zeiss при таком же NA в 0.75 шла полностью отдельная оптика, включая осветитель, с CaF2 элементами и продувкой азотом (опытная ArF 193 версия использовала ту же конструкцию но с более низким NA в 0.60).
Эта установка тоже предназначена под 150 мм кремниевые пластины, 200 мм опция, причём выход пластин в час уже задан, 100, и для степпера это весьма высокая цифра.
Фоторезисты на 248 и 193 нм разные, и оба явно импортные.
Последнее редактирование:
constructor
Старожил
Почему для процесса 248 нм не используют фоторезист 193 нм, дорого?
Приколист
Местный
Touring
Старожил
В основном проблема поглощение, как и в случае 193 нм оптики, для преодоления нужны иные материалы.
--------------------
Фоторезисты, разработанные для 248 нм, были химически усилены, фотокислотными генераторами (PAG), на этапе постэкспозиционного запекания активировавшего фотогенерированные кислоты.
Основная часть резиста обычно представляет собой полимер или сополимер, содержащий производные бензола (ароматические кольца). Они придают полимеру устойчивость к плазменному травлению на последующих шагах, когда рисунок переносится на нижние слои оксида кремния, поликремния или металла. Но, те же самые производные бензола демонстрируют сильное поглощение на 193 нм, поэтому полимер на этой длине волны не может быть подвергнут воздействию более чем на 0.1 мкм толщины.
Чтобы применять резисты привычной толщины от 0.5 до 0.7 мкм, нужно использовать иные полимеры, которые не имеют высокопоглощающих сопряженных углерод-углеродных связей. Они могут быть найдены в классе полиакрилатов, из которых наиболее известен полиметилметакрилат (PMMA).
Для того, чтобы резист выдерживал более агрессивную плазму на основе хлора, используемую для травления слоев металла и поликремния, в нём требуется более высокое соотношение углерода к водороду (как например у novolac, основного компонента i-line резистов на 365 нм).
Параметр кольца, который используется в качестве метрики, определяется как отношение массы атомов углерода, которые существуют в кольцевых структурах, как сопряженных, так и алициклических, к общей массе полимера. Чем он выше, тем ниже скорость травления, и только полимеры с параметрами кольца, превышающими 60%, имеют скорости травления, которые достаточно низки. Другие основные проблемы, это фоточувствительность резиста, предпочтительна доза менее 20 мДж/см2, и его собственное разрешение, способность воспроизводить элементы размером 0.10 мкм и менее.
Было разработано несколько систем фоторезистов, имеющих алициклические группы, или же циклические конфигурации с одинарными связями углерод-углерод, устойчивых к плазменному травлению, и полупрозрачных на 193 нм.
В иммерсионной ArF фотолитографии, нужной для перехода с 193 нм длиной волны на размер элемента в 57 нм и ниже, вплоть до 7 нм, из-за изменения среды экспонирования с воздуха на воду, фоторезист и маска находятся в прямом контакте с нею. Это вызвало проблемы, одной из которых является диффузия компонентов фоторезиста в воду. Выщелачивание полимерных анионных фотокислотных генераторов (PAG) и других компонентов фоторезиста не только загрязняет маску, что очень дорого для фабрик, но и ухудшает характеристики фоторезиста. Чтобы устранить эту проблему, было решено наносить на него верхнее покрытие.
Верхний слой проявляется растворителем, предпочтительны щелочно-проявляемые верхние покрытия, поскольку они совместимы с процессом проявления самого фоторезиста. При наличии подходящего материала верхнего слоя большинство существующих сухих 193 нм фоторезистов можно использовать и для мокрого иммерсионного процесса. Однако технологи никогда не будут удовлетворены двухслойным решением, включающим верхнее покрытие, поскольку это значительно увеличивает сложность процесса.
Одним из нововведений стал встроенный барьерный слой (EBL), верхнее покрытие на фоторезисте, реализуемое за один этап центрифугирования, при этом точное управление процессом является ключом к формированию однородного EBL. Также, были исследованы новые фотофобные резистивные структуры, которые могут предотвратить выщелачивание PAG. Здесь наконец-то нашли применение многие идеи выдвинутые на этапе разработки фоторезиста на 157 нм, такие например как применение фторированных полимеров, обладающих высокой прозрачностью, и не склонных вызывать набухание, в дополнение к их выдающейся гидрофобности.
Последнее редактирование:
constructor
Старожил
О извиняюсь, не проникся сразу. Просто всё вместе, и длина волны засветки фоторезиста и разрешение процесса, всё перемешалось.
Touring
Старожил
Показатели точности наложения определяются точностью, с которой могут быть измерены маркеры выравнивания (глобальная точность выравнивания), точностью, с которой может быть определено положение столика (точность столика), а также стабильностью системы.
У первого поколения сканеров линейки Twinscan от ASML, 2001-го года, на KrF 248 нм лазере, под 130 нм минимальный элемент, фактическая точность измерения была 4-5 нм, что и позволило ему попасть в 130 нм "бюджет" по точности наложения. Фактическая ошибка сервопривода у него ниже 5 нм, фактическая точность совмещения в пределах трёх среднеквадратических отклонений находится на уровне 4 нм.
Измеренная ASML кратковременная ошибка наложения на предсерийной установке составила <10 нм, долговременная <13, средняя 8 (при декларированной максимальной в 28 нм для предсерийной, и 20 нм для серийной установки).
Последнее редактирование:
Приколист
Местный
Браво!
Вот Вы лично привели пример с измерением в 4нм и реальной точностью позиционирования 20 нм.
Что является прекрасным ответом на Ваш ЖЕ скепсис:
миг-21р
Уралец
солидарен с Touring, "Новый российский 130 нм литограф" вряд ли может претендовать на 130 нм. его возможности, вероятно, даже теоретически ограничены 180 нм.
"заявленная погрешность измерения в 5 нм" — это показатель, теоретически достаточный для процессов до 65 нм. Однако ключевой вопрос — какой будет точность позиционирования в реальных условиях.
"выход на максимальную глобальную ошибку совмещения слоёв (наложения) в 60 нм" - это недостаточный показатель для 130 нм процессов промышленные стандарты обычно требуют 40–50 нм.
отдельный ограничитель для 130 нм. - это отечественная оптика.
я давно научился не читать все что написано в отечественных СМИ после слово "обещают" . Вот начнется серийное производство и эксплуатация, так и будет что обсудить. А обещать и я могу.
Приколист
Местный
Представления не имею - выйдет российский литограф на 65 нм, или не осилит даже 350, однако попытка "завалить умными словами" и "подсунуть выводы" - шита белыми нитками.
Те параметры, которые озвучены НЕ ПРОТИВОРЕЧАТ возможности достичь разрешения 65 нм (хотя предел возможностей литогрофа заявлен как 180).
Ни одной другой цифры не прозвучало.
Остальное - фантазии на тему "все одно не смогут", которые подаются под видом исторических экскурсов с видом "я все знаю!".
Последнее редактирование:
Kit.
Старожил
Непонятно, как вы из погрешности измерения лазерным дальномером выводите точность позиционирования механическим приводом.
Приколист
Местный
Где я такое вывел?
Я говорю о одном конкретном параметре - том самом который заявлен - точность измерения, и целиком полагаюсь на заявления Touring, о необходимых значениях этого параметра для позиционирования