Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht für die Speicherchips der Zukunft

21.05.2008
Jülich-Aachen Research Alliance JARA strebt radikalen Technologiewechsel in der Halbleiterindustrie an

Immer kleiner, immer schneller: Computerchips für Handys, Digitalkameras und Rechner sind winzige "Powereinheiten", die eine ständig wachsende Flut an Daten auf minimalem Raum verarbeiten.

Um die Speicherdichte und Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen, gilt es, immer feinere Strukturen in die Chips zu ätzen. Dies geschieht derzeit mit Präzisionsmaschinen: Sie verwenden kurzwellige Laserstrahlen mit 193 Nanometern Wellenlänge und belichten damit 50 Nanometer kleine Strukturen auf Siliziumrohlinge.

Doch diese Technologie stößt an ihre physikalischen Grenzen. Um die von der Chipindustrie gewünschte Leistungskapazität der Rechner- und Speicherchips zu erhöhen, ist ein radikaler Technologiewechsel bei der Produktion erforderlich, bei der extrem kurzwelliges Licht mit nur noch 13.5 Nanometern Wellenlänge aus neuartigen Lichtquellen eingesetzt werden soll.

... mehr zu:
»JARA »Lichtquelle »RWTH

Wissenschaftler der RWTH Aachen, des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) Aachen und der Firma Philips betreiben in diesem Bereich gemeinsam Spitzenforschung. Sie setzen hierbei die so genannte EUV-Strahlenquelle ein. EUV ist Abkürzung für die englische Bezeichnung Extreme Ultra Violet - diese Lichtquelle hat beste Chancen, als Strahlungsquelle die Nachfolge der derzeitigen Lasertechnik anzutreten.

Die Terminvorgaben sind eng gesteckt. Bereits 2013 sollen in der Halbleiterindustrie die chipproduzierenden Maschinen neuen Typs stehen und 30 Nanometer kleine Strukturen erzeugen. "Weltweit entwickeln diverse Arbeitsgruppen mit Hochdruck die verschiedenen Komponenten weiter", berichtet Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Peter Loosen vom Lehrstuhl für Technologie optischer Systeme der RWTH Aachen.

Mit ihrem Industriepartner Philips feilen die Aachener Wissenschaftler an der EUV-Lichtquelle, mehrere Prototypen sind bereits im Einsatz. Sie werden im belgischen Leuven und in Albany nahe New York in den beiden ersten Forschungsmaschinen getestet. "Die praktischen Versuche helfen uns, das Produkt permanent zu verbessern. Bis zum Produktionsstart müssen wir die Strahlungsleistung beispielsweise noch deutlich erhöhen", so Dr. Willi Neff, Leiter der Plasmatechnologie am Aachener Lehrstuhl.

Neff und seine Kollegen erzeugen EUV-Licht, indem sie Zinn in einem Plasma derart stark aufheizen, dass dieses entsprechende Strahlung abgibt. Sie müssen dabei das 200.000 Grad heiße Plasma so beherrschen, dass die EUV-Quelle eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer hat. "Die Strahlungsquelle wird in der Chipherstellung ununterbrochen im Einsatz sein", erläutert Neff. "Ungeplante Produktionsstopps wegen defekter Komponenten sind teuer. Daher dürfen bis zum nächsten Wartungsintervall keine Verschleißerscheinungen auftreten."

Um die Strukturen in der Halbleiterindustrie zu verkleinern, muss allerdings nicht nur die Strahlungsquelle ausgetauscht werden. Das gesamte Herstellungssystem wird verändert, denn EUV-Licht mit einer Wellenlänge von 13.5 Nanometern ist nicht mehr sichtbar. Der erforderliche Belichtungsprozess findet im Vakuum statt. Die kurzwellige Strahlung lässt sich nicht wie bisher durch Linsen auf den Rohling lenken, um diesen wie bei einer Fotografie zu belichten und dabei mit Leiterstrukturen zu versehen. Bei der Chip-Produktion der nächsten Generation ersetzen hochreflektierende Spiegel die Linsen, die den EUV-Strahl auf den Rohling lenken.

Auch das Zusammenspiel der Spiegel und der EUV-Lichtquelle wird derzeit getestet und optimiert: "Um die EUV-Strahlen zielgerichtet auf einen Träger zu bringen, kommen Mehrschichtspiegel aus Molybdän/Silizium-Schichten zum Einsatz", beschreibt Loosen. Diese reflektieren allerdings nur etwa 70 Prozent des kostbaren Lichts, was zu den hohen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Lichtquellen führt.

Auch Wissenschaftler aus dem mit der RWTH kooperierenden Forschungszentrum Jülich interessieren sich für Anwendungen der innovativen EUV-Lichtquelle. "Dank der Jülich-Aachen Research Alliance JARA können wir zusätzliche Erkenntnisse gewinnen, die in die Entwicklungen einfließen", betont Professor Loosen. Die JARA wurde im August 2007 gegründet. Sie institutionalisiert und intensiviert die Zusammenarbeit zwischen der RWTH Aachen und dem außeruniversitären Forschungszentrum Jülich auf vielen wissenschaftlichen Gebieten unter einer partnerschaftlichen Führung. JARA ist ein wesentlicher Bestandteil des Zukunftskonzepts der RWTH im Rahmen der Exzellenzinitiative.

Infos: Univ.-Prof. Dr. Peter Loosen, Lehrstuhl für Technologie optischer Systeme, Tel. 0241/8906162, E-Mail: peter.loosen@ilt.fraunhofer.de

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Berichte zu: JARA Lichtquelle RWTH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle
17.08.2017 | Universität Potsdam

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie