Dortmunder MST-Seminar

»Roadmap zur Realisierung von 22 nm-Strukturen auf Silizium - mit EUV-Lithographie zu immer kleineren Dimensionen«

Paul Simon, ASML, Veldhoven/NL

Mikrocomputer, Speicherchips und viele andere IC’s, die heute verkauft werden, basieren auf Fertigungstechnologien, die 90 nm oder 65 nm als kleinste Auflösung realisieren können. Die Entwicklung zu immer kleineren Strukturen bleibt jedoch nicht stehen, und so werden gegenwärtig Verfahren und Fertigungstechnologien entwickelt, die in der Lage sind, Strukturen bis zu 22 und 16 nm herzustellen.

Eines dieser Verfahren ist die EUV-Lithographie, wobei die Abkürzung EUV für die extreme ultraviolette Strahlung bei einer Wellenlänge von 13,5 nm steht. Wegen der Nähe zur Röntgenstrahlung wurde sie deshalb in der Vergangenheit oft auch als „Soft X-Ray Lithography“ bezeichnet. Die Anforderungen an die Fertigungstechnologien sind extrem hoch und beruhen einerseits auf der Technologie selbst, andererseits auf den Prozessanforderungen zur Herstellung von 22/16 nm Strukturen.

Zentrale Problemstellungen in der EUV-Technologie sind einerseits die Entwicklung von optischen Spiegeln für die Wellenlänge von 13,5 nm, andererseits die Entwicklung einer geeigneten Lichtquelle hinsichtlich Intensität und Stabilität (entscheidend für die Produktivität) sowie in Hinblick auf die Partikelerzeugung als Beiprodukt der auf Plasmaentladung beruhenden Lichterzeugung. Ein gravierender Umstand ist, dass die EUV-Belichtungen im Vakuum durchgeführt werden müssen. Dies hat sowohl Auswirkungen auf die Produktivität (wie viele Siliziumwafer können pro Zeiteinheit belichtet werden?) als auch auf das Design des Systems. Die Belichtungseinheit muss für die relativ große Vakuumkammer sehr massiv aufgebaut sein. Erschwerend kommt die Schleusenkammer für das Ein- und Ausbringen der 300 mm Wafer hinzu. 

Der Vortrag zur EUV-Lithographie geht sowohl auf die Designaspekte des Belichtungsgerätes ein als auch auf die für den Betrieb wichtige Infrastruktur. Die Realisierung der Multilayerspiegel sowie der anderen optischen Elemente spielt dabei eine wichtige Rolle.