Defeitos EUV lançam sombras sobre o futuro do chip

Litografia EUV é dito defeitos aleatórios aparecerá a 5 nanômetros (nm) nó. De acordo com os pesquisadores salientaram que eles estão tomando uma série de técnicas para eliminar esses defeitos, mas, até agora, não encontrei eficaz Solução

A notícia vem como um núcleo celular (Globalfoundries), Samsung (Samsung) e Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) competindo para a produção 7nm próximo ano para atualizar seu sistema para um 250W EUV fonte de luz de alta disponibilidade. Hoje, o surgimento desses defeitos aleatórios exibição, fabricação de semicondutores para o crescente custo e complexidade, não existe panacéia para resolver o problema.

especialistas gráficos belgas instituições de pesquisa IMEC Greg McIntyre na Sociedade Internacional de Engenharia Óptica avançada conferência de tecnologia de litografia (SPIE Avançada Litografia) realizou recentemente na Califórnia, no disse que o mais recente scanner de EUV podem ser impressos como um 7nm fundição 20nm planejado e as especificações-chave de tamanho maior. no entanto, eles não são claras na produção de linhas finas e capacidade de buracos.

Como McIntyre otimistas acreditam, por isso chamados 'efeitos aleatórios' em breve haverá uma série de soluções. Mas alguns céticos pensam que este resultado é apenas mais uma pergunta sistema EUV mais pessoas razão - se o sistema de EUV caro e muito atraso vai realmente se tornar mainstream ferramenta fabricante de chips?

Yan Borodovsky, um ex-tecnólogo de litografia da Intel, esperava que engenheiros da indústria pudessem usar o escalonador EUV por 2-3 exposições para criar componentes de 5nm ou até mesmo de 3nm, mas ele também apontou no discurso principal do evento. À medida que os defeitos dos cavacos continuam a subir, os engenheiros acabarão sendo forçados a adotar novas arquiteturas de processadores tolerantes a falhas, como as redes neurais.

O defeito mais recente apareceu repentinamente em um tamanho crítico de cerca de 15nm, que é o nó tecnológico necessário para fabricar um chip de 5nm para processos industriais na década de 2020. O fabricante EUML ASML mencionou no evento do ano passado que a empresa está se preparando para imprimir mais. Sistemas EUV de próxima geração refinados, mas esses sistemas não estarão disponíveis até 2024.

Os pesquisadores da Imec apontaram que a litografia EUV aparecerá com defeitos aleatórios a 5nm (Fonte: Imec)

Existem algumas formas de defeitos aleatórios causados ​​pelo buraco imperfeita; e alguns são rachadura linear ou um curto-circuito entre duas linhas e dois buracos devido ao tamanho desses defeitos é muito pequeno, os pesquisadores às vezes tem que gastar alguns. dias para encontrar.

desafios McIntyre encontrados quando descrevendo a descoberta e eliminação de erros. Por exemplo, alguns pesquisadores propuseram um método padrão para medir a rugosidade da linha, que é uma das chaves para compreender o defeito.

Outro problema é que ainda não está claro o que acontece com o material fotorresistente quando ele atinge a fonte de luz EUV McIntyre apontou: 'Ainda não sabemos quantos elétrons serão produzidos e quais substâncias químicas serão criadas ... nós também temos a ver com a física. Não completamente compreendido, portanto, mais experimentos estão em andamento. ”Ele apontou que os pesquisadores testaram até 350 combinações de fotorresistências e etapas do processo.

Bom rendimento a 7nm / 5nm

"A indústria de manufatura será duramente atingida pela queda no rendimento ... Se eu for responsável por isso, então vou dizer que é hora de se aposentar", disse um técnico de litografia aposentado em uma discussão sobre o defeito de 5nm. .

especialistas técnicos da Globalfoundries é publicado relativamente mais otimista, mas fundamentado argumento em outro discurso, disse que quando George Gomba, vice-presidente de pesquisa da Globalfoundries retrospectiva dedicada quase 30 anos de história EUV :. 'Esta é uma tarefa árdua e então não há mais trabalho a fazer ".

Hoje, sistemas de NXE 3400 'não atende às nossas expectativas projeto para o desenvolvimento de alguns dos requisitos, de modo que' quando 7nm 'ainda há alguma incerteza. Se você não melhorar a produtividade e usabilidade, que pode ser difícil para maximizar o valor dos EUV.'

Gomba apontou que defeitos aleatórios em 5 nm incluem fraturas sutis em 3D e rasgos, como lacunas nas linhas, etc. Ele também pediu mais trabalho nos chamados sistemas actínicos para que os técnicos de litografia possam usar máscaras. Detectar máscaras EUV antes de cobrir.

"Para utilizar plenamente o EUV, precisaremos de um sistema de detecção fotoquímica. Embora ele ainda esteja em desenvolvimento, ele pode ser usado para auxiliar os sistemas de detecção de máscara de feixe de elétrons que estão atualmente disponíveis".

A Globalfoundries compartilha suas visões sobre quando e como importar EUV. (Caixa verde escura indica que a abertura numérica alta EUV é mais popular (Fonte: Globalfoundries)

Borodovsky numa entrevista, outros factores que podem provocar uma falta de uniformidade defeitos 5nm do material fotorresistente EUV convencional. Além disso, ele também apoiado o feixe de electrões de escrita directa, por causa da complexidade da máscara de mudança de fase, eventualmente utilizando EUV Expandido para 8 vezes o preço das máscaras de imersão atuais.

Lam Research pelo fundador David Lam empresa Multibeam tecnologia de feixe de elétrons recentemente estabelecido para seus US $ 35 milhões em fundos do governo. Ele espera construir uma legislação baseada no mercado aplicável aos sistemas comerciais dentro de um ano e meio, mas adequado para a massa A versão de produção também demora mais.

A Imec acredita que a próxima geração de EUV deverá ser comercializada até 2025

Borodovsky disse que, em 2024, os defeitos podem se tornar tão comuns que os processadores tradicionais não poderão ser fabricados com processos avançados.Os chips experimentais usando matrizes de memória e elementos incorporados de computação incorporados podem ter maior tolerância a falhas, como O chip True North da IBM e as conquistas do HP Labs com os memristors.

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