News Bessere Lichtquelle für EUV: ASML sieht Skalierbarkeit von 600 zu 1.000 und gar 2.000 Watt
an den allerersten euvl objektiven von zeiss hab ich selber mit rumgeschraubt...das war nen etwa 1m³ großer klotz mit allem wichtigen drinnen, sozusagen ein modul.p-style schrieb:
ja am ende wird auch nicht die ganze anlage am stück verschickt sondern in module zerlegt die sich noch transportieren lassen und dann beim kunden vor ort zusammengesetzt werden.
Die Antwort ist wie bei allem natürlich "Ja es gibt eine Grenze und ja, wir werden irgendwann von den derzeit benutzen Materialen weggehen müssen.". Aber es ist auch wie bei allem nicht ganz so leicht. Zuerst einmal sind wir nicht bei einer Strukturgröße von 1.8nm angekommen. Es gibt mehrere Faktoren die in diese Nanometer angabe einfließen. Diese Zahl sagt längst nichts mehr über die tatsächliche Strukturgröße der Chips aus. Diese Zahl wird auf zwei (?) unterschiedliche Wege runtergedrückt.Mindfork schrieb:
Zum einen durch Verbesserungen bei den Fertigungstools, da zählt die Wellenlänge, die Numerische Apertur und was weiß ich noch alles mit rein (das ist was ASML und die Partner tun). An dieser Stelle würde ich auch Maskenkomplexität und Verfahren wie Multi Patterning aufzählen.
Zum anderen wird diese Zahl aber auch durch die Transistorform/Struktur nach unten gedrückt. Indem man Transistoren auf andere Art und Weisen baut kann man die Transistordichte erhöhren was die angegebene Nanometer Zahl herunterdrückt.
Der Grund warum letzteres die Nanometer Zahl senkt ist, dass das, was diese Zahl inzwischen eigentlich mehr oder weniger ausdrückt "Wie klein müsste unsere Strukturgröße bzw. Gate Pitch sein, um die erreichte Transistordirchte zu erreichen, wenn wir niemals von Planar auf FinFET auf GAAFET etc. gewechselt wären?" ist.
Mit anderen Worten wir haben da noch ne ganze Menge an Atomen, es wird aber natürlich auch schon seit Ewigkeiten an neuen Materialien geforscht aber selbst die werden irgendwann die grenzen des pysikalisch Möglichen erreichen. Dann wird man sehen wie es weiter geht. Aber bis dahin wird die Energiedichte wahrscheinlich auch noch ein deutlich größeres Thema als jetzt sein.
So und jetzt nach mir die Sinnflut, korrigiert mich gerne, falls ich irgendwo Schwachsinn erzählt haben sollte. Ist einige Jahre her.
Des derzeit Machbaren. Die allgemeinen Grenzen der Physik können sie nicht verschieben.radoxx schrieb:
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Wie und wo (in einem Neutronenstern werden Atome auf die Größe von Neutronen geschrumpft.madmax2010 schrieb:
Silizium hat einen einzelnen Atom-Durchmesser zwischen 220 und 240 pm. Im kovalenten Kristallgitter beträgt der Abstand der Atomzentren 235 pm, was hier der Wert ist, der interessiert, da Silizium immer als Gitter im Halbleiter vorkommt.
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Das geht von der Komplexität schon in Richtung Synchrotron oder gar Kernfusionsreaktor. Herkömmliche Raketen sind dagegen Spielzeug.Yoshi_87 schrieb:
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Da diese Maschinen Schichten aus verschiedenen Materialien auf einen Waver Wafer auftragen, also da das Gros des Chips entsteht, kann man dann nicht eigentlich auch Waver aus anderen Materialien verwenden? Müssen diese unbedingt aus Silizium bestehen? 🤔
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Die Maschinen tragen keine Schichten auf dem Wafer auf. Sie belichten "nur" verschiedene Schichten, die übereinander liegen und so dann irgendwann den Transistor bilden.
