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Mittwoch, 20. Februar 2019

Chip-Lithografie

Partner haben Chipstrukturen von 3 nm fest im Blick

Von Jens D. Billerbeck | 15. November 2018 | Ausgabe 46

Imec und ASML kooperieren bei der Weiterentwicklung der Belichtung von Chips mit extremem UV-Licht.

Bildartikel zu IMEC ASML EUV.jpg
Foto: Imec

Prinzip der EUV-Lithografie: In einem komplexen Prozess wird ein Wafer (blauer Kreis) mit extremem UV-Licht (violett) im Vakuum belichtet.

Moore‘s Law ist gnadenlos: Seit den späten 1960er-Jahren treibt es den Halbleiterfortschritt zu stetig kleineren Strukturen. Mittlerweile ist hier die Grenze zur einstelligen Nanometerzahl fest angepeilt. Das macht den Chiptechnologen an vielen Stellen Probleme. Zunächst und vor allem bei der Lithografie. Denn noch immer läuft das Brot- und Butter-Geschäft hier bei Lichtwellenlängen von 93 nm. Da sind schon 14-nm-Strukturen eine echte Herausforderung, müssen optische Brechungseffekte an den Masken aufwendig umgangen werden.

Die Belichtung mit extremem UV-Licht (EUV) von nur noch 13,5 nm Wellenlänge steht allenthalben in den Startlöchern, von Lieferungen entsprechender Lithografiemaschinen an die üblichen Verdächtigen Samsung, Intel und TSMC wird berichtet, die Einführung in der echten Produktion steht wohl bei einigen unmittelbar bevor. Entscheidende Entwicklungsarbeiten der EUV-Lithografie fanden und finden nach wie vor in Europa statt. In enger Partnerschaft arbeiten das belgische Nanoelektronik-Forschungszentrum Imec und der Weltmarktführer bei Lithografiemaschinen, die niederländische ASML, zusammen. Weiterhin ist Zeiss in Oberkochen mit an Bord für die Belichtungsoptiken. Bei der kleinen EUV-Wellenlänge sind diese rein reflektiv, da Linsen dieses Licht absorbieren.

Erst kürzlich meldeten die Partner einen weiteren Schritt hin zur EUV-Technik für die Volumenfertigung. Gemeinsam wollen sie so die Voraussetzung für die weitere Strukturverkleinerung auf den Chips bis unter 3 nm schaffen.

Die Leistung der EUV-Lichtquelle, eine weitere kritische Komponente im gesamten Lithografieprozess, wurde demnach auf 250 W gesteigert. Die Durchsatzleistung der im Imec-Reinraum installierten Maschine namens NXE:3400B soll so auf mehr als 125 Wafer pro Stunde gebracht werden. Außerdem sollen neue Mess- und Justiersysteme den Prozessablauf verbessern und beschleunigen.