Definition Was ist EUV (Extreme Ultra Violet)

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Das Kürzel EUV (Extreme Ultra Violet) steht im Zusammenhang mit der Lithografie. Es handelt sich dabei um Wellenlängen-Strahlung im extremen Ultraviolett-Bereich. Diese hilft, Computerchips mit Strukturgrößen unter zehn Nanometern zu produzieren.

Grundsätzlich kommt die Fotolithografie dabei als eine Schlüsselmethode für die Herstellung von integrierten Schaltungen und Computerchips in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik zum Einsatz. Im Rahmen dieser Methodik werden mithilfe von Belichtungsprozessen die Bilder vorgefertigter Projektionsvorlagen in Form von Retikeln (Fotomasken) auf lichtempfindliche Fotolacke übertragen.

In der Regel dienen Polymere bzw. Epoxidharze (EP-Harze) und Lösungsmittel im Verbund mit einer fotoempfindlichen Komponente zu den Ausgangsstoffen für diese Fotolacke. Durch das Auflösen der unbelichteten Fotolack-Stellen entsteht dann eine lithografische Maske. Diese ermöglicht die weitere Bearbeitung mittels physikalischer und chemischer Prozesse.

Möglichst effiziente, kleine sowie schnell integrierbare Schaltkreise im Fokus

Ziel ist es dabei, eine Strukturverkleinerung in der Halbleiterindustrie zu realisieren und möglichst effiziente, kleine sowie schnell integrierbare Schaltkreise herzustellen. Herkömmliche Belichtungsmethoden stoßen hierbei allerdings früher oder später an ihre Grenzen. Genau an dieser Stelle greifen die Vorteile der EUV-Lithografie. Dieses vergleichsweise moderne Fotolithografie-Verfahren nutzt dabei eine elektromagnetische Strahlung, die eine Wellenlänge von teilweise unter 15 Nanometer aufweist bzw. erzeugt. Ein ultraviolett leuchtendes Plasma, das durch Laserstrahlung entsteht, liefert im Prozessrahmen der EUV-Lithografie diese extrem kurzwellige Strahlung, die sich an der Grenze zur Röntgenstrahlung bewegt.

Besonders effizient: EUV-Lithografie mit CO2-Hochleistungslasersysteme

Als besonders effizient und modern gelten EUV-Lithografieverfahren, die mit CO2-Hochleistungslasersystemen und Zinn arbeiten. Das Plasma entsteht, indem Zinnatome ionisiert werden. Von der Funktionsweise her lässt ein Generator Zinntropfen in eine dafür vorgesehene Vakuumkammer fallen, wobei die vorbeirauschenden Zinntropfen von meistens Puls-Hochleistungslasern bis zu etwa 50.000 Mal in der Sekunde getroffen werden. Der momentan führende Hersteller von EUV-Lithografie-Systemen ist die niederländische Firma ASML

Dank EUV-Strahlung lassen sich über 100 Wafer in der Stunde bearbeiten

Das auf diese Weise generierte Plasma emittiert dann die EUV-Strahlung in alle Richtungen. Ein integrierter Kollektorspiegel fängt die ultraviolette Strahlung gezielt ein, bündelt sie und leitet die gebündelte Strahlung an das jeweilige Lithografie-System weiter. Dort wird die ultraviolette Strahlung zur Belichtung des Wafers verwendet. Kommen dabei besonders hochwertige und effiziente Lasersysteme, Scanner und Komponenten für die Tröpfchenerzeugung zum Einsatz, lassen sich mittlerweile pro Stunde über 100 Wafer bearbeiten.

Technologische und auch wirtschaftliche Vorteile durch die EUV-Lithografie

Zur Erklärung: In der Halbleitertechnologie bzw. in der Chipfertigung wird das bearbeitete Halbleiterausgangsmaterial als Wafer bezeichnet. Hergestellt werden diese Wafer durch Sägen gezogener Einkristallstäbe und einer entsprechenden Oberflächenbehandlung, wie zum Beispielen das Ätzverfahren oder Polieren. Für die Chiphersteller ist die EUV-Lithografie nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich weltweit von enormer Bedeutung. Denn eine Bearbeitungssequenz von mehr als 100 Wafer pro Stunde ermöglicht eine lukrative Serienproduktion.

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