In der Halbleiterfertigung mit Ihrem Bestreben zu immer kleineren Strukturen ist die Lithographie ein elementarer Kostentreiber. So ist schon seit mehreren Technologie-Generationen die kleinste minimal aufzulösende Strukturbreite (bis hinab zu derzeit etwa 35 nm) kleiner als die zur Belichtung verwendete Lichtwellenlänge (derzeit ArF-Laser mit 193 nm Wellenlänge). Diese Tatsache macht teure Masken- und Belichtungssysteme notwendig, um die zur Halbleiterherstellung notwendige Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu erreichen.

Diese Thematik hat sich seit unserer ausführlichen Betrachtung im Jahre 2004 noch weiter verschärft. Einen möglichen Ausweg stellt die Belichtung mit extrem ultraviolettem (EUV) Licht dar, was bereits seit mehreren Jahren von den einschlägigen Konsortien von Maschinenherstellern und Halbleiterherstellern verfolgt wird, obwohl EUV technisch extrem aufwendig sind, da typische Linsenmaterialien für EUV nicht mehr durchsichtig sind. Bislang kamen v.a. von Intel entsprechende Verlautbarungen über die Fortschritte bei EUV. Im Rahmen der SPIE Lithography conference in San Jose vermeldet diesmal AMD zusammen mit dem Partner IBM einen wichtigen Erfolg.

AMD vermeldet zusammen mit seinem Technologiepartner IBM, dass es gelungen sei, "full field" EUV für einen 22 x 33 mm² messenden Chip in 45 nm-Technologie einzusetzen. EUV-Lithographie fand hierbei zur Belichtung der kritischen ersten Metallisierungsebene statt. Das zugrunde liegende Silizium wurde in AMDs Fab 36 in Dresden mit Immersionslithographie (45 nm half-pitch, 193 nm ArF-Laser) bearbeitet und damit identisch zu AMDs und IBMs Schama für kommende 45 nm-Prozessoren. Der EUV-Lithograpieschritt selbst fand in IBMs Research Facility at the College of Nanoscale Science and Engineering (CNSE) in Albany, New York statt.

Die Neuheit besteht in dem vorgestellten Beitrag darin, dass laut AMD erstmals ein voller Chip "full field" und nicht nur ein kleiner Ausschnitt "narrow field" im EUV-Verfahren belichtet wurde. Die verwendete Wellenlänge des Lichts wurde mit 15,5 nm angegeben, was bei Produktionsreife wieder unterhalb bzw. in die Nähe der zu belichteten Strukturgrößen kommen würde. AMDs Messungen ergaben anschließend, dass die hergestellten Strukturen äquvalent zu Vergleichsproben auf Immersionslithographiebasis waren, so dass die Proben zur Weiterverarbeitung und Test der gesamten Schaltung zurück in die Fabrik geschickt werden konnten.

AMD gibt an, dass im nächsten Schritt EUV-Lithographie neben der Metallisierungsebene auf alle Maskenschritte mit kritischen Dimensionen ausgedehnt werden soll, um Mikroprozessoren damit herzustellen. Ein produktiver Einsatz sei für 2016 mit dem 22 nm half-pitch gemäß der International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) vorgesehen.

[tm]