Pull to refresh

Comments 93

Это я ещё некоторые чисто технические моменты опустил.

Скажите, а почему не получилось применить методы контроля толщины слоев прямо в процессе напыления? Для оптических просветляющих и отражающих покрытий такое вполне себе применяется. Скажем, с использованием пьезоэлемента - при напылении покрытия на пьезоэлемент у него уходит резонансная частота. Или просвечивать покрытие светом в процессе напыления (если подложка непрозрачная - то на свидетеле) и измерять сдвиг фазы. Правда, для обеспечения нужной точности придется строить многопроходный ультрафиолетовый интерферометр.

У кварца чувствительности не хватает. Нам нужно разрешение в 0.1 ангстрема. Его можно получить только на малоугловой дифракции и только тогда, когда уже есть периодическая структура. С одним слоем не прокатит. Ну и это совершенно не in-situ метод.

Да, для "in-situ" придется зеркало рентгеном прямо в вакуумной камере просвечивать и оценивать отражение единичного слоя и зеркала целиком :)

придется зеркало рентгеном прямо в вакуумной камере просвечивать

Ну, это не невозможно вообще-то ))

Теоретически, можно впихнуть в камеру дифрактометр. Только смысла в этом нет, т.к. для расчёта толщины нужно снять не одну точку, а весь спектр, что обычно занимает 30- 60 минут )) Поэтому и не in-situ метод )))

Несомненно, да. Я больше шутил))

UFO just landed and posted this here

Интерметаллиды - это AlCu и т.п. У нас тут силициды и бориды.

UFO just landed and posted this here
Мы боролись с wedge (когда период в центре подложки больше, чем на периферии) находя область с нужным периодом и вырезая оттуда кусок нужного размера. Но это была MBE + конечный продукт размером ~5х5 мм. В вашем случае что-то такое делают, или зеркала должны быть большими?

Для степперов нужны зеркала с однородностью периода лучше 99% процентов на десятках сантиметров (к ASML коллектор около 70 см в диаметре).

Хорошая новость - магнетроны масштабируются . Можно сделать, скажем, 20 х 100 сантиметров, и вращать подложку. Ну ещё всякие маски, сканирование, и т.п.

Пару вопросов:

  • зачем нужно столько зеркал в процессе?

  • при уменьшении длины волны количество зеркал меняется?

  • какой ожидаемый предел длины волны?

Ну зеркал может быть много, чтобы точно передать фокусируемый пучок, причем скорее всего с довольно большого расстояния, так как источник рентгена хорошо бы надежно экранировать от всего. От электроники, от подложки с фоторезистом... да и от людей тоже не помешало бы ))

Мягкий рентген в воздухом соглашается, поэтому там все в вакууме.

Но в целом, правильно. Основная причина такого количества линз - борьба с аберрациями.

Предположу опечатку: "в воздухе поглощается".

1) в основном, для уменьшения аберраций. В принципе, изображение можно и на трёх линзах получить.

2) не особенно. Скорее, могут быть вариации от схемы к схеме.

3) С точки зрения рентгеновский оптики - около 2.4 нм. Но там много других факторов - источник, фоторезист и т.п.

Недавно появилась любопытная технология для видимого/ИК: кристаллические вогнутые зеркала. Их растят на MBE, потом стравливают подложку и переносят пленку-зеркало на стеклянную заготовку с нужным радиусом кривизны. Идея из Австрии, компанию недавно купил Thorlabs.

Как думаете, что-то такое может быть интересно в рентгене? И как сейчас устроены фокусирующие рентгеновские зеркала?

Мы такое давно делали для спектроскопии. Многослойки напыляется на тонкую кремниевую подложку (100 микрон), которая потом вклеивается в цилиндрическую оправу. Но для литографии просто покрытие наносится на, грубо говоря, сферическую/асферическую линзу.

То есть sputtering можно сразу делать на вогнутых/выпуклых подложках?

Да. Там есть нюансы с зависимостью скорости осаждения от расстояния, но это решается масками.

И все-таки, можно ли делать рентгеновские зеркала эпитаксией для лучшего качества? Или какой-то из компонентов принципиально отказывается быть кристаллом?

Давно уже последними достижениями эпитаксии не интересовался, но не думаю, что это имеет практический смысл. Во-первых нужна огромная, по меркам эпитаксии, площадь. Во вторых, скорость осаждения слишком маленькая.

