Litografi är utan tvekan det viktigaste steget i halvledartillverkning. Dagens toppmoderna EUV-skannrar är otroligt komplexa maskiner som kostar lika mycket som en ny Boeing jetliner.
Från en ödmjuk början 1984 som ett joint venture med Philips har ASML vuxit till att bli världens näst största tillverkare av chiputrustning – och den enda leverantören av EUV-maskiner.
"Förlora litografi", ett avsnitt i The Chip Warriors podcastserie, ger en förstahandsredovisning av hur USA uppfann, och sedan förlorade, denna kritiska del av chiptillverkningsprocessen. Avsnittet är baserat på intervjuer med pionjärer på bland annat Fairchild Semiconductor, David W Mann Co, Cobilt, GCA, Nikon och Silicon Valley Group (SVG).
Tidiga försök att skriva ut bilder på kiselwafers gjordes på Bell Labs i mitten av 1950-talet. Senare samma årtionde förbättrade Fairchild processen för att göra transistorer.
"Vi bestämde oss för att använda fotoresist för att avgränsa områdena," sa Jay Last, en av de ursprungliga åtta medgrundarna av Fairchild, tillsammans med Bob Noyce.
"Bell Labs hade gjort en del ansträngningar där och trodde att det här var omöjligt att arbeta med så de fortsatte aldrig med det. Bob [Noyce] och jag arbetade med Kodak och de gav oss de bästa resisterna de hade vid den tiden och vi hade gradvis en arbetsrelation med dem som motståndet hela tiden förbättrades.
"Det fanns många tekniska problem och tekniska bakslag, men vi sa bara att vi kommer att använda det här och vi måste få det att fungera - och det gjorde vi."
På 1960-talet användes kontaktmaskriktare för wafertryck, med Kulicke & Soffa den första att introducera dem kommersiellt. Senare blev Kasper Instruments den dominerande leverantören, men när tre före detta Kasper-ingenjörer bildade sitt eget företag, Cobilt – och det köptes upp av Boston-baserade CAD-jätten Computervision 1972 – uppstod ett nytt paradigm för wafertryck.
"Cobilt tillverkade mekaniska aligners som tryckte halvledarskivan med något överlägsen teknik än dagens standard. Och Computervision hade ett paket med automatisk justering som skulle göra det möjligt för dig att justera lagren mer exakt, säger Sam Harrell, som flyttade från Computervison till västkusten för att vara Cobilts vice vd för ingenjörskonst.
”Vi sålde hundratals maskiner över hela världen. Det regerade verkligen tills perioden för projektionsskrivarna blev dominerande.”
Ed Segal, som sålde aligners på Kasper innan han gick med i Cobilt, såg hur Cobilt tappade sin ledning när Perkin-Elmer utvecklade projektionsmask aligner.
"När maskalignern gick till nästa steg från en kontaktmaskaligner till vad som kallades en projektionsaligner, eller projicerade bilden av masken på wafern, kom Perkin-Elmer helt enkelt in och tog över den marknaden," sa Segal . "Cobilt försökte bygga en och det var verkligen ett väldigt stort misslyckande. Och företaget såldes så småningom till Applied Materials 1981.”
Jim Gallagher drev halvledarutrustningsverksamheten på GCA, som var världsledande inom litografi innan han överlät marknaden till japanska företag på 1980-talet. I podcasten berättar han om företagets slutliga bortgång efter att japanska leverantörer som Nikon och Canon blivit marknadsledare.
”Vi började sälja av verksamheten så gott vi kunde. Men när du går nedför, så att säga, är det inte dags att börja sälja eftersom det du gör är att alla känner till ditt problem och de kommer att ge de lägsta, lägsta priserna. Så det var början på vår bild, sa Gallagher.
I slutet av 1980-talet var dominansen av japanska stepperleverantörer ett bekymmer för amerikanska chiptillverkare. I ett försök att utveckla en alternativ källa arbetade Intel med Censor, ett europeiskt företag. Men ansträngningen misslyckades och Censor såldes till Perkin-Elmer 1984.
Intels grundare Gordon Moore påminner om oron då. "De stora stegarna kom från Canon och Nikon. Det fanns inte en jämförbar utrustning i USA, och det var en så kritisk del av hela processen.
"Vi hade ett stort program med ett Liechtenstein-företag [Censor] för att göra en stepper. Väldigt sofistikerat men också väldigt dyrt, och utvecklingen gick för långsamt för att de verkligen skulle slå igenom på marknaden. Det slutade med att vi köpte japansk utrustning för att den var den bästa tillgängliga, och det fanns egentligen ingen alternativ källa för det."
Shoichiro Yoshida, som senare skulle bli VD för Nikon, designade företagets första step-and-repeat-kamera för halvledartillverkning. Hör honom i podcasten beskriva (på engelska) den tidiga utvecklingen av steppers hos Nikon.
I 1990s, SVG expanderade till litografi under nyutnämnd VD Papken Der Torossian. SVG hade försökt köpa GCA men affären blev aldrig av, och GCA såldes till General Signal 1988.
Der Torossian lyckades dock förvärva nästa generations steg-och-skanningssystem, Micrascan, utvecklat av Perkin-Elmer i samarbete med IBM – men han sa att det krävde tiotals miljoner i FoU och två och ett halvt år för att fixa buggar i systemet. Resultatet blev Micrascan II.
"Maskinen som de hade fungerade inte - hade en genomsnittlig tid mellan fel på mindre än en timme. IBM kunde inte använda det. Men den hade väldigt bra grundteknik, sa han.
Der Torrossian förklarar hur brist på kontanter ledde till ett missat tillfälle att behålla avancerad litografi i USA.
"År 92 blödde ASML. Philips ägde dem och kom till mig för att köpa ASML för 60 miljoner dollar. Jag hade inte 60 miljoner dollar. Jag sa till dem: 'Jag ska ge er lika många aktier så låt oss ha ett joint venture.' De sa: 'Nej, Philips behöver kontanter.'
År 2001 hade ASML vänt verksamheten och det slutade med att de köpte SVG – det sista stora amerikanska litografiföretaget – för 1.6 miljarder dollar. Affären försenades med flera månader på grund av nationella säkerhetsproblem men godkändes så småningom av George W. Bush-administrationen efter att ASML gick med på att avyttra SVG:s Tinsley Labs-enhet.
Podcastserien Chip Warriors, skriven och producerad av Craig Addison, är baserad på SEMI muntliga historieintervjuer som han genomförde mellan 2004 och 2008. Intervjuerna har använts under licens från SEMI, som inte är ansluten till podcasten.
Litografipionjärerna avbildas i denna målning som beställdes av SEMI 1980. Från vänster, teamet bakom Perkin-Elmers projektionsmaskriktare (Abe Offner, Jere Buckley, David Markel och Harold Hemstreet), och till höger, Burt Wheeler, huvuduppfinnaren av fotorepeatern på David W. Mann Co.
Dela det här inlägget via: Källa: https://semiwiki.com/lithography/304384-losing-lithography-how-the-us-invented-then-lost-a-critical-chipmaking-process/
- &
- Konto
- Alla
- amerikan
- bland
- runt
- klocka
- BÄST
- Miljarder
- Boeing
- fel
- SLUTRESULTAT
- företag
- Köp
- Uppköp
- CAD
- Kontanter
- VD
- chip
- Medgrundare
- grundare
- kommande
- Företag
- företag
- dag
- behandla
- utveckla
- Utveckling
- DID
- Tidig
- Teknik
- Ingenjörer
- Engelska
- Utrustning
- Giltigt körkort
- Misslyckande
- Förnamn
- Fast
- Allmänt
- George
- god
- Grupp
- historia
- Hur ser din drömresa ut
- HTTPS
- Hundratals
- IBM
- bild
- Inverkan
- Intel
- Intervjuer
- IT
- joint venture
- Labs
- leda
- Led
- Licens
- Maskiner
- större
- tillverkare
- Produktion
- marknad
- mask
- material
- miljon
- månader
- nationell säkerhet
- Verksamhet
- Möjlighet
- beställa
- Övrigt
- målning
- paradigmet
- Philips
- podcast
- VD
- Principal
- producerad
- Program
- R&D
- säkerhet
- sälja
- Semi
- halvledare
- motgångar
- aktier
- Silicon Valley
- So
- säljs
- Etapp
- starta
- igång
- framgångsrik
- leverantörer
- system
- Teknisk
- Teknologi
- världen
- tid
- us
- våga
- Vice President
- W
- väster
- VEM
- Arbete
- världen
- år
- Youtube