Asml: paggawa ng mga sangkap ng euv sa connecticut

Pagdating sa paggawa ng chip, mas maliit ang mas mahusay. Iyon ay, ang mga mas maliit na transistor ay humahantong sa mga chips na nakabalot ng mas maraming mga pag-andar sa isang mas maliit na lugar, at sa kasaysayan na ito ay humantong sa patuloy na pagpapabuti ng mga produkto pati na rin ang mas mababang mga gastos sa pag-compute, na may mga density na pagdodoble bawat dalawang taon o higit pa. Ngunit sa mga nagdaang taon, ang pagpapabuti na ito ay pinabagal, sa bahagi dahil nakakakuha ng mas mahirap na gumamit ng maginoo na mga tool sa lithography upang makabuo ng mas maliit na mga linya na kinakailangan para sa mas maliit na chips. Ang malaking pag-asa ng industriya para sa isang tagumpay ay isang bagay na tinatawag na matinding ultraviolet (EUV) lithography.

Nagsusulat ako tungkol sa EUV sa loob ng maraming taon, at ang mga unang pagsubok na machine ay na-install mga isang dekada na ang nakakaraan sa mga pasilidad ng pagsasaliksik ng chip sa SUNY at IMEC. Ang mga malalaking chipmaker ay may pagsubok sa mga makina ng EUV sa loob ng maraming taon, ngunit kamakailan-lamang na na-upgrade ang kanilang mga machine at pag-install ng mga bagong modelo, at bukas na pinag-uusapan ang tungkol sa kung paano nila magagamit ang EUV sa kanilang 7nm at 5nm manufacturing node.

Medyo nagulat ako nang malaman kamakailan na ang ilan sa mga pinakamahalagang sangkap ng isang sistema ng EUV ay aktwal na ginawa sa Wilton, Connecticut, mga 45 milya sa labas ng New York.

Una, ang ilang background. Ang lahat ng mga chips sa electronics na ginagamit mo ngayon ay ginawa sa isang kumplikadong serye ng mga hakbang na kinasasangkutan ng patterning na may photolithography, kung saan ang ilaw ay dumadaan sa isang maskara sa isang silikon na wafer, pagdeposito ng mga materyales sa wafer, at pag-iwas sa mga hindi kanais-nais na bahagi na magkakasunod upang mabuo ang mga transistor at iba pang mga sangkap ng isang maliit na tilad. Karaniwan, ang isang solong chip ay dadaan sa maraming mga hakbang sa lithography, na lumilikha ng maraming mga layer. Sa halos lahat ng kasalukuyang nangungunang chips, gumamit ang mga tagagawa ng isang proseso na tinatawag na 193nm immersion lithography, o DUV (malalim na ultraviolet) lithography, kung saan ang ilaw na may isang haba ng haba ng 193nm ay na-refact sa pamamagitan ng isang likido sa isang photoresist upang lumikha ng mga pattern na ito.

Ang ganitong uri ng lithography ay may limitasyon - hanggang sa laki ng mga linya na maaari nitong likhain - kaya sa maraming mga kaso ang mga chipmaker ay tumalikod sa isang patong nang maraming beses upang lumikha ng iminungkahing disenyo. Sa katunayan, ang doble-patterning ngayon ay pangkaraniwan, at ang pinakabagong henerasyon ng mga chips mula sa Intel at iba pa ay gumagamit ng isang pamamaraan na tinatawag na self-aligned quad patterning (SAQP). Ngunit ang bawat karagdagang hakbang ng patterning ay tumatagal ng oras, at ang mga error sa pagkuha ng mga pattern na nakahanay nang tama ay maaaring gawing mas mahirap na gawing perpekto ang bawat chip, kaya binabawasan ang ani ng magagandang chips.

Ang matinding ultraviolet (EUV) lithography ay gumagamit ng ilaw na may mas maliit na haba ng haba ng 13.5nm. Maaari itong pattern ng maraming mga tampok na mas pinong, ngunit nagdudulot din ito ng maraming mga teknikal na hamon. Tulad ng minsan na ipinaliwanag sa akin, nagsisimula ka sa pamamagitan ng pag-spray ng tinunaw na lata sa 150 milya bawat oras, pindutin ito ng isang laser sa isang pre-pulse upang ipamahagi ito, sabog ito sa isa pang laser upang lumikha ng isang plasma, at pagkatapos ay i-bounce ang ilaw salamin upang lumikha ng isang sinag na dapat pindutin ang wafer sa eksaktong tamang lugar. Sa madaling salita, ito ay tulad ng pagsisikap na matumbok ang isang baseball sa isang-pulgadang zone papunta sa eksaktong parehong lugar sa kinatatayuan ng 10 bilyong beses sa isang araw. Upang gawin ang gawaing ito, ang isang mataas na pinagkukunang pinagkukunan ng enerhiya ng plasma upang mapangalagaan ang ilaw ay kinakailangan, at dahil kumplikado ito, ang proseso ay nangangailangan ng tumpak na pag-align ng lahat ng mga bahagi sa system.

Dahil sa pagiging kumplikado nito, ang ASML - ang malaking tagagawa ng Dutch na kagamitan sa lithography - ay ang tanging kumpanya na gumagawa ng mga EUV machine, at ang mga aparato ay nangangailangan ng mga bahagi at modyul mula sa isang bilang ng mga pasilidad. Ang pabrika sa Wilton ngayon ay gumagawa ng mga kritikal na module para sa parehong mga DUV at EUV machine, sa mga optika at precision mechanics, ayon sa ASML Fellow Chip Mason.

