Meilenstein für neue Chipherstelltechnologie erreicht

Carl Zeiss SMT liefert erstes Spiegelsystem für EUV-Lithographie

(PresseBox) (Oberkochen, ) Carl Zeiss SMT hat heute die erste Projektions- optik für die sogenannte Extreme Ultra Violet- Lithografie (EUVL) an den niederländischen Partner ASML ausgeliefert. Die EUV-Lithografie
ist ein neuartiges Produktionsverfahren mit dem Mikrochips noch leistungsfähiger gemacht werden können. Die Technologie basiert auf der Belichtung mit extrem kurzwelliger Strahlung von nur 13 Nanometer (nm) Wellenlänge. Dies ermöglicht den Chipherstellern Strukturen mit 32 nm Breite und darunter herzustellen – so kann die Integrationsdichte von Mikrochips, und damit ihre Leistungsfähigkeit, deutlich gesteigert werden.

Die EUV Projektionsoptik wird von ASML, Weltmarktführer bei Chipbelichtungssystemen, in ein sogenanntes EUVL "Alpha-Demo-Tool" integriert, mit dem der Einsatz dieser Technologie in der Massenproduktion von Mikrochips vorbe- reitet wird. Im Gegensatz zu klassischen, lichtoptischen Lithographiesystemen besteht die EUVL Projektionsoptik komplett aus Spiegeln, da keine transparenten Materialien für die kurze Wellenlänge vorhanden sind. Die technischen Anforderungen an die Spiegel sind enorm: Die asphärisch, also "nicht-kugelförmig" geformten Linsenflächen müssen mit einer Genauigkeit von wenigen Atomlagen gefertigt werden. Auch die Oberflächenrauigkeit darf wenige Atomlagen nicht übersteigen, um Streulicht zu vermeiden. Das Komplettsystem, bestehend aus sechs präzise zueinander angeordneten Spiegeln, wird im Vakuum betrieben, denn auch geringste Luft- mengen würden die EUV Strahlung absorbieren. Eine ebenfalls entscheidende Rolle spielt die Beschichtung der Spiegel, die erst für die reflektierende Wirkung sorgt. Ausreichend hohe Reflektivität kann nur durch den Aufbau eines Pakets aus über 50 Doppelschichten von Molybdän/Silicium (Mo/Si) erzielt werden, wobei jede einzelne dieser Doppelschichten weniger als 10 nm dick ist.

"Die Auslieferung der ersten Projektionsoptik ist ein Meilenstein im EUVL-Programm von ASML. Entwicklung und Herstellung anspruchsvollster Optiksysteme ist die immer wieder bewiesene Kernkompetenz von Carl Zeiss SMT.
Mit der EUVL Technologie freuen wir uns darauf, das gemeinsame Geschäft auch auf die nächste Generation von Lithographiesystemen auszu- dehnen", sagte Noreen Harned, Vice President Marketing, Technologie und New Business bei ASML.

Basisarbeiten vor 10 Jahren begonnen
Dr. Andreas Dorsel, Geschäftsbereichsleiter Lithographie-Optik bei Carl Zeiss SMT, ist überzeugt: "EUVL hat die größte Wahr- scheinlichkeit, eine zentrale Rolle in der Strukturierung zukünftiger Mikrochips zu spielen. Wir freuen uns sehr, jetzt erste Früchte einer bereits fast zehnjährigen Entwicklungsarbeit zu ernten. Die Lieferung der ersten Projektionsoptik für ASMLs EUVL-Vorführsystem öffnet die Tür zur Einführung dieser Technologie in die Massen- produktion von Mikrochips."

Carl Zeiss SMT hat bereits Mitte der 90er Jahre mit ersten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für die EUVL begonnen und bis heute über 100 Millionen EURO investiert. Das Bundes- ministerium für Bildung und Forschung hat diese Entwicklung mit über 22 Millionen EURO durch Forschungs-Förderprojekten unterstützt. Auch die EU hat die EUVL Entwicklung gefördert.

Der Staatssekretär im BMBF, Professor Dr. Frieder Meyer-Kramer erklärt: "Die Elektronik schafft den höchsten bekannten Mehrwert und entfaltet zudem eine enorme Breitenwirkung, von der sämtliche Technologiesparten profitieren. Lithographie, insbesondere EUV-Lithographie, spielt eine entscheidende Rolle in der weiteren Entwicklung der Chipherstellung, eine mittlerweile bedeutende Industrie in Deutschland. Optische Systeme für Beleuchtung und Projektion sind das Herzstück der Lithografiemaschinen.
Die Lieferung der ersten Vollfeld EUVL-Optik demonstriert die innovative Stärke der Deutschen Optischen Industrie und ihrer führenden Rolle im internationalen Wettbewerb. Diese Führungsrolle wird das Wachstum der Mikro- und Nano- elektronik Industrie Deutschlands stärken und zu Wirtschaftswachstum sowie künftiger Beschäf- tigung beitragen."

Technologischer Hintergrund
Der Begriff optische Lithographie bezeichnet die Abbildung der Strukturen eines Chips, wie beispielsweise elektrische Leiterbahnen oder Transistoren, von einer Maske auf das Substrat- material des Chips. Je kleiner diese Strukturen sind, umso dichter können sie auf einen Chip gepackt werden, was beispielsweise höhere Speicherkapazität oder höhere Rechen- geschwindigkeit ermöglicht. Die Lithographie hat damit entscheidenden Anteil an der fort- schreitenden Entwicklung der Chipleistung. Die heute in der Serienproduktion von Chips einge- setzten Lichtquellen und optischen Systeme arbeiten im kurzen UV Wellenlängenbereich (248 nm und 193 nm) und erreichen eine Auflösung von bis zu 65 nm – etwa ein Tausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares.
Für noch feinere Auflösungen setzt die Chipindustrie auf die EUV Lithografie, für die Strahlung mit einer Wellenlänge von nur 13 nm eingesetzt wird. Anders als bei lichtoptischen Systemen erfolgt die Abbildung hier nicht über ein Linsensystem, sondern über hoch präzise Spiegel. Der Einsatz der EUV-Lithographie in der Chipherstellung wird gegen Ende des Jahrzehnts erwartet.

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