Lithografie is misschien wel de belangrijkste stap in de productie van halfgeleiders. De huidige ultramoderne EUV-scanners zijn ongelooflijk complexe machines die evenveel kosten als een nieuw Boeing-vliegtuig.
Vanaf het bescheiden begin in 1984 als joint venture met Philips is ASML uitgegroeid tot de op een na grootste fabrikant van chipapparatuur ter wereld – en de enige leverancier van EUV-machines.
“Lithografie verliezen”, een aflevering in de podcastserie The Chip Warriors, geeft een verslag uit de eerste hand van hoe de VS dit cruciale onderdeel van het chipproductieproces hebben uitgevonden en vervolgens verloren. De aflevering is gebaseerd op interviews met pioniers bij onder meer Fairchild Semiconductor, David W Mann Co, Cobilt, GCA, Nikon en Silicon Valley Group (SVG).
De eerste pogingen om afbeeldingen op siliciumwafels af te drukken werden halverwege de jaren vijftig ondernomen bij Bell Labs. Later dat decennium verbeterde Fairchild het proces om transistors te maken.
“We besloten fotoresist te gebruiken om de gebieden af te bakenen”, zegt Jay Last, een van de oorspronkelijke acht medeoprichters van Fairchild, samen met Bob Noyce.
“Bell Labs had daar wat moeite voor gedaan en dacht dat dit gewoon onmogelijk was om mee te werken, dus hebben ze er nooit mee aan de slag gegaan. Bob [Noyce] en ik werkten met Kodak en zij gaven ons de beste resists die ze destijds hadden en we kregen geleidelijk een werkrelatie met hen die steeds beter werd.
“Er waren veel technische problemen en technische tegenslagen, maar we hebben net gezegd dat we dit gaan gebruiken en dat we het moeten laten werken – en dat hebben we gedaan.”
In de jaren zestig werden contactmasker-aligners gebruikt voor het printen van wafers Kulicke & Soffa de eerste die ze commercieel introduceerde. Later werd Kasper Instruments de dominante leverancier, maar toen drie voormalige Kasper-ingenieurs hun eigen bedrijf oprichtten, genaamd Cobilt – en dat in 1972 werd overgenomen door de in Boston gevestigde CAD-gigant Computervision – ontstond er een nieuw paradigma voor waferprinten.
“Cobilt maakte mechanische aligners die de halfgeleiderwafel printten met enigszins superieure technologie volgens de standaard van die tijd. En Computervision had een pakket automatische uitlijning waarmee je de lagen nauwkeuriger kon uitlijnen”, zegt Sam Harrell, die van Computervison naar de westkust verhuisde om Cobilt’s vice-president engineering te worden.
“We hebben honderden machines over de hele wereld verkocht. Het heeft echt geregeerd totdat de periode van de projectieprinters dominant werd.”
Ed Segal, die bij Kasper aligners verkocht voordat hij bij Cobilt kwam, zag hoe Cobilt zijn voorsprong verloor toen Perkin-Elmer de projectiemasker-aligner ontwikkelde.
“Toen de maskeruitlijner naar de volgende fase ging van een contactmaskeruitlijner naar wat een projectie-uitlijner werd genoemd, of het projecteren van het beeld van het masker op de wafer, kwam Perkin-Elmer absoluut binnen en nam die markt over”, zei Segal. . “Cobilt probeerde er een te bouwen en het was echt een grote mislukking. En het bedrijf werd uiteindelijk in 1981 verkocht aan Applied Materials.”
Jim Gallagher leidde de halfgeleiderapparatuurafdeling bij GCA, dat wereldleider was op het gebied van lithografie voordat hij de markt in de jaren tachtig aan Japanse bedrijven afstond. In de podcast vertelt hij over de uiteindelijke ondergang van het bedrijf nadat Japanse leveranciers als Nikon en Canon marktleider werden.
“We zijn begonnen met het verkopen van activiteiten zo goed als we konden. Maar als het bergafwaarts gaat, om zo te zeggen, is dat niet het moment om te beginnen met verkopen, want wat je doet is dat iedereen je probleem kent en dat ze de allerlaagste prijzen zullen geven. Dus dat was het begin van onze afgang”, zei Gallagher.
Tegen het einde van de jaren tachtig was de dominantie van Japanse stepperleveranciers een punt van zorg voor de Amerikaanse chipmakers. In een poging een alternatieve bron te ontwikkelen, werkte Intel samen met Censor, een Europees bedrijf. De poging mislukte echter en Censor werd in 1980 verkocht aan Perkin-Elmer.
Intel-medeoprichter Gordon Moore herinnert zich de zorgen destijds. “De grote stappers kwamen uit Canon en Nikon. Er was geen vergelijkbaar apparaat in de VS, en dat was zo’n cruciaal onderdeel van het hele proces.
“We hadden een groot programma met een Liechtensteins bedrijf [Censor] om een stepper te maken. Zeer geavanceerd maar ook erg duur, en de ontwikkeling ging te langzaam om echt impact op de markt te hebben. Uiteindelijk hebben we Japanse apparatuur gekocht omdat die de beste was die verkrijgbaar was, en daar was niet echt een alternatieve bron voor.”
Shoichiro Yoshida, die later CEO van Nikon zou worden, ontwierp de eerste step-and-repeat-camera van het bedrijf voor de productie van halfgeleiders. In de podcast kun je hem (in het Engels) de vroege ontwikkeling van steppers bij Nikon horen beschrijven.
In de 1990s, SVG breidde zich uit naar lithografie onder de nieuw aangestelde CEO Papken Der Torossian. SVG had geprobeerd GCA te kopen, maar de deal kwam nooit tot stand en GCA werd in 1988 verkocht aan General Signal.
Der Torossian was echter succesvol in het verwerven van een stap-en-scansysteem van de volgende generatie, Micrascan, ontwikkeld door Perkin-Elmer in samenwerking met IBM – maar hij zei dat er tientallen miljoenen aan onderzoek en ontwikkeling nodig waren en dat het twee en een half jaar duurde om bugs in het systeem oplossen. Het resultaat was de Micrascan II.
“De machine die ze hadden werkte niet – de gemiddelde tijd tussen storingen bedroeg minder dan een uur. IBM kon het niet gebruiken. Maar het beschikte over een zeer goede basistechnologie”, zei hij.
Der Torrossian legt uit hoe een tekort aan contant geld leidde tot een gemiste kans om geavanceerde lithografie in de VS te behouden.
“In ‘92 bloedde ASML. Philips was eigenaar van hen en kwam naar mij toe om ASML voor 60 miljoen dollar te kopen. Ik had geen 60 miljoen dollar. Ik zei tegen hen: ‘Ik geef jullie een gelijk aantal aandelen, dus laten we een joint venture oprichten.’ Ze zeiden: ‘Nee, Philips heeft contant geld nodig.’”
In 2001 had ASML het roer omgegooid en kocht het uiteindelijk SVG – het laatste grote Amerikaanse lithografiebedrijf – voor 1.6 miljard dollar. De deal werd enkele maanden uitgesteld vanwege bezorgdheid over de nationale veiligheid, maar werd uiteindelijk goedgekeurd door de regering van George W. Bush nadat ASML ermee had ingestemd de Tinsley Labs-eenheid van SVG af te stoten.
De Chip Warriors-podcastserie, geschreven en geproduceerd door Craig Addison, is gebaseerd op SEMI oral history-interviews die hij tussen 2004 en 2008 heeft afgenomen. De interviews zijn gebruikt onder licentie van SEMI, dat niet is aangesloten bij de podcast.
Lithografiepioniers zijn afgebeeld op dit schilderij dat in 1980 in opdracht van SEMI werd gemaakt. Van links het team achter Perkin-Elmers projectiemaskeruitlijner (Abe Offner, Jere Buckley, David Markel en Harold Hemstreet), en rechts: Burt Wheeler, hoofduitvinder van de fotorepeater bij David W. Mann Co.
Deel dit bericht via: Bron: https://semiwiki.com/lithography/304384-losing-lithography-how-the-us-invented-then-lost-a-critical-chipmaking-process/
- &
- Account
- Alles
- Amerikaans
- onder
- rond
- Fietsbel
- BEST
- Miljard
- Boeing
- bugs
- bouw
- bedrijfsdeskundigen
- kopen
- Buying
- CADXPERT / LANDXPERT
- Contant geld
- ceo
- spaander
- Mede-oprichter
- Cake co-founders.
- komst
- Bedrijven
- afstand
- dag
- transactie
- ontwikkelen
- Ontwikkeling
- DEED
- Vroeg
- Engineering
- Ingenieurs
- Engels
- uitrusting
- Nederlands
- Storing
- Voornaam*
- Bepalen
- Algemeen
- George
- goed
- Groep
- geschiedenis
- Hoe
- HTTPS
- Honderden
- IBM
- beeld
- Impact
- Intel
- Interviews
- IT
- gezamenlijke onderneming
- Labs
- leiden
- LED
- Vergunning
- Machines
- groot
- maker
- productie
- Markt
- maskeren
- materieel
- miljoen
- maanden
- nationale veiligheid
- Operations
- kansen
- bestellen
- Overig
- schilderij
- paradigma
- Philips
- Podcast
- president
- Principal
- geproduceerd
- Programma
- R & D
- veiligheid
- verkopen
- Semi
- halfgeleider
- tegenslagen
- Aandelen
- Silicon Valley
- So
- uitverkocht
- Stadium
- begin
- gestart
- geslaagd
- leveranciers
- system
- Technisch
- Technologie
- de wereld
- niet de tijd of
- us
- onderneming
- Vice President
- W
- West
- WIE
- Mijn werk
- wereld
- jaar
- youtube