EUV-Lithographie in der Halbleiterherstellung
Technologische Features des EUV-Systems
Die Lithographie erfordert extreme mechatronische Technik. Die Bewegung von Maske und Wafer muss perfekt synchronisiert sein, aber da das Chipmuster auf der Maske größer ist als das resultierende Muster auf dem Wafer, muss sich die Fotomaske viel weiter und schneller bewegen, bis zu 150 Meter pro Sekunde im Quadrat. Das entspricht der Beschleunigung eines Autos von 0 auf 100 km/h in nur 0,1 Sekunden.
Die Fähigkeit, die Bewegung von Wafer und Fotomaske auf den Nanometer und die Nanosekunde genau zu synchronisieren, während sie mit 5 g und 15 g in entgegengesetzte Richtungen beschleunigen - und das alles, ohne eine einzige Vibration zu verursachen - ist für die Herstellung funktionierender Mikrochips unerlässlich.
8. Was sind die herausragenden Features der EUV-Maschinen von ASML?
Sander Hofman: Die EUV-Systeme sind einzigartig in ihrer Komplexität, in der Art wie sie entwickelt werden und wie ASML mit der Supply Chain zusammenarbeitet, um sie herzustellen. Letztendlich ist ausschlaggebend, dass die Chipindustrie eine erschwingliche Maschine verlangt, die die höchste Leistung für die Schichten der Chips in der Halbleiterherstellung erzielt, die über die kleinsten Features verfügen. Die EUV-Technologie ermöglicht die fortschrittlichste Halbleiterfertigung.
9. Wie wird das Licht in der EUV-Maschine generiert?
Hofman: Die Lichterzeugung bei der EUV-Lithographie ist ein unglaublich komplexer Prozess. Ein Generator schleudert 25-Mikrometer-Zinntröpfchen mit einer Geschwindigkeit von 70 Metern pro Sekunde in ein Vakuumgefäß. Trumpf stellt für das System einen sehr leistungsstarken industriellen CO2-Laser her, der auf diese Zinntröpfchen geschossen wird. Jedes einzelne Tröpfchen muss zweimal getroffen werden. Der erste Treffer erfolgt mit einem Laserpuls geringer Intensität, der das Zinntröpfchen abflacht, ähnlich der Form eines Pfannkuchens. Der zweite Treffer mit einem stärkeren Laserpuls verdampft das Tröpfchen und erzeugt EUV-Licht.
In der EUV-Maschine ist ein Vakuum erforderlich, da extrem ultraviolettes Licht von allen Materialien absorbiert wird. Aus diesem Grund werden Spiegel anstelle von Linsen verwendet, da Spiegel das Licht reflektieren und übertragen können. Dies ist die einzige Möglichkeit, das Licht durch die Maschine und auf den Wafer zu leiten, da Linsen es einfach absorbieren würden.
10. Was waren die größten Herausforderungen in der Entwicklung der EUV-Maschine?
Hofman: Die Entwicklung der Lichtquelle, der Vakuumtechnologie und der Optiken in EUV waren eine enorme Herausforderung. Aus diesem Grund hat die Entwicklung 20 Jahre gedauert. ASML und seine Zulieferer mussten diese Phänomene auf einer fundamentalen Ebene der Physik meistern, bevor sie technisch umgesetzt werden konnten. Dabei ergaben sich immer wieder neue Probleme und Aufgaben, die gelöst werden mussten. Doch schlussendlich hat ASML die Physik der Technologie gemeistert und konnte sie technisch umsetzen. Das Ergebnis ist eine funktionstüchtige EUV-Maschine, die ihre Aufgaben in einer FAB zuverlässig und präzise ausführt.
