Bericht Chipfertigung: Was steckt hinter der EUV-Lithografie?

['Xander]

Gerade extra eingeloggt zum Berichtigen- warn aber welche schneller.

Super Artikel- bitte mehr davon.

 

[Colindo]

Golem hatte einen 3-seitigen Backgrounder zu EUV bereits im August 2019

Hat Volker mich auch drauf aufmerksam gemacht, aber nur die dritte Seite hat den gleichen Inhalt (Fertigung) und dann ist der Text doch etwas wenig. So gesehen stimmt auch die Kritik von @TheBeastMaster. Für einen guten Überblick reicht der Golem-Artikel.

 

[AlcAida]

Endlich!
Ein Beitrag über die Schwarze Magie

 

[Kacha]

Hier hatte irgendjemand eine Frage zu Chipdesign, keine Ahnung mehr wer. Ich bin kein Experte, aber grob gesagt ist das meiste abstrahiert. So das absolute Basic ist VHDL als Beschreibungssprache. Im Endeffekt beschreibt man in Software was man am Ende haben will. Dafuer gibt es verschiedene Sprachen, anscheinend hat ARM (wenn ich mich nicht irre) auch einen Art Compiler bei dem man nur noch C++ Code schreibt. Ansonsten gibt es jede Menge Tools und Frameworks die beim Preis von Lizenzen dem ganzen hier in nichts nachstehen. Von Hand wird das wenigste gemacht. Aber arg viel mehr kann ich da auch nicht zum besten geben.

@PS828 Iter ist da auch interessant. Es gibt allgemein interessante und komplexe Themen wie Fusion bei dem der derzeitige Push zu Wind und Solar recht altbacken aussieht. Finde es immer schade wenn solche Technologien dann auch wenig gefoerdert werden. Bleeding Edge ist um einiges interessanter als Mottenkiste.

 

[y33H@]

Hat Volker mich auch drauf aufmerksam gemacht, aber nur die dritte Seite hat den gleichen Inhalt (Fertigung) und dann ist der Text doch etwas wenig. So gesehen stimmt auch die Kritik von TheBeastMaster. Für einen guten Überblick reicht der Golem-Artikel.

Das war nicht als Kritik an deinem Artikel gemeint, denn der liefert zusätzliche Informationen, die meiner nicht enthält - die Ausrichtung ist schlicht eine etwas andere.

 

[Colindo]

Wollte es auch nur einordnen, aber wenn es dein Artikel ist, verstehe ich auch, warum du es in dem Zusammenhang erwähnst

 

[Randfee]

sehr schöner Artikel! Gratulation Christoph für den sehr gut gelungenen Spagat zwischen Präzision, Vollständigkeit und Verständlichkeit, wenngleich ich der falsche bin letzteres ganz zu beurteilen. Als Laserphysiker mit 10 Jahre zurückliegender kleinen Beteiligung an den EUV Bemühungen ist man schon Stolz auf dieses Flaggschiff der Physik und Ingenieurskunst - hatten wir doch zwischenzeitlich schon fast die selben "es wird nie fertig" Gefühle wie bei der Kernfusion. Das zeigt auch nochmal, dass man einfach Visionen haben muss, die hunderte Promotionen und zig tausende Beteiligte fast ihr ganzes Berufsleben abverlangen um endlich ans Ziel zu gelangen.
Die Tatsache, dass EUV jetzt doch ein lauffähiges Produkt ist macht schon mächtig stolz auf die große Community an Beteiligten zu denen viele Bekannte in Ditzingen, Jena und Veldhoven gehören. Geile Sache, die der Halbleiterei nochmal einen richtigen Boost beschaffen wird, auch wenn jede Maschine immer noch jenseits der 100 Millionen kostet. Die Trumpf und Cymer Komponenten hab ich mir genauer anschauen können letztes Jahr, affengeil. Ich bin immer noch baff, dass man das "Dreck"- bzw. Zinn-Kondensat-Problem hat lösen können und frage mich weiterhin, ob sie wirklich alles Verraten, oder ob da nicht aber noch ein anderer (Elektromagnetisch weil Plasma?) Kniff drin ist bzw. das Tröpfchen sowieso geladen? Weiß da einer was?
Lustig, dass es jetzt doch so viele Artikel dazu gibt. Ich hab letztes Jahr bei uns am Institut ein paar Seminarbeiträge zur Thematik abgehalten. Zwischenzeitlich gibt es etliche sehr schöne offizielle Videos der Firmen dazu.... und eben gut recherchierte Artikel auf allgemein-verständlichem Niveau, wie diesen. Hab ich direkt mal einigen Leuten zum lesen weitergeleitet.

