Maskri itwal iħaffu l-produzzjoni b’40%

Il-fotomaskra standard tal-lum hija qasira wisq biex skaner High-NA jesponi l-kamp sħiħ konvenzjonali taċ-ċippa f’pass wieħed. ASML u TSMC qed jipproponu maskra itwal biex jerġgħu jiksbu dak il-kamp, iżda t-tħabbira konġunta tagħhom tistabbilixxi pjan direzzjonali għall-iżvilupp aktar milli tirrapporta sistema ta’ produzzjoni li diġà qed taħdem.

Dettall aħjar, iżda spazju iżgħar

Fotomaskra hija l-mudell ewlieni għal kull saff ta’ ċippa. Skaner tal-litografija jipproġetta d-disinn tagħha fuq kisja sensittiva għad-dawl fuq wejfer tas-siliċju, u b’hekk jippermetti li stadji sussegwenti tal-manifattura jibdlu l-immaġni f’ċirkwiti.

High-NA ttejjeb il-kapaċità tal-iskaner li jagħraf karatteristiċi żgħar ħafna. “NA” tfisser apertura numerika, kejl tal-firxa tal-angoli tad-dawl li l-ottika tista’ taċċetta. Immaġina lenti oġġettiva ta’ mikroskopju li tiġbor id-dawl minn aktar direzzjonijiet: dawk l-angoli addizzjonali jgħinuha tifred dettalji li kieku jitħalltu flimkien. Imec wriet litografija ta’ disinji aktar fini permezz ta’ High-NA.

Dan it-titjib iġib miegħu kompromess ġeometriku. L-ottika EUV konvenzjonali iċċekken id-disinn tal-maskra bl-istess proporzjon kemm minn naħa għall-oħra kif ukoll minn fuq għal isfel. L-arranġament tal-mirja ta’ High-NA jiċkienu b’mod aktar qawwi tul id-direzzjoni tal-moviment tal-iskaner. Għalhekk, bil-maskra attwali, l-immaġni tkopri biss nofs il-kamp konvenzjonali tul dak l-assi.

Saff ta’ ċippa li jestendi lil hinn minn dak il-kamp iqsar irid jinqasam bejn esponimenti biswit xulxin. Imbagħad l-iskaner jallinja l-immaġnijiet tul ġonta interna, proċess magħruf bħala “in-die stitching” li r-riċerkaturi qed jittestjaw b’mod sperimentali.

Il-maskra rettangolari proposta żżid l-ispazju għad-disinn tul id-direzzjoni mċekkna. Wara li l-ottika tnaqqas dik l-immaġni itwal, din tkun tista’ terġa’ timla l-kamp konvenzjonali. Għal saff li jikkwalifika, tista’ tissostitwixxi żewġ esponimenti magħquda b’wieħed. Minnha nfisha, ma tkabbirx iċ-ċippa u lanqas iżżid l-għadd ta’ ċipep fuq kull wejfer.

Minn fejn tista’ tiġi ż-żieda fil-veloċità

ASML bassret żieda ta’ madwar 40% fir-rata tal-produzzjoni meta l-maskra l-kbira tissostitwixxi proċess b’esponimenti magħquda. Il-loġika hija sempliċi: meta jiġi eliminat l-esponiment ripetut, l-iskaner ikun jista’ jibda l-wejfer li jmiss aktar kmieni.

Dik iċ-ċifra għadha tbassir tal-ASML, mhux riżultat tal-produzzjoni mkejjel b’mod indipendenti. Tapplika għal saffi li altrimenti jkunu jeħtieġu l-għaqda ta’ esponimenti; disinji li diġà joqogħdu fil-kamp iqsar ftit li xejn għandhom x’jiggwadanjaw mill-bidla fil-maskra. Lanqas esponiment aktar mgħaġġel ma jtejjeb awtomatikament ir-rendiment tal-manifattura, jiġifieri s-sehem taċ-ċipep li jaħdmu.

It-teknoloġija tal-iskaner tinsab fi stadju aktar avvanzat mill-maskra l-ġdida. Imec għaddiet disinji sperimentali mid-depożizzjoni tal-metall u minn testijiet elettriċi, u wriet li strutturi magħżula baqgħu intatti matul il-fabbrikazzjoni lil hinn mill-immaġni stampata inizjalment. L-istampar jittestja jekk l-iskaner jistax jirriżolvi disinn; ix-xogħol sussegwenti jittestja jekk dak id-disinn jistax isir struttura elettrika funzjonali. It-tħabbira dwar il-maskra l-kbira ma tirrapporta ebda dimostrazzjoni komparabbli mill-bidu sal-aħħar.

Il-pjanċa itwal tibdel industrija sħiħa

Il-maskra tista’ tidher sempliċement bħal biċċa ħġieġ akbar, iżda l-użu tagħha jeħtieġ il-konverżjoni ta’ ekosistema sħiħa. Il-fornituri jeħtieġu għodod kompatibbli biex jimmanifatturawha, jispezzjonawha, jipproteġuha, jittrasportawha u jgħabbuha. ASML, il-manifatturi taċ-ċipep u l-fornituri tat-tagħmir iridu jaqblu dwar format komuni u jagħtu prova li kull trasferiment iżomm l-indafa u l-preċiżjoni meħtieġa mill-EUV.

Il-pjan direzzjonali għandu l-għan li l-linja pilota tkun lesta sal-2031, biex titwitta t-triq ħalli s-sistemi jidħlu fil-produzzjoni mill-2033. Dawn huma miri ta’ żvilupp, mhux evidenza li l-linja pilota nbniet jew li l-katina tal-produzzjoni ġiet ikkwalifikata.

Il-manifatturi taċ-ċipep mhumiex qed jippjanaw li jistennew il-format il-ġdid. Samsung ippreżentat pjan biex tuża High-NA għal memorja avvanzata fl-2028, filwaqt li l-pjan direzzjonali ta’ TSMC jipprevedi l-manifattura permezz ta’ High-NA mill-2030. Il-maskri eżistenti u l-għaqda tal-esponimenti se jsostnu l-ewwel fażi tat-tranżizzjoni.

Il-format itwal huwa mfassal biex jerġa’ jikseb il-kamp sħiħ ta’ High-NA u jelimina ġonta għal saffi li jikkwalifikaw. Biex dan jinbidel fi gwadann reali fil-produttività, issa jiddependi minn ASML, il-manifatturi taċ-ċipep u l-fornituri tat-tagħmir biex jikkwalifikaw l-istess format fiżiku tul katina sħiħa ta’ fabbrika.