Schlüsseltechnologie Belichtung

Der Belichtungsprozess ist von zentraler Bedeutung, weil das Vermögen der Objektive in den Wafersteppern, noch feinste Details und kleinste Strukturen abzubilden, den Fortschritt der Mikroelektronik bestimmt. Je winziger diese sind, um so schneller laufen die Prozesse – anders ausgedrückt – die Taktrate des Prozessors steigt, der Stromverbrauch sinkt, und die Produktivität erhöht sich deutlich, denn der einzelne Chip benötigt weniger Platz auf dem Wafer.

Wie gewaltig der Sprung von den Anfängen der Lithographie Ende der 60er war, belegt auch ein Blick auf die verwendeten Objektive: Anfangs waren sie von einfachen Fotoobjektiven abgeleitet, in den 70er-Jahren bestanden sie dann schon aus einem guten Dutzend Einzellinsen mit einem Gesamtgewicht von bis zu 50 Kilogramm. Neueste Produktgenerationen verfügen bis zu 30 Einzellinsen und bringen an die 400 Kilogramm auf die Waage. Die gewünschte Erhöhung der optischen Auflösung kann grundsätzlich auf zwei Wegen erfolgen: Entweder man vergrößert die Linsendurchmesser oder man verwendet Licht mit kürzerer Wellenlänge.

Beide Optionen haben ihre Grenzen, so werden Einzellinsen ab einer bestimmten Größe unhandlich. Auf der anderen Seite benötigt man zur Nutzung von kurzwelligem Licht entsprechende Lichtquellen sowie optische Materialien, die für diese Strahlung transparent sind. Viele Experten hatten genau deshalb das Ende der optischen Lithographie schon vor zehn Jahren vorhergesagt – doch bislang haben neue Entwicklungen wie die Kalziumfluoridkristalle von SCHOTT LITHOTEC, die für 157 nm durchlässig sind, alternativen Technologien immer wieder den Rang abgelaufen.