Qualitätskontrolle von Chips revolutioniert

ASML nutzt Extrem-UV-Licht zur frühzeitigen Erkennung von auftretenden Produktionsfehlern

So lassen sich Fehler auf Mikrochips dingfest machen (Bild: asml.com)

Veldhoven (pte004/11.09.2024/06:15) - Der weltgrößte Anbieter von Lithographiesystemen für die Halbleiterindustrie, ASML ( https://www.asml.com/en ), hat erfolgreich ein neues Testsystem für winzige Chips getestet, das erschwinglich ist und die Kosten der Halbleiterherstellung durch Fehlerfrüherkennung drastisch reduziert.

Herkömmliche Technik zu teuer

Nötig ist dazu Extrem-UV-Licht (EUV). Ein solches Kontrollsystem, gebaut mit herkömmlicher Technik, wäre jedoch so teuer, dass es für keinen Halbleiterhersteller erschwinglich wäre, wenn es mit herkömmlicher Technik gebaut würde. Ein Grund dafür ist, dass fast alle Materialien EUV-Licht absorbieren.

Um eine ausreichende Reflexion zu erreichen, müssen diese Spiegel mit speziellen Mehrschichtstrukturen überzogen werden, die als Bragg-Reflektoren für EUV-Licht fungieren. Das ist nur mit hohen Kosten zu erreichen. Für die Erzeugung von EUV-Licht, das zum Beschreiben der Wafer mit extrem feinen Strukturen verwendet wird, sind Großanlagen nötig, die mit 20.000-Watt-Lasern betrieben werden.

Für diesen Zweck sind die Anlagen praktikabel, doch ein Messgerät zur Fehlerkontrolle muss viel kleiner sein. Die Niederländer setzen stattdessen eine kompakte Tabletop-EUV-Quelle ein, die auf der Erzeugung sogenannter "Hoher Harmonischer" basiert, ein Phänomen der Hochintensitätslaserphysik oder der Atomphysik in starken elektromagnetischen Feldern. Sie kommt mit einer Leistung von ganzen 100 Watt aus.

Scanner arbeitet viel schneller

Zur Fehlererkennung wird der Wafer von einem extrem feinen EUV-Strahl abgetastet. Gemessen werden die Reflektionen, die Rückschlüsse auf Fehlstellen zulassen. Das geht um Größenordnungen schneller als mit bisher eingesetzten Verfahren wie der dem Rasterelektronenmikroskopie oder der Atomkraftmikroskopie.

Dass Europa nicht völlig abgeschlagen ist in der Welt der Halbleiterei, liegt nicht zuletzt an ASML. Ohne deren Maschinen sind selbst die erfolgverwöhnten asiatischen Chipfabriken aufgeschmissen. China beispielsweise, das im Bereich Mikroprozessoren weit hinterherhinkt und das ändern will, kommt ohne ASML nicht aus. Dass das Unternehmen sich jetzt dem US-Boykott angeschlossen hat, trifft das Land hart.

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