Comments 88
А в чистоте ли дело?
Для штамповки необходимо что бы плоскость штампа совпадала с плоскостью основы с точностью в десятые доли толщины слоя резиста.
И износ никто не отменял, каким бы мягким не был резист.
А ещё, после замены изношенного штампа надо заново калибровать и настраивать весь техпроцесс - и травление и другие стадии. Т.к. другой штамп даст другие особенности и поправки.
Т.е. средний выход годных будет явно поменьше.
Проблема плоскости штампа решается отсутствием плоскости штампа))
Штамп скорее всего цилиндрический с бортиком ограничителем глубины, так глядишь и на прямоугольные монокристаллы наконец перейдем.
Для фотолитографии через маску действует ровно такое же требование
И износ никто не отменял, каким бы мягким не был резист.
Резист при штамповке вообще жидкий нанесенный ровной пленкой на спин коатере. При придавливании штампом у вас перераспределяется жидкость. Потом она полимеризуется и штамп убирается. Вопрос износа стоит не острее чем вопрос выкидывания на помойку брэгговских зеркал для мягкого рентгена, которые засираются отшетками олова из плазменного источника "экстремального ультрафиолета" (ака мягкого рентгена) в литографах ASML.
А в чистоте ли дело?
Не в ней. Для EUV-литографии не только чистота нужна, но и полный вакуум. С тезисом про износ согласен полностью
Уменьшить зону, заменить воздух азотом, и станет ещё дешевле.
Как отмечали выше - износ. Как в статье длинного про искровой карандаш в комментарии с установкой его в чпу - надо контроллировать его текущее состояние.
Но в простых картинках, формируемых за раз-два - вполне реализуемо.
Чем выше нормы и количество оттисков - тем больше шанс пролета мимо. Это помимо налипания кусочков резиста и сколов на штамп.
А на каком оборудовании будет делаться сам штамп? И сколько будет стоить 1 отпечаток.
Проще говоря - какова долговечность?
хм, я думал освоили перенос материала как это сделано обычной офисной печатью (та что на бумаге оттиск из краски оставляет) в наномасштабах, а тут буквально выдавливают.
Ладно, а если как это сделано с лазерным принтером!?
Барабан с особым зернистым покрытием заряжается пучком электронов в вакууме, сначала прокатывается по материалу, заряженному противоположным зарядом, в нужных местах он прилипает, а затем барабан прокатывается по подложке, оставляя материал на нем в нужных местах.
Вся работа в правильном материале барабана, подборе и агрегатном состоянии вещества, способе переноса заряда чтобы материя из катода не летела и т.п.
в нужных местах он прилипает
А если прилипает не в нужных местах? И как довести до того, чтобы в 100% случаях прилипал именно там, где надо? Думаю, они давно пробовали использовать магнетизм для нанесения рисунка. Но что-то не пошло, и они настолько упоролись, что печатают через линзы и выжигают кремний ультрафиолетом не просто так.
Интересное решение проблемы дефицита чипов, в том числе заказных.
А ключевой вопрос то в статье и не упомянут
Каким методом и на каком оборудовании изготавливаются штампы и главное сколько они будут стоить
Мне кажется, с изготовлением самого штампа сильно ситуация сильно проще.
Когда мы большую матрицу просвечиваем - нам нужно сложная точная и дорогая система, чтобы картинка получалась резкой по всей плоскости.
А тут штамп можно буквально построчно медленно и печально делать, что выглядит уже куда как более простым занятием. Но, скорее всего, оно именно чрезвычайно медленно.
Дело в том что фотошаблоны делаются крупнее результирующей микросхемы потому что оптика позволяет масштабировать изображение, а вот механический штамп придется изготавливать в масштабе один к одному, с детализацией в те самые пресловутые 5 нанометров.
Ну, насколько я помню была такая технология с использованием сканирующего электронного микроскопа, где переносили отдельные атомы.
