Bericht Chipfertigung: Was steckt hinter der EUV-Lithografie?

[PERKELE]

Ein hoch interessanter Artikel, vielen Dank @Colindo!

 

[PS828]

Das Hauptproblem ist eigentlich eine entsprechend starke Quelle zu bauen und die Fokussierung. Linsen sind in solchen Wellenlängenbereichen nicht mehr möglich, also sucht man sich andere Wege. Die Anforderungen an die bragg Spiegel und das Alignment sind extrem.
Besonders letzteres macht besonders viel Spaß, da beim kleinsten Fehler das Bauteil hin ist.

 

[CLK]

Großes Kompliment, @Colindo ! Vor allem die Lichterzeugung über Sn - Tröpfchen is schon eine ausgetüftelte Sache, so etwas finde ich ultra spannend!

 

[iamsiggi]

Netter Artikel!
Ein Tippfehler ist mir gleich ins Auge gestoßen: Der Brechungsindex von Wasser ist 1,33 nicht 1,44...

Siegfried

 

[SVΞN]

Genialer Beitrag @Colindo und hochinteressant, den lese ich mir gerne noch ein zweites Mal durch.

Kann mich dem Lob von @Jan nur anschließen und finde es Klasse, dass deine tolle Arbeit hier verdientermaßen von Lesern und Kollegen gelobt aber auch von der Chefetage wert geschätzt wird.

Super Arbeit und ein toller Einstand.

Liebe Grüße
Sven

 

[Colindo]

Ein Tippfehler ist mir gleich ins Auge gestoßen: Der Brechungsindex von Wasser ist 1,33 nicht 1,44...

Ja, denkt man, ne? Ich hatte erst 1,33 geschrieben und musste es nachher umändern! Schau mal bei https://refractiveindex.info/?shelf=main&book=H2O&page=Daimon-20.0C vorbei und gib als Wellenlänge 0.193 µm ein.
Der Brechungsindex von Wasser ist nämlich bei DUV anders als bei sichtbarem Licht.

 

[modena.ch]

Ihr könnt doch nicht meinen guten Arbeitgeber Trumpf unterschlagen.
Ohne uns geht nix in der EUV Fertigung.

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[TheBeastMaster]

Das beste an EUV ist, das ich vor knapp 1,5 Jahren Asml Aktien gekauft habe. Auf anraten eines Post irgendwo hier im Forum

Aktuell Feier ich denjenigen extrem ab, leider ist mir der Nick nicht mehr geläufig. Sonst hätte ich ihm gern ein paar Kästen feinstes Hopfengebräu ausgegeben.

 

[Colindo]

@modena.ch Steht der Firmenname nicht drin? Ups! Dafür gab es dazu aber mal einen kompletten Artikel inkl. des Videos

 

[foofoobar]

Wie werden eigentlich die Masken hergestellt?

 

[Colindo]

@SV3N verrat's keinem, aber mein erster Artikel ist schon 1,5 Jahre her, war damals aber nicht mit meinem User-Account gepostet worden. Hatte seit dem sehr lange zuviel zu tun

 

[PS828]

Guter Hinweis von Colindo an der Stelle. Der Berechnungsindex ist komplexer Natur und ergibt sich aus der dielektrischen Funktion. Er besteht aus Berechnung (n) und Transmission (k) welcher die Dämpfung angibt. Dabei hängt alles von der Wellenlänge / frequenz ab, da immer andere physikalische Effekte greifen.

Da 13 nm quasi röntgenstrahlung ist, wäre auch so beachten dass n und k hier exotische Werte annehmen können, sowas wie 0,999998 zum Beispiel ^^

 

[Stuxi]

Wow. Großes Lob @Colindo!

Klasse Artikel, auch wenn ich ihn bestimmt noch einmal lesen muss um alles nachvollziehen zu können.
Durch deinen Artikel bin ich auch auf den von 2017 gestoßen und hab mir auch den erstmal zu Gemüte geführt.

Unglaublich interessant. Daher Vielen Dank an dich und auch an CB das solch klasse Artikel von Community Mitgliedern ermöglicht werden.

Chapeau!

 

[PS828]

Wie werden eigentlich die Masken hergestellt?

Elektronenstahllithographie oder FIB (focused ion beam)

Danach wird die Struktur aufgedampft und entwickelt. Die Maske muss viele optische Eigenschaften vereinen, damit sie Funktioniert, EUV Masken sind hier nochmal speziell, da völlig anderer Wellenlängenbereich als klassische Masken. Diese sind mit chrom bedampft

 

[Colindo]

Wie werden eigentlich die Masken hergestellt?

Du fängst mit einem geeigneten Substrat an, beschichtest das mit den mehreren Layern, bis ein Bragg-Spiegel daraus wird und dann schreibst du mit Elektronenstrahllithografie (sehr präzise, sehr langsam) die Strukturen darauf. Die Strukturen bestehen da aus Tantalnitrid.

