Semiconductor Manufacturing Technology
Die Halbleiterindustrie unterstützt die Herstellung von Mikrochips
Halbleitertechnik

Optische Lithographie von ZEISS SMT

Mit Präzision für die Digitalisierung

EUV-Technologien: Digitalisierung macht autonomes Fahren möglich

Das Licht fürs digitale Zeitalter

In unserem Alltag spielen Mikrochips eine entscheidende Rolle. Denn die meisten Geräte, die wir täglich verwenden, enthalten mindestens einen Mikroprozessor: Computer, Smartphones, Autos sogar bis hin zum Kühlschrank. Eine entscheidende Rolle für die Herstellung der Mikrochips spielen Licht und die Lithographie-Optiken von ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology (SMT).

Wie Mikrochips hergestellt werden

Der Herstellungsprozess im Video

Herstellungsprozess von Mikrochips bei der SMT in Einzelschritten

Optische Lithographie: So entstehen Mikrochips

Vereinfacht gesagt: Aus vielen Sandkörnern werden in einem hochpräzisen Verfahren Mikrochips. Die Hauptakteure dabei: Licht und die Projektionsoptiken zur Halbleiter-Herstellung von ZEISS SMT.

Die Photolithographie zur Fertigung von Logik- und Speicherchips ist ein mehrstufiger Prozess. Beim Belichtungsvorgang wird im Waferstepper das Muster einer Photomaske auf eine mit Photolack versehene und somit lichtempfindliche Schicht eines Silizium-Wafers projiziert. Wafer sind runde Scheiben mit – im Industriestandard – 300 Millimetern Durchmesser. Das Licht verändert die Chemie des Resists, sodass die belichteten Teile später durch Ätzen entfernt werden können. Dabei wird die Struktur der Leiterbahnen auf dem Wafer freigelegt und der restliche Photolack entfernt. Nach vielen weiteren Bearbeitungsschritten enthält der Wafer einige tausend Halbleiterchips. Bevor mikrometerdünne Sägeblätter die Mikrochips heraustrennen, werden die Wafer mit Lösungen von ZEISS SMT inspiziert. Die Mikrochips, genauer Arbeitsspeicher, Grafikprozessoren (GPU) und Mikroprozessoren (CPU) bilden die Basis für viele technologische Geräte und den technologischen Fortschritt.

Lithographie-Optiken von ZEISS

Das Licht der Zukunft

Mikrochips, die immer kleiner, leistungsfähiger und energieeffizienter sind: Das ist die Grundlage für die Digitalisierung. Um das zu erreichen, müssen Chipstrukturen immer feiner werden. Das gelingt nur, indem die Wellenlänge des verwendeten Lichts immer kürzer, die verwendeten optischen Systeme und Komponenten immer präziser werden. Eine Herausforderung, der sich ZEISS SMT mit seinen Lithographie-Optiken seit mehr als 50 Jahren stellt.

Moore´s Law

Kleiner, leistungsfähiger und energieeffizienter

1965 erschien in der Zeitschrift „Electronics“ ein Artikel des Intel-Mitbegründers Gordon Moore. Anhand der vorliegenden Daten der Vorjahre beschrieb er, dass sich die Anzahl der elektronischen Bauteile einer integrierten Schaltung alle zwei Jahre verdoppelt. Das bedeutet auch, dass sich die Transistorendichte verdoppelt – und damit auch die Leistungsfähigkeit der Mikrochips. Diese Aussage wurde bekannt als das Moore’sche Gesetz:

Porträt von Gordon Moore

Die Anzahl an Transistoren, die in einen integrierten Schaltkreis festgelegter Größe passen, verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre.

Moore's Law, nach Gordon Moore, Mitbegründer von Intel

Verlauf der Transistoren-Theorie von Gordon Moore

Moore's Law lebt

Bis heute folgt die Entwicklung in der optischen Lithographie diesem Gesetz – und ein Ende ist noch nicht in Sicht. ZEISS ist seit den 1960er Jahren einer der Taktgeber, wenn es darum geht, die Grenzen des technologisch Machbaren immer weiter zu verschieben. Das Gesetz von Gordon Moore weiterzuschreiben und gemeinsam mit dem strategischen Partner ASML die Chiphersteller weltweit zu befähigen, heute Technologien von Morgen zu entwickeln.

Präzise Optiken als Teil der ZEISS DNA

Präzise Optiken sind Teil der DNA von ZEISS – und entscheidend, um Moore's Law fortzuschreiben. Firmengründer Carl Zeiss hatte sich auf die Herstellung von Mikroskopen spezialisiert. Sein Partner war der Physiker Ernst Abbe, der die nach ihm benannte Auflösungstheorie formulierte.

Formel der Abbeschen Auflösungstheorie

Abbesche Auflösungstheorie

Mit dieser Formel lässt sich die erzielbare Auflösung von Optiken mit Linsen und Spiegeln berechnen. Sie macht deutlich: Je kürzer die Wellenlänge des verwendeten Lichts, desto besser die Auflösung. Je höher die numerische Apertur, desto feiner die Strukturen. Um Wellenlängen von bis zu 193 Nanometern bei der DUV- und 13,5 Nanometern bei der EUV-Technologie zu erreichen, braucht es hochpräzise Belichtungssysteme von ZEISS SMT.

Erfahren Sie mehr über Optische Lithographie von unseren Experten

ZEISS Herbstschule

ZEISS ist Technologieführer

ZEISS SMT ist der weltweite Technologieführer für Lithographie-Optiken und somit Möglichmacher für die Halbleiterindustrie. Wir führen Moore's Law fort. Mit unseren Optiken für die DUV- und EUV-Technologie. Erfahren Sie hier mehr.

SMT Kontakt

Melden Sie sich gerne bei uns

Ja, ich habe die Datenschutzerklärung gelesen und akzeptiere die darin enthaltenen Angaben.

Optionale Angaben