Carl Zeiss: Neue Chipfertigungstechnologie auf dem Sprung zur Serienreife

Carl Zeiss aus Oberkochen, führender Anbieter von optischen Systemen zur Herstellung von Mikrochips, hat ein erstes komplettes Optiksystem für die sogenannte EUV-Lithografie, eine neue Mikrochipproduktionstechnologie, ausgeliefert. Das optische System bildet eines der Kernelemente für die EUV-Chipproduktionsanlage des niederländischen Herstellers und Partners von Carl Zeiss, ASML. Die Anlage von ASML, mit der Mikrochips mit Strukturbreiten im 20-Nanometerbereich hergestellt werden können, soll in der zweiten Jahreshälfte 2010 ausgeliefert werden. Über 100 Millionen Euro investiert „Vor 15 Jahren haben wir die Entwicklung für die Extreme Ultra Violet Lithography gestartet und mittlerweile weit mehr als 100 Millionen € investiert“, berichtet Dr. Peter Kürz, Bereichsleiter EUV bei Carl Zeiss SMT in Oberkochen. „Bislang hat ASML weltweit zwei EUV-Systeme zur Prozessentwicklung installiert. Jetzt rückt der Einsatz in der Serienfertigung von Mikrochips in greifbare Nähe.“ Extrem kurze Wellenlänge Diese Technologie bietet langfristiges Potenzial, Chipstrukturen weiter zu verkleinern. Denn sie arbeitet mit einer Belichtungswellenlänge von 13,5 Nanometern – fast 15 mal kürzer als die heute im Einsatz befindliche 193 Nanometer Technologie. Dank dieser kurzen Belichtungswellenlänge kann man Chipstrukturen verkleinern und dichter packen als bisher. ASML-Auslieferungen in H2/2010 ASML hat mittlerweile fünf Bestellungen für die neuen EUV-Chipproduktionsanlagen erhalten, die Auslieferungen beginnen in der zweiten Hälfte 2010. „Dies und unsere jüngsten Entwicklungserfolge sind wichtige Meilensteine die zeigen, dass EUVL auf dem richtigen Weg ist zur kostengünstigen Massenherstellung von Hochleistungschips. EUVL hat die Kapazität, das Moore´sche Gesetz bis in das übernächste Jahrzehnt zu tragen“, sagt Christian Wagner, Senior Product Manager von ASML. 22 nm S-RAM Zellen im Labor produziert Das belgische Institut IMEC (Leuven) hat erst vor kurzem die erfolgreiche Produktion von 22 Nanometer S-RAM Zellen (extrem schnelle Speicherzellen) mit dem dort installierten EUVL Prozessentwicklungssystem berichtet. Im Vergleich zum vorigen Technologieknoten ergab dies eine Chipflächeneinsparung von 44 % – und damit potenziell fast eine Halbierung der Herstellkosten. Technologie Bei der Lithografie, dem Kernprozess in der Chipherstellung, werden die einzelnen Strukturen wie Leiterbahnen, Transistoren und Kondensatoren von einer Maske auf das Ausgangsmaterial eines Chips optisch übertragen. Dazu werden ein Beleuchtungs- und ein Projektionssystem in einer ´Waferscanner´ genannten Lithografiemaschine integriert. Je kürzer die Wellenlänge des für die Lithografie genutzten Lichtes ist, umso feinere Strukturen können damit produziert werden. Für die EUV-Lithografie wird die extrem kurze Lichtwellenlänge von 13,5 Nanometer genutzt. Beleuchtungs- und Projektionsoptik bestehen deshalb aus mehreren aufeinanderfolgenden, komplex geformten Spiegeln, anstatt wie bisher üblich aus Linsen. Die damit erzielte Auflösung erlaubt Chipstrukturen sehr viel dichter als bisher zu packen – umso leistungsfähiger wird der Chip. Die EUV-Lithografie birgt das Potenzial, den praktisch seit Beginn der Entwicklung integrierter Schaltkreise ungebrochenen Prozess der Miniaturisierung noch für mindestens 10 Jahre fortzuschreiben. Und damit Mikrochips mit heute noch ungeahnter Leistungsfähigkeit zu entwickeln.