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Quarzglas stützt das Mooresche Gesetz

26.04.2005


Quarzglas von Heraeus ist für die Mikrochip-Herstellung ein unverzichtbarer Werkstoff. Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Quarzglas haben mitgeholfen, dass das „Mooresche Gesetz“ - eines des bekanntesten Gesetze der Technik-Welt - auch heute noch gültig ist. Abgebildet sind Quarzglas-Produkte für die Herstellung von 300-mm-Silizumwafer (Foto: Heraeus Quarzglas)


Quarzglas von Heraeus ist unentbehrlicher Werkstoff in der Halbleiterindustrie – Chip-Gesetz von Gordon Moore wird 40


Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Quarzglas haben mitgeholfen, dass eines des bekanntesten Gesetze der Technik-Welt auch heute noch gültig ist. Im April 1965 formulierte Gordon Moore, Mitbegründer des Mikrochip-Herstellers Intel, dass die Leistung von Computerchips exponentiell wachsen werde, bzw. dass sich die Rechenleistung von elektronischen Bauelementen alle 18 bis 24 Monate verdoppelt. Das „Mooresche Gesetz“ wird dieser Tage 40 Jahre alt. Auch Dank der Verwendung von hochreinem Quarzglas von Heraeus hat es nichts von seiner Bedeutung für die Halbleiterindustrie verloren, denn die Herstellung von Mikrochips für Computer, Handys etc. ist ohne diesen Werkstoff kaum vorstellbar. Aus Quarzglas bestehen Reaktoren, Anlagenteile und Projektions- und Belichtungsoptiken, die für die Produktion von Silizium-Wafern, den Plattformen aller Mikrochips, unverzichtbar sind. Mit Spezialquarzgläsern der neuesten Generation schaffte Heraeus Quarzglas 2004 den Durchbruch in der 193-nm-Lithografie und beherrscht damit als eines der ersten Unternehmen diese Schlüsseltechnologie zur Herstellung von Mikrochips der allerneuesten Generation. Der Heraeus-Konzernbereich zählt mit über 5000 Standardprodukten für die Halbleiterbranche zu den Technologieführern bei Anwendung, Produktengineering, Reinigung, Reparatur, Messtechnik und Recycling von Quarzglas.

Eigenschaften von Quarzglas in der Chipindustrie unverzichtbar


Im Gegensatz zu normalem Glas besteht Quarzglas nur aus Silizium und Sauerstoff. Quarzglas hat eine wohl einzigartige Kombination mechani-scher, optischer, thermischer und physikalischer Eigenschaften. Der temperatur- und säurestabile, lichtdurchlässige und hochreine Werkstoff wird bei zahlreichen Prozessschritten bei der Herstellung von Mikrochips genutzt. So wird reines Silizium bei 1400 °C in Quarzglastiegeln mit bis zu einem Meter Durchmesser geschmolzen. Aus dieser Schmelze werden zentner-schwere Einkristalle gezogen, aus denen dann die bekannten Silizium-scheiben (Wafer) entstehen. Die Weiterbehandlung der Wafer erfolgt bei Temperaturen bis 1200 °C in Reaktoren und Anlagen aus ätzbeständigem Quarzglas. Diese sind je nach Einsatz transparent, opak oder anwenderspezifisch maßgeschneiderte Kombinationen.

Mikrochips sind kompliziert aufgebaute Industrieprodukte, deren Bauelemente und Strukturen auf verschiedensten Wegen erzeugt werden, u. a. durch Mikrolithografie. Bis zu 30 verschiedene Fotomasken werden dabei zum Aufbau der nur Nanometer kleinen, hochkomplexen integrierten Schaltungen auf den Wafer projiziert. Komplette Linsensysteme aus blasenfreiem, optisch höchst homogenem Quarzglas bilden dabei die winzigen Chip-Strukturen ab und verkleinern diese konturenscharf nochmals um das 40-fache. Entscheidend ist hier die exzellente Lichtdurchlässigkeit und Laser-strahlenbeständigkeit von Quarzglas. Diese synthetischen Quarzgläser sind speziell für den Einsatz bei den Wellenlängen von 248 und 193 Nanometer entwickelt, dem derzeitigen Standard für die Herstellung von Mikrochips der neuesten Generation. Und auch bei der nächsten Optimierungsstufe in der optischen Lithografie wird Quarzglas eine wichtige Rolle zukommen. Bei der Immersionslithografie wird zwischen Objektiv und Silizium-Wafer mit Wassertropfen anstelle von Luft gearbeitet. Da Wasser einen höheren Brechungsindex als Luft hat, kann die Auflösung der Optik noch weiter erhöht und die erzeugten Chipstrukturen noch winziger werden.

Mit immer kürzeren Wellenlängen und dafür beständigen Materialien wie Quarzglas gelingt es Chipherstellern heute, integrierte Schaltkreise herzu-stellen, die weit über eine Milliarde Schaltelemente enthalten. Als Gordon Moore im April 1965 sein berühmtes Gesetz formulierte, enthielt ein Chip gerade einmal 64 Transistoren.

Der weltweit tätige Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus ist Markt- und Technologieführer in den Bereichen Edelmetalle, Dentalwerkstoffe, Sensoren, Quarzglas und Speziallichtquellen. 2003 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von 7,4 Mrd. € mit weltweit mehr als 9.200 Mitarbeitern in über 100 Tochter- und Beteiligungsunternehmen. Durch ein breit aufgestelltes Produktportfolio ist das 1851 gegründete Unternehmen von den Entwicklungen einzelner Industriebran-chen relativ unabhängig.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
Heraeus Holding GmbH
Konzernkommunikation
Dr. Jörg Wetterau
Tel.: 0 61 81/35-57 06
Fax: 0 61 81/35-42 42
E-Mail: joerg.wetterau@heraeus.com

Dr. Jörg Wetterau | Heraeus Holding GmbH
Weitere Informationen:
http://www.heraeus.de

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