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06 2020 Elektronik 49 Mikroelektronik Kirin 990 5G in Huaweis Mate 30 5G ist der vorläufige Höhepunkt der Entwicklung einer Technologie die Mitte der 80er-Jahre ihren Anfang nahm und fortgesetzt wurde mit der Demonstration von EUV LLC vor 17 Jahren und die Auslieferung des ersten Alpha-DemoTools vor 13 Jahren ASML investiert laut van den Brink in eine Produkt-Roadmap die eine kontinuierliche Skalierung der Dimensionen mit kontinuierlichen Verbesserungen der aktuellen Plattformen für tiefes Ultraviolett DUV und EUV-Systeme der High-NA-EUV-Systeme und der synergistischen Integration von Belichtungssystemen Mess-Tools Metrology Berechnungsalgorithmen und Software ermöglicht Die Auflösung in Bezug auf den minimalen Half Pitch HPmin wird durch HPmin = k1 λ⁄NA gegeben wobei λ die Wellenlänge der Lichtquelle und NA die numerische Apertur der Abbildungsoptik ist Synergistische Integration ist notwendig um k1 auf seinen theoretischen Mindestwert von 0 25 zu bringen sowie die Skalierung von Overlay und Pattern Fidelity Control unabhängig davon ob die Technologie EUV λ = 13 5 nm oder DUV λ = 248 oder 193 nm ist Da ASML davon ausgeht dass die Schrumpfung der Dimensionen von Bauelementen im Laufe des nächsten Jahrzehnts anhalten wird sind sie dort davon überzeugt dass weitere Fortschritte in dieser ganzheitlichen Lithografie-Strategie eine kostengünstige Skalierung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ermöglichen werden EUV-Lithographie und High-NA-Systeme Mit der zunehmenden Einführung der EUV-Lithographie bei den Kunden Bild 1 verbessert ASML die Leistung von EUV-Scannern weiter in Richtung höherer Durchsatz und Systemverfügbarkeit um die Produktivität weiter zu steigern und Kosten zu senken Seit den Anfängen der heutigen Plattform von Belichtungsgeräten zeigt sich eine 17-fache Verbesserung der Leistung der EUV-Lichtquellen Das neueste Produkt der NXE 3400C ist für einen Durchsatz von 170 Wafern pro Stunde ausgelegt Für die Anwendung der EUV-Lithographie über die erste Generation von Halbleiterbauelementen hinaus sind noch Fortschritte in mehreren Bereichen erforderlich um eine einzige Strukturierung bei niedrigeren k1-Werten zu ermöglichen Ein Bereich betrifft EUV-Resistmaterialien EUVResists mit besserer Auflösung lassen sich realisieren wenn Materialien mit höherer Absorption und einfacherer Resistchemie eingesetzt werden um sowohl Photonenschussrauschen als auch chemische Schwankungen zu bekämpfen Dies steht im Einklang mit der Behauptung dass Metalloxidresiste ihr Potenzial als Materialien für Lowk1-Anwendungen bewiesen haben obwohl noch weitere Entwicklungen erforderlich sind um sie zur Reife zu bringen Ein weiterer Bereich ist das Absorbermaterial der EUV-Maske TaBN ist das aktuelle Standard-Absorbermaterial Bei der Lowk1-Bildgebung führt der ausgeprägtere dreidimensionale Effekt der Maske zu einer Verschlechterung des Bildkontrasts und möglichen Kantenplatzierungsfehlern Diese negativen Auswirkungen können durch den Einsatz von optimierten Absorbermaterialien gemildert werden ASML und der Partner Carl Zeiss haben mit der Entwicklung des EUVBelichtungssystems EXE 5000 der nächsten Generation mit 0 55 NA mit weiter verschärften Spezifikationen begonnen um eine kontinuierliche Skalierung von Halbleiterbauelementen während des nächsten Jahrzehnts zu ermöglichen Bild 2 Ziel ist es EUVSingle-Patterning bis zu einem minimalen Pitch unter 20 nm voranzutreiben Für die Entwicklung des EXE 5000 HighNA-Systems haben bereits oder finden noch Erweiterungen und ein Ausbau der weltweiten Anlagen von ASML statt In Verbindung mit dem Belichtungssystem werden neue EUV-Quellen mit höherer Leistung entwickelt um die Produktivität zu steigern 500 Wan EUV-Leistung wurden kürzlich im firmeneigenen F&E-Labor in San Diego demonstriert Mit erhöhter Lichtquellenleistung und verbesserter optischer Übertragung erreicht das 0 55-NA-System einen Durchsatz von 185 Wafern pro Stunde Bei einer solchen Durchsatzzahl stellt das Single Patterning mit 0 55-NA-Systemen eine Kosteneinsparung gegenüber Multiple Patterning mit 0 33-NA-Systemen dar Ganzheitliche Lithographie Neben der EUV-Lithographie verfeinert ASML das DUV-Lithografie-Angebot weiter da die Kunden mehr als 80 % ihrer Lithographie-Ebenen weiterhin mit DUV bestreiten Neben der feinen Auflösung die durch die gemeinsamen Fähigkeiten von Belichtungswerkzeugen Fotolack und Maske erreicht wird können funktionstüchtige Chips nur mit einer exakt aufeinander abgestimmten Abfolge von lithographischen Schichten gebaut werden von denen Kantenplatzierungsfehler EPE eine der wichtigsten Metriken sind Zu den Verursachern von EPE zählen Fehler durch die optische Nahfeldkorrektur OPC Overlay-Fehler durch das Belichtungswerkzeug globale und lokale CD-Fehler Critical Dimension und die Praxis der ganzheitlichen Bild 1 Anzahl der bereits installierten EUV-Lithographie-Tools NXE-3400 von ASML Bild IEDM | ASML