Материалы - это отдельная тема. Молибден и кремний, наверное, можно вырастить. Насчёт бора не уверен.

То, что описано в статье, работает только с плоскими зеркалами, или сферические зеркала можно таким же образом изготавливать?
Не могу понять, вроде из-за плохого отражения, ренгеновская оптика должна работать по касательным (на рисунке после illuminator optics два так расположены) а тут почти все зеркала работают под острыми углами?

Очень слабое отражение у одиночной границы раздела. Многослойное покрытие позволяет достичь КО в 70% при нормальном отражении. В этом то и вся суть.

так хочется спросить про защиту от жестких космических излучений на этом принципе но смутное понимание что это немного другое мне подсказывает что нет.
Такой рентген — это очень маленькая часть жесткого космического излучения, а от других типов излучения защита из тяжелых элементов не спасет, а наоборот, сделает хуже.

Очень хорошая статья, все бы такие писали на Хабр. Спасибо

ps: жаль, что Китай дал Вам достойную работу и (буду надеяться) достойную зарплату

Будем откровенны. Если бы не хорошая зарплата и финансирование, никто бы сюда не ехал.

При условии неограниченного бюджета через сколько лет Китай начнет выпускать степперы (текущего) уровня ASML?

От 3 до 5. Хуавей уже над этим работает.

А как Харьковский политехнический поживает? Заглохло все, или какая-то наука еще происходит?

По разному. Кто хочет заниматься наукой - тот по прежнему занимается.

UFO just landed and posted this here
UFO just landed and posted this here

И как по скорости этот калькулятор на Делфи? Может вынести вычисления в C/C++ библиотеку с openmp?

Со скоростью и так все нормально. На Rizen 3950 типичная модель рассчитывается примерно за 0.02 секунды.

UFO just landed and posted this here

Да полно, отсутствие векторизации, убогий оптимизатор, нет openmp. Впрочем если скорость устраивает почему бы и нет.

А зачем нужен openmp в Windows? Кстати, с многопоточностью в дельфях проблем нет, насколько я вижу.

Немного не понял причем тут Windows.

OpenMP дает вам возможность сделать горячие циклы паралельными "дешево" - явно не работая с потоками, их блокировками и аффинитизацией. Автоматически масштабируется под железо, имеет достаточно низкую гранулярность (можно навалить мелких циклов).

Меня заинтересовало все это с точки зрения поиска оптимума. Ведь там придется считать не одну модель. Скажем брутфорс по различным конфигурациям, или какой более хитрый поиск. Хотя если там все линейно и предсказуемо то и фиг с ним.

Спасибо за объяснение.

Мы используем OmniThread Library. Она, возможно, не такая продвинутая, как OpenMP, но дает существенный выигрыш по сравнению с нативными потоками.

Я вспомнил, что сталкивался с OpenMP в пакете LAMMPS. И там было все не так однозначно как раз в Windows. Насколько помню, потоки стартовали с большой задержкой, так что на небольших задачах в итоге скорость даже падала.

Позитивный момент - больше энергия фотонов, немного проще засвечивать фоторезист

А проще ли? Со стохастикой проблемы не увеличатся? Поинтересуюсь, как там актуальная ситуация с материалами, на чём сейчас работают в продакшн, не знаете, модернизированные под EUV CAR или какой-то другой тип резистов выбрали?

Спасибо за отличную статью!

BEUV пока что больше концепция. Более - менее хорошие зеркала мы сделали, дальше нужно все в комплексе проверять.

Насчёт актуальной ситуации - все довольно подробно описано у Вивека. Книга легко ищется в известном месте на букву Г.

Прошу прощения, а как она полностью называется? Или DOI

А метаматериалы используются в этой области? расчет и изготовление зеркал это тоже Ваша область? Как проверяете форму зеркал? Насколько сложно собирать систему? Есть ли крупные исследовательские центры в СНГ?

Начну с конца.

Есть в Харькове, Новосибирске, Питере (Буревестник).

Насчёт "собирать" это не к нам, мы занимаемся разработкой технологии и изготовлением прототипов. Наша ответственность - только отражающие покрытия. Сами линзы ( подложки) предоставляет заказчик. Соответственно, метрология - это тоже не наша проблема.

