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TSMC bohrt mit Elektronenstrahl gen Chip-Zukunft

EUV-Chipmaske oder Elektronenstrahl - wo liegt die Zukunft? Abb.: AMTC

EUV-Chipmaske oder Elektronenstrahl – wo liegt die Zukunft? Abb.: AMTC

Taipeh, 7.9.2011. Der weltweit größte Chip-Auftragsfertiger TSMC tendiert anscheinend zur Elektronenstrahltechnologie, um die Strukturen in Computerchips weiter verkleinern zu können. Das geht aus einem Bericht des Branchendienstes „EE Times“ hervor. Konkurrent Globalfoundries will dafür hingegen in Dresden die Röntgenbelichtung (EUV-Lithografie) ausprobieren.

Die taiwanesische Foundry TSMC hat sich bisher zwar noch nicht festgelegt, welcher Technik die Zukunft gehört. So wird laut „EE Times“ in zwei Wochen in Taiwan auch ein EUV-System des Typs „3100“ des niederländischen Ausrüsters „ASML“ in den Testbetrieb gehen. Bereits im Probebetrieb hat TSMC einen Prototypen von „Mapper Lithography BV“, der Chipstrukturen direkt mit einem Elektronenstrahl schreibt. Eine weitere Anlage wird noch geliefert. „In spätestens zwei Jahren hoffen wir bestimmen zu können, welche Anlage die beste ist“, zitiert der Branchendienst den TSMC-Manager Burn Lin.

Die EUV-Demonstrationsanlage von ASML. Abb.: ASML

Die EUV-Demonstrationsanlage von ASML. Abb.: ASML

Hintergrund: Bisher werden Chipstrukturen zunächst auf eine Maske übertragen, durch die dann die Siliziumscheiben in den Halbleiterfabriken belichtet werden. Dabei werden Strahlen mit 193 Nanometer (Millionstel Millimeter) Wellenlänge eingesetzt, die für das menschliche Auge bereits unsichtbar, weil zu kurzwellig sind. Durch allerlei Tricks wie Reinstwasserlinsen („Immersion“) und Interferenzmuster („Double Pattern“) ist es bisher gelungen, die Grenzen der Miniaturisierung auf Strukturen bis unter 30 Nanometer (nm) „herunterzuhandeln“. Doch spätestens bei der übernächsten Chipgeneration, die bis auf 14 nm heruntergeht, wird die 193-nm-Lithografie nutzlos sein.

Derzeit favorisiert die Industrie zwei mögliche Wege, um die Miniaturisierung weiterzutreiben, um noch schnellere und komplexere Prozessoren und Speicher zu erzeugen:

1.) Die Verwendung von Extrem-Ultraviolett-Strahlen (EUV = weiches Röntgenlicht der Wellenlänge 13,5 nm), wobei man weiter Masken verwenden würde. Allerdings sind diese Anlagen sehr teuer (um die 100 Millionen Euro pro Gerät) und der Prozess ist wenig erprobt.

2.) Die Elektronenstrahl-Lithografie, bei der die Chipmuster direkt – also ohne Maske – mit Elektronenstrahlen (Wellenlänge: 8 Picometer = Milliardstel Millimeter) in das Silizium geschrieben werden. Der Nachteil dieser Methode ist das bisher noch recht geringe Tempo. Dafür ist die Technik schon bewährt, da sie bereits bei der Masken-Erzeugung eingesetzt wird, bei der es – anders als in der Massenproduktion einer Chipfabrik – nicht aufs Tempo ankommt.

Globalfoundries und das Maskenforschungszentrum AMTC hatten bereits vor einiger Zeit angekündigt, in Dresden eine EUV-Linie auszuprobieren. Taiwan dagegen scheint zur Elektronenstrahl-Lithografie zu tendieren: TSMC-Manager Lin setze große Hoffungen in diese Technik, so „EE Times“, da sie Chipmasken überflüssig mache sowie Kosten und Komplexität in der Produktion reduziere. hw

1 Kommentare

  1. ….in das Silizium geschrieben werden

    jaja, ins Silizium geschrieben werden. Ich lach mich tot.

    Freundliche Grüße, ein Mitarbeiter von Xtreme technologies GMBH

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