Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Röntgenