Maschinen für Halbleiter-Lithografie bei 40-nm-Strukturen
Der niederländische Anlagenhersteller ASML kündigt ein Immersions-Lithografie-System für Berlichtung von Halbleiterchips mit 40- und 32-Nanometer-Strukturen an.
Ab Ende 2007 wollen die ersten Chiphersteller Schaltungen mit 45-Nanometer-Strukturen in Großserie fertigen. Dazu benötigen sie Immersions-Lithografiesysteme wie das Twinscan XT:1900i von ASML mit hoher numerischer Apertur (NA) von 1,35, die die extrem fein strukturierten Masken auf die Silizium-Wafer projizieren können.
Laut ASML eignet sich das neue Gerät für Speicherchips mit kleinsten Strukturen von 40 Nanometern und Logikschaltungen mit minimal 32 Nanometern. Bei 125 Belichtungen pro 300-Millimeter-Wafer soll das Twinscan XT:1900i 131 Wafer pro Stunde verarbeiten können. Dabei geht es aber immer nur um die Belichtung einer Maske, also einer Halbleiter-Schicht – aktuelle Chip-Fertigungsprozesse arbeiten bereits mit 8 und mehr Metall-Lagen, dazu kommen noch zahlreiche weitere Zwischenlagen.
Zur Belichtung einzelner Bauelemente auf dem Wafer verschieben die Lithografiegeräte den Wafer. Bei so genannten Steppern geschieht das schrittweise nach jeder Belichtung, bei Scannern in kleineren Stufen.
Seit einigen Jahren ist klar, dass sich auch 45-nm-Chips mit Hilfe alternierender Phasenmasken und Optical Proximity Correction (OPC) in einer Flüssigkeit mit speziellem Brechungsindex noch mit den Argonfluoridlasern (ArF) belichten lassen, die etwa seit Einführung der 90-nm-Chips verwendet werden. Deren UV-Licht mit 193 Nanometern Wellenlänge sollte ursprünglich durch Fluor- (F2-)Laser mit 157 nm ersetzt werden, doch das erwies sich wegen der dann nötigen, enorm aufwendigen Kalziumfluoridlinsen als wirtschaftlich problematisch. Nun setzen die meisten Chip-Hersteller für die 45-nm- und möglicherweise auch 32-nm-Generation auf ArF-Immersions-Lithografie. Dazu sind aber Lithografiesysteme mit Linsen hoher numerischer Apertur nötig.
Das neue Twinscan-System XT:1900i will ASML ab Mitte 2007 ausliefern. ASML-Konkurrent Nikon hatte Anfang Juli den ArF-Immersions-Scanner NSR-S610C für das vierte Quartal 2006 angekündigt; dieses Gerät mit einer NA von 1,3 soll sich für 45-nm-Speicherchips und ebenfalls für 32-nm-Logikchips eignen und wurde aus dem erst im Januar 2006 angekündigten NSR-S609B mit einer NA-1,07-Linse weiterentwickelt. Auch das Nikon-Gerät kann laut Hersteller 130 Wafer pro Stunde verarbeiten, die maximal Belichtungsfeldgröße beträgt bei beiden Herstellern 26 Millimeter mal 33 Millimeter.
Der dritte große Lithografiesystemhersteller Canon offeriert bisher als größte numerische Apertur erst 0,85, man erwartet aber auch hier bald verbesserte Geräte. (ciw)
