Dvostruko viđenje: TSMC usvaja novu tehniku ​​litografije kako bi Mooreov zakon gurnuo na 20nm

Cortex-A15 oblatna

Kako se procesni čvorovi smanjuju, glavnim ljevaonicama poluvodiča postaje sve teže ponuditi uvjerljive prednosti na svakom novom čvoru. TSMC je nedavno otkrio neke dodatne informacije o tome kako namjerava izraditi 20nm čipove pomoću dvostrukog uzorka. Tehnika, iako je vitalna za izgradnju procesora na ovom čvoru, donosi neke značajne troškove.

Gotovo desetljeće TSMC, GlobalFoundries i Intel zajednički su se oslanjali na argon-fluoridne (ArF) lasere za jetanje mikroprocesorskih pločica. Ovi laseri generiraju svjetlost na 193nm, duboko u ultraljubičastom području, i bili su ključni u pokretanju industrije poluvodiča od geometrije od 90nm do 28nm. Nažalost, svjetlost od 193nm dosegla je svoju efektivnu granicu - gustoće tranzistora ispod 28nm jednostavno su premale da bi se svjetlost od 193nm mogla urezati.

Kako djeluje dvostruko uzorkovanje

U litografiji s jednim uzorkom, oblatna je prekrivena materijalom osjetljivim na svjetlost, poznatim kao fotorezist. Svjetlost se zatim struji kroz fotomasku s uzorkom (u osnovi predložak čipa). Svjetlost udara u fotorezist i mijenja kemijska svojstva materijala. Oblatna se zatim okupa kemijskom otopinom koja ispire područja koja je dodirnula svjetlost. Taj se postupak ponavlja više puta, a krajnji rezultat je (nadamo se) mikroprocesor.

Međutim, kada silicijske značajke postanu premale u odnosu na valnu duljinu svjetlosti koja se koristi za njihovo nagrizanje, gustoća defekta raste uvis. Dvostruko uzorkovanje - pomoću dva fotomaska, svaki s polovicom uzorka - to može ispraviti, kao što je prikazano dolje.

dvostruko uzorkovanje

Postoji više vrsta dvostrukog uzorkovanja i može se koristiti na različite načine, zbog čega ste taj pojam možda već čuli. Intel ga je usvojio za kritična područja na 45nm, kada je ostatak industrije progurao uronjenu litografiju. Tada su na 32nm TSMC i GlobalFoundries počeli koristiti dvostruko uzorkovanje, dok je Intel krenuo s uronjenom litografijom. Ono što se mijenja za TSMC na 20nm, jest da tvrtka usvaja ono što se naziva dvostrukim uzorkom / dvostrukim jetkom (2P2E).

Jednokratna, dvostruka ekspozicija i dvostruko uzorkovanje

Isto područje stanica izgrađeno s jednom ekspozicijom, dvostrukom ekspozicijom i dvostrukim uzorkom. Imajte na umu kako se veličina i pravilnost značajke poboljšavaju u svakom koraku.

Velika slika za poneti iz Najava TSMC-a jest da, iako se dvostruko uzorkovanje već koristi na 28nm, bit će značajno važnije na 20nm. Povećavanje broja proizvodnih koraka po oblatni usporava ukupnu proizvodnju i povećava troškove, kako u pogledu napolitanki po satu, tako i u pogledu dodatnih alata potrebnih za dvostruko uzorkovanje.

GlobalFoundries također sve više koristi dvostruko uzorkovanje na 20nm. U međuvremenu, Intel koristi tehniku ​​u ograničenom stupnju na 22nm, ali je koristi izbjegao potrebu da ga usvoje što šire. Očekuje se da će Chipzilla usvojiti dvostruko uzorkovanje na 14nm, a TSMC i GF dovode FinFET na tržište negdje 2016. godine. Dugoročno, svi se nadaju da će dobiti ekstremna ultraljubičasta (EUV) litografija iz razloga, iz razloga koje ovaj sljedeći grafikon čini očitim.

Litografski troškovi dvostrukog uzorkovanja

Valna duljina EUV-a, na 135 nm, omogućuje ponovno jednostruko uzorkovanje - barem na kratko. Na 7nm će možda biti potreban EUV s dvostrukim uzorkom, ali to je dovoljno daleko da si Intel može priuštiti da ga potisne natrag. Na kraju je najveći problem dvostrukog uzorka taj što je to u velikoj mjeri privremeno rješenje. Nikada nismo trebali zaglaviti na 193nm onoliko dugo koliko imamo; Intel je istraživao 157nm litografiju kada je počeo raspoređivati ​​193nm davne 2003. Problemi s skaliranjem i proizvodnjom u konačnici su usmrtili 157nm, EUV litografija suočava se s ozbiljnim problemima s rampom, a niti jedan od alternativnih litografskih pristupa nije se pokazao komercijalno održivim.

Ako se EUV u bliskoj budućnosti ne može povezati s mrežom, glavni proizvođači poluvodiča govorit će o četverokutnom uzorkovanju za 14-16nm - i to je dovoljno za povećanje troškova da bi moglo ozbiljno oštetiti model ljevaonice. Kako se broj uzoraka povećava, šansa za pogrešku u prebacivanju maske veća je, a kako se prostor između tranzistora smanjuje, čak i sitna pogreška prouzročit će neodržive nedostatke.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com