Halbleiterfertigung Canon liefert erstes Nanoimprint-Lithografie-System in die USA

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Lithografie-Technologien für die Halbleiterfertigung können in der Anschaffung sowie im Betrieb kostenintensiv ausfallen; insbesondere dann, wenn man hochmoderne Technologien wie EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) nutzen will. Nanoimprint-Lithografie-Systeme, wie sie Canon herstellt und nun nach Texas geliefert hat, versprechen geringere Kosten bei ähnlich hoher Qualität.

In der Halbleiterfertigung ist die Lithografie ein unumgänglicher, zentraler Prozess, mit dem die komplexen und extrem feinen Strukturen von Mikroprozessoren, Speicherchips und anderen integrierten Schaltungen auf Silizium-Wafern abgebildet werden. Die Industrie ist darauf ausgelegt, immer kleinere und leistungsfähigere Chips zu produzieren, und das mit höchster Effizienz. Da ist es den meisten Herstellern gerade recht, dass die Lithografie eine extrem hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit für die Massenproduktion bietet, und gleichzeitig Schnelligkeit, Effizienz und Skalierbarkeit mit sich bringt. Auch Mehrschichttechnologien wären ohne die Lithografie bislang nicht vorstellbar.

In der Halbleiterei wird EUV als eine der wichtigsten technologischen Innovationen betrachtet, die die Herstellung von schnelleren, energieeffizienteren und leistungsstärkeren Chips ermöglicht. Es gibt allerdings einen Haken, denn EUV gilt als sehr kostspielig. Die Anschaffung eines solchen Systems schlägt bereits mit mehreren Hundert Millionen US-Dollar zu Buche, dafür kann es allerdings die feinsten Strukturen auf Chips drucken. Auch der Betrieb, die Wartung und die Materialkosten sind bei EUV nicht ohne.

Ist das Geld knapp, dann liebäugelt man als Halbleiterfertiger möglicherweise mit älteren DUV-Systemen (Deep Ultraviolet Lithography) oder aber mit NIL-Maschinen von Canon. Die neuesten Geräte der Nanoimprint-Lithografie sind in der Lage, mit EUV mitzuhalten. Zudem könnten sie eine interessante Alternative darstellen, denn EUV-Lithografiemaschinen werden fast ausschließlich vom niederländischen Unternehmen ASML hergestellt, das in diesem Bereich weltweit führend ist. Das kann sich auch in Wartezeiten niederschlagen.

Nanoimprint-Lithografie

Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithografie-Systemen, die ein Schaltkreismuster durch Projektion auf den mit Fotolack beschichteten Wafer übertragen, wird bei NIL-Maschinen eine mit dem Schaltkreismuster bedruckte Maske wie ein Stempel in den Fotolack auf dem Wafer gedrückt. Da die Übertragung der Schaltkreismuster nicht über einen optischen Mechanismus erfolgt, können feine Schaltkreismuster auf der Maske originalgetreu auf dem Wafer reproduziert werden.

„Bei reduziertem Stromverbrauch und geringeren Kosten ermöglicht das System eine Strukturierung mit einer minimalen Linienbreite von 14 nm, was dem 5-nm-Knoten entspricht, der für die Herstellung der meisten derzeit erhältlichen fortschrittlichen Logik-Halbleiter erforderlich ist“, erklären die Verantwortlichen von Canon und beziehen sich damit auf das jüngst nach Texas gelieferte System.

FPA -1200NZ2C ist die fortschrittlichste NIL-Plattform von Canon, die im Oktober 2023 vorgestellt wurde. Laut Ankündigung des Herstellers wird das System an das Texas Institute for Electronics (TIE) geliefert wurde, einem Halbleiter-Konsortium, das von der University of Texas unterstützt wird. Es wird unterstützt von staatlichen und lokalen Behörden, Halbleiterunternehmen wie AMD, Intel, Applied Materials und Micron und nationalen Forschungseinrichtungen. „TIE bietet einen offenen Zugang zu Forschungs- und Entwicklungsinitiativen im Halbleiterbereich und zu Prototyping-Einrichtungen, um bei der Lösung von Problemen im Zusammenhang mit fortgeschrittener Halbleitertechnologie, einschließlich fortgeschrittener Verpackungstechnologie, zu helfen“, erklärt Canon. (sb)

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