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Chips hergestellt mit TRUMPF Laser Amplifier

CO2 고출력 레이저 시스템과 주석을 사용하는 극자외 레이저(EUV) 제조

Ob mobile Endgeräte, autonomes Fahren oder künstliche Intelligenz – durch die Miniaturisierung und Automatisierung in unserer digitalen Welt steigen die Anforderungen an die Computerleistung unaufhörlich. Die Folge: Immer mehr Transistoren müssen auf den Halbleitern im Innern der Chipsätze Platz finden. Kein neues Phänomen, denn bereits einer der Gründer von Intel wusste: die Zahl der Transistoren in einem integrierten Schaltkreis verdoppelt sich etwa alle 18 Monate. Dieses als „Moore's Law“ bekannte Gesetz gilt noch heute. So konnten bereits Integrationsdichten von bis zu 100 Millionen Transistoren auf einem Quadratmillimeter erreicht werden. Die Größe von Halbleiterstrukturen nähert sich nach und nach Atomdimensionen an. Bei der Herstellung dieser Chips spielen Hochleistungslaserverstärker von TRUMPF eine zentrale Rolle: Denn mit ihrer Hilfe wird ein leuchtendes Plasma erzeugt, das die extrem ultraviolette Strahlung (EUV) zur Belichtung der Wafer liefert. In enger Kooperation mit dem weltweit größten Hersteller von Lithografiesystemen ASML sowie dem Optikhersteller Zeiss entwickelte TRUMPF ein einzigartiges CO2-Lasersystem mit dem mittlerweile über 100 Wafer pro Stunde bearbeitet werden können.

135

Nanometer

... ist die Wellenlänge des erzeugten extrem ultravioletten (EUV) Lichts, welches die Herstellung von Strukturgrößen von weniger als 10 Nanometern ermöglicht.

50,0

Zinntropfen pro Sekunde

... trifft der TRUMPF Laser Amplifier, um EUV-Licht für die Belichtung des Wafers zu erzeugen.

100,0

Transistoren pro Quadratmillimeter

... und mehr finden dank EUV-Lithografie auf einem einzigen Mikrochip Platz - fast unvorstellbar.

Vom Zinntropfen zur Wafer-Belichtung: Das Verfahren der EUV-Lithografie

Moderne Computerchips sind in der Regel in der Größenordnung von Nanometern strukturiert und können nur noch über komplexe Belichtungsprozesse mithilfe von Lasern produziert werden. Hierbei stößt der konventionelle Ansatz mit UV-Laserstrahlung aus Excimer-Lasern zunehmend an seine Grenzen. Kleinere Strukturgrößen im Bereich von weniger als zehn Nanometern lassen sich mit diesem, bisher eingesetzten Verfahren nicht mehr generieren. Diese filigranen Strukturen benötigen eine Belichtung mit noch kürzeren Wellenlängen - Strahlung aus dem Bereich des extremen Ultraviolett (EUV).

Prozess der EUV Lithografie mit Lasern von TRUMPF

EUV 리소그래피 분야의 큰 도전 과제는 최적의 파장인 13.5 나노미터 파장의 방사선을 만들어내는 것입니다. 이에 대한 해답은 바로 레이저 빔을 통해 생성된 발광 플라즈마로, 이를 통해 초단 펄스 레이저를 생성할 수 있습니다. 그러나 그 플라즈마는 어떻게 만들어지는가? 생성기가 진공 챔버에 액상 주석 입자를 떨어뜨리면(3), 펄싱된 TRUMPF의 고출력 레이저(1)가 흐르는 액상 주석 입자(2)와 초당   50,000 회 부딪힙니다. 주석 원자는   이온화되어 강한 플라즈마를 생성합니다. 집광 거울은 플라즈마에서 전방위로 방사되는 극자외 레이저(EUV)를 모아 한 곳으로 집중시키고, 최종적으로 반도체 광노출(5)에 사용되는 리소그래피 시스템(4)으로 전달합니다.

TRUMPF Laser-Amplifier zur EUV-Litographie

Den Laserpuls für die Plasmaabstrahlung liefert ein von TRUMPF entwickeltes, pulsfähiges CO2-Lasersystem – der TRUMPF Laser Amplifier. Das Hochleistungslasersystem basiert auf der Technologie der CO2-Dauerstrichlaser im Leistungsbereich von über zehn Kilowatt. Er verstärkt einen CO2-Laserpuls mit wenigen Watt mittlerer Leistung in fünf Verstärkerstufen um mehr als das 10.000-fache auf mehrere 10 Kilowatt mittlere Pulsleistung. Die Pulsspitzenleistung beträgt dabei mehrere Megawatt. Mit der Laserlichterzeugung, -verstärkung sowie der Strahlführung bis zum Zinntropfen initiieren die TRUMPF Komponenten den Lithografieprozess. Sehr schnelle Serieneinführungszyklen und die Umsetzung von spezifischen Kundenwünschen bilden neben der technischen Komplexität, die immer wieder einzigartige und neue Lösungen hervorbringt, ein spannendes Feld für Entwickler, Servicetechniker und Produktionsmitarbeiter.

Gesamtsystem zur EUV-Lithografie ASML

In enger Kooperation mit renommierten Partnern hat TRUMPF ein international einzigartiges CO2-Lasersystem entwickelt: Der weltweit größte Hersteller von Lithografiesystemen ASML fungiert als Integrator und liefert die Komponenten für die Tröpfchenerzeugung und den Scanner, die EUV-Optiken stammen aus dem Hause Zeiss. Mit den Anlagen können mittlerweile über 100 Wafer pro Stunde bearbeitet werden – ausreichend für die Serienproduktion. So lohnt sich die EUV- Lithografie nicht nur technisch, sondern ist auch wirtschaftlich ein voller Erfolg für Chiphersteller auf der ganzen Welt.

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