Sie müssen nicht zwingend aus Silizium sein. Es wird auch an anderen Materialien für Wafer geforscht.
Sie müssen nicht zwingend aus Silizium sein. Es wird auch an anderen Materialien für Wafer geforscht.
Es gab mal eine Zeit (bis rund 1990), da waren die Autobahnbrücken "Tank-Proof".madmax2010 schrieb:
Solche "Maschinen" werden nicht mit einem Schwerlasttransport angeliefert, sondern in mehr als 100 Einzellieferungen. Anschließend baut ASML aus den Einzelteilen die Maschine beim Kunden vor Ort auf. Allein der Transport, Aufbau und Inbetriebnahme dürfte ein gutes Fünftel der Gesamtkosten ausmachen.
nein müssen sie nicht, aber was möchtest du sonst nehmen?
das ist ja gerade der vorteil der halbleiter, du kannst das silizium dotieren (bor oder phosphor atome reinschießen damit die mehr leitfähig weden und durch anlegen von strom funktioniert dann der transistor.
wenn du das ganze auf ne keramik machst ist die immer isoliert und du baust da erst unzählige extra schichten auf um am ende die gewünschen effekte zu haben, andersrum mit ner metallplatte das selbe erst ne isolationsschicht drauf damits keine kurzschlüsse gibt und dann wieder die schichten für den halbleiter.
anderes material als wafer wird aber teils schon verwendet, zb für leds, sind ja sogesehen auch chips, aus verschiedenen ebenen material mit ner bestimmten funktion.
das ist ja gerade der vorteil der halbleiter, du kannst das silizium dotieren (bor oder phosphor atome reinschießen damit die mehr leitfähig weden und durch anlegen von strom funktioniert dann der transistor.
wenn du das ganze auf ne keramik machst ist die immer isoliert und du baust da erst unzählige extra schichten auf um am ende die gewünschen effekte zu haben, andersrum mit ner metallplatte das selbe erst ne isolationsschicht drauf damits keine kurzschlüsse gibt und dann wieder die schichten für den halbleiter.
anderes material als wafer wird aber teils schon verwendet, zb für leds, sind ja sogesehen auch chips, aus verschiedenen ebenen material mit ner bestimmten funktion.
Sry, aber da hast du was falsch bzw nicht wirklich verstanden:Krik schrieb:
1. In jedem Prozess-Schritt wird eine Schicht Fotolack auf den Wafer aufgebracht. Die Belichter von ASML werden dann verwendet, um Strukturen in diesen Lack zu schreiben. Alles was nicht belichtet wurde (oder das was doch, je nachdem ob positive- oder negative-tone resist verwenet wird) wird dann "rausgelöst" (entwickelt). Wenn du z.B. eine Metall-Linie auf dem Wafer haben möchtest, könntest du den Wafer mit Fotolack beschichte, dann eine Linie darauf abbilden, den Teil den Fotolack entwickeln (dann hast du überall Fotolack, außer auf der Linie), den ganzen Wafer mit Metall beschichten und den Fotolack (samt der Metallschicht darauf) wieder ablösen. Was bleibt, ist ein "nackter" Wafer mit der Metall-Linie. Und ja, der Belichter ist nur für den einen Schritt, das "schreiben" der Strukturen in den Fotolack nötig. Alles andere braucht andere, speziell dafür entwickelte Geräte. Und das ganze wird für einen echten Chip mitunter hunderte male gemacht. Alleine um einen Transitor auf einem Wafer zu erzeugen, sind dutzende Prozessschritte nötig.
2. Das bringt mich zum zweiten Punkt: Silizium Wafer werden benutzt, weil Silizium (und Siliziumoxid) Eigenschaften hat, die es erlauben solche Sachen wie Transistoren überhaupt zu erzeugen (google mal Feld-Effekt-Transistoren). Das geht nicht mit vielen Materialien. Es gibt alternativen die aber aus unterschiedlichen Gründen weniger geeignet sind.
Was die "technische Machbarkeit" angeht, darf man sich übrigens nicht von dem Marketingsprech der Halbleiterindustrie verwirren lassen. Wenn TSMC z.B. sagt, sie hätten einen 4 nm Prozess bedeutet das noch lange nicht, dass da auch irgendwelche Strukturen tatsächlich nur 4 nm groß sind! Was allerdings stimmt: vor drei Jahren (da hab ich noch bei ASML gearbeitet), war die Genauigkeit der EUV Scanner schon bei weniger als 1 nm unter Laborbedingungen (wie genau kann ich eine Struktur auf dem Wafer relativ zu einer anderen ausrichten). Da sind wir dann tatsächlich im Bereich weniger Silizium Atome und viel genauer geht nicht mehr. Ich denke, in Zukunft wird die entwicklung dahin gehen, bei gleichbleibender Genauigkeit und Auflösung immer mehr Wafer pro Stunde bearbeiten zu können. Daher ist es auch so relevant, mehr Leistung aus der Lichtquelle zu bekommen. Der Fotolack braucht eine gewisse Energiemenge pro Fläche. Je schneller man diese Energie "liefern" kann, desto schneller kann man den Wafer vollständig Belichten.
Wenn man Quanteneffekte außen vor lässt (die gibt es schon ab 50 Atomlagen und je weniger, desto mehr Auswirkungen gibt es), ist bei Silizium spätestens bei 235 pm Schluss (0,235 nm), weil man Atome nicht mit der Schere durchschneiden kann.Mindfork schrieb:
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Das ist leider das Gegenteil von trivial. Da reichen schon wenige Zehntelgrade Temperaturdifferenz zwischen beiden Lasern aus, damit beide Wellenlängen nicht mehr absolut kohärent sind (optimal überlagert werden können). Da dürfte ein stärkerer Laser mit nur einer optischen Führung zielführender sein.Convert schrieb:
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Warum sollen ausgerechnet unsere Boomer (1946 bis 1964/65 geboren) das tun? Die Boomer, die ich so kenne, arbeiten noch ohne ständig die KI zu bemühen.Mimir schrieb:Und das meiste des Outputs der ASML Maschinen wandert aktuell in KI Rechenzentren, um dann lustige Bildchen für Boomer auf Facebook und Insta zu generieren.
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mit dem immer kleiner gibts ja da immer wieder findige leute die da noch nen paar nanometer mit vorhandenen techniken rausholen können...
wenn du überlegst wie lange wir mit 193nm wellenlänge des lichtes wafer belichtet haben...ist das schon erstaunlich...da gibts beim belichten mit den reticeln tricks wie da da scharfe kanten und eckige löscher hinbekommst.
ansonsten ist das wie das abschleppseil durch die öse der kleinen nähnadel zu fädeln...
wenn du überlegst wie lange wir mit 193nm wellenlänge des lichtes wafer belichtet haben...ist das schon erstaunlich...da gibts beim belichten mit den reticeln tricks wie da da scharfe kanten und eckige löscher hinbekommst.
ansonsten ist das wie das abschleppseil durch die öse der kleinen nähnadel zu fädeln...
Waver? Die Bezeichnung kommt von "Waffel", also Wafer.Krik schrieb:
Es muss nicht zwingend aus Silizium bestehen, nur wird es z.B. bei Germanium oder anderen Halbleitern schwierig, meterlange und 300mm vom Umfang fassende monokristalline Kristalle zu ziehen.
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Weyoun schrieb:
Ich glaube, die Leistungssteigerung der Lichtquelle bezieht sich auf die EUV Strahlung. Der Cymer Laser, der verwendet wird, um das Zinn zu "desintegrieren" hat sicherlich ein vielfaches der Leistung...
