Belichtungstechnologie für den Pentium 10

In wenigen Jahren sind die Grenzen der optischen Belichtungstechnik endgültig ausgereizt. Als aussichtsreichster Kandidat für eine neue Lithographie gilt extreme ultraviolette (EUV) Strahlung mit Wellenlängen von elf bis 14 Nanometern. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen hat weltweit die Nase vorn bei der Entwicklung von EUV-Strahlungsquellen, zwei Firmen wurden bereits mit Partnern gegründet. Dies berichtet das Fraunhofer-Magazin in seiner neuen Ausgabe, das man als PDF-Dokument öffnen kann.

„EUV ist die Belichtungstechnologie für den Pentium 10“, behauptet der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT, Professor Reinhart Poprawe. Er ist überzeugt, dass die in Aachen entwickelte Lichtquelle eine neue Ära der Lithographie in der Halbleiterindustrie einläuten kann.

„Die bisherige optische Lithographie stößt in wenigen Jahren an Grenzen, die nicht weiter hinausgeschoben werden können. Will die Chipindustrie aber an ihrem raschen Tempo zu immer kleineren Strukturen festhalten, muss sie den großen Technologiesprung hin zu einer neuen Lithographie wagen. Den Takt schlägt seit 37 Jahren mit erstaunlicher Regelmäßigkeit das Moore’sche Gesetz: Es besagt, dass sich alle 18 Monate die Kapazität der Mikrochips verdoppelt, während sich gleichzeitig die Fertigungskosten halbieren“, konstatierte Poprawe.

Begrenzt werde die stetige Verkleinerung der Chipstrukturen durch die Wellenlänge der dazu verwendeten Lichtquellen. Mit sichtbarem Licht kommen die Halbleiterhersteller laut dem Professor schon lange nicht mehr aus. Derzeit werden Ultraviolett-Laser eingesetzt, doch auch sie erreichen demnächst ihre untere Grenze von 90 Nanometern. „Dann geht die Ära der lichtoptischen Lithographie zu Ende.“

Die EUV-Lithographie scheint technologisch die größten Chancen als Nachfolger der bisherigen Prozesstechnologie zu haben, so der Wissenschaftler. Bereits 1997 gründeten Intel (Börse Frankfurt: INL), Motorola (Börse Frankfurt: MTL) und AMD (Börse Frankfurt: AMD) ein Konsortium, um EUV serienreif zu machen – inzwischen sind mit IBM (Börse Frankfurt: IBM), Infineon (Börse Frankfurt: IFX) und Micron alle wichtigen Halbleiterhersteller im Club der Extremen Ultravioletten vertreten.

Extremes ultraviolettes Licht mit Wellenlängen von elf bis 14 Nanometern liegt nahe bei den Röntgenstrahlen und ist daher unsichtbar. Die kurzwellige EUV-Strahlung wird von allen Materialien, auch Gas, absorbiert. Daher muss der gesamte Belichtungsprozess im Vakuum und über hochreflektierende Spiegel stattfinden.

Laut dem Wissenschaftler liegen die technologischen Hürden noch in der Entwicklung neuer leistungsfähiger und wirtschaftlicher EUV-Strahlungsquellen. Ein weiteres Problem sei es außerdem darauf, angepasste Spiegeloptiken zur Strahlformung und