Chip-Fertigung der Zukunft: Materialien und Chemikalien werden bestimmende Größen

Dass Halbleiterfabriken quasi Chemie-Werke sind, ist bekannt. Zusammen mit neuen Materialien werden so die Chips der Zukunft entstehen, allein mit neuester Lithografie ist es nicht getan. War diese in den letzten zwei Dekaden für Fortschritte verantwortlich, soll sich dies nun wandeln.

Die Einführung der Immersionslithografie, bei der erstmals Wasser und seine Eigenschaften der Lichtbrechung für die Chip-Fertigung genutzt wurden, sowie der Nachfolger, die EUV-Lithografie, markieren die Meilensteine in den letzten beiden Dekaden auf technischer Seite. Damit wurde der Weg von 45 nm hinab bis zu 3 nm möglich. Dabei wurde aber bereits auf angepasste Chemikalien gesetzt, seit mindestens einem Jahrzehnt werden auch Materialien immer wichtiger.

Zur Konferenz Intel Innovation 2023 hatte der Hersteller selbst schon einen Vortrag in dieser Richtung. Denn Fortschritt allein geht nicht nur über eine Änderung, Intel sagte, dass es mindestens vier Bereiche sind: Neben den modernsten wie Packaging und einem angepassten Design der Chips sind die Grundlagen auch bei Intel das passende Material, seine Zusammensetzung und/oder Mischung, die wiederum auch in die Richtung der strukturellen Anpassungen gehen.

Materialien und Chemikalien gehört (auch) die Zukunft

Die Chemie-Riesen Entegris und Merck stimmen nun in den gleichen Reigen ein. In einem Interview mit Nikkei Asia erklärten beide, dass „the age of materials“, also das Zeitalter der Materialien begonnen habe. Kupfer als Grundlage werde natürlich in vielen Bereichen weiter Verwendung finden, aber Werkstoffe wie Germanium, Cobalt und andere haben längst Einzug gehalten. Geforscht werde auch an der Verwendung von Metallen wie Molybdän, Intel erklärte zuletzt öffentlich, aktuell 22 einzigartige chemische Elemente im Einsatz zu haben und forscht daran, weitere mit positiven Eigenschaften für die Chip-Fertigung zu finden.

Gleichzeitig braucht es hochreine Chemikalien, um die Produktion am Laufen zu halten. Auch hier hatte es in der Vergangenheit bereits Streit und Engpässe gegeben, Samsung fürchtete vor einigen Jahren bei einem Streit von Südkorea mit Japan um erforderliche chemische Stoffe, ohne die eine Produktion nicht möglich ist. Das wiederum war ein erneuter Beweis dafür, dass das Kartenhaus der Chip-Produktion an vielen Stellen ganz einfach zum Einsturz gebracht werden kann.