ASML : EUV-Lithografie für 10- bis 3-nm-Fertigung

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ASML: EUV-Lithografie für 10- bis 3-nm-Fertigung

Zum Auftakt des Investor Days hat der niederländische Fabrikausrüster ASML einen weiteren Auftragseingang für EUV-Systeme vermeldet. TSMC wird bereits im kommenden Jahr zwei zusätzliche NXE:3350B erhalten, die beiden bereits ausgelieferten NXE:3300B sollen zeitgleich zu NXE:3350B aufgerüstet werden.

Die vier Lithografiesysteme sollen danach zur Serienproduktion der ersten Chips eingesetzt werden. ASML geht davon aus, dass nach der Auslieferung zur Mitte des Jahres ab 2016 zuerst kleinere Chips aus dem Logic-, DRAM- und NAND-Bereich mit EUV belichtet werden, später dann alle weiteren Bereiche erfasst werden. Die Ausstoßrate der neuen EUV-Systeme soll im kommenden Jahr 1.500 Wafer pro Tag erreichen. TSMC könnte bei parallelem Betrieb von vier Geräten zum Start entsprechend mehr als 6.000 Wafer pro Tag beziehen. Stärkere Laser von bis zu 100 Watt statt den bisher genutzten 40-Watt-Exemplaren und 80-Watt-Prototypen sollen in Zukunft in den upgradefähigen Systemen zum Einsatz kommen und so die erweiterten Ziele erreichen.

Aktueller Stand der EUV-Entwicklung
Aktueller Stand der EUV-Entwicklung (Bild: ASML)

Welche Fertigungstechnologie bei TSMC zum Einsatz kommt, ist allerdings nicht klar. Vermutet werden in der ersten Runde im Jahr 2016 noch etwas größere Chips (16 nm), um die Prozesse entsprechend zu verfeinern, und den Ausstoß der Maschinen noch weiter zu erhöhen. Ab 2017 wird eine entsprechende State-of-the-Art-Fertigung in großer Serie erwartet.

ASML setzt unter anderem auf die neuen Belichtungsmaschinen und formuliert große Ziele. Bis 2020, möglicherweise aber auch bereits 2018 gab CFO Wolfgang Nickl zu verstehen, will der Konzern zehn Milliarden Euro Umsatz im Jahr machen, was nahezu einer Verdoppelung von den angepeilten 5,6 Milliarden Euro in diesem Jahr entspricht. Die Gewinne sollen sich sogar verdreifachen. Die Forschung fokussiert ASML neben EUV auf Deep-UV immersion systems als Mehrfachbelichtungstechnik (multi patterning) für alle Bereiche sowie der Holistic Lithography, um die Verarbeitungsprozesse zu optimieren und die Yield-Rate zu steigern. Aktuell wird rund die Hälfte des Forschungs- und Entwicklungsbudgets für EUV aufgewandt, so strebt der Hersteller bereits 3 nm kleine Strukturen in ferner Zukunft an.

EUV-Fertigung für alle Bereiche
EUV-Fertigung für alle Bereiche (Bild: ASML)

Beim Analyst Day gab ASML zudem weitere Einblicke. EUV sei für die 10-nm-Fertigung im Zeitplan, jedoch ist damit anfangs keine Massenfertigung zu erwarten. Diese Aussage stützt die von Intel, die bereits im September zum IDF 2014 durchblicken ließ, dass EUV für die 10-nm-Massenproduktion nicht zur Verfügung stehen wird und selbst 7 nm noch mit Immersionslithografie funktionieren sollen. Dies zeigt auch der Fahrplan, wo im Bereich MPU (microprocessor unit) die Fertigung P1276 noch im klassischen Angebot zur Verfügung steht und als Übergangsphase zu EUV fungieren wird. Genau für diese klassische Lithografie, für die die andere Hälfte des Entwicklungsetats bereit steht, baut auch ASML neue Maschinen, mit modernerer Technik, verbesserten Sensoren und Linsen, die am Ende den Waferausstoß auf über 275 Wafer pro Stunde (WpH) steigern sollen und fit für Waferbelichtungen in 10 und 7 nm kleinen Strukturen gemacht werden.

Weiterentwicklung der Immersionslithografie
Weiterentwicklung der Immersionslithografie (Bild: ASML)
EUV-Start erst ab 10/7 nm und darüber hinaus
EUV-Start erst ab 10/7 nm und darüber hinaus (Bild: ASML)