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Chipfertigung: Maskenloses Tool von Mapper bei TSMC

Siliziumstrukturen per Elektronenstrahl statt Belichtung

Eine der ersten Maschinen zur Chipfertigung, auch "Tool" genannt, die ohne Masken auskommt, steht nun bei TSMC in Taiwan. Zusammen mit dem niederländischen Unternehmen Mapper will der weltgrößte Auftragshersteller für Halbleiter die Masken abschaffen.

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Die Serienfertigung von Chips läuft heute noch wie vor 40 Jahren zum größten Teil per Lithographie: Elektromagnetische Wellen - längst schon kein sichtbares Licht mehr - werden durch eine Maske geschickt, die Schatten wirft. Dies stellt den ersten Schritt für die feinen Strukturen einer integrierten Schaltung dar.

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Schon seit Jahren kämpft die Halbleiterbranche damit, dass sich die immer feineren Strukturbreiten für noch komplexere Chips nur durch allerhand Kniffe bei der Lithographie erreichen lassen. Inzwischen werden - beispielsweise bei AMD in Dresden - schon Teile der Lithographie-Maschinen unter Wasser gesetzt, um deren höheren Brechungsindex auszunutzen.

Was kommt nach EUV?

Als nächster Schritt sind kurzwellige Röntgenstrahlen geplant, welche die Chipbranche lieber "Extreme Ultra Violet" (EUV) nennt. Auch dafür hinkt der Zeitplan aber schon einige Jahre hinterher, so dass selbst Intel für Strukturbreiten nach 16 Nanometern - wo EUV als zwingend gilt - Kooperationen erwägt.

Da die Verkleinerung der Strukturen immer komplizierter wird und die Aufrüstung der Chipfabriken sich damit ständig verteuert, ist die Branche auf der Suche nach Wegen, die Strukturen ohne Lithographie und die damit verbundenen Probleme kleiner zu bekommen. Dafür gibt es mehrere Ansätze wie das Prägen oder das rotierende Schreiben mittels Plasmonen.

Elektronenstrahlen fräsen Chipstrukturen

Schon seit 2008 gibt es noch einen weiteren Ansatz: das Fräsen der Strukturen mittels tausenden von Elektronenstrahlen. Ein solcher "Focussed Ion Beam" (FIB) wird in der Halbleiterfertigung schon lange für Analysen verwendet, zielgenau lassen sich damit Schnitte und Vertiefungen ins Silizium bringen.

Ein Spin-off der Universität von Delft in den Niederlanden namens Mapper entwickelt dafür die nötigen Tools - zusammen mit TSMC. Einer Mitteilung der beiden Unternehmen zufolge hat Mapper nun ein erstes Tool in einer Chipfabrik von TSMC installiert. Die Firmen bezeichnen den Entwicklungsstand zwar noch als "pre alpha", also nicht für die Serienfertigung geeignet. Dennoch soll nun erprobt werden, wie sich die Elektronenfräse in der Umgebung eines Halbleiterwerkes bewährt.

Laut TSMC soll das Tool zur Entwicklung einer künftigen Strukturbreite genutzt werden. Derzeit stellt das Unternehmen Logikbausteine in 40 Nanometern Strukturbreite her, was unter anderem für die Grafikprozessoren von AMD und Nvidia genutzt wird. Als nächster Schritt stehen 32 oder 28 Nanometer an.



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Gnampf 21. Feb 2010

Neue Technologien werden nun mal zumeist dort entwickelt, wo man auch produziert. Als...

nie (Golem.de) 20. Feb 2010

Mapper hat seine Technologie meines Wissens nach noch nie öffentlich erklärt. Auch US...


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