Intel nimmt die weltweit erste EUV-Lithografie-Anlage in Betrieb

Intel hat den ersten kommerziellen EUV-Stepper vorgestellt, mit der die EUV-Lithografie den Übergang von der reinen Forschung zur Entwicklung vollziehen soll.

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  • Jürgen Rink

Intel hat den ersten kommerziellen EUV-Stepper vorgestellt, mit der die EUV-Lithografie den Übergang von der reinen Forschung zur Entwicklung vollziehen soll. Die Anlage heißt Micro Exposure Tool (MET). Bislang sei man im Zeitplan und ab 2009 soll die Produktion von Chips mit Strukturen um 30 bis 40 nm anlaufen (32-nm-Node). EUV steht für Extremes Ultraviolett und bezeichnet im Zusammenhang mit EUV-Lithografie die Chipherstellung mit weichem Röntgenlicht der Wellenlänge 13,5 nm.

Nur dank ausgefeilter Methoden gelang es bislang mit herkömmlicher Lithografie, immer feinere Strukturen auf die Cips zu projizieren. Die Regel, dass es keine Strukturen geben kann, die kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, wurde schon lange außer Kraft gesetzt. Gegenwärtig laufen die Stepper -- die Lithografieanlangen für Chips -- mit 193-nm-Licht und erzeugen damit dank ausgefeilter Verfahren Prozessoren in 90-nm-Technik. Intel will neuerdings 70-nm-Strukturen (45-nm-Node) mit 193-nm-Licht herstellen und verabschiedete sich damit vom schon geplanten Übergang zu 157 nm.

Für die nächste Generation von Produktionsanlagen wird sich einiges ändern, dafür sorgt schon die Physik. Mit der EUV-Lithografie wird zum ersten Mal seit 1997 die Wellenlänge wieder kleiner sein als die Chipstruktur. Das vereinfacht zunächst die optische Abbildung. Doch beim Übergang von 193 nm zu 13,5 nm stehen derart viele Änderungen an, dass enorme Forschungs- und Entwicklungskosten auf die beteiligten Unternehmen zukommen.

Da für 13,5 nm kein durchsichtiges Material existiert, müssen statt Linsen jetzt Spiegel und damit ein völlig neuer Abbildungsweg her. Die gesamte Anlage muss außerdem fürs Hochvakuum ausgelegt sein, da Gase zu viel 13,5-nm-Licht absorbieren. Auch die Masken, die die Chipstrukturen enthalten, müssen neu entwickelt werden, da auch sie das Licht reflektieren sollen. Die Genauigkeitsanforderungen an Spiegel, Masken und Aufhängungen gehen dabei über alles hinaus, was es bislang an Nullausdehnungsmaterialien gibt. Das Maskensubstrat erhitzt sich durch die 13,5-nm-Bestrahlung, darf sich aber bei einer Erwärmung um zehn Grad nur um 1,5 nm ausdehnen.

Die MET-Anlage soll helfen, die chemische Zusammensetzung des Photolacks zu verbessern, der bei dem Bedrucken der Chips benötigt wird. Außerdem untersucht man die Auswirkung von Maskendefekten. Intel hat zusätzlich zum ersten EUV-Stepper deshalb auch gleich eine Pilotanlage für die Herstellung der Masken vorgestellt.

Das wohl größte Fragezeichen hinter EUV betrifft jedoch die Erzeugung von genügend 13,5-nm-Licht. Da die weltbesten EUV-Spiegel nur 70 Prozent reflektieren und etwa 10 Spiegel notwendig sind, um das Licht über die Maske auf den Wafer zu projizieren, müssen in Strahlrichtung etwa 100 W Lichtleistung zur Verfügung stehen. Der Weltrekord lag letztes Jahr gerade bei 5 W. Gegenwärtig favorisieren die Forscher Plasmalichtquellen, gezündet durch Entladung oder durch Laser. Woher der fehlende Faktor 20 kommen soll, weiß kein Mensch. Intel, bislang bei EUV äußerst auskunftsfreudig, hält sich beim EUV-Licht bedeckt und verweist auf Ankündigungen im Oktober. (jr)