Japan vor Revolution in der Chip-Herstellung
Ein Siliziumwafer in der Halbleiterproduktion
(Bild: IM Imagery/Shutterstock.com)
Möglicher Gamechanger für Halbleiterfertigung. Chips könnten deutlich günstiger werden. Japans strategische Position in der Branche gestärkt.
Ein neues Lithographiesystem aus Japan könnte die Herstellung von Halbleitern tiefgreifend verändern. Damit könnten die Kosten für die Produktion des 7-Nanometer-Prozesses und noch kleinerer Chips in Zukunft drastisch sinken. Das berichtet die Asia Times unter Berufung auf das Okinawa Institute of Science and Technology (Oist).
Das Euv-Verfahren
Das Oist hat eine vereinfachte Optik für die Euv-Lithografie entwickelt, die den Stromverbrauch um den Faktor zehn senken soll. Dies könnte den Weg für billigere Produktionsanlagen ebnen und das Monopol des niederländischen Unternehmens Asml in diesem Bereich herausfordern.
Euv steht für extreme ultra violet, also extreme ultraviolette Strahlung, die für die Halbleiterherstellung genutzt wird. Die kurze Wellenlänge des ultravioletten Lichts erlaubt die Abbildung sehr kleiner Details für die Belichtung von Wafer genannten Siliziumscheiben.
Das Verfahren ist seit Ende der Nullerjahre Stand der Technik in der Halbleiterfertigung und wurde seither stetig weiterentwickelt, was immer kleinere Fertigungstoleranzen möglich macht.
Vier statt zehn Spiegel
Professor Tsumoru Shintake vom Oist bezeichnet die neue Erfindung als technologischen Durchbruch, die nahezu alle bestehenden Probleme der herkömmlichen Belichtung lösen könnte.
Wie das Oist in seiner Veröffentlichung erklärt, sind in herkömmlichen optischen Systemen wie Kameras oder älteren Lithographiewerkzeugen die Blenden und Linsen symmetrisch zur Zentralachse angeordnet. Bei extrem ultraviolettem Licht, das von den meisten Materialien absorbiert wird, ist das nicht möglich. Stattdessen werden in Euv-Systemen halbmondförmige Spiegel verwendet, die die Strahlen in einem asymmetrischen Zickzackmuster reflektieren, was die optische Leistung verringert.
Mit dem neuen Verfahren werden nun zwei achsensymmetrische Spiegel in einer Linie ausgerichtet und lediglich vier statt zehn Spiegel verwendet. Da Euv-Licht bei jeder Reflexion um 40 Prozent schwächer wird, erreicht bei zehn Spiegeln nur etwa 1 Prozent Lichtquellenenergie den Wafer, während bei vier Spiegeln über 10 Prozent ankommen. Dadurch kann eine kleinere Euv-Lichtquelle mit nur einem Zehntel der Leistung genutzt werden.