EUV-Lithographie in der Halbleiterherstellung
Druck von Chipmustern auf Silikonwafern mit EUV-Licht
Integrierte Schaltkreise können heutzutage Schaltungen mit vielen Milliarden elektronischen Bauelementen umfassen, so dass auch hochkomplexe Schaltungen auf wenigen Quadratmillimetern kleinen Halbleiterplättchen untergebracht werden können. Die Herstellung umfasst eine Vielzahl von einzelnen physikalischen und chemischen Prozessen. Da generell die Leistungsfähigkeit von Mikroprozessoren mit kleiner werdenden Strukturen auf dem Chip zunimmt, bewegt sich die deren Miniaturisierungsgrad oft an der Grenze des technisch und physikalisch möglichen.
5. Was genau ist Lithographie?
Sander Hofman: Ein integrierter Schaltkreis oder Chip besteht aus hunderten von Schichten vernetzter Muster. Unsere Maschinen drucken diese Muster auf Silikon. Vereinfacht gesagt sind die Maschinen von ASML hochentwickelte Kopierer für diese Muster. Dieser Prozess wird Lithographie genannt. In den Maschinen haben wir eine Lichtquelle, mit Licht einer bestimmten Wellenlänge. Im Fall der EUV-Systeme, den neuesten und innovativsten Systemen, steckt das schon im Namen – EUV, Extreme Ultra Violet Light (extrem ultraviolette Strahlung), mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern.
6. Welche Bedeutung hat Licht für die Produktion?
Hofman: Das Licht mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern wird von uns generiert und via Optiken durch unsere Maschinen geleitet. Die Spiegel werden von ZEISS in Deutschland hergestellt. Das Licht wird von einem Grundmuster reflektiert, das wir “Maske” nennen. Diese kodiert das Muster in den Lichtstrahl. Schließlich wird der Lichtstrahl und das Muster mittels weiterer Optiken geschrumpft bevor es auf dem lichtempfindlichen Silikonwafer landet, es wird quasi immer wieder auf der Oberfläche aufgedruckt, wie bei einem Kopierer.
7. Was sind die finalen Herstellungsschritte für den Wafer?
Hofman: Nach der Lithographie wird der Wafer in der Halbleiterfabrik unserer Kunden weiterverarbeitet. Diese Schritte werden mit Maschinen von anderen Herstellern von Halbleiterausrüstung durchgeführt. Der Wafer wird unter anderem mit chemischen Bädern behandelt, geätzt und ionisiert um fertiggestellt zu werden. Insgesamt kann es bis zu drei Monate dauern, bis ein Wafer seine Runden durch die FAB eines Kunden gemacht hat.
Es müssen mehrere Schichten gedruckt werden, eine über der anderen, der Wafer erneut geätzt werden und mit Lithographie weiterverarbeitet werden. Es entsteht ein Silikonwafer auf dem Hunderte, manchmal sogar Tausende von Chips nebeneinander gedruckt sind. Das Endprodukt kann dann in einzelne Chips zerteilt und verpackt werden, bevor diese in elektronischen Geräten eingebaut werden. Das ist der grundlegende Kontext dafür, was unsere Maschinen sind und wie sie funktionieren.