Szerző: Bodnár Ádám

2011. szeptember 09. 09:24:00

Korszakváltás a chipgyártásban: most már tényleg jön az EUVL?

A Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation, a világ legnagyobb szerződéses félvezetőgyártója két héten belül üzembe állítja első EUV, vagyis extrém ultraibolya fénnyel dolgozó levilágítóját, adta hírül a félvezetőiparra szakosodott Electronic Engineering Times.

Az EUV levilágítás elterjedése nagyjából tíz éve téma a félvezetőiparban, ahogy a hagyományos levilágítási technikák elérik a fizikai határaikat - a fejlesztések kezdeti eredményei kapcsán az általános várakozás az volt, hogy már a 65 nanométeres csíkszélességű chipek gyártásához is EUV levilágítást használnak a chipgyártók, azonban ezek az elképzelések nem realizálódtak, az EUV bevezetése a tömegtermelésben a mai napig ígéret maradt.

Eddig lehetett trükközni

A csíkszélesség csökkentésének legnagyobb gátját egy ideje a fotolitográfia vagy röviden litográfia lassú fejlődése jelenti. Ma az iparban általánosan elterjedt levilágítók 193 nanométeres hullámhosszúságú fénnyel dolgoznak, a gyártóknak pedig különféle trükkökhöz kell folyamodnia annak érdekében, hogy ezek segítségével 193 nanométernél jóval kisebb csíkszélességű (pl. 130, 90, 65, 45, 32 nanométeres) mintákat tudjanak a szilíciumlemezen elhelyezni. Az egyik ilyen trükk az immerzió, amikor levilágításkor a szilíciumlemezt extrém tisztaságú vízbe merítik, a folyadék pedig lencseként segít a fénysugár fókuszálásában - ezt a legtöbb félvezetőgyártó már használja egy ideje.

Egy másik megoldás az ún. computational vagy másképp inverz litográfia, amely nem más mint a maszkok optimalizálása a teljes levilágítási procedúra összes elemének számítógépes szimulációjával. Az inverz litográfia nevét onnan kapta, hogy az eljárás kiindulópontja nem a maszk, hanem az ábra, amit a szilíciumon látni szeretnénk. Ha a litográfiához hasonló elven működő vetítésből szeretnénk párhuzamot vonni, akkor az inverz litográfia annak a megfelelője, amikor a vetített képből kiindulva a teljes leképezési folyamat számítógépes modellezése alapján készítjük el a vetítőt, amely végül pont olyan képet ad, amilyet szeretnénk. Bevált trükk még a "double patterning", amikor a levilágítás két menetben, két eltérő maszkkal történik - ennek a hátránya, hogy a folyamat kétszer annyi ideig tart.

Sok múlik a berendezésgyártókon

Ezekkel a trükkökkel azonban csak ideig-óráig lehet elodázni a generációváltást a levilágításban - az iparágban meghatározó szereplők (reális alternatíva hiányában) egyaránt az extrém ultraibolya levilágítást tartják a következő nagy lépésnek, amely 13,5 nanométeres hullámhosszúságú fénnyel dolgozik. Az EUV litográfia bevezetése azonban távolról sem triviális, több okból sem. Egyrészt a berendezések rendkívül drágák, áruk darabonként meghaladja a százmillió dollárt, másfelől az EUVL esetében a maszkok ára is csillagászati, valamint a technológia sajátosságai miatt a levilágítást vákuumban kell végezni, ami megnöveli a folyamathoz szükséges időt - egy EUV levilágítón néhány szelet haladhat át óránként mindössze, vagyis sok készülékre van szükség ahhoz, hogy a chipgyárak termelése ne essen vissza.

Machine learning és Scrum alapozó képzések indulnak! (x) A HWSW októberben induló gyakorlatorientált, 10 alkalmas, 30 órás online képzéseire most early bird kedvezménnyel lehet regisztrálni!

Nem csoda, hogy a nagy volumenben dolgozó chipgyártók mindegyike addig próbálja elkerülni az EUV használatát ameddig csak lehet és a meglevő litográfiai berendezéseinek újrahasznosítását preferálja - azonban úgy tűnik, most tényleg megérett az idő a váltásra, a litográfiai berendezések vezető gyártói, mint az ASML és a Nikon le tudták győzni a készülékekkel és a technológiával kapcsolatos gyerekbetegségeket és az EUV levilágítás hamarosan tömegtermelésbe kerülhet.

Még két év

Az EE Times információi szerint a TSMC rövidesen megkezdi az első teszteket egy ASML 3100-as sorozatú EUV levilágítóval, azonban mire a technológia kereskedelmi termelésre alkalmas lesz, legalább két évnek kell még eltelnie - a vállalat tervei szerint legkorábban a 2015-ben tömegtermelésbe álló 14 nanométeres eljárásán használják majd először. A TSMC babérjaira törő GlobalFoundries 2012 végén telepíti első EUV levilágítóját, egy 3300-as sorozatú ASML eszközt, és várhatóan szintén a 14 nanométeres chipek tömeggyártásához használja először a technológiát.

A világ legnagyobb chipgyártója, az Intel a jelenlegi nyilvános tervei szerint 14 nanométeres eljáráson még kihúzza a 193 nanométeres litográfiai berendezésekkel és a fent említett trükkök használatával, de a 10 nanométeres chipjeit már EUV levilágítással fogja gyártani, 2015 végétől (feltehetően Nikon berendezésekkel). A tömegtermelésbe vonáshoz persze az is szükséges, hogy 2012 végére rendelkezésre álljanak a megfelelő kapacitású eszközök - a cég ekkor határoz arról, milyen technológiával készüljenek a 10 nanométeres lapkák.

Az október 25-26-án rendezett eseményen közel ötven nemzetközi előadó is színpadra áll, 16 országból - a leggyorsabb jegyvásárlók pedig ESP32-alapú hacking badge-et is kapnak!

a címlapról