Что-то подобное наверное используют и здесь. Ну или разновидности электроэрозионной обработки, гальванические покрытия или наоборот травление... В статье это не раскрыто. Я поискал какую-то информацию, но тоже ничего конкретного не нашел.
Вопрос, действительно, обойдён вниманием, но есть намёк, что, раз производство доступно относительно небольшим фирмам, то этот вопрос тоже решён так или иначе. Я не думаю, что стоимость будет неподъёмной, тем не менее это снимает проблему монополии в производстве литографического оборудования.
А ещё, мне кажется, важно будет то, что производство относительно небольших тиражей заказных чипов станет более выгодным.
Зная Canon, я бы не удивился если бы микросхемы мог производить кто угодно, но штампы для производства микросхем мог производить только Canon. И он же устанавливал цену на штамп. Не нравится - пройдись по базару.
Это золотое дно.
Ну, то что Canon так и сделает к бабке не ходи. Горбатого могила исправит. Только я немножко вопрос изучил и выходит, что производство штампов это относительно легкое дело и технологии с разрешением в 1нм работали и работают с 80х. Я про электронную литографию.
Она конечно очень медленная для коммерческого использования, но для штампов самое оно!
NIL тоже не быстрый процесс, но на порядок быстрее. А если и намного дешевле (а оно так и выглядит) встает вопрос почему до сих пор никто не разрабатывает именно NIL технологии для производства ИМС. Ведь, если сооружения недорогие, то производительность легко повышается горизонтальным масштабированием. Которое, кстати намного лучше вертикального по всем параметрам.
Вот что монополизация рынка (ASML имею ввиду) делает с технологиями!
встает вопрос почему до сих пор никто не разрабатывает именно NIL технологии для производства ИМС
Так давненько работают над этим - кэноны не первые кто этим занялся.
Но одно дело сделать такое в лаборатории и другое дело - промышленную установку. По целому фактору причин это было не очень выгодное дело. По крайней мере для более низких норм фотолитограф всегда проще и дешевле суммарно получался (с учётом эксплуатации, выхода годных и т.п.)
Так что ребята идут на риск на самом деле.
По крайней мере для более низких норм фотолитограф всегда проще и дешевле суммарно получался
Не факт. Разрешения которые для NIL обыденная норма, для фотолитографии cutting-edge и цены соответственные.
Мне кажется, что даже если и многие работали, то рынок у них не был из-за фактической монополии ASML. А без рынка, конечно разрабатывай-не разрабатывай, все равно ничего не продашь. Тем более, что на начальном этапе каждая новая технология хуже старой, даже если и намного перспективнее.
но штампы для производства микросхем мог производить только Canon.
Это подорвёт саму идею серийного производства аппаратов для большого количества относительно мелких фирм, и приведёт к возникновению нелегального производства штампов. Тем более, что Canon "подрезал лавину" - теперь понятно, что можно создать относительно недорогое литографическое производство, и множество фирм рванутся создавать аналоги.
[[Каким методом
Ну как вариант - той же фотолитографией.
Может быть пришло время переносить производство в космос? Там и чисто и гравитации нет, что способствует правильному росту кристаллов.
А потом будут дожди из микросхем
Там и чисто и гравитации нет, что способствует правильному росту кристаллов.
А что, у вас кристаллы как-то неправильно растут?
Разверните пожалуйста свою мысль более подробно.
Кристаллы могут "расти неправильно" и невесомость действительно может помочь в борьбе с этим.
Кристаллы могут "расти неправильно"
Могут расти, а могут и не расти
невесомость действительно может помочь в борьбе с этим
Вы производитель кристаллов, и не можете отладить процесс великого польского химика Яна Чохральского?
Вы производитель кристаллов, и не можете отладить процесс великого польского химика Яна Чохральского?
До каких размеров вы можете вырастить таким образом кристаллы?
Да что там кристаллы... Даже зеркала для телескопов, вследствие земной гравитации, имеют ограниченные размеры.
А кристаллы каких размером вам нужны для проезвоства микросхем?
Ну вот мы и упёрлись в "искусственное ограничение" ;)
16 век: "а на кой леший вам 15 метровое зеркало для телескопа?"
Так и представляю конвеерное производство микросхем: с одной стороны ванна с расплавом из которой выходит непрерывная полоса кристалла, на другом эту полосу с уже сформированными структурами режут на отдельные микросхемы.
Только вот такая идиллия упирается даже не в физику (хотя и в неё тоже), а в экономку - никому пока не нужен такой поток микросхем.
Я тоже сразу об этом подумал. Правда отсутствие гравитации неожиданно может стать проблемой. Возможно это будут чисто технические моменты, но может быть и нет.
А точно там настолько уж чисто?
Ну в смысле да, частиц в космосе действительно меньше, чем на планете, и чем дальше от планет, тем меньше - но зато при этом встречаются пылинки, которые могут оборудование насквозь пробить. Также там есть солнечный ветер, который вовсе не всегда безобиден для точного позиционирования разных лучей, да и доставка туда и обратно получится дороже настолько, что перекроет все возможные выгоды.
Правда, производство в космосе будет иметь больше смысла если потребители тоже будут в космосе.
Про солнечный ветер я как-то не подумал. Можно на темной стороне Луны делать, но там космическое излучение. В общем, надо пробовать имхо.
Или ночью, когда Солнце не светит )
Вы тёмной обратную сторону Луны назвали? Она не всегда тёмная. Полностью, пожалуй, только в полнолуние.
Да будет вам известно, что наиболее высокоэнергетические частицы (наиболее опасные для электроники) прилетают к нам не от Солнца. Вот статья на эту тему:
https://habr.com/ru/companies/first/articles/667208/
Если лень читать, вот цитата оттуда:
Источником значительной части частиц является Солнце, но это относительно низкоэнергетические частицы. Больше энергия у тех, что образовались в результате взрыва сверхновых. А максимальная энергия — у частиц, которые образовались в результате активности чёрных дыр в дальних частях нашей и соседних галактик.
Надо строить завод в центре Луны, там и гравитации не будет и частиц прилетит минимальное количество.
Правда в последнее время попадались теории что у нее все такие есть жидкое ядро, тогда облом
Как только вы там что-то построите чистота исчезнет.
Грязь же не через открытое окно в помещение попадает. А при переносе материалов и в процессе технологических процессов. В этом никак чистота космоса не поможет.
Возможно в скором-то времени, наделают Байкал и Эльбрус. Сделают оборудование 5G и 6G. Мечты, мечты.
А покупать литографы для России опять будет Чубайс?
Свои ... запилим!
хоть и заминусуют, но в отличии от Сталинских времен, сейчас нынешние Берии в итоге скатываются в полковники Захарченко. и чуть помаринуют, чуть оторвут от найденого, а потом как Васильеву и возможно Захарченко, просто отпустят.
поэтому запилы будут, единичные демонстраторы технологий - аналогично, серийное, если и будет - такое что лучше бы не было совсем.
Чубайса уже забросили к противнику в качестве превентивного удара возмездия, литографов не будет ни у кого.
Нишу ASML не закроет, а вот нишу мелкосерийного произвосдва, опытного, военка - самое то.
На опытном производстве вроде бы используют электронно-лучевой метод. Долго, для поточного производства никак не применить, но похоже это единственный метод еще с 70ых получить желаемые нанометры, если не литографией.
А почему нельзя сразу поток ионов сфокусировать, у них же дебройль ещё меньше? Хорошая квадрупольная магнитная линза кого угодно сфокусирует, её масса частицы мало смущает…
Положить пластину, откачать воздух и дальше на ней просто напечатать а-ля 3D-принтер.
Рисовать потоком ионов дорожки? Мы ещё в не настолько далёком будущем. Энергозатратно слишком это - дебройл не просто так же меньше.
Т.е. процедура займёт дни/недели/месяца на современных технологиях.
Слышал, что пытались напрямую имплантировать без масок - но это просто нерентабельно.
Время — это зависит от того, насколько «готовая искаропки» установка будет дороже кинескопа (при массовом производстве таких «принтеров», конечно). Если в 100 раз — shut up and take my money, я начинаю выпекать к весне 64-ядерник со 128 гигами оперативки. Если в 1000 раз — нууу, где-то у кого-то может и окупиться, если много заказухи делает. Если в 10000 — проехали, подождём более далёкого будущего.
А вот про энергозатратность — спасибо, интересный момент. Если оно все эти месяцы тридцатикиловаттными электромагнитами будет отапливать дом, чтобы свести в нанометры непокорное ионное пятнышко — во-первых, стоимость самой установки точно будет не в «сто кинескопов», а где-то ближе уже к МРТ-аппарату, во-вторых, энергии она сожрёт больше, чем сама стоит (или жидкого гелия, что ни фига не легче).
Ну тут как. На один цикл ионной пушки тратится порядка кВт * ч . И занимает порядка минуты. И что засвечивать за этот цикл - пластину целиком или один транзистор - энергии уйдёт примерно одинаково.
А теперь умножаем количество транзисторов в процессоре на количество процессоров на пластине а затем на кВт * ч и на одну минуту ...
Да, это очень сильно не электронно-лучевая трубка :) И даже не «вывернутый наизнанку электронный микроскоп» :)
Даже интересно, где тут можно побороться, чтобы будущее не только нас тупило, но и наступило :) Может, как-то перемещать точку инжекции ионов макроскопически, а квадрупольками в постоянном режиме («электронный микроскоп наоборот») отобразить всю эту макрокартину перемещений в нанокартину? Чтобы оно хотя бы в непрерывном режиме работало…
Хотя там получится оооочень маленький кристалл, чую я :) Картина размером с поле зрения электронного микроскопа… хммм :)
То что есть еще одна альтернатива - это отлично. Есть такие нишевые штуки, где не нужно таких огромных объемов.
Мне вот интересно, кто первым придумал про цену в 10 раз меньше. Директор кэнон сказал: "one digit less than ASML's EUVs" вот источник https://abachy.com/news/canon-offer-5nm-chip-nil-machines-one-tenth-price-asml. Если источник вам покажется сомнительным, можете загуглить фразу "one digit less than ASML's EUVs Fujio Mitarai", в выдаче будет блумберг, например. Так вот на одну цифру меньше и в 10 раз меньше или на порядок меньше это всё разные фразы. Не помню сколько точно стоит литограф от АСМЛ, вроде млн 120. Так вот 99 млн это на 1 цифру меньше.
Статья так и не сказала в чём нюанс. Вы пишите при фотолитографии можно работать с целыми пластинами, а вот в случае нанопечатной технологии это невозможно
Что вы имеете ввиду невозможно? Пластины должны быть не целые? Их надо будет предварительно разрезать или что? Современные литографы сканерами называются не просто так, они облучают фоторезист последовательно участок за участком. Целиком пластина не облучается.
Давно ждал на Хабре новости про литограф Canon, но в итоге описание вышло довольно скудное. Если кому-то интересен источник, то у Canon есть краткое описание процесса на их сайте (на английском) и видеоролик с описанием процесса под спойлером.
С моего дивана это далеко не "более точное воспроизведение", как написано в статье. Там полно потенциальных проблем: распределение фоторезиста, неравномерное давление на форму, разделение формы после засвета, очистка сложной прессформы после разделения. Но если они добились хорошей воспроизводимости, то мое почтение их инженерам.
