EUV-Lithografie: ASML nutzt stärkere Laser und schießt 300.000 Mal auf Zinntropfen

[HWL News Bot]

Die Herstellung moderner Halbleiterchips mit Milliarden von Transistoren auf kleinstem Raum und bei kleinsten Strukturen ist technisch eine enorme Herausforderung. Die Belichtungssysteme von ASML sind dahingehend branchenweit ungeschlagen, sind aber auch extrem komplex und kosten mehrere hundert Millionen Euro.
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[Liesel Weppen]

Dazu verdoppelt man die Anzahl der Zinntropfen auf 100.000 pro Sekunde.

Bei EUV werden "Tropfen" verwendet, die wohl im Bereich von µl pro Tropfen liegen.
Selbst wenn man annimmt, das ein Tropfen nur 1µl wäre, wären das 0,1l Zinn.... PRO SEKUNDE.

Kondensiert das denn wieder irgendwo und kann dann wiederverwendet werden, oder ist das dann "verbraucht"?

 

[Don]

Kondensiert das denn wieder irgendwo und kann dann wiederverwendet werden, oder ist das dann "verbraucht"?

Das ist eine gute Frage. Ich weiß nur, dass man durch das Verdampfen auch mit Verunreinigungen zu kämpfen hat.

 

[Liesel Weppen]

Ich weiß nur, dass man durch das Verdampfen auch mit Verunreinigungen zu kämpfen hat.

Dann kann man wohl schonmal davon ausgehen, das zumindest ein Teil davon nicht wiederverwendet werden kann.

 

[Techlogi]

Für mich genauso schwarze Magie wie der LHC, einfach unglaublich!

Vor einiger Zeit dieses sehenswerte Video dazu gesehen:

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[Viper63]

Bei EUV werden "Tropfen" verwendet, die wohl im Bereich von µl pro Tropfen liegen.
Selbst wenn man annimmt, das ein Tropfen nur 1µl wäre, wären das 0,1l Zinn.... PRO SEKUNDE.

Kondensiert das denn wieder irgendwo und kann dann wiederverwendet werden, oder ist das dann "verbraucht"?

Laut diesem Paper (über EUV/Plasma sources) haben die Tropfen einen Durchmesser von ~30 µm. Das wären dann - so ich mich nicht verrechnet habe - um die 14 Pikoliter (sprich 0,000014137 µl).

µl würdest du vermutlich nicht in dem Zeitfenster resp. mit den Laserleistungen in ein Plasma überführen können.

 

[Bitmaschine]

Ja, das oben verlinkte Video ist echt empfehlenswert. Total spannend. Wenn man bedenkt, dass es nur ein relativ kleiner Teil eines FABs in der Gänze ist, da gehört noch enorm viel mehr dazu. Komplex im Makrobereich und Komplexität im Nanobereich.

 

[Eugen12]

Wer interessiert ist, für den habe ich ein paar Insider-Infos (da ich mir gerne in der sogenannten SPIE Digital Library ein paar Vorträge kaufe, wo auf Konferenzen in den USA, Unternehmen wie ASML, Intel und Zeiss neueste Infos berichten): Stand September 2025 beträgt die weltweite EUV-Flotte 300 Anlagen. Verfügbarkeit liegt bei der weltweiten Flotte bei 93,6 Prozent der Zeit. DUV liegt bei etwa 95 Prozent. Ziel ist bei EUV auch 95%. Der NXE:3800E schafft 4000 Wafer pro Tag in der Praxis. Nicht mehr. DUV Immersion in der Praxis 6000 Wafer pro Tag. KrF schafft bis zu 7000 Wafer. Also EUV hat schon Zweidrittel der Produktivität von DUV Immersion. Konversionseffizienz von Energie des Laserpulses das Zinntröpfchen trifft zu Energie des EUV Lichts: 6-7 Prozent. Mit 1000 Watt Energie ist Energie des EUV-Lichtes nach Verlassen der Zinntröpfchenkammer gemeint (intermediate focus). In Zukunft plant Zeiss 2 Spiegel im Beleuchtungssystem (Illuminator) rauszunehmen. Von 4 auf 2 Spiegel. So kommt am Wafer das Doppelte an Energie an. (2030er Jahre). (High NA hat aktuell 3 Spiegel) "Pupil Fill Ratio" soll von 20 Prozent auf etwa 10 Prozent sinken. Zu Hyper-NA: Einziges Problem aktuell ist der Photolack. Man braucht hier Neuentwicklungen. Je höher die NA desto geringer die Fokustiefe ( der Bereich auf der z-Achse wo Beugungsordnungen die von der Maske kommen auf dem Wafer interferieren. Rayleigh Depth of Focus: proportional zu Wellenlänge geteilt durch NA zum Quadrat. 0,55 NA hat etwas 50 Nanometer. Aktuell beherrschbar. Bei Hyper-NA sind es 30 Nanometer bei 0,75 NA. Und 20 Nm bei 0,85 NA. Zeiss hat 0,75NA und 0,85 NA. Aktuell baut Zeiss ein "Micro-Exposure Tool" mit entsprechender NA damit Dritte die Photolacke erproben können. Man braucht also Photolacke mit geringer Dicke wegen der kleineren Fokustiefe. Und innerhalb dieser Fokustiefe müssen die EUV-Photonen absorbiert werden. Man hat also weniger Dicke zu Absorption zur Verfügung. Man braucht einen Metal-Oxide-Resist mit 40 Prozent Metal und 60 Prozent Organisches. Aktuelle Metaloxid Photolacke haben aber nur 20 Prozent Metal und 80 Prozent Organics. Jetzt sind also die Chemiker gefragt. Andere Probleme mit Hyper-NA sind laut Zeiss gelöst. Anleuchtungskegel an der Maske wächst nur um 1 Grad Winkel. Ist beherrschbar. ( Da sind ja "Noppen" und diese werfen einen Schatten bei zu schräger Anleuchtung) Und man wird weiter unpolarisiertes Licht in den meisten Fällen verwenden können, laut Zeiss. (Bei extremer NA trifft das Licht ja sehr schräg auf den Photolack). Man hat aber auch die Möglichkeit Polarisationsfilter zwischen "Intermediate Focus und 'Field Facet Mirrors" des Beleuchtungssystens einzubauen) Und Spiegel kann Zeiss schon glatt genug für Hyper-NA fertigen. Zur Größe der Anlage für Hyper NA: 0,75 NA wird nur sehr minimal größer als 0,55 NA, da es die gleiche "Faltungs-Geometrie" der Projektionsoptik von 0,55 NA hat. 0,85 NA würde hingegen etwa 50 Prozent größer als 0,55 NA. Also die Länge des EUV Scanner. Von der Höhe her nur ein bisschen höher. Übeigens: Der Trumpf Scanner steht unter der EUV-Anlage in der Fabrik. In der nächst tieferen Etage. Wenn ich noch Infos sichte, kann ich noch ein Kommentar schreiben.