Noch was @ Computerbase!
Mehr Artikel dieser Qualität, das wertet die Seite noch mal richtig auf. Ich finde es besonders vor dem Hintergrund super mit qualitativ hochwertigen Beiträgen die Brücke bei Technologie-Themen zu den nicht-Experten zu schlagen und somit die Scheu vor irgendwelchen ominösen unverständlichen Black-Boxen zu nehmen.
Alle Medien (und Experten) haben hier Bildungsauftrag. Sehr schön!
Ist Christoph Riedel freier Mitarbeiter oder fest bei CB angestellt - würde mich einfach mal interessieren wie euer Modell hier eigentlich aussieht?

Weiter so!

Ergänzung (31. Januar 2020)

Doppel-Puls Laserprozesse bzw. solche mit moduliertem zeitlichem Intensitätsverlauf sind übrigens in der Laser-Community noch deutlich unterschätzt. Wir haben einige sehr spannende Halbleiterprozesse in der Entwicklung bei welchen wir transiente und nichtlineare Effekte ausnutzen um zeitlich die Eindringtiefen z.B. zu modulieren.
Bei Ultrakurzpulslasern kommen dann den deutlich höheren mitleren Leistungen mitlerweile auch immer öfter bursts zum Einsatz, also viele Pulse in relativ kurzem zeitlichen Abstand. Somit werden die Piko/Femtosekundenlaser letztlich demnächst fast zu den einzigen Strahlquellen die man braucht, da sie auch den Wärmeeintrag, welchen man eigentlich meist damit vermeiden will, wohl dosieren kann.

Die ganze Photonik Branche ist sowohl von der Job-Sicherheit als auch vom Spaß Faktor echt eine nette Truppe. Die Branche wächst zwar seit langem, aber der "harte Kern" (in Deutschland, EU, USA) ist auch einfach eine coole Truppe. Wer also hier z.B. vor der Entscheidung steht was er studieren/lernen soll. "LASER" sind nicht nur in Filmen cool ;-)

 

[Marcel55]

Als ich gelesen habe wie das Licht erzeugt werden muss dachte mich mir wtf...geht das nicht einfacher?

Wie kompliziert kann das sein etwas UV-Licht zu erzeugen?
Kann man die Dinger nicht einfach ein paar Stunden in die Sonne legen?

Beeindruckende Technik. Da muss man erst mal hinter steigen.

 

[PS828]

@Marcel55 Das Problem ist nicht das UV Licht an sich. Sondern die Wellenlänge

Was wir hier haben ist kein normales UV Licht. Das ist quasi schon fast röntgenstrahlung.

Normalerweise gibt es die Unterteilung in NUV, MUV und DUV, welches near, middle und deep ultraviolett Light beschreibt. Je nach Quelle erstreckt sich der Bereich von 350nm bis knapp unter 100 nm.

Hier sind es allerdings 13 nm (13,7 wenn ich mich recht entsinne) und hierfür Kann man nicht einfach normale Anregung nutzen. fast jedes Metall und halbmetall hat mindestens eine UV Linie, oftmals viel mehr als das. Aber die Anregungen der K Schale (die innerste) genügen nicht mehr um Photonen dieser Energie zu erzeugen.

Deshalb ist es leider nicht trivial

 

[TheBeastMaster]

Golem hatte einen 3-seitigen Backgrounder zu EUV bereits im August 2019

https://www.golem.de/news/euv-halbl...-aus-plasma-fladen-entstehen-1908-130247.html

Ja das stimmt schon. Ich habe die Gelegenheit aber nutzen wollen um allgemein einfach ein Lob aussprechen zu wollen. Denn gefühlt passieren solche Artikel einfach öfter auf Computerbase als woanders. Ich find z.B. das Heise Online über die letzten Jahre massiv nachgelassen hat.

 

[Beitrag]

Hier sind es allerdings 13 nm (13,7 wenn ich mich recht entsinne) und hierfür Kann man nicht einfach normale Anregung nutzen. fast jedes Metall und halbmetall hat mindestens eine UV Linie, oftmals viel mehr als das. Aber die Anregungen der K Schale (die innerste) genügen nicht mehr um Photonen dieser Energie zu erzeugen.

Wobei das schon nah an Röntgenstrahlung ist. Wenn man es schaffen würde, noch kleinere Wellenlängen zu handeln, könnte man wahrscheinlich eine Röntgenröhre dafür bauen und hätte es immerhin an dieser Stelle vergleichsweise leicht.

 

[KraitES]

Danke für den Artikel jetzt trennt sich die Spreu vom Weizen.

Die dauer Besserwisser bevorzugt der Amd Kundenseite die immer mit Fachbegriffen um sich schlägt als gäbe es kein morgen, verstehen auf einmal nichts mehr. 😂



Das ist einfach nur eine Feststellung. Die Kunden der genannten Firma schlagen mit Fachbegriffen Tag ein Tag aus, nur so um sich dadurch bestätigt zu fühlen, jetzt wo es ans eingemachte geht kommt: joa nix ganz verstehen😉😂

 

[PS828]

@Beitrag Das stimmt. Das Problem ist dann allerdings die Steuerung und Modulation des strahls.
Elektronen kann man wenigstens magnetisch lenken, langsame Photonen brechen reflektieren, transmittieren.