Bei der EUV Quelle gibt es eine ganze Menge Stellschrauben:
- die Frequenz der Zinntropfen kann erhöht werden
- die Geometrie der Tropfen kann optimiert werden
- Da der Tropfen das EUV Licht in alle Richtungen abstrahlt, kann der Spiegel, mit dem das Licht eingesammelt und gebündelt wird optimiert werden
- Der ganze Prozess erzeugt Ablagerungen auf den Optiken die die Effizienz vermindern. Das kann optimiert werden
- Insgesamt können die Reflektionseigenschaften der Spiegel verbessert werden. Es werden, glaube ich, 11 Spiegel benötigt. Haben die eine Reflexionsgrad von 97% für die EUV Stahlung, bleiben am Ende ~72% übrig (0,97^11). Verbessert man das um 1% auf 98%, kommen am Ende schon ~80% der EUV Strahlung am Wafer an.
Ich denke, das alles und noch mehr sorgen für die Leistungssteigerung der EUV Quelle.
@Krik Sind halt keine Halbleiter. Kannste keine Chips draus bauen. Man könnte eine Schicht Silizium auf eine Glasplatte auftragen und von da weiterarbeiten. Aber warum dann nicht gleich nen Silizium Wafer? Silizium gibt es wie Sand am Meer (pun intended)!
Edit: Und Silizium Einkristalle in der benötigten Form und Größe herzustellen ist technisch gut machbar. Man würde schlicht nichts gewinnen wenn man noch mehr Prozessschritte einführt. ICs basieren nunmal auf Transistoren und für die brauchst du einen Halbleiter (nochmal, Stichwort MOS-FET)
Edit: Und Silizium Einkristalle in der benötigten Form und Größe herzustellen ist technisch gut machbar. Man würde schlicht nichts gewinnen wenn man noch mehr Prozessschritte einführt. ICs basieren nunmal auf Transistoren und für die brauchst du einen Halbleiter (nochmal, Stichwort MOS-FET)
Sind Stahl oder Glas Halbleiter? Nein, Stahl ist ein Leiter und Glas ein Isolator. Man benötigt aber Halbleitermaterialien. Dafür infrage kommen:Krik schrieb:
- Elementhalbleiter (lassen sich dotieren): Vor allem Silizium, Germanium, Selen, Alpha-Zinn (graues Zinn), Bor. Tellur, Kohlenstoff in Form von Fullerenen sowie Diamant (Kohlenstoff in anderer Gitterstruktur)
- Verbindungshalbleiter (zwei Elemente miteinander verbunden):
- Elemente III/V: PaP, GaAs, InP, InSb, GaSb, GaN, AlN, InN, ...
- Elemente IV/IV: CSiGeSn
- Elemente II/VI: ZnO, ZnS, ZnSe, ...
- Diverse Organische Halbleiter (sind leider thermisch und chemisch weniger stabil): OLEDs als wichtiges Beispiel
Am Ende eigenen sich aber bei weiten nicht alle theoretischen Halbleiter für moderne Computer-Chips. Der Bandabstand (Bandlücke) zwischen Leitungsband und Valenzband muss in der richtigen Größenordnung liegen, damit nicht zu viel Energie benötigt wird, um in den leitenden Zustand zu gelangen. In der Regel liegt er zwischen 0,5 und etwas über 3,0 eV. Silizium hat 1,1eV, während GaN und SiC >= 3,0 eV aufweisen.
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Du könntest auch Fragen "Warum baut man keine Glühbirnen aus Beton? Beton hat doch auch Vorteile!"Krik schrieb:
Beton hat viele tolle Eigenschaften aber leider nicht die, die Du brauchst, um eine Glühbirne zu bauen.
Silizium basierte Halbleitertechnik ist das beste, was wir momentan haben. Muss das für immer so bleiben? Nein! Wird aktuell an alternativen geforscht? Mit Sicherheit! Könnten das irgendwelche x-beliebigen Materialien sein? Sicher nicht!