Насчет метаматериалов - все зависит от вкладываемого в это слово смысла. Иногда многослойные покрытия как раз к метаматериалам и относят.

процитирую авторов статьи: "The central active blocking layer is designed to be a metamaterial composite media made of silver nanoparticles (AgNP) organised in a three-dimensional (3D) primitive hexagonal Bravais lattice configuration and embedded in a high-index dielectric of Zinc Sulphide (ZnS)"

результат выходит очень интересный. жаль только почти никто не производит пока такие штуки.

https://www.researchgate.net/publication/326792783_A_wide-angle_shift-free_metamaterial_filter_design_for_anti-laser_striking_application

А ваше покрытие ведь может изменить форму подложки? это компенсируется или рассчитывается как то?

Толщина покрытия обычно меньше микрона, и это можно учесть при изготовлении подложки.

Спасибо всем, кто отправил багрепорты. Давненько уже ничего серьезного на русском языке не писал, начал забывать.

Извините, случайно отклонил комментарий насчёт "кто все эти люди, и как вы во всем этом разбираетесь".

Ну так Физтех круче всех ;)

Я честно даже представить не могу как в этом разбираться. Я для души начал изучать программирование, так как просто интересно. И у меня на базовых стадиях уже голова кругом, а тут словно чернокнижник творит магию. И вроде все на русском написано, но ничего не понятно. В целом, спасибо за статью, может когда нибудь я хотя бы на 0,0001% приближусь к пониманию всего этого.

И ещё вопрос, как обстоят дела с литографией у Китая ? Я слышал Шанхайская академия наук планирует выпустить своё литографическое оборудование на 16Нм.

Китайцы над этим работают. Выше уже отвечал на похожий вопрос.

И ещё вопрос, как обстоят дела с литографией у Китая ? Я слышал Шанхайская академия наук планирует выпустить своё литографическое оборудование на 16Нм.

Про EUV не в курсе, но по DUV к концу этого года SMEE должна выпустить машину для 28 нм. С применением multiple patterning можно изготавливать также и 14 нм узлы, т.е. машина где-то уровня ASML'овского 1980i - это примерно два поколения разрыв. Далее уже процесс итеративный, поэтому через пару лет вполне могут достичь уровня 2050i, т.е. текущей последней DUV машины от ASML. С ней можно и с 5 нм техпроцессом работать.

А вот интересно. Ежели разрешение 20 нм, а размер чипа 20 мм, то шаблон должен быть миллион на миллион точек? И разрешение всей оптики тоже? А ежели нет, то сколько максимальное разрешение шаблона?

И не по теме статьи, но по теме камента. На днях я решил посчитать, с какой точностью должна двигаться головка жёсткого диска. Получилось те же 20 нм (а то и меньше). То бишь головка должна менее чем за одну сотую секунды переместиться на несколько сантиметров в строго заданную точку с нанометровой точностью, и всё это в девайсе за 3 тысячи рублей, включая сам диск! А мы ещё при их упоминании плюёмся, что это, видите ли, прошлый век. А, например, 3д-принтеры ползают с черепашьей скоростью, и точность в 50 мкм уже считается за счастье, однако ж продают их на порядок дороже и считают вершиной прогресса. Или какие-нибудь расстановщики СМД — ненамного быстрее, а стоят ещё дороже. Вот я и подумал — а нельзя ли какие-либо секреты жёстких дисков применить в дешёвых станках? Где можно об позиционировании головок поподробнее почитать?
UFO just landed and posted this here

11.10.2021 в 04:07

А вот интересно. Ежели разрешение 20 нм, а размер чипа 20 мм, то шаблон должен быть миллион на миллион точек?

Ну шаблон-то аналоговый .

Но вообще это интересный вопрос. Я нигде точных цифр не находил, но по нашей оценке, разрешение шаблона должно быть в районе 10 микрон, размер - до 10 сантиметров.

Ну аналоговый-то аналоговый, но разрешение всё равно есть, и у оптики есть разрешение — у самых крутых телескопов вроде в районе гигапикселя. В общем, сомневаюсь, что возможно сделать оптику, которая бы терапиксель разрешала (а ежели брать 2 нм — то и все 100 терапикселей).

> разрешение шаблона должно быть в районе 10 микрон, размер — до 10 сантиметров

Вот это более похоже на правду — всего ничего 100 мегапикселей. Только получается, что чтобы сделать процессор о 2 нм, надо один только слой миллион раз экспонировать…

Ну шаблон-то аналоговый .

А размер слоя в процессоре - считанные фотоны.
Тут вопрос, скорее, когда уже перейдут к управлению отдельными фотонами, а не пучками рентгена

А вот интересно. Ежели разрешение 20 нм, а размер чипа 20 мм, то шаблон должен быть миллион на миллион точек?
Еще интереснее. Даже на 250-500 нм процессах шаг сетки обычно 5 нм. То есть мы делаем размеры не меньше 250, но можем 250, 255, 260, 265 и так далее. Даже для относительно небольшого чипа текстовый файл с координатами углов всех составляющих чип многоугольников может весить несколько гигабайт.

Ходят слухи про другие Хуайвеевские импортозамещения? Установки для производства стекла для экранов ещё не строят? Можно ответ и в личку, личный интерес.

Про Хуавей сложно что-то сказать в том плане что у них там разные отделы полностью изолированы друг от друга. Я общался только ч товарищами, делающими литографию. Насчёт других направлений - х.з.

На сколко я помню для бреговских зеркал есть зависемость не только от частоты излучения но от угла падения насколько это портит жизнь?

Пиковый коэффициент отражения как функция угла меняется не так уж и сильно. Главное - в нужный угол попасть.

Мне все же непонятно почему не сделать рентгеновскую трубку которая будет светить нужной длинной волны. Это будет сложнее чем так вот заморачиваться зеркалами и терпеть такое падение КО?

Давайте отделять мух от котлет. Оптика нужна для того, что бы сначала расходящийся пучок от точечного источника излучения сделать параллельным, сфокусировать на отражающей маске, а потом уменьшить отраженое изображение по возможности без искажений. И тут не важно, что именно является источником.

Теперь про трубку. Трубка даёт жёсткий рентген, длина волны которого настолько маленькая, что получить отражение на углах падения близких к нормали, физически невозможно. В лучшем случае будет 20-30 градусов, а на этом оптику не построить.

И что с этим делать?
Есть разные способы. Наиболее эффективный — введение тонких барьерных слоев на границах между основными материалами.

А что насчет таких?
Охлаждение до низких температур.
Уменьшение энергии столкновения атомов напыления путем уменьшения напряжения.


И еще такой вопрос. Является ли проблемой диффузия слоев друг в друга? Зеркала же при комнатной температуре работают, наверно со временем качество зеркала должно падать.

Вот как раз диффузия и является проблемой. При комнатной температуре она практически отсутствует. Но часть зеркал во время работы изрядно греется, меняется период, пик отражения смещается.

Насчёт охлаждения - вот этим мы и занимаемся. Но возникает проблема внутренних механических напряжений.

"Уменьшать напряжение" (на самом деле ток или мощность" - дальше уже некуда, потому что скорость осаждения падает, время изготовления зеркала будет стремиться к бесконечности.

Огромное спасибо за статью. И это только малая часть проблем литографии EUV.

Одни зеркала напыление на зеркала. Интересно а как делают сами подложки для напыление и проверяют их.? Плюс юстировка.... Ведь вся система неподвижна или есть какая-то система коррекции искажений ?

Читаю про шероховатость 0,3 Нм это же размер отдельных атомов...

Каких же усилий потребует дальнейшее уменьшение длины волны, до 6.7 нм т.н. BEUV ?Сможет ли вообще промышленность осилить там же придется контролировать напыление слоев с точностью по толщине 1-2 атома... Если уже

Например, для 13.5 нм, оптимальные толщины Mo и Si составляют 2.8 и 4.6 нм а сколько это атомных слоёв ?

Метрология подложек (линз) - это отдельная большая тема, хорошо описанная в книге Бакши.

Насчёт уменьшения длины волны - 6.7 это далеко не самое коротковолновое излучение, для которого применяется многослойная оптика. К примеру, есть ещё "рентгеновская микроскопия в водяном окне", там длина волны от 2.5 нм, соответственно, период - в районе 1.35 нм.

