Asml: membuat komponen euv di connecticut

Dalam hal pembuatan chip, lebih kecil lebih baik. Yaitu, transistor yang lebih kecil menghasilkan chip yang mengemas lebih banyak fungsi ke area yang lebih kecil, dan secara historis hal ini menyebabkan peningkatan produk yang berkelanjutan serta biaya komputasi yang lebih rendah, dengan kepadatan dua kali lipat setiap dua tahun atau lebih. Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, peningkatan ini telah melambat, sebagian karena semakin sulit untuk menggunakan alat litografi konvensional untuk menghasilkan garis yang lebih kecil yang diperlukan untuk chip yang lebih kecil. Harapan besar industri untuk terobosan adalah sesuatu yang disebut lithography ultraviolet ekstrim (EUV).

Saya telah menulis tentang EUV selama bertahun-tahun, dan mesin uji pertama dipasang sekitar satu dekade yang lalu di fasilitas penelitian pembuatan chip di SUNY dan IMEC. Pembuat chip besar telah menguji mesin EUV selama bertahun-tahun, tetapi baru-baru ini meningkatkan mesin mereka dan memasang model baru, dan sekarang secara terbuka berbicara tentang bagaimana mereka akan menggunakan EUV di node manufaktur 7nm dan 5nm mereka.

Saya agak terkejut mengetahui baru-baru ini bahwa beberapa komponen paling penting dari sistem EUV sebenarnya diproduksi di Wilton, Connecticut, sekitar 45 mil di luar New York.

Pertama, beberapa latar belakang. Semua keping dalam elektronik yang Anda gunakan saat ini diproduksi dalam serangkaian langkah kompleks yang melibatkan pola dengan fotolitografi, di mana cahaya melewati topeng ke wafer silikon, memasukkan material ke wafer, dan mengikis bagian yang tidak diinginkan secara berurutan untuk membuat transistor dan komponen lain dari sebuah chip. Biasanya, satu chip akan melalui banyak langkah litografi, menciptakan banyak lapisan. Di hampir semua chip terkemuka saat ini, pabrikan menggunakan proses yang disebut litografi imersi 193nm, atau litografi DUV (ultraviolet dalam), di mana cahaya dengan panjang gelombang 193nm dibiaskan melalui cairan ke photoresis untuk membuat pola-pola ini.

Jenis litografi ini memiliki batas - sejauh ukuran garis yang dapat dibuatnya pada suatu lintasan - sehingga dalam banyak kasus pembuat chip telah beralih ke pola satu lapisan beberapa kali untuk membuat desain yang diusulkan. Memang, pola ganda sekarang sudah biasa, dan generasi chip terbaru dari Intel dan yang lain menggunakan teknik yang disebut pola kuadrat-sendiri (SAQP). Tetapi setiap langkah tambahan pola membutuhkan waktu, dan kesalahan dalam menyelaraskan pola dapat membuat lebih sulit untuk membuat setiap chip dengan sempurna, sehingga mengurangi hasil chip yang baik.

Litografi ultraviolet ekstrim (EUV) menggunakan cahaya dengan panjang gelombang 13, 5nm yang lebih kecil. Ini dapat memola fitur yang jauh lebih bagus, tetapi juga menimbulkan banyak tantangan teknis. Seperti yang pernah dijelaskan kepada saya, Anda mulai dengan menyemprotkan timah cair dengan kecepatan 150 mil per jam, memukulnya dengan laser dalam pra-pulsa untuk mendistribusikannya, meledakkannya dengan laser lain untuk membuat plasma, dan kemudian memantulkan cahaya mirror untuk membuat balok yang harus mengenai wafer tepat di tempat yang tepat. Dengan kata lain, itu seperti mencoba memukul bola di zona satu inci ke tempat yang sama persis di tribun 10 miliar kali sehari. Untuk membuat ini bekerja, sumber energi plasma berdaya tinggi untuk memberi daya pada cahaya diperlukan, dan karena sangat kompleks, proses ini membutuhkan keselarasan yang tepat dari semua bagian dalam sistem.

Karena kerumitan ini, ASML - pabrikan besar alat litografi Belanda - adalah satu-satunya perusahaan yang membuat mesin EUV, dan perangkat memerlukan komponen dan modul dari sejumlah fasilitas. Pabrik di Wilton hari ini membuat modul penting untuk mesin DUV dan EUV, dalam optik dan mekanika presisi, menurut ASML Fellow Chip Mason.