Da 13 nm quasi röntgenstrahlung ist, wäre auch so beachten dass n und k hier exotische Werte annehmen können, sowas wie 0,999998 zum Beispiel ^^

Ich hatte mal in einer Vorlesung was zu Linsen für Röntgenstrahlung gehört. Da das Material bei der Wellenlänge einen Brechungsindex kleiner als 1 besitzt, müssen alle Linsen konkav sein, um zu fokussieren.

 

[v_ossi]

Danke erstmal an alle für das Lob!

Ehre, wem Ehre gebührt.

Da würde ich einschränken, dass Multi-Patterning wahrscheinlich wiederkommt, wenn man wieder länger auf der gleichen Belichtungswellenlänge sitzt wie zuvor mit DUV. Multi-Patterning ist so gesehen wie die Immersionslithografie ein Hilfsschritt für kleinere Strukturen bei gleicher Wellenlänge.[...]

Das ist wohl wahr, aber aktuell ist es eben einer der großen Vorteile der Technik. Statt DUV Multi-Patterning kommt man beim "gleichen" (oder besser gesagt vergleichbaren) Fertigungsprozess eben mit EUV Single-Patterning aus. Und sobald man EUV Multipatterning benötigt, spart man sich entsprechend noch anspruchsvollere DUV Multi-Patterning Methoden.

TSMCs N7, N7P und N7+ (EUV) sind ja 'grob' vergleichbar, was die Strukturgrößen angeht, aber der N7+ (EUV) Prozess wird weniger, dafür bedeutend komplexere Belichtungsschritte haben.

Wenn man -Stand heute- statt DUV Quad-Patterning also mit einem EUV Schritt auskommt, ist man auch mit einer EUV Maschine mit halbem Durchsatz noch schneller*.

Hier ist das noch mal deutlich genauer ausgeführt.

Still, double-patterning EUV is a better alternative than 193nm/multi-patterning at 5nm. “It would probably be 6, 7 or 8 immersion exposures, which is not at all workable,” Lercel said.
[...]
For the metal layers at 5nm, the starting point for double patterning EUV is a 26nm pitch, according to IC Knowledge and TEL. The contacts and vias, which are larger, will use single patterning EUV at 5nm.

Im 5nm Node werden wir also Double-Patterning zurück bekommen.

*rein theoretische Betrachtung. Insgesamt fließen ja noch wesentlich mehr Faktoren in die Herstellung ein.

 

[radoxx]

Sehr schöner Artikel. Danke dafür!

Bei aller Kritik an den Verzögerungen in der Herstellung von Wafern muss man sich mal vor Augen führen, was für ein immenser Aufwand dahinter steht.

Das EUV Belichtungssystem von ASML ist das fortschrittlichste, komplexeste Gerät überhaupt, unter allen Maschinen, überall.
Chips mit Nanometer-Strukturen die aus so vielen Belichtungsschichten bestehen werden mit unterschiedlichen Masken werden nahezu atomar genau übereinander gelegt und korrekt abgebildet. Und das auch noch wirtschaftlich schnell. Einfach unglaublich.

 

[PS828]

Ich hatte mal in einer Vorlesung was zu Linsen für Röntgenstrahlung gehört. Da das Material bei der Wellenlänge einen Brechungsindex kleiner als 1 besitzt, müssen alle Linsen konkav sein, um zu fokussieren.

So ist es, damit haben Sie mich auch schon geärgert, wobei ich hier das Konzept Linse für ein wenig schwammig halte, dafür ist es zu entartet, da es kaum Materialien gibt die röntgenstrahlung gut passieren lassen, das liegt daran dass röntgenstrahlung zufälligerweise die Elektronen der untersten Schalen anregt und damit geschluckt wird. Deshalb jetzt man auch auf die Spiegel, weil die dank der laue Bedingungen nahezu alles wieder reflektieren

 

[TheBeastMaster]

@Colindo Sehr geiler Artikel der dazu einläd sich weiter mit der Thematik zu befassen.

Unglaublich welch Niveau Computerbase insgesamt zu bieten hat. IMHO tragen genau solche Artikel dazu bei das Computerbase für mich eine Institution für alles was mit IT zu hat geworden ist.

Während Heiße, Golem und Co immer weiter vercausalisieren und immer weniger technische Artikel liefert, dreht CB hier einaach mal auf.

Die Retro Artikel, die Community Arbeit, das zusammenwirken der Redaktion nahe an der Leserschaft, und die hervorragende Community, die umfangreichen Tests....

Das alles macht mich stolz ein Computerbase Pro User zu sein. Ich kenne kein anderes "Magazin" (und damit meine ich alle, nicht nur IT und Technik) welches es mehr Verdient hat.

 

[engineer123]

Moin,

EUV -> Gabs da nich jemand irgendwo in dem Kommentaren, der proklamierte:

"Unser Zeugs (Trumpf) ist in den Anlagen drin und bildet eine wesentliche Komponente"

Ist das so? Wenn ja, wieso taucht "Trumpf" nicht im Bericht auf?