Касательно контроля толщины слоёв - нужно, помнить, что речь идёт о некоей средней толщине, и усреднение происходит на очень большой площади (десятки кв. сантиметров). Например, у нас есть квадрат из 10 х 10 атомов кремня, лежащих в одной плоскости. Толщина такого слоя - 0.24 нм. Если добавить ещё пять атомов сверху, то средняя толщина увеличится до 0.24 * (1 + 5 /100) = 0.252 нм. Если изъять те же 5 атомов из плоскости - то средняя толщина уменьшится до 0.228 нм.

Например, у нас сейчас скорость осаждения кремня 0.0675 нм/сек. Соответственно, для напыления 4.6 нм экспозиция должна быть 68.14 сек. Уменьшим/увеличим время на 1 секунду - средняя толщина изменится на 0.067 нм.

С точки зрения промышленного производства, изготовление зеркал для 6.7 нм и 13.4 нм ничем не отличается. Мы делаем Mo/Si и Mo/B в одной и той же установке, даже мишени менять не нужно, потому что у нас четыре магнетрона. Есть чисто физические проблемы, связанные с бором он лёгкий диэлектрик, поэтому есть нюансы. Тем не менее, вполне приличные прототип зеркала Mo/B для 6.7 нм мы сделали.

И что с этим делать?

Есть разные способы. Наиболее эффективный - введение тонких барьерных слоев на границах между основными материалами. Например, слоев рутения или углерода. Помогает не только повысить КО, но и улучшает термическую стойкость зеркал.

А чуть выше:

Если произошло перемешивание, интерфейс (граница раздела)  Mo/B, замещается двумя куда менее контрастными интерфейсами B/MoB2 и MoB2/Mo. Кроме того, общий объем интерфейсов в покрытии увеличился. 

Т.е. получаемый трёхкомпонентный сэндвич B/C/Mo B/Ru/Mo не даст такого негативного эффекта как образование третьего слоя в виде борида т.к. один их них по характеристикам ближе с спейсеру, второй к абсорберу, но при этом химически более нейтральны?

Смысл барьерных слове прежде всего в том, что они могут быть сильно тоньше, чем бориды/силициды, и они стабильны при высокой температуре. В Mo/Si типичная толщина силицида 0.5 + 1 нм, а барьеры мы делаем 0.2 нм. Углерод хорош в качестве барьера именно для Mo/Si. Он с кремнием реагирует, образуется весьма стабильный и инертный карбид, плюс оптические свойства более-менее подходят.

Рутений можно использовать в обоих случаях, он инертный сам по себе. В принципе, можно просто сделать многослойку Ru/B, она будет ещё лучше чем Mo/B. Но таких публикаций я не видел, есть только про Ru/B4С. Лично меня пока останавливает цена рутениевой мишени (около 10 килобаксов).

Какая у вас неоднородность по толщине слоёв?

А общая площадь напыляемой поверхности?

На установке, которая в статье, можно делать до 7x7 см

Московскому институту электронной техники выпал НИР на проектирование макета сканера на электронном пучке через отражение от матрицы микрозеркал с сотней элементов (бесшаблонная технология). Как Вы считаете имеет ли сия технология ближайшее будущее с точки зрения удешевления производства не больших партий микросхем? Или это какой-то очень экзотический подход?

Как по мне, электронно-лучевая литография для массового производства не подходит. Вот для прототипов - самое оно.

UFO just landed and posted this here
Для космоса и практически штучные могут пригодиться, КМК.
В космосе тоже есть бюджеты, и они совершенно не таковы, чтобы вкладываться в разработку практически штучных вещей. Наоборот, каждый раз всеми силами расширяют функциональность, чтобы хоть немного поднять ожидаемый тираж и раскидать на него стоимость разработки чипа.
UFO just landed and posted this here

Вопрос от "чайника": после отражения от трафарета в результате отражения от многослойных зеркал, лучи приходят с разным временем? Или это как-то учитывается? Как дорожки делают змейкой, ради уравнения времени приходов сигналов по параллельным шинам.

А зачем это учитывать? Вам нужно обеспечить общую засветку куска фоторезиста, она обеспечивается. Неравномерности из-за разницы путей внутри небольшого, в общем-то, контейнера с девайсом должны быть пренебрежимо малы, мы же не данные с мультигигабитными скоростями гоняем.
Вообще да, но эта разница минимальна. В видимом свете это десятки фемтосекунд, в рентгене ее просто невозможно измерить.
Sign up to leave a comment.

Articles