Bei Intel lernt man die hochmodernen Halbleiterfertigungswerkzeuge von ASML recht schnell, was längerfristig ein entscheidender Vorteil sein könnte, da derzeit nur Intel High-NA EUV-basierte Maschinen bei großen Halbleiterherstellern testet. Steve Carson, ein Ingenieur des Unternehmens, sprach neulich auf der SPIE Advanced Lithography + Patterning Konferenz über den aktuellen Stand der Dinge und teilte dabei einige interessante Fakten mit.
Der Hersteller setzt derzeit die aktuellen High-NA EUV-Maschinen von ASML in seiner D1-Entwicklungseinrichtung in Hillsboro im US-Bundesstaat Oregon ein, zwei davon mit der Bezeichnung Twinscan EXE:5000, die Berichten zufolge jeweils 350 Millionen Euro kosten. Diese Maschinen werden eine Schlüsselrolle in der Produktionstechnologie der nächsten Generation, 14A, spielen, mit der eine Vielzahl von Chips mit einer Streifenbreite von 1,4 nm hergestellt werden kann.
Mit diesen Maschinen wurden bereits Zehntausende von Siliziumwafern hergestellt, was insgesamt nicht viel zu sein scheint, vor allem im Vergleich zur Kapazität, die für die Produkte in der Produktion verwendet wird, aber in diesem Fall werden die Anlagen nur für Forschung und Entwicklung verwendet. Indem das Unternehmen als erstes High-NA EUV-basierte Produktionswerkzeuge identifiziert und die verschiedenen Technologien, Chemien und Prozesse rechtzeitig anpasst, dürfte es sich einen beträchtlichen Vorteil gegenüber seinen Konkurrenten verschaffen. Dies zeigt, wie sehr das Unternehmen bestrebt ist, die Führung bei den Fertigungstechnologien zurückzugewinnen und mehr und größere Aufträge von jedem Partner zu erhalten.
Die Twinscan EXE:5000-Tools von ASML befinden sich ebenfalls noch in der Entwicklung und werden bei Bedarf auf der Grundlage der Rückmeldungen von Halbleiter-Auftragsherstellern modifiziert, was aus der Sicht von Intel ein wichtiger Vorteil gegenüber den Konkurrenten sein könnte. Vorerst sind diese Geräte nur für die Pilotproduktion und nicht für die Massenproduktion geeignet, aber die Intel-Ingenieure sagen, dass der Twinscan EXE:5000 bereits viel zuverlässiger ist als frühere Modelle. Leider sagten sie nicht genau, welches Modell oder welche Modelle sie als Vergleichsbasis im Auge hatten, denn 2013 hatten sie bereits den Twinscan NXE:3300 für die experimentelle Produktion auf EUV-Basis eingesetzt, ein Werkzeug, das wie der aktuelle Twinscan EXE:5000 für Forschung und Entwicklung verwendet wird; es könnte sich aber auch um den Produktions-Twinscan NXE:3600D oder NXE:3800E handeln, die heute für die Massenproduktion eingesetzt werden.
In jedem Fall stellen die High-NA EUV-basierten Geräte eine große Verbesserung gegenüber den früheren Low-NA EUV-Systemen dar, da sie die Auflösung, die mit einer einzigen Belichtung erreicht werden kann, deutlich erhöhen. Während dieser Wert bei Low-NA EUV-Geräten bei 13,5 Millimetern lag und bei Massenmodellen immer noch derselbe ist, können die High-NA EUV-Geräte, die demnächst auf den Markt kommen, eine Auflösung von 8 nm in einer einzigen Belichtung erreichen, was den Herstellungsprozess vereinfacht. Zwar ist eine Auflösung von 8 nm auch mit Low-NA EUV-Maschinen erreichbar, doch erfordert dies die Double Patterning-Technologie, d. h. zwei Belichtungen, was den Herstellungsprozess komplexer und länger macht und sich negativ auf die Ausbeute auswirkt. High-NA EUV-Geräte stellen daher eine erhebliche Verbesserung in diesem Bereich dar, arbeiten aber im Gegenzug mit der Hälfte der belichtbaren Fläche, was eine Anpassung durch die Chipdesigner erfordert.
Intel will daher als einer der Ersten High-NA EUV-Systeme einführen, während TSMC eine andere Strategie verfolgt und sich dem Thema vorsichtiger nähert. Der taiwanesische Halbleiter-Auftragsfertiger setzt die High-NA EUV-Technologie definitiv nicht für die A16-Produktionstechnologie ein, aber für den A14 liefen die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten noch im April letzten Jahres, als das Thema zum ersten Mal angesprochen wurde, aber seitdem wurden keine weiteren Informationen geliefert.