Secara khusus, pabrik Wilton membuat modul yang mengambil sepertiga teratas dari mesin Twinscan NXE: 3350B saat ini, yang menangani dan secara tepat meluruskan tahap reticle, yang pada gilirannya memegang topeng di mana cahaya bersinar untuk membuat pola, serta sensor pelurusan dan leveling wafer. Modul teratas itu sendiri terdiri dari modul lain yang diproduksi di pabrik.

Manajer umum ASML Wilton, Bill Amalfitano menjelaskan bagaimana di mesin EUV, modul teratas menangani reticle, bagian bawah menangani wafer, dan bagian tengah menangani optik presisi sangat tinggi, diproduksi oleh Zeiss.

Seperti yang dijelaskan Mason, penempatan dan pelurusan reticle yang tepat dengan optik sangat penting dalam pembuatan chip. Untuk melakukan ini, tim di Wilton bekerja dengan tim di Belanda, grup litografi komputasi di San Jose, dan grup metrologi. Mesin secara konstan mengukur di mana segala sesuatunya berada dan mengumpan balik koreksi dalam proses yang dikenal sebagai "litografi holistik." Semua bagian dikirim kembali ke ASML di Veldhoven, Belanda, di mana mereka kemudian diintegrasikan ke dalam sistem penuh.

Mesin terakhir cukup besar - ​​berukuran cukup besar. Mason mencatat bahwa setiap generasi baru alat litografi telah menghasilkan proses yang lebih sulit dengan mesin yang lebih besar menciptakan fitur yang semakin kecil. Pada titik ini, katanya, tidak ada orang yang bisa menjadi ahli dalam seluruh proses, sehingga dibutuhkan banyak kerja tim, baik di dalam pabrik maupun dengan lokasi perusahaan lainnya.

"Itu tidak seperti 10 tahun yang lalu ketika itu mudah, " Mason bergurau, mencatat bahwa proses yang lebih tua juga "tampak mustahil pada saat itu."

Sekompleks mereka, mesin EUV saat ini bukan akhir dari garis. Mason mengatakan perusahaan sedang bekerja pada NA (numerik aperture) EUV Tinggi, bersama dengan perbaikan dalam litografi holistik dan fitur koreksi kedekatan optik tambahan, untuk dapat mencetak fitur yang bahkan lebih halus. Meningkatkan kepadatan transistor adalah "pekerjaan yang signifikan, " kata Mason, mencatat bahwa karyawan di fasilitas tersebut merasa bertanggung jawab untuk memberikan teknologi baru.

(Bill Amalfitano, manajer umum ASML Wilton; Michael Miller; Amy Rice)

Saya berkesempatan berjalan melalui pabrik dengan ASML Wilton GM Bill Amalfitano, yang menjelaskan bahwa pembuatannya dilakukan di ruang bersih seluas 90.000 kaki persegi, di fasilitas seluas 300.000 kaki persegi.

Cleanroom tampaknya setara dengan sekitar dua lantai, dan bahkan yang tampaknya ketat untuk beberapa peralatan terbaru, seperti mesin Twinscan EUV penuh. Semuanya tampaknya terorganisasi dengan sangat baik, dengan stasiun yang berbeda untuk membuat puluhan subsistem berbeda yang masuk ke modul akhir, dan semuanya diberi kode warna berdasarkan fungsi.

Saya ingin tahu bagaimana pekerjaan seperti ini berakhir di Connecticut. Mason dan Amalfitano, yang keduanya telah bekerja di fasilitas selama bertahun-tahun, menjelaskan bahwa itu semua dimulai bertahun-tahun yang lalu ketika Perkins-Elmer, saat itu di Norwalk, sedang menciptakan optik canggih untuk hal-hal seperti cermin untuk teleskop Hubble. Perusahaan itu mulai mengerjakan alat litografi pada akhir 1960-an, dan akhirnya menjadi salah satu pemasok utama dengan alat Micralign-nya. Perkins-Elmer menjual divisi tersebut ke Silicon Valley Group pada tahun 1990, yang menamainya Silicon Valley Group Lithography (SVGL), yang pada gilirannya diakuisisi pada tahun 2001 oleh ASML.

Sepanjang jalan, Amalfitano menjelaskan, fasilitas terus berkembang. Sekarang mempekerjakan lebih dari 1.200 orang - dan tumbuh - dari sekitar 16.000 total karyawan ASML.

Ingin tahu tentang kecepatan internet broadband Anda? Uji sekarang!