لیتوگرافی، نقطه عطف جدید

از نظر Multibeam، امروز را می توان نقطه عطفی برای صنعت جهانی نیمه هادی نامید، زیرا آنها امروز پلتفرم MB را راه اندازی کرده اند، اولین لیتوگرافی پرتو الکترونیکی چند ستونی در جهان (MEBL) که می تواند کارخانه های تولید تراشه را بهتر کند.

بر اساس گزارش ها، سیستم لیتوگرافی جدید آن که برای چاپ الگوهای روی تراشه ها ضروری است، سیستمی است که برای تولید انبوه ساخته شده است. فناوری الگوبرداری دقیق کاملاً خودکار در نمونه‌سازی سریع، بسته‌بندی پیشرفته، تولید با ترکیب بالا، شناسه تراشه، نیمه‌رساناهای ترکیبی و سایر کاربردها استفاده خواهد شد. Multibeam می‌گوید پلت‌فرم جدید منتشر شده با مزایای بهره‌وری جدید انقلابی در لیتوگرافی پرتو الکترونی (EBL) ایجاد می‌کند، در حالی که وضوح بالا، ویژگی‌های خوب، میدان دید وسیع و عمق میدان زیاد را ممکن می‌سازد.

اما در واقع، به نظر می رسد فناوری Multibeam توسط صنعت رها شده است؟ بیایید نگاهی بیندازیم که آنها می خواهند چه نوع امواجی ایجاد کنند.

راTهیردOپیشنهاد بهDo Cباسن

با نگاهی به تولید تراشه فعلی، سه گزینه اصلی وجود دارد، یعنی تجهیزات از نوع EUV ASML، نانوایمپرنت و نوشتن مستقیم چند پرتو، که اکنون به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در میان آنها، فناوری لیتوگرافی EUV قبلاً به طور گسترده معرفی شده است، بنابراین ما آن را به طور عمیق انجام نخواهیم داد. اما چیزی که باید بدانیم این است که با کوچک‌سازی فرآیند تراشه، هزینه‌های توسعه و تولید دستگاه لیتوگرافی و حتی ماسک و مقاومت نوری مانعی بر سر راه ادامه پیشرفت فناوری لیتوگرافی خواهد شد، اما با تحقیق و توسعه و ارتقاء چند دهه گذشته، این به روش اصلی تولید تبدیل شده است.

از دهه 1990، NIL در مرحله تحقیق و توسعه مشابه فرآیند مهر زنی بوده است. در ابتدا، سیستم پرتو الکترونی بر اساس یک طرح از پیش تعریف شده، الگویی را بر روی الگو تشکیل می دهد. سپس، یک مقاومت به یک بستر جداگانه اعمال می شود. الگوی طرح‌دار روی زیرلایه فشار داده می‌شود تا الگویی روی بستر با اندازه‌های ویژگی‌های کمتر از 5 نانومتر یا حتی کوچک‌تر تشکیل شود. از نظر کاربرد، NIL به دو کمپ تقسیم می شود: حافظه و سایرین. در میان آنها، کانن برای مدتی در گذشته سیستم های NIL طراحی شده برای تولید فلش NAND و انواع دیگر حافظه را توسعه داده است.

با این حال، برای NIL، با چالش هایی مانند همپوشانی، نرخ نقص، و بازدهی مواجه است که از تبدیل NIL به یک فناوری اصلی جلوگیری می کند. لیتوگرافی چاپی یک روش الگوبرداری تماسی است. لیتوگرافی چاپی در برنامه‌هایی استفاده می‌شود که عیوب را تحمل می‌کنند. تحلیلگران تاکید می‌کنند. نوشتن چند پرتوی گزینه دیگری است. مانند نانوامپرینت، این واقعاً یک فناوری جدید نیست.

در دهه 80 قرن بیستم، IBM این فناوری لیتوگرافی نوشتن مستقیم را توسعه داد. در اصل، نوشتن مستقیم چند پرتویی از یک پرتو الکترونی شتاب‌دار برای مشخص کردن ویژگی‌های کوچک‌تر از 10 نانومتر روی بستری که با یک مقاوم به نور حساس به پرتو الکترونی پوشانده شده است، استفاده می‌کند. قرار گرفتن در معرض یک پرتو الکترونی حلالیت مقاومت نوری را تغییر می‌دهد و با غوطه‌ور کردن نور مقاوم در توسعه‌دهنده، امکان حذف انتخابی نواحی در معرض یا نوردهی نور مقاوم را فراهم می‌کند.