Sa partikular, ginagawa ng pabrika ng Wilton ang modyul na umaabot sa pangatlong pangatlo ng kasalukuyang Twinscan NXE: 3350B machine, na humahawak at tiyak na nakahanay sa yugto ng reticle, na siyang humahawak ng maskara kung saan ang ilaw ay nagniningning upang gawin ang pattern. pati na rin ang pagkakahanay ng wafer at mga leveling sensor. Ang tuktok na module mismo ay binubuo ng iba pang mga module na ginawa sa pabrika.

Ipinaliwanag ng pangkalahatang tagapamahala ng ASML Wilton na si Bill Amalfitano kung paano sa isang makina ng EUV, ang nangungunang module ay humahawak sa reticle, ang ilalim ay humahawak ng wafer, at ang gitna ay humahawak ng napakataas na precision optika, na ginawa ni Zeiss.

Tulad ng ipinaliwanag ni Mason, ang tumpak na pagpoposisyon at pag-align ng reticle na may mga optika ay kritikal sa paggawa ng mga chips. Upang gawin ito, ang koponan sa Wilton ay nakikipagtulungan sa mga koponan sa Netherlands, isang computational lithography group sa San Jose, at isang pangkat ng metrolohiya. Patuloy na sinusukat ng makina kung nasaan ang mga bagay at pinapabalik ang mga pagwawasto sa isang proseso na kilala bilang "holistic lithography." Ang lahat ng mga bahagi ay naipadala pabalik sa ASML sa Veldhoven, sa Netherlands, kung saan pagkatapos ay isinama sila sa buong sistema.

Ang mga pangwakas na makina ay medyo malaki-laki ng laki ng silid. Ang tala ni Mason na ang bawat bagong henerasyon ng mga tool sa lithography ay nagdala ng isang mas mahirap na proseso na may mas malalaking makina na lumilikha ng mas maliit na mga tampok. Sa puntong ito, sinabi niya, walang sinumang tao ang maaaring maging isang dalubhasa sa buong proseso, kaya nangangailangan ito ng isang mahusay na pakikipagtulungan sa magkakasama, sa loob ng pabrika at sa iba pang mga lokasyon ng kumpanya.

"Hindi ito tulad ng 10 taon na ang nakakaraan nang madali, " biro ni Mason, na napapansin na ang mga matatandang proseso din ay "tila imposible sa oras."

Tulad ng kumplikado, ang kasalukuyang mga makina ng EUV ay hindi katapusan ng linya. Sinabi ni Mason na ang firm ay nagtatrabaho sa High NA (numerical aperture) EUV, kasama ang mga pagpapabuti sa holistic lithography at karagdagang mga tampok na pagwawasto sa pag-iwas, upang makapag-print kahit na mas pinong mga tampok. Ang pagpapabuti ng transistor density ay "makabuluhang gawain, " sabi ni Mason, na nagpapansin na ang mga empleyado sa pasilidad ay nakakaramdam ng responsibilidad na maihatid ang bagong teknolohiya.

(Bill Amalfitano, ASML Wilton pangkalahatang tagapamahala; Michael Miller; Amy Rice)

Nagkaroon ako ng isang pagkakataon upang maglakad sa pabrika kasama ang ASML Wilton GM Bill Amalfitano, na ipinaliwanag na ang paggawa ay tapos na sa isang 90, 000-square foot clean room, sa isang 300, 000-square foot pasilidad.

Ang banyo ay tila katumbas ng halos dalawang kwento na mataas, at kahit na tila mahigpit para sa ilan sa mga pinakabagong kagamitan, tulad ng buong makina ng Twinscan EUV. Lahat ito ay tila napakahusay na nakaayos, na may iba't ibang mga istasyon para sa paglikha ng mga dose-dosenang iba't ibang mga subsystem na pumapasok sa pangwakas na mga module, at lahat ng kulay na naka-code sa pamamagitan ng pag-andar.

Nagtataka ako kung paano natapos ang ganitong uri ng trabaho sa Connecticut. Si Mason at Amalfitano, na parehong nagtatrabaho sa mga pasilidad nang maraming taon, ay ipinaliwanag na ang lahat ay nagsimula nang mga taon na ang nakalilipas nang ang Perkins-Elmer, noon sa Norwalk, ay lumilikha ng mga advanced na optika para sa mga bagay tulad ng mga salamin para sa teleskopyo ng Hubble. Ang kumpanya na iyon ay nagsimulang magtrabaho sa mga tool sa lithography noong mga huling bahagi ng 1960, at sa huli ay naging isa sa mga pangunahing tagapagtustos kasama ang mga tool sa Micralign. Ibinenta ng Perkins-Elmer ang paghahati sa Silicon Valley Group noong 1990, na pinangalanan itong Silicon Valley Group Lithography (SVGL), na siya namang nakuha noong 2001 ng ASML.

Kasabay nito, ipinaliwanag ni Amalfitano, ang pasilidad ay patuloy na lumawak. Gumagamit ito ngayon ng higit sa 1, 200 katao - at lumalaki - mula sa halos 16, 000 kabuuang mga empleyado ng ASML.

Nagtataka sa iyong bilis ng broadband sa internet? Subukan ito ngayon!