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Fraunhofer Dresden baut Weltrekord-Röntgenspiegel für Chip-Belichter

Bisher gibt es weltweit erst ganz wenige EUV-Chipbelichter. Hier ist der Scanner von ASML aus den niederlanden mit visualisiertem Strahlengang durch die Röntgenspiegel zu sehen. Foto: ASML

Bisher gibt es weltweit erst ganz wenige EUV-Chipbelichter. Hier ist der Scanner von ASML aus den Niederlanden zu sehen. Der durch Röntgen-Spiegel gesteuerte Strahlengang ist hier gelb visualisiert. Foto: ASML

EUV-Optiken vom IWS reflektieren fast 71 % der Strahlen – für dieses Licht ein Spitzenwert

Dresden, 12. Dezember 2015. Fraunhofer-Forscher aus Dresden haben verbesserte Röntgenspiegel für die Chip-Produktion gebaut. Diese Hightech-Spiegel steuern extremes Ultraviolett-Licht (EUV), auch „weiche Röntgenstrahlen“ genannt. Sie werden benötigt, um die Elektronik von übermorgen überhaupt erzeugen zu können. Die neuen EUV-Spiegel aus Dresden stellen neue Weltrekord-Werte in puncto Reflexionsgrad auf, teilte das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden mit: Die Spiegel werfen nun bis zu 70,75 % der EUV-Strahlen zurück, statt sie zu streuen oder zu verschlucken.

Neue EUV-Chipbelichter noch zu langsam und zu stromhungrig

Bisher ist die schwache Reflexion von EUV-Optiken (neben Tempo, Energieverbrauch und Kosten) eines der Hauptprobleme, warum sich die neue hochauflösende Belichtungstechnik in den Chipfabriken noch nicht so recht durchsetzen konnte. Daher arbeiten fast alle Halbleiterkonzerne noch immer mit Chipscheiben-Belichtern, die unsichtbares Licht der Wellenlänge 193 Nanometer (Millionstel Millimeter) verwenden. Da allerdings heutige Prozessoren und Speicher teilweise Transistor-Strukturen haben, die nur noch 14 Nanometer klein sind, müssen die Chipwerke schon mit vielen optischen Tricks agieren, um mit den relativ „groben“ 193-nm-Strahlen doch 14-nm-Chips zu erzeugen.

Dr. Stefan Braun, Maik Menzel und Peter Gawlitza (v.l.n.r.) vor der Beschichtungsanlage für die Entwicklung von EUV-Reflexionsschichten im IWS Dresden. Foto: Fraunhofer IWS Dresden / Frank Höhler

Dr. Stefan Braun, Maik Menzel und Peter Gawlitza (v.l.n.r.) vor der Beschichtungsanlage für die Entwicklung von EUV-Reflexionsschichten im IWS Dresden. Foto: Fraunhofer IWS Dresden / Frank Höhler

Stapel aus hauchdünnen Schichten werden zusammen zum Reflektor

Die neuen EUV-Belichter dagegen arbeiten bereits mit Strahlen der Wellenlänge 14 nm. Weil dieses weiche Röntgenlicht aber nicht mehr durch optische Linsen gesteuert werden kann, mussten dafür ganz spezielle Spiegel entwickelt werden, die aus vielen hauchdünnen Schichten bestehen, von denen jede einen kleinen Teil der Strahlen zurückwirft.

Bisher erst Versuchsmuster für Röntgen-Belichtung

Versuchsmuster für EUV-Anlagen gibt es schon vom Marktführer ASML aus den Niederlanden. Nach unseren Informationen bezieht ASML seine EUV-Optiken von Carl Zeiss SMT aus Oberkochen und die greifen wiederum auf IWS-Spiegeltechnik zurück. Die nun verbesserten Spiegel EUV-Spiegel entstanden im Rahmen des vom Bundesforschungsministerium geförderten Verbundprojektes „EUV-Projektionsoptik für 14-Nanometer-Auflösung (ETIK)“ unter Federführung von Carl Zeiss SMT.

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