ASML und TSMC haben eine branchenweite Initiative gestartet, um die in der EUV-Lithografie verwendeten Photomasken von den seit Jahrzehnten \u00fcblichen 6 Zoll auf 12 Zoll zu vergr\u00f6\u00dfern. Ziel ist es, einen grundlegenden Zielkonflikt der High-NA-EUV-Optik zu l\u00f6sen und die Produktion der fortschrittlichsten Chip-Generationen ab 2033 wirtschaftlicher zu gestalten. Mit diesem Schritt, der als fundamentaler Einschnitt seit den 1980er-Jahren gilt, stellen sich die beiden Schwergewichte der Halbleiterindustrie neu auf.<\/p>\n
Die Belichtungsanlagen der n\u00e4chsten Generation \u2013 High-NA-EUV mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,55 \u2013 erm\u00f6glichen zwar deutlich feinere Strukturen als die Vorg\u00e4nger (NA 0,33). Doch mit steigender NA wird der Einfallswinkel des Lichts auf die Maske steiler. Da EUV-Masken reflektierend arbeiten, sinkt mit steilerem Winkel die Reflektivit\u00e4t der Multischichten; es entstehen Schatten und Kontrastverluste.<\/p>\n
Die theoretisch sauberste L\u00f6sung w\u00e4re eine gleichm\u00e4\u00dfige 8-fache Verkleinerung des Maskenmusters auf dem Wafer. Das w\u00fcrde die Einfallswinkel entsch\u00e4rfen. Allerdings w\u00fcrde die nutzbare Fl\u00e4che auf einer 6-Zoll-Maske zu klein werden \u2013 der einzig sinnvolle Ausweg w\u00e4re eine gr\u00f6\u00dfere Maske gewesen. ASML w\u00e4hlte stattdessen einen anamorphotischen Kompromiss: In einer Achse wird weiterhin 4:1 verkleinert, in der anderen Achse 8:1. Dadurch bleibt die 6-Zoll-Maske erhalten, die Reflektivit\u00e4tsprobleme werden umgangen.<\/p>\n
Der Preis daf\u00fcr ist eine Halbierung der Belichtungsfl\u00e4che pro Schritt: Die EXE-Serie (High-NA) belichtet nur noch 26 x 16,5 Millimeter statt der vollen 26 x 33 Millimeter der NXE-Serie (NA 0,33). Das verdoppelt die Anzahl der Belichtungsschritte pro Wafer. ASML kompensiert dies durch h\u00f6here Beschleunigung von Wafer- und Maskentisch, doch die physikalische Einschr\u00e4nkung bleibt.<\/p>\n
F\u00fcr gro\u00dfe Chips, etwa KI-Beschleuniger, bedeutet das: Das Muster passt nicht in einen Belichtungsschritt. Es muss durch Stitching<\/strong> \u2013 das Zusammenf\u00fcgen zweier Teilbelichtungen \u2013 erzeugt werden. Das erfordert h\u00f6chste \u00dcberlagerungsgenauigkeit und treibt Komplexit\u00e4t und Kosten. Die anamorphotische Optik war ein Trick, um die bestehende 6-Zoll-Infrastruktur zu sch\u00fctzen \u2013 aber er erzeugte neue Zw\u00e4nge.<\/p>\n Am 7. September gaben ASML und TSMC auf der SPIE BACUS-Konferenz in Monterey, Kalifornien, den Start einer industrieinitiative zur Einf\u00fchrung von 12-Zoll-Photomasken bekann. Seit den 1980er-Jahren hat die Halbleiterindustrie durchg\u00e4ngig 6-Zoll-Masken verwndet \u2013 unabh\u00e4ngig davn, ob die Belichtung mit DUV oder EUV erfolgte. Di 12-Zoll-Maske stellt die erste \u00c4nderung dieses Standards dar.<\/p>\n Der Zeitplan ist zweistufig: High-NA-EUV wird zun\u00e4chst mit 6-Zoll-Masken in die Massenproduktion gehen. Parallel dazu sol bis 2031<\/strong> eine Pilotlinie f\u00fcr 12-Zoll-Maske aufgebaut sein. 2033<\/strong> ist das Ziel f\u00fcr den Start der Massenproduktion mit 12-Zoll-kompatiblen Belichtungsanlagen.<\/p>\n TSMC selbst setzt High-NA-EUV bisher nicht in seinen aktuellen Spitzenknoten (2 nm) ein, hat aber angek\u00fcndigt, ab 2030<\/strong> High-NA-EUV in der Massenproduktion fortschrittlichster Knoten zu verwenden. Das Unternehmen erwartet, dass mit zunehmender Komplexit\u00e4t der Transistoren f\u00fcr KI<\/a> mehr Schichten mit High-NA belichtet werden m\u00fcssen. TSMC-Vorsitzender und CEO C.C. Wei erkl\u00e4rte, dass die Branche durch gemeinsame Anstrengungen M\u00f6glichkeiten erschlie\u00dfen k\u00f6nne, die ein einzelnes Unternehmen nicht erreichen w\u00fcrde.<\/p>\nErste Spezifikations\u00e4nderung seit 40 Jahren<\/h2>\n