Nanoimprint Lithography from Canon
Да, "хабр уже не торт"... Большая часть оставленных к посту каментов просто не появилась бы, если бы люди дали себе труд немного погуглить и почитать... Материала хоть не очень много, но есть. Как в виде околонаучных статей, так и, например, в виде нескучно оформленных интервью с создателями, где описываются более подробно и часть этих проблем (например, как аккуратно "налепить" штамп на заготовку (проблема "пузырьков" знакома каждому, кто пытался наклеить защитную плёнку на свой телефон), так и как потом его аккуратно "отлепить" против ван-дер-вальсовых сил, не попортив и штамп и резист), и пути их решения. Единственное - мне не встретилось подробного описания процесса изготовления самого штампа. Но, может быть, это из-за того, что процесс electron beam writing уже хорошо известен и отлажен? Я совсем не специалист в микроэлектронике, и читал это всё из чистого естественнонаучного любопытства...
А сколько приблизительная производительность одного EUV-литографа в единицах чипов или вафель? А то сумма в 150 млн мало о чем говорит.
Насколько я помню интел озвучивал ценники в $10 млрд за один завод.
Ну где-то минуты на пластину + подготовительное время. Т.е. порядок - тысяча в месяц. Прибыль с пластины порядка 1000 долларов. Т.е. литограф приносит порядка миллиона прибыли (не дохода) в месяц (хотя так не совсем корректно считать - там же линия, но он спокойно может стоить как вся остальная линия вместе взятая).
Т.е. суперсовременный фотолитограф окупается десять лет (по порядку величины). Хотя это скорее про завод считать надо.
Быстрым гуглением я нашел небольшую статью на LinkedIn с анализом производственных мощностей от июня 2023. В ней предпологается, что оборудование простаивает большую часть времени, но мощность 1000 пластин в сутки.
Производственная мощность: подложек в день на EUV-литограф
Сколько чипов на подложке зависит от размера чипа. Для EUV и подложки в 300 mm это скорее всего несколько сотен чипов и 10-20% брака. Цифры очень приблизительные, я не спец, просто красивое.
Потенциальным покупателям стоит сначала ознакомиться со стоимостью оригинальных чернил к этому принтеру Canon
Впечатляет, что корпорация, пусть и не самая мелкая, создала технологию, недоступную странам, что запускают ракеты в космос.
Если не попадет под санкции, то будет хит. Мелкосерийное производство самое то, для современных потребностей, узких направлений, где нет проблем с финансами.
Япония запускает ракеты в космос. И вообще космос-то здесь причем???
Когда твоя страна - богатейшая с сильнейшей экономикой, когда валюта, печатаемая твоей страной, котируется (буквально покупается у нее за товары и услуги) всем миром, то да, компании в этой стране могут себе позволить проводить исследования, строить крутые бизнесы и космос.
А когда твою страну, с крохотным населением, сначала уничтожили пару раз, затем еще несколько раз разграбили местные паханы, бизнесам не до новых технологий и ракет в космос...
Привет всем комментаторам и автору. Проблема судя по всему все там же. Все учат процессы FAB через Википедию. У кого то даже резисты растекаются под давлением или с чистотой проблемы. Перед экспонированием пластина проходит стадию нагрева/охлаждения, именно что бы ничего не растекалось. Резист находится в постоянном физическом состоянии, иначе у вас улетит абсолютно все, а сканер не найдет марки alignment mask. Тоже самое перед dev и после. Касательно загрязнения))) Так это проблема общая CP у вас будет есть всегда, вопрос как вы это решаете. На современном производств, где от 160 тыс пластин стартов в месяц, очень жесткие требования по чистоте.
А касательно Canon, так вообще пока никто ничего не знает. Как это будет работать во встроенной цепочке? Какие у него правила open frame, с какими реагентами он работает? Что у них за facility. Короче, одна болтовня.
Какие материалы и технические решения были использованы в новом литографе, и как они сравниваются с теми, которые использует ASML? Есть ли какие-то уникальные особенности в подходе к производству, которые позволяют снизить затраты?
Как скоро появятся принтеры для печать микросхем дома? Вообще литограф не самая дорогая часть процесса. И вопрос как машина от кенона встанет в этот тех процесс?
В Canon разработали 5-нм литограф, который стоит дешевле, чем система от ASML. Но есть нюанс