Unternehmensgeschichte - Advanced Mask Technology Center GmbH & Co. KG

Einmalige Technologieallianz:
Advanced Mask Technology Center GmbH & Co. KG (AMTC)


Europas modernstes Maskenzentrum entsteht in Dresden

Eines der Schlüsselelemente in der Herstellung von Halbleiterchips sind Photomasken. Dabei handelt es sich um Vorlagen, die dem Diaprinzip ähnlich benutzt werden, um elektronische Schaltungen auf einem Siliziumwafer zu erzeugen. Photomasken bestehen aus hochreinem Glas und enthalten präzise Abbildungen von integrierten Schaltkreisen, die in einem Lithographiegerät mittels Licht auf den Wafer übertragen werden. Integrierte Schaltkreise sind Schicht für Schicht aufgebaut. Die momentane Generation von Schaltkreisen weist zwischen 20 und 60 Schichten auf. Für jede einzelne dieser Schichten wird eine eigene Fotomaske benötigt. Da Hersteller von Halbleiterprodukten im Wettbewerb nur durch den Einsatz neuester Technologien bestehen können, beschlossen Advanced Micro Devices Inc. (AMD), Infineon Technologies AG (seit 2008 Qimonda AG) und DuPont Photomasks Inc. (seit 2005 Toppan Photomasks Inc.), einen neuen Weg einzuschlagen und ein gemeinsames Maskenzentrum zu gründen. So entstand das AMTC im Mai 2002 als Joint Venture der drei Firmen. Diese weltweit einmalige Technologieallianz birgt für die Mutterfirmen zwei wesentliche Vorteile: zum einen sichert das AMTC ihre mittel- und langfristige Technologieentwicklung und frühzeitige Lieferung von modernsten Photomasken, zum anderen verteilen sich die enorm hohen Kosten von Investitionen sowie Forschung und Entwicklung auf drei Schultern. Die Entscheidung für den Standort Dresden fiel nicht schwer: neben einer exzellenten Infrastruktur mit direkter Anbindung des Standorts zur Autobahn und zum Flughafen verfügt die Region über eine hervorragende Bildungs- und Forschungslandschaft, die schon in der Vergangenheit und bis heute gut ausgebildete Fachkräfte vor allem im naturwissenschaftlichen Bereich hervorgebracht hat. Nicht zu vergessen ist ein dritter wesentlicher Aspekt: die Unterstützung durch die Bundes- und Landesregierung, Behörden und Verwaltung sowohl finanziell durch Beihilfen und Fördergelder als auch administrativ mit einer investorenfreundlichen Ansiedlungspolitik trugen zur Entscheidung für den Standort Dresden bei.


Die Luftaufnahme zeigt das Maskenzentrum im Dresdener Norden, in dem das AMTC und Toppan Photomasks untergebracht sind.

So begann das AMTC 2002 mit einer Handvoll Mitarbeiter. Nach nur einem Jahr Bauzeit konnte das AMTC das Firmengebäude mit dem 1.400 qm großen Reinraum, der mittlerweile auf 1.900 qm ausgebaut ist, beziehen. Das Team wuchs kontinuierlich und zählt heute ca. 150 Köpfe, unter ihnen Experten der Mutterfirmen AMD, Qimonda und Toppan sowie namhafter internationaler Halbleiterunternehmen. Kulturelle und sprachliche Vielfalt sind im AMTC Programm: die Mitarbeiter stammen aus 15 verschiedenen Nationen.

Eine weitere Besonderheit des Maskenzentrums ist die enge Verzahnung von Forschung & Entwicklung mit der Produktion unter einem Dach. Nach erfolgreicher Pilotfertigung einer Technologie durch das AMTC übernimmt Toppan Photomasks deren Serienproduktion. Diese Art der Kooperation in der Maskenherstellung ist weltweit einmalig.

Photomasken bestehen aus hochreinen Glasscheiben, die präzise Abbildungen von integrierten Schaltkreisen enthalten. Sie werden für die optische Umsetzung dieser Schaltkreise auf Siliziumscheiben (Wafer) genutzt

Technologische Herausforderungen
Der Entwicklung in der Halbleiterindustrie, immer kleinere Chips mit immer mehr Kapazität herzustellen, muss sich auch das AMTC anpassen. Vor zehn Jahren waren die kleinsten Strukturen, die man fertigen konnte, ca. 500 nm (Milliardstel Meter) groß, sind heute Strukturgrößen bis 32 nm möglich. Um solche technologischen Meilensteine zu erreichen, benötigen die Waferfabs zur Herstellung ihrer Chips entsprechende Masken.

Die immensen Anforderungen an den Maskenhersteller bestehen darin, nanometergenaue, absolut defektfreie Vorlagen an den Chiphersteller zu liefern. Herstellung, Vermessung, Inspektion und gegebenenfalls die Reparatur von Masken muss also hochpräzise bis ins kleinste Detail erfolgen, auch bei noch so kleinen Strukturen. Zur Veranschaulichung dieser Herausforderungen mag ein Vergleich dienen: die Aufgabe, die Lagegenauigkeiten auf der Maske einzuhalten entspricht in etwa der, vom Mond aus einen Swimmingpool auf der Erde in seiner Lage zu vermessen und dann mit einem Fußball in genau diesen Swimmingpool zu treffen. Ein weiteres Problem, das die stetige Strukturverkleinerung mit sich bringt, ist die Belichtungsmethode, mit der in der Waferfab die Strukturen der Maske auf dem Wafer abgebildet werden. Momentan wird mit Licht der Wellenlänge 193 nm belichtet, um Strukturen abzubilden, die deutlich kleiner sind. Hierbei muss bereits in die physikalische Trickkiste gegriffen werden, um diese Aufgabe zu bewältigen. Bald jedoch werden die Grenzen der Physik nicht weiter ausreizbar sein, und als Konsequenz wird eine völlig neue Technologie zum Einsatz kommen müssen, die Belichtung mit weichen Röntgenstrahlen oder Extrem Ultraviolettem Licht (EUV). Diese neue Technologie stellt eine besondere Herausforderung für die Maskenentwicklung dar, denn für die Realisierung werden völlig neue Materialien eingesetzt werden, auf die die gesamte Belichtungstechnik umgestellt werden muss. Obgleich die EUV Technologie erst in einigen Jahren zur Waferbelichtung benutzt werden wird, läuft die Forschung und Entwicklung zu diesem Thema im AMTC bereits auf Hochtouren.

Durch die Entwicklung neuester Photomasken für die nächsten Technologiegenerationen trägt das AMTC zur Verkürzung von Innovationszyklen sowie zur Verbesserung der Produktqualität in der Halbleiterbranche bei.