از آنجایی که نیازی به ماسک های عکاسی گران قیمت نیست، روش نوشتن مستقیم جذاب است. با این حال، توان عملیات لیتوگرافی پرتو الکترونی تک پرتو برای تولید IC با حجم بالا بسیار کند و بسیار پرهزینه است. تحلیلگران همچنین به صراحت می گویند که مشکل واقعی نوشتن مستقیم، توان عملیاتی است. نوشتن مستقیم در لیتوگرافی، حتی اگر صدها هزار یا حتی میلیون ها پرتو وجود داشته باشد، برای لیتوگرافی ویفری بسیار کند است.

در نتیجه، ابزارهای نوشتن مستقیم تک پرتو فقط برای کاربردهای خاص مانند نیمه هادی های مرکب و فوتونیک قابل استفاده هستند. بازیکنان اولیه از جمله KLA، Mapper، از آن خارج می شوند و کسانی که به دست می آیند، به دست می آیند.

اما Multibeam همچنان مطمئن است. آنها امیدوارند با فناوری MEBL بتوانند این فناوری چند دهه ای را احیا کنند. به گفته بنیانگذاران Multibeam، مانند سرعت یک ماشین چاپ یا چاپگر سه بعدی است، اما با انعطاف پذیری سفارشی سازی و سازگاری یک مداد.

دیوید کی لام، مدیرعامل و رئیس هیئت مدیره Multibeam در مصاحبه ای گفت که Multibeam می تواند برخی از بخش های تولید تراشه را 100 برابر بیشتر از سیستم های موجود تولید کند.

A Gدر حال تغییرDشرارت

به نظر Multibeam، این یک تغییر دهنده بازی است. بر اساس گزارش ها، Multibeam برای حل مشکل توان عملیاتی در فرآیند تولید، از چندین میکرو ستون استفاده می کند که می توانند به صورت جداگانه و موازی و مجهز به سیستم های کنترلی پیشرفته عمل کنند.

بر اساس گزارش ها، تیم این شرکت از همان ابتدا این پلت فرم را برای امکان تولید انبوه طراحی کرد و بیش از 40 پتنت از این نوآوری ها محافظت می کند. علاوه بر معماری نوشتن بردار چند ستونی که بهره‌وری، دقت و سرعت را بهبود می‌بخشد، این پلتفرم بارگیری و تراز خودکار ویفر را از کاست تا فرآیند نوردهی درون سیستم ارائه می‌کند.

علاوه بر این، یک سیستم بازیابی خلاء خودکار و فرآیند تغییر سریع ستون و فناوری کالیبراسیون، زمان کار را بهینه می‌کند. ویژگی های اتوماسیون پیشرفته الزامات اپراتور را کاهش می دهد و هزینه مالکیت سیستم را بیشتر بهبود می بخشد.

به عنوان یک راه حل لیتوگرافی بدون ماسک، این پلت فرم مزایای دیگری را ارائه می دهد. توسعه یک ماسک نوری ممکن است هفته ها طول بکشد، در حالی که با پلتفرم MB، تکمیل طراحی فقط ساعت ها طول می کشد. این به تولیدکنندگان آزادی طراحی IC بیشتری را ارائه می دهد و در عین حال هزینه ها را کاهش می دهد و زمان عرضه به بازار را تسریع می بخشد.

برای افزایش انعطاف‌پذیری طراحی، این پلتفرم از فناوری Synopsys رهبر EDA برای تولید دستور العمل‌های نوشتن استفاده می‌کند و مشتریان را قادر می‌سازد تا به پیچیده‌ترین الگوها دست یابند. با یک سیستم قدرتمند و داخلی آماده سازی داده که در ارتباط با Synopsys توسعه یافته است، این سیستم طرح بندی قالب ها را مستقیماً بدون نیاز به ماسک روی ویفر می نویسد.

لام می گوید: «ما اساساً لیتوگرافی پرتو الکترونی را دوباره اختراع کرده ایم. "ما به خوبی می دانیم که دهه هاست که مورد غفلت قرار گرفته است. مردم فکر می کنند خیلی کند است. اگر من مورد تمسخر قرار نگیرم، پس من خوش شانس هستم. اما به اعتبار شما، این تیم واقعاً برای هر کاری تلاش زیادی کرده است. جنبه توسعه ویژگی هایی که با فناوری نوری (رقیب) امکان پذیر نیست.

کن مک ویلیامز، رئیس Multibeam، گفت که سیلیکون تخصصی می تواند به طراحان تراشه کمک کند تا محصولات را سریعتر به بازار عرضه کنند. با نوآوری در بسته‌بندی، شرکت‌های طراحی تراشه مانند Nvidia می‌توانند دو تراشه را در یک بسته قرار دهند و از آن‌ها بخواهند که گویی یک تراشه با هم کار کنند. این به بهبود عملکرد کمک می کند.

