Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leistungsschub für Mikrochips

08.05.2012
Die Halbleiterindustrie steht vor der Herausforderung, immer schnellere und leistungsfähigere Chips zu liefern. Mit der Next Generation Lithografie mit EUV-Strahlung soll das gelingen. Wesentliche Komponenten haben Fraunhofer-Forscher entwickelt.

Flache Computer, leistungsstarke Mobiltelefone und Tablets – immer kleiner und komplexer werden die integrierten Schaltkreise, die Leistungszentralen unserer Rechner. Die Mikrochips heutiger Computer enthalten bereits rund zwei Milliarden Transistoren. Um die Dichte auf den Chips überhaupt hinzubekommen, werden die Strukturen mittels Lithografie auf die Chips belichtet.


Gemeinsam entwickelten sie wesentliche Komponenten für die EUV-Lithografie: Dr. Torsten Feigl, Dr. Stefan Braun und Dr. Klaus Bergmann (vlnr) mit einem Kollektorspiegel. © Dirk Mahler/Fraunhofer

Um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden, plant die Halbleiterindustrie die Belichtung mit 193 nm Wellenlänge auf eine mit nur noch 13,5 nm Wellenlänge umzustellen. Das kann nur mit völlig neuen Strahlungsquellen erreicht werden. Favorit der Next Generation Lithographie ist EUV – Licht mit Wellenlängen im extremen ultravioletten Bereich.

Dr. Klaus Bergmann, Dr. Stefan Braun und Dr. Torsten Feigl von den Fraunhofer-Instituten für Lasertechnik ILT Aachen, für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden und für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF Jena entwickelten mit ihren Teams wesentliche Elemente für die EUV-Lithografie: Strahlungsquellen (ILT), Kollektoroptiken (IOF) sowie Beleuchtungs- und Projektionsspiegel (IWS). Für ihre Leistungen in dieser strategischen Zusammenarbeit erhalten sie einen Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2012.

EUV-Strahlung erzeugen
Die Leistungsfähigkeit der Strahlquelle ist ein Schlüssel, um EUV wirtschaftlich zu nutzen. Das Team um Klaus Bergmann vom ILT entwickelte bereits 2006 erste Prototypen der EUV-Quelle. Mittlerweile gibt es eine Betaversion, die bereits zum Belichten von Chips im industriellen Umfeld im Einsatz ist. »Das Konzept ist schnelle gepulste Entladung elektrisch gespeicherter Energie. Dabei wird eine kleine Menge Zinn mit dem Laser verdampft und mit einem hohen Strom zur Emission bei 13,5 nm angeregt – viele Tausend Mal pro Sekunde«, so Bergmann.
Weltweit größter Kollektorspiegel für EUV-Lithografie
Damit die Strahlung auch gezielt auf die Belichtungsmaske trifft, ist die Qualität des Kollektorspiegels entscheidend. Die Beschichtung gewährleistet, dass die Verluste gering bleiben und die Qualität der gerichteten EUV-Strahlung hoch ist. »Unsere Herausforderung war es, ein mehrlagiges Schichtsystem auf der stark gekrümmten Kollektorfläche aufzubringen, das extrem hitzebeständig und hoch reflektierend ist – in gleichbleibender Qualität«, resümiert Torsten Feigl vom IOF. Ergebnis ist der mit 66 Zentimetern Durchmesser weltweit größte, multilayer-beschichtete EUV-Spiegel.
Beschichtung für optimale Reflexion bei Spiegeln und Optiken
Ist die Strahlung durch die Maske gelangt, wird sie über weitere Beleuchtungs- und Projektionsspiegel auf die Chips belichtet. Die optimale Reflexionsbeschichtung für diese Komponenten hat Stefan Braun mit seinem Team am IWS erarbeitet. Das Magnetron-Sputtern ermöglicht höchste Genauigkeit bei den Schichten ohne zusätzliche Poliervorgänge oder Kontrollmessungen. Ein Anlagentyp zur großflächigen Präzisionsbeschichtung ist bereits im industriellen Einsatz.

Deutschland ist in der EUV-Technologie Vorreiter. Mit ihrer Forschungsarbeit haben sich die drei Institute als wichtige Partner für die Ausrüsterindustrie im In- und Ausland etabliert. Die Einführung der neuen Lithografiesysteme in der industriellen Fertigung ist ab 2015 zu erwarten.

Dr. rer. nat. Klaus Bergmann | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/mai/leistungsschub-fuer-mikrochips.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern
22.06.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Omicron Diodenlaser mit höherer Ausgangsleistung und erweiterter Garantie
20.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte 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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften