Intel baut angeblich erste 450-mm-Fabrik

[Skysnake]

Ich hab mal kurz geschaut. Man macht inzwischen wohl alles mögliche. Diamantsäge (so kenne ich es aus der Chipfertigung), Wasserstrahl und auch Laser. Kommt sicherlich auch immer darauf an, was man denn nun haben will aus dem Einkristall. Einen Wafer für Chips oder nur einen für Solarzellen. "Gehobelt" wird da aber nichts. Die Waferplatten sind schon "relativ" dick, da man Sie nach dem Sägen noch schleifen und polieren muss!

Du musst quasi eine perfekte Ebene durch die Kristallstruktur haben, ohne Stufen drin. Das würde dich nämlich killen beim auftragen der Fotolacke usw. Die werden ja in der Mitte aufgespritzt und dann der Wafer in Rotation gebracht, so dass die ganze "Soße" durch die Zentrifugalkraft drüber läuft und alles überschsüssige einfach wegfliegt Damit erreicht man die gleichmäßigsten Schichtdicken. Das ist auch mit der Grund, warum die Wafer in der Produktion noch vergleichsweise dicke Dinger sind, und wenn erst nach der Produktion dünn geschliffen werden. Wären Sie dünner, würden Sie die Zentrifugalkräfte auf den Drehtellern zum Auftragen der Fotolacke nicht aushalten und zerbrechen.

 

[ruyven_macaran]

Ja für das Auftragen der Belichter usw trifft das zu. Für das Belichten durch die Masken an sich aber leider nicht. Das ist ja das Problem an EUV. Die Lichtquellen sind zu schwach und deswegen dauert ein Waferdurchlauf noch zu lange. Das ist echt ein Problem scheinbar. Soweit ich das verstanden habe ist das halt auch ein signifikanter Kostenfaktor.

Immernoch "zu schwach"? Ich dachte, man wäre schon seit Jahren soweit, dass vor allem die Optiken ein Problem wären. (Stärke ist ja letztlich nur eine Frage der eingesetzten Energie - und die ist für den eigentlichen Belichtungsvorgang im Vergleich zur ganzen Infrastruktur eigentlich winzig)

angenommen, man hat eine Anzahl x an 300mm Wafern und eine Anzahl y an 450mm Wafern, x und y so gewählt, dass der Flächeninhalt bei beiden gleich groß wäre und man würde keine Parameter verändern, der Yield müsste doch dann aber bei beiden gleich groß sein
nur der Yield pro Wafer wäre bei den 450mm Wafern kleiner, da y < x, oder?

Der Yield pro Wafer hängt doch nicht von der Anzahl der Wafer ab, sondern davon, wie viele Fehler du bei der Bearbeitung eines Wafers machst. 450 mm steht da einfach vor einer ganzen Reihe von Problemen - von der gleichmäßigen Bearbeitung größerer Flächen über tendentiell zunehmende Störungen weiter Weg vom Mittelpunkt bis hin zu banalen Dingen vom Schlage "wie verhindere ich, dass das Ding durchbricht?" (bislang sind 450 mm Wafer afaik noch so viel dicker, dass sich trotz weniger Schnitte kaum noch Vorteile bei der Siliziummenge gegenüber 300 mm ergeben)

Das Rotieren ist aber auf jeden Fall SEHR SEHR SEHR SEHR SEHR! wichtig! Es kommt dabei auch darauf an, wie schnell man rotiert. Je nachdem verändert sich die Form des Kristalls wohl auch wenn ich mich richtig erinnere. Es ist auf jeden Fall wirklich sehr wichtig wie man rotiert.

Du musst alleine schon deswegen rotieren, damit du einen runden Kristall erhälst. Würde das ganze in der Schmelze stehen, würde diese mehr oder minder willkürlich in alle Richtungen auskristallisieren und das Ergebnis wäre alles, nur keine Ausgangsmaterial für identische Wafer. Durch die Rotation sorgst du dafür, dass etwaige sich ausbildende Vorsprünge gleich wieder abschmelzen, weil sie einen besseren Kontakt mit der Schmelze haben.

 

[Skysnake]

Immernoch "zu schwach"? Ich dachte, man wäre schon seit Jahren soweit, dass vor allem die Optiken ein Problem wären. (Stärke ist ja letztlich nur eine Frage der eingesetzten Energie - und die ist für den eigentlichen Belichtungsvorgang im Vergleich zur ganzen Infrastruktur eigentlich winzig)

Ja, die EUV Quellen sind noch immer zu schwach, bzw die Optiken reflektieren zu schlecht. Das kannst du drehen wie du willst. Das Ergebnis bleibt das gleiche. Man braucht längere Zeit um die Lacke mit genug Licht zu versehen, dass Sie eben reagieren, was dazu führt das ein Wafer länger in der Maschine ist, was den Durchsatz reduziert, was den Fixkostenanteil pro Wafer erhöht usw usw usw usw.

Wenn ich es richtig im Kopf habe ist die Lebensdauer der EUV Quellen auch noch ein Problem, da bin ich mir aber nicht sicher, nagel mich also bitte darauf nicht fest.

Du musst alleine schon deswegen rotieren, damit du einen runden Kristall erhälst. Würde das ganze in der Schmelze stehen, würde diese mehr oder minder willkürlich in alle Richtungen auskristallisieren und das Ergebnis wäre alles, nur keine Ausgangsmaterial für identische Wafer. Durch die Rotation sorgst du dafür, dass etwaige sich ausbildende Vorsprünge gleich wieder abschmelzen, weil sie einen besseren Kontakt mit der Schmelze haben.

Das sollte so auch absolut richtig sein

Passt eigentlich auch SEHR gut zu der Erklärung bzgl Anlagerung neuer Atome ans Gitter. Die Bereiche die zu schnell wachsen, schmelzen wie du richtig festgestellt hast auch wirklich ab. So macht das auch richtig Sinn

Danke, auf den Aspekt des zu unterschiedlichen Wachsens bin ich nicht mehr gekommen, dadurch besteht ja auch eine erhöhte Gefahr von Fehlern im Kristall. Ich war die ganze Zeit schon nicht so 100% glücklich mit dem Punkt, bin aber auf den von dir genannten Punkt einfach nicht gekommen. Nochmals danke dafür

 

[metalstore]

Was ist eigentlich dieses EUV?

 

[keinnick]

Was ist eigentlich dieses EUV?

Gemeint ist vermutlich das hier: EUV-Lithografie

 

[metalstore]

Ah ok, danke

 

[ruyven_macaran]

Ja, die EUV Quellen sind noch immer zu schwach, bzw die Optiken reflektieren zu schlecht. Das kannst du drehen wie du willst. Das Ergebnis bleibt das gleiche. Man braucht längere Zeit um die Lacke mit genug Licht zu versehen, dass Sie eben reagieren, was dazu führt das ein Wafer länger in der Maschine ist, was den Durchsatz reduziert, was den Fixkostenanteil pro Wafer erhöht usw usw usw usw.

Weißt du eigentlich, warum man sich überhaupt immer an EUV versucht und nicht direkt Röntgen nimmt? Da hätte man eine solide Grundlage mit leistungsfähig(st)e Quellen aus der Industrie und photoempfindliche Substanzen aus der Medizin.

 

[Skysnake]

Und wie willst du die Strukturen erstellen?

Also röntgen usw ist ziemlich banane. Zudem musst du aufpassen, wie hoch das Auflösungsvermögen der Lacke ist Ja das gibts ernsthaft auch da.

Gerade mit so hochenergetischen Strahlen wie röntgen kann es sein, dass du nur eine zu grobe Auflösung erreichst, weil man zu viel Energie deponiert. Wir reden hier ja von Strukturen im ein bis knapp zweistelligen nm Bereich

Insgesamt spielen da dann auch wieder die Mechanismen der Absorbtion rein. Je höher die Energien werden, desto hässlicher wird es...

Problematisch ist dann auch, wie man denn überhaupt einen vernünftig fokusierten Röntgenstrahl bekommt. Das ist ja auch nicht trivial.