در نهایت، به دلیل ردپای کوچک آن، سیستم نیاز به انرژی کمتری دارد و به فضای کمتری نیاز دارد. طراحی ماژولار آن اضافه کردن ماژول ها را بر اساس نیازهای برنامه های جدید یا توان عملیاتی بالاتر آسان می کند. علاوه بر این، کاملاً مستقل است و نیاز به محیط خاصی ندارد که باعث کاهش بیشتر هزینه ها می شود. این سیستم در پیکربندی های 150 میلی متری، 200 میلی متری و 300 میلی متری موجود است.

در حال حاضر، Multibeam بالاترین وضوح فیزیکی را که قادر به دستیابی به آن است و همچنین تعداد پرتوهایی که می‌توانند به طور مستقل در پلتفرم MB اجرا شوند را فاش نکرده است. با این حال، آنها می گویند که پرتوهای جداگانه آنها در 5 کیلو ولت کار می کنند. این شرکت همچنین ادعا می کند که پلت فرم MB آن از نظر عمق فوکوس و میدان دید 10 برابر بالاتر از لیزر نوری و 100 برابر بالاتر از لیتوگرافی نوری است.

لام گفت: "ما برای راه اندازی پلت فرم MB هیجان زده هستیم و مفتخریم که اولین سیستم تولید خود را به SkyWater ارسال کنیم." "رشد صنعت نیمه‌هادی‌ها با کاربردهای جدید هیجان‌انگیز، همراه با لیتوگرافی پیشرفته، نوآوری‌های بی‌پایان را هدایت می‌کند. در عین حال، بازارهایی مانند هوش مصنوعی و محاسبات لبه‌ای در حال رشد هستند که توسط سیلیکون تخصصی و بسته‌بندی پیشرفته هدایت می‌شوند، و تولیدکنندگان برتر هستند. برای این بازارهای نوظهور، پلتفرم MB راه حل های تکمیلی لیتوگرافی را ارائه می دهد و دامنه گزینه های لیتوگرافی را برای رهبران IC گسترش می دهد.

پیشرفتهPackaging استTآرت؟

اگرچه EBL به دلیل قابلیت‌های الگوبرداری آن ارزشمند است، حجم تولید پایین توانایی آن را برای انتقال برنامه‌های در حال ظهور از تحقیق و توسعه به تولید محدود می‌کند. همانطور که پلت فرم MB تکامل می یابد، برنامه های کاربردی جدیدی ظهور می کنند که الزامات فنی، اقتصادی، و زمان عرضه به بازار را ارائه می دهند که می توان با راه حل های لیتوگرافی غیر مبتنی بر ماسک به آنها پرداخت.

 

مک ویلیامز گفت: «این دینامیک باور ما را تقویت می کند که یک سیستم EBL که برای بهبود بهره وری دوباره طراحی شده است، می تواند برای اولین بار در یک گره پیشرفته استفاده شود. "مزایای عملکرد به ویژه در بسته بندی های پیشرفته قانع کننده است، جایی که سیستم های ما می توانند قدرت تراشه به تراشه و همچنین پهنای باند و تأخیر را بهبود بخشند. این به ایجاد چیزی کمک کرد که صنعت در حال شروع به نام "ادغام پیشرفته" فناوری های جدید است. اتصالات تراشه به تراشه می توانند عملکردی قابل مقایسه با اتصالات داخلی روی تراشه داشته باشند."

مک ویلیامز افزود: «ما مفتخریم که این تحول را با راه‌حل‌های لیتوگرافی اثبات‌شده در تولید امکان‌پذیر می‌کنیم و مطمئن هستیم که سیستم ما به سازندگان تراشه کمک می‌کند تا فرصت‌های پرسود بازار را به دست آورند». وی همچنین خاطرنشان کرد که ویفرهای سیلیکونی تخصصی می توانند به طراحان تراشه کمک کنند تا محصولات را سریعتر به بازار عرضه کنند. با نوآوری در بسته‌بندی، شرکت‌های طراحی تراشه مانند Nvidia می‌توانند دو تراشه را در یک بسته قرار دهند و از آن‌ها بخواهند که گویی یک تراشه با هم کار کنند. این به بهبود عملکرد کمک می کند.

لام گفت: «باید بپذیریم که قانون مور به پایان رسیده است. "نقشه راه ASML نشان می دهد که چگالی ترانزیستور تنها حداکثر تا حداکثر 0.7 برابر طی 12 تا 14 سال آینده افزایش می یابد. بنابراین، تنها راه برای بهره مندی از مزایای واقعی این است که تراشه های بیشتری را به هم بچسبانید. در نتیجه. این امر فشار زیادی را بر بسته بندی های پیشرفته وارد می کند و به اعتبار ما، قانون مور در 500 سال گذشته، تراکم ترانزیستورها را 20 برابر افزایش داده است.

نظر شما در مورد آینده Multibeam چیست؟