วีดีโอ: Old man crazy (ธันวาคม 2024)
เมื่อพูดถึงการทำชิพ นั่นคือทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กนำไปสู่ชิปที่บรรจุฟังก์ชั่นได้มากขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็กและในอดีตสิ่งนี้นำไปสู่การปรับปรุงผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่องเช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายในการคำนวณที่ลดลงโดยมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นทุกสองปี แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการปรับปรุงนี้ได้ชะลอตัวลงส่วนหนึ่งเป็นเพราะการใช้เครื่องมือการพิมพ์หินแบบเดิมยากขึ้นในการผลิตเส้นขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับชิปขนาดเล็ก ความหวังอันยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมสำหรับความก้าวหน้าคือสิ่งที่เรียกว่าการพิมพ์หินแบบ ultraviolet (EUV)
ฉันเขียนเกี่ยวกับ EUV มาหลายปีแล้วและเครื่องทดสอบเครื่องแรกได้รับการติดตั้งเมื่อประมาณสิบปีที่แล้วที่ศูนย์วิจัยการผลิตชิปที่ SUNY และ IMEC ผู้ผลิตชิปรายใหญ่มีการทดสอบเครื่อง EUV เป็นเวลาหลายปี แต่เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการอัพเกรดเครื่องจักรและติดตั้งรุ่นใหม่และตอนนี้ได้พูดคุยกันอย่างเปิดเผยเกี่ยวกับวิธีการใช้ EUV ที่โหนดผลิต 7nm และ 5nm
ฉันรู้สึกประหลาดใจเล็กน้อยที่ได้เรียนรู้เมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบ EUV นั้นผลิตขึ้นจริงใน Wilton รัฐคอนเนตทิคัตประมาณ 45 ไมล์นอกนิวยอร์ก
ครั้งแรกพื้นหลังบางส่วน ชิปทั้งหมดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่คุณใช้ในปัจจุบันผลิตในขั้นตอนที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการทำลวดลายด้วย photolithography โดยที่แสงผ่านหน้ากากลงบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนวางวัสดุลงบนแผ่นเวเฟอร์และแกะสลักชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการอย่างต่อเนื่อง ทรานซิสเตอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ของชิป โดยทั่วไปชิปตัวเดียวจะผ่านขั้นตอนการพิมพ์หินหลายขั้นตอนเพื่อสร้างหลายชั้น ในแทบทุกชิปชั้นนำในปัจจุบันผู้ผลิตใช้กระบวนการที่เรียกว่า 193nm immersion lithography หรือ DUV (deep ultraviolet) lithography ซึ่งแสงที่มีความยาวคลื่น 193nm นั้นจะถูกหักเหผ่านของเหลวลงบน photoresist เพื่อสร้างลวดลายเหล่านี้
การพิมพ์หินชนิดนี้มีข้อ จำกัด จนถึงขนาดของเส้นที่สามารถสร้างขึ้นได้ดังนั้นในหลายกรณีผู้ผลิตชิปหันไปทำลวดลายเลเยอร์เดียวหลาย ๆ ครั้งเพื่อสร้างการออกแบบที่เสนอ อันที่จริงแล้วการทำแพทเทิร์นสองครั้งเป็นเรื่องธรรมดาและชิปรุ่นใหม่ล่าสุดจาก Intel และอื่น ๆ ใช้เทคนิคที่เรียกว่า แต่ขั้นตอนเพิ่มเติมของการทำลวดลายต้องใช้เวลาและข้อผิดพลาดในการจัดรูปแบบที่ถูกต้องจะทำให้ยากที่จะทำให้แต่ละชิปนั้นสมบูรณ์แบบซึ่งจะช่วยลดผลตอบแทนของชิปที่ดี
การพิมพ์หิน Extreme ultraviolet (EUV) ใช้แสงที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 13.5nm สิ่งนี้สามารถออกแบบฟีเจอร์ที่ละเอียดกว่าได้มากมาย แต่มันก็ยังท้าทายความสามารถทางเทคนิคมากมาย ตามที่เคยอธิบายให้ฉันครั้งหนึ่งคุณเริ่มต้นด้วยการพ่นดีบุกเหลวที่ 150 ไมล์ต่อชั่วโมงตีด้วยเลเซอร์ในพรีพัลส์เพื่อกระจายมันระเบิดด้วยเลเซอร์อีกก้อนเพื่อสร้างพลาสม่าแล้วกระเด็นแสงออก มิเรอร์เพื่อสร้างลำแสงที่ต้องยิงแผ่นเวเฟอร์ตรงจุดที่ถูกต้อง มันก็เหมือนกับการพยายามตีเบสบอลในโซนหนึ่งนิ้วเข้าไปในจุดเดียวกันที่แน่นอนในพื้นที่ 10 พันล้านครั้งต่อวัน ในการทำให้งานนี้เป็นแหล่งพลังงานพลาสม่าพลังงานสูงที่จำเป็นต่อการให้แสงและเนื่องจากมีความซับซ้อนกระบวนการจึงต้องมีการจัดตำแหน่งชิ้นส่วนทั้งหมดในระบบอย่างแม่นยำ
เนื่องจากความซับซ้อนนี้ ASML ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องมือพิมพ์หินขนาดใหญ่ชาวดัตช์เป็น บริษัท เดียวที่ผลิตเครื่องจักร EUV และอุปกรณ์ต้องใช้ชิ้นส่วนและโมดูลจากโรงงานหลายแห่ง โรงงานใน Wilton วันนี้สร้างโมดูลที่สำคัญสำหรับทั้งเครื่อง DUV และ EUV ในด้านทัศนศาสตร์และกลไกที่มีความแม่นยำตาม ASML Fellow Chip Mason
โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงงาน Wilton สร้างโมดูลขึ้นมาเป็นอันดับหนึ่งในสามของเครื่องจักรปัจจุบัน Twinscan NXE: 3350B ซึ่งจัดการและจัดแนวเรติเคิลอย่างแม่นยำซึ่งในหน้ากากจะมีแสงส่องผ่านเพื่อสร้างลวดลาย เช่นเดียวกับการจัดตำแหน่งเวเฟอร์และเซ็นเซอร์ปรับระดับ โมดูลด้านบนประกอบด้วยโมดูลอื่น ๆ ที่ผลิตจากโรงงาน
ผู้จัดการทั่วไป ASML Wilton Bill Amalfitano อธิบายว่าในเครื่อง EUV โมดูลด้านบนจัดการเรติเคิลด้านล่างจัดการเวเฟอร์และตรงกลางจัดการกับออปติกความแม่นยำสูงที่ผลิตโดย Zeiss
เมสันอธิบายว่าการวางตำแหน่งและการจัดตำแหน่งของเส้นเล็งอย่างแม่นยำด้วยเลนส์นั้นมีความสำคัญในการสร้างชิป ในการทำเช่นนี้ทีมใน Wilton ทำงานร่วมกับทีมในเนเธอร์แลนด์กลุ่มการพิมพ์หินในซานโฮเซ่และกลุ่มมาตรวิทยา เครื่องจะทำการวัดว่ามีสิ่งใดบ้างและดึงข้อมูลการแก้ไขกลับคืนในกระบวนการที่เรียกว่า "การพิมพ์หินแบบองค์รวม" ชิ้นส่วนทั้งหมดจะถูกส่งกลับไปยัง ASML ใน Veldhoven ในเนเธอร์แลนด์ที่ซึ่งพวกเขาจะถูกรวมเข้ากับระบบเต็ม
เครื่องสุดท้ายมีขนาดค่อนข้างใหญ่ขนาดห้องค่อนข้างใหญ่ เมสันตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องมือพิมพ์หินรุ่นใหม่แต่ละรุ่นได้นำกระบวนการที่ยากขึ้นมาใช้กับเครื่องจักรที่มีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งสร้างคุณสมบัติที่เล็กลง เมื่อมาถึงจุดนี้เขากล่าวว่าไม่มีใครสามารถเป็นผู้เชี่ยวชาญในกระบวนการทั้งหมดได้ดังนั้นจึงต้องใช้การทำงานเป็นทีมทั้งในโรงงานและที่ตั้ง บริษัท อื่น
“ มันไม่เหมือนเมื่อ 10 ปีก่อนเมื่อมันเป็นเรื่องง่าย” เมสันพูดติดตลกว่ากระบวนการรุ่นเก่านั้น“ ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ในเวลานั้น”
มีความซับซ้อนเหมือนที่เป็นอยู่เครื่อง EUV ปัจจุบันยังไม่จบบรรทัด Mason กล่าวว่า บริษัท กำลังพัฒนา EUV (ตัวเลขรูรับแสง) สูงพร้อมกับการปรับปรุงการพิมพ์หินแบบองค์รวมและคุณสมบัติการแก้ไขความใกล้ชิดทางแสงเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถพิมพ์ได้แม้คุณสมบัติที่ละเอียดกว่า การปรับปรุงความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์เป็น "งานที่สำคัญ" เมสันกล่าวว่าการสังเกตว่าพนักงานในโรงงานรู้สึกถึงความรับผิดชอบในการส่งมอบเทคโนโลยีใหม่
ฉันมีโอกาสเดินผ่านโรงงานกับ ASML Wilton GM Bill Amalfitano ซึ่งอธิบายว่าการผลิตเสร็จในห้องสะอาดเท้า 90, 000 ตารางฟุตในโรงงาน 300, 000 ตารางฟุต
ห้องคลีนรูมดูเหมือนจะมีความสูงเทียบเท่ากับสองชั้นและถึงแม้มันจะดูแน่นสำหรับอุปกรณ์ใหม่ล่าสุดบางอย่างเช่นเครื่อง Twinscan EUV เต็มรูปแบบ ดูเหมือนว่าจะมีการจัดระเบียบที่ดีมากโดยมีสถานีที่แตกต่างกันสำหรับการสร้างระบบย่อยที่แตกต่างกันหลายสิบระบบซึ่งเข้าสู่โมดูลสุดท้าย
ฉันอยากรู้ว่างานประเภทนี้จบลงที่คอนเนตทิคัตอย่างไร Mason และ Amalfitano ซึ่งทั้งคู่ทำงานที่โรงงานมานานหลายปีอธิบายว่ามันเริ่มต้นเมื่อหลายปีก่อนเมื่อ Perkins-Elmer จากนั้นใน Norwalk กำลังสร้างเลนส์ขั้นสูงสำหรับสิ่งต่าง ๆ เช่นกระจกสำหรับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล บริษัท นั้นเริ่มทำงานเกี่ยวกับเครื่องมือพิมพ์หินในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และในที่สุดก็กลายเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์รายใหญ่ด้วยเครื่องมือ Micralign เพอร์กินส์ - เอลเมอร์ขายแผนกให้กับ Silicon Valley Group ในปี 1990 ซึ่งเปลี่ยนชื่อเป็น Silicon Valley Group Lithography (SVGL) ซึ่งได้ถูกซื้อกิจการในปี 2544 โดย ASML
ระหว่างทาง Amalfitano อธิบายว่าโรงงานแห่งนี้ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันมีพนักงานมากกว่า 1, 200 คนและเติบโตขึ้นจากพนักงานทั้งหมดประมาณ 16, 000 คนของ ASML
อยากรู้เกี่ยวกับความเร็วอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ของคุณหรือไม่ ทดสอบตอนนี้!