Diese Fähigkeiten sind allerdings stark eingeschränkt bei röntgenstrahlung und das macht es dann wieder komplizierter. Das gleiche gilt dann auch für gamma Quanten.

Betastrahlung wird ja erfolgreich eingesetzt und selbst alpha Strahlung, also Heliumkerne, kommen im FIB zum Einsatz

 

[Beitrag]

langsame Photonen

Lichtgeschwindigkeit langsam? War das Adjektiv vielleicht für die Elektronen gedacht?

Was Elektronen angeht, kenne ich den Elektronenstrahlschreiber. Aber bis man mit dem mal einen Wafer fertigbelichtet hätte, wäre vermutlich schon die nächste CPU-Gen draußen. Die benutzt man afaik nur zur Maskenherstellung.
Dass man mit Beta- und Alphastrahlung auch belichtet, ist mir neu. Bin aber auch kein Experte auf dem Gebiet, hab nur mal 'ne Vorlesung gehört.

 

[PS828]

Lichtgeschwindigkeit langsam? War das Adjektiv vielleicht für die Elektronen gedacht?

Was Elektronen angeht, kenne ich den Elektronenstrahlschreiber. Aber bis man mit dem mal einen Wafer fertigbelichtet hätte, wäre vermutlich schon die nächste CPU-Gen draußen. Die benutzt man afaik nur zur Maskenherstellung.
Dass man mit Beta- und Alphastrahlung auch belichtet, ist mir neu. Bin aber auch kein Experte auf dem Gebiet, hab nur mal 'ne Vorlesung gehört.

Oops Mein Fehler, ich meine kalte Photonen, also welche mit wenig energie.

Die Bestrahlung mit Betastrahlung ist die Elektronenstahllithographie bzw Positronenlitho. Diese ist aber nur ein theoretisches Konstrukt, da sie genau so gut wie die Elektronenstahllithographie funktioniert nur dass Elektronen viel einfacher zu beschaffen sind. ^^

Alphastrahlung sind Heliumkerne, welche man beim focused ion beam einsetzt. Damit kann man Nanometergräben ausheben und damit beispielsweise die Zusammensetzung Detektieren oder sich Scheibenweise durch das Material arbeiten. Als Belichter wäre dies nur theoretischer Natur, aber wie bei der Elektronenstahllithographie ebenso möglich und funktioniert auch gleich

Ergänzung (1. Februar 2020)

Der Vorteil eines Ionenstrahls gegenüber eines Elektronenstahls ist übrigens die Genauigkeit beim eindringen und das geringere Anregungsvolumen. Ist zum Beispiel auch für Implantation wichtig, aber dies ist eine andere Geschichte

 

[AncapDude]

Danke für den coolen Artikel. 0,6% Effizienz und brutaler Aufwand nur für noch kleinere Chips. Beeindruckend.

 

[Charminbaer]

Wow, solche qualitativ hochwertigen Artikel, in denen es um derart komplizierte Materie geht, sind echt selten auf Technikseiten anzutreffen.
Vielen Dank dafür @Colindo und CB

 

[Listo]

Ich finde solche Artikel ebenfalls großartig. Vielleicht kann man diesen Text in Zukunft den Leuten um die Ohren hauen, die immer meckern, dass die neuen Grafikkarten, CPUs usw. nur 10% schneller sind als der Vorgänger. Denn der Artikel zeigt eindrucksvoll, wie aufwendig mittlerweile solche Leistungssteigerungen von Hardware geworden sind.

 

[Colindo]

Ist Christoph Riedel freier Mitarbeiter oder fest bei CB angestellt - würde mich einfach mal interessieren wie euer Modell hier eigentlich aussieht?

In diesem Falle war das eher ein Community-Artikel, da ich den über Weihnachten ohne Rücksprache geschrieben und dann an Jan geschickt habe. Bei CB kann man freier Mitarbeiter werden und wird dann, so wie ich das verstanden habe, pro Zeile bezahlt. Sowas würde aber nur funktionieren, wenn ich regelmäßig wissenschaftliche Paper finde, die entsprechend hier relevante Themen behandeln.

Die ganze Photonik Branche ist sowohl von der Job-Sicherheit als auch vom Spaß Faktor echt eine nette Truppe.

Ab 2. März bin ich bei einer Firma für Lasertechnik angestellt

 

[Homoioteleuton]

Ein weiteres Problem ist, dass man in dem EUV Bereich keine Laser bauen kann, da die Spiegel mit 70% eine zu geringe Reflektivität haben, um einen Laser-Resonator zu bauen. Dementsprechend schwach sind die Quellen in dem Bereich.