リソグラフィーは、間違いなく半導体製造における最も重要なステップです。 今日の最先端の EUV スキャナーは、非常に複雑な機械であり、新しいボーイング ジェット旅客機と同じくらいの費用がかかります。
ASML は、1984 年に Philips とのジョイント ベンチャーとしてささやかなスタートを切った後、世界第 XNUMX 位のチップ機器メーカー、そして EUV マシンの唯一のサプライヤに成長しました。
「失うリソグラフィー」、 The Chip Warriors ポッドキャスト シリーズのエピソード、米国がどのようにチップ製造プロセスのこの重要な部分を発明し、その後失ったかについての直接の説明を提供します. このエピソードは、Fairchild Semiconductor、David W Mann Co、Cobilt、GCA、Nikon、Silicon Valley Group (SVG) などのパイオニアへのインタビューに基づいています。
シリコンウェーハに画像を印刷する初期の試みは、1950 年代半ばにベル研究所で行われました。 その XNUMX 年後、フェアチャイルドはトランジスタを製造するプロセスを改善しました。
フェアチャイルドの最初の XNUMX 人の共同設立者の XNUMX 人であるジェイ・ラスト氏は、ボブ・ノイス氏とともに、次のように述べています。
「ベル研究所はそこでいくつかの努力をしてきましたが、これを扱うのは不可能だと考えたため、追求することはありませんでした. ボブ[ノイス]と私はコダックと仕事をしました。彼らは当時の最高のレジストを提供してくれました。私たちは次第に彼らと協力関係を築き、レジストは着実に改善され続けました。
「多くの技術的な問題と技術的な後退がありましたが、これを使用するつもりであり、それを機能させる必要があると言いました。実際に使用しました。」
1960 年代には、コンタクト マスク アライナーがウエハー印刷に使用されていました。 キューリック&ソファ それらを商業的に導入した最初のもの。 その後、Kasper Instruments が主要なサプライヤーになりましたが、1972 人の元 Kasper エンジニアが Cobilt と呼ばれる独自の会社を設立し、XNUMX 年にボストンに本拠を置く CAD 大手の Computervision に買収されたとき、ウェーハ プリンティングの新しいパラダイムが出現しました。
「Cobilt は、当時の標準よりもいくらか優れた技術で半導体ウェーハを印刷するメカニカル アライナを製造しました。 Computervision には、レイヤーをより正確に位置合わせできる自動位置合わせのパッケージがありました」と、Computervison から西海岸に移り、Cobilt のエンジニアリング担当副社長になった Sam Harrell 氏は述べています。
「私たちは世界中で何百台もの機械を販売しました。 プロジェクションプリンターの時代が支配的になるまで、それは本当に支配的でした。」
Cobilt に入社する前に Kasper でアライナーを販売していた Ed Segal は、Perkin-Elmer がプロジェクション マスク アライナーを開発したとき、Cobilt がリードを失ったことを目の当たりにしました。
「マスクアライナがコンタクトマスクアライナからプロジェクションアライナと呼ばれるもの、またはマスクのイメージをウェーハに投影する次の段階に移行したとき、パーキンエルマーは完全に参入し、その市場を引き継いだ」とシーガル氏は語った。 . 「コビルトはそれを作ろうとしましたが、実際には非常に大きな失敗でした。 そして1981年、同社は最終的にアプライド マテリアルズに売却されました。」
Jim Gallagher は、1980 年代に市場を日本企業に譲渡するまで、リソグラフィーの世界的リーダーであった GCA で半導体装置事業を経営していました。 ポッドキャストの中で彼は、ニコンやキャノンなどの日本のサプライヤーが市場のリーダーになった後の会社の最終的な崩壊について語っています。
「私たちはできる限り事業の売却を開始しました。 しかし、下り坂にあるとき、いわば、それは販売を開始するときではありません。なぜなら、あなたがしていることは、誰もがあなたの問題を知っていて、最低最低価格を提示しようとしているからです。 それが私たちのスライドの始まりでした」とギャラガーは言いました。
1980 年代後半までに、日本のステッパー サプライヤーの優位性は、アメリカのチップ メーカーにとって懸念事項でした。 代替ソースを開発するために、Intel はヨーロッパの企業である Censor と協力しました。 しかし、この取り組みは失敗に終わり、1984 年に Censor は Perkin-Elmer に売却されました。
インテルの共同創設者であるゴードン・ムーアは、当時の懸念を思い出します。 「キャノンとニコンから大きなステッパーが出てきました。 米国には同等の機器がなく、それがプロセス全体の非常に重要な部分でした。
「私たちはリヒテンシュタインの会社 [Censor] とステッパーを作るための主要なプログラムを持っていました。 非常に洗練されていますが、非常に高価であり、開発が遅すぎて市場に実際に影響を与えることができませんでした. 最終的に日本製の機器を購入することになったのは、それが入手可能な最高のものだったからであり、そのための代替ソースは実際にはありませんでした。」
後にニコンのCEOとなる吉田正一郎は、半導体製造用の同社初のステップ・アンド・リピート・カメラを設計しました。 ポッドキャストで、彼がニコンでのステッパーの初期開発について (英語で) 説明しているのを聞いてください。
1990sで、 SVG は、新たに任命された CEO の Papken Der Torossian の下で、リソグラフィにも進出しました。 SVG は GCA の買収を試みたが実現せず、GCA は 1988 年に General Signal に売却された。
しかし、Der Torossian は、Perkin-Elmer が IBM と共同で開発した次世代のステップ・アンド・スキャン・システムである Micrascan の買収に成功しました。システムのバグを修正します。 その結果がMicrascan IIでした。
「彼らが持っていたマシンは機能しませんでした — 平均故障間隔は XNUMX 時間未満でした。 IBM はそれを使用できませんでした。 しかし、それには非常に優れた基本技術がありました」と彼は言いました。
Der Torrossian は、現金不足がどのように高度なリソグラフィーを米国で維持する機会を逃したかを説明しています。
「92 年、ASML は出血していました。 Philips がそれらを所有しており、ASML を 60 万ドルで購入するために私のところに来ました。 私は60万ドルを持っていませんでした。 私は彼らに、「あなたに同数の株をあげるから合弁会社を作ろう」と言いました。 彼らは、『いいえ、フィリップスには現金が必要です』と言いました。」
2001 年までに、ASML はビジネスを好転させ、最終的に SVG (最後の主要な米国のリソグラフィ会社) を 1.6 億ドルで買収しました。 この取引は、国家安全保障上の懸念から数か月遅れましたが、ASML が SVG の Tinsley Labs 部門を売却することに同意した後、最終的にジョージ W. ブッシュ政権によって承認されました。
チップ・ウォリアーズのポッドキャスト・シリーズは、Craig Addison が執筆および制作したもので、2004 年から 2008 年の間に行われた SEMI のオーラル ヒストリー インタビューに基づいています。
1980 年に SEMI から委託されたこの絵には、リソグラフィのパイオニアが描かれています。左から、パーキンエルマーのプロジェクション マスク アライナーの背後にあるチーム (Abe Offner、Jere Buckley、David Markel、Harold Hemstreet)、右から、 David W. Mann Co. のフォト リピーターの主な発明者である Burt Wheeler 氏。
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