Hochreines Zinn für die EUV-Lithografie

Die Indium Corporation stellt jetzt Zinn in sehr hoher Reinheit her (siehe https://www.indium.com/products/metals/tin/) und ich würde gerne erklären, warum wir in diese Technologie investiert haben:

Jede neue Generation von Siliziumchips braucht ihren Prometheus – die Schlüsseltechnologie, die genau die niedrigere Lichtwellenlänge liefert, das zum Drucken von Merkmalen auf einem Wafer benötigt wird. Diese Schrittfolge wird seit Jahrzehnten verwendet und ist als Lithografie bekannt: Erzeugen Sie ein Photonenbündel und formen Sie einen ausreichend hellen Strahl. Erzeugen Sie dann die optischen Elemente, um den Strahl auf eine die Merkmale definierende Maske zu lenken, projizieren Sie das resultierende Bild auf einen mit Fotolack beschichteten Wafer, ätzen Sie das Muster in den Wafer und entfernen Sie schließlich den verbleibenden Lack für den nächsten Prozess. Dies ist allerdings nicht so einfach, wie es sich anhört.

Es ist die Reduzierung der Wellenlänge, die den Kern dieses Prozesses ausmacht. Bekanntermaßen hat die Halbleiterindustrie dies schon viele Male geschafft, weil wir alle von dem Moore'schen Gesetz gehört haben.

Wie genau erzeugt man also einen Lichtstrahl von beispielsweise 13,5 nm mit signifikanter Helligkeit, der für Prozesse mit 5 nm und 3 nm erforderlich ist? Bis vor kurzem lautete die Antwort: „Ganz einfach - mit einem Synchrotron.“ Diese Teilchenbeschleuniger sind weltweit verfügbar. Spoileralarm: Es gibt nur 60 von ihnen und nur staatlich finanzierte Forschungsinstitute haben die Mittel, sie zu bauen, mit Personal auszustatten und zu betreiben.

Die nächste mögliche Antwort könnte lauten: „Na ja, man kann doch sicherlich eine Art Laser verwenden.“ Das Problem ist, dass Laser bei dieser Wellenlänge auch relativ teuer sind. Bei 13,5 nm haben wir es mit einer „weichen“ Röntgenwellenlänge zu tun. Laser sind verfügbar, bieten aber immer noch nicht das, was benötigt wird.

Hier kommt Plasma ins Spiel: Man nehme ein bestimmtes Element, ionisiere es und erhält ein Plasma, das Licht um eine bestimmte Frequenz emittiert, die für das verwendete Element einzigartig ist. Wenn Sie jemals durch das Fenster in eine in Betrieb befindliche Sputterkammer geschaut haben, haben Sie bestimmt das violette Glühen von Argon-Plasma gesehen (siehe Bild unten).

Womit wir endlich wieder bei Zinn wären: Das Licht eines Zinnplasmas hat ein Emissionsspektrum um die benötigte Spitze von 13,5 nm. Und, was entscheidend ist, das Zinnplasma bietet eine hohe Umwandlungseffizienz, die zu der erforderlichen hohen Helligkeit führt.

Die andere gute Nachricht ist, dass Zinn ein Element ist, das in der heutigen Welt eine große Verwendung findet. Allein in der Elektronikindustrie wird es in den meisten Lotlegierungen eingesetzt. Hier bei der Indium Corporation arbeiten wir seit sehr langer Zeit mit Zinn.

Wir haben auch eine Reihe von Jahren damit verbracht, Zinn zu verbessern und die Reinheit über die verfügbaren Standardqualität (4N oder 99,99 %) hinaus auf 5N und sogar 6N zu erhöhen, um den Reinheitsgrad zu erreichen, der für diese neue Anwendung erforderlich ist. Die Indium Corporation ist bereit, diese aufregende neue Anwendung zu unterstützen, die lange eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung des Moore'schen Gesetzes spielen wird.