Wenn du den Aufwand betreibst kannste wahrscheinlich gleich direkt kohärente Elektronenstrahlen nehmen und hast am Ende weniger Geschiss und halt pornöse Grundvorraussetzungen

Über Geld reden wir dann aber lieber nicht mehr

 

[ruyven_macaran]

Das Elektronenstrahlen zu (energie)aufwendig wären, ist klar. (Wobei ich eher das Entwicklungsrisiko denn das Endergebnis für limitierend halte. Schließlich kann man mit Elektronenstrahlen im Idealfall gleich eine ganze Reihe von Nodes überspringen und so die derzeitige Entwicklungsgeschwindigkeit auf Jahre hinaus halten, ohne noch einmal irgendwas investieren zu müssen. Das ist langfristig billiger, als der EUV-Zwischenschritt - aber man muss es halt en bloc bezahlen.)
Aber Röntgen-Quellen in beliebiger Stärke (darunter auch welche, die nicht zu stark sind), bekommt du an jeder zweiten Ecke zu Preisen, die die durchschnittliche Fab vermutlich in der Woche für Einweghandschuhe und Haarnetze zahlen muss .
Was sein könnte, ist das Auflösevermögen der Lacke (wo ich aber erwarten würde, dass es für höherenergetische Strahlung leichter ist, entsprechende Moleküle zu konzipieren, weil man eben auf einem kleineren Querschnitt genug Energie erhält), Fokussierung (unwahrscheinlich. Eine gewisse Fokussierung wird überall beim röntgen benötigt und der Rest ist nur eine Präzisionsfrage, während EUV offensichtlich vor prinzipiellen Problemen steht) und ggf. die Masken (Blei ist halt weich). Aber ich dachte, du wüsstest vielleicht eine Antwort, die über "könnte" hinaus geht

 

[Skysnake]

Nein das Problem ist die Eindringtiefe+Streuung. Das macht dir die Auflösung wieder kaputt.

Du musst ja im Optimalfall bei Röntgen den Fall haben, dass du den Lack nur belichtest, wenn der STrahl ihn direkt trifft, jedwede Streuung aber nicht mehr ausreicht ihn zu belichten. Das wird ziemlich schwer werden, das für derart kleine STrukturen hin zu bekommen. Vor allem hast du eben auch das Problem mit den Masken. Die sind ja im Prinzip wieder Transparent...

Mit Röntgenstrahlen handelst du dir da echt unglaublich viele neue Probleme ein. Ich kann absolut verstehen, warum man das nicht will. Da könnte man wirklich gleich auf Elektronenstrahlen gehen. Wäre wahrscheinlich sogar mit weniger Problemen an sich behaftet, bleibt nur die teure Quelle

 

[ruyven_macaran]

Eindringtiefe ist egal, du arbeitest ja am Lack und der ist nur oben.
Und Steuung? Gibts nicht.
Das ist ja gerade das tolle an Röntgenstrahlung. Du kannst wieder mit Wellenlängen arbeiten, die um 2 Größenordnungen kleiner sind, als die zu fertigenden Strukturen. Dementsprechend gilt es keine Probleme mit Spalt-Beugung oder gar komplexe Interferenzmuster zu beachten. Man kann direkt ein Abbild der Maske erzeugen, dass genau so scharf ist, wie die Fokussierung der Strahlungsquelle - und für diese Fokussierung gelten genau die gleichen Prinzipien, wie bei einem medizinischen Röntgengerät. Man muss zwar präziser arbeiten, aber man bleibt in Größenordnungen, in denen Wellencharakteristiken einfach egal sind.

 

[Skysnake]

Ähm...

Ruyven, du HAST Streuung bei Röntgenstrahlen, und das nicht zu knapp

Guckst du hier wenn du mir nicht glaubst: Röntgenstrahlung

Und die Eindringtiefe ist relevant, weil das eben entscheidend dafür ist, wie dick deine Maske sein muss. Du musst ja unterscheiden können ob jetzt da belichtet werden soll oder nicht. Wenn die Maske zu dünn ist, belichtest du halt trotzdem... Das Energiefenster muss also recht breit sein, welches unterscheidet, ob nun belichtet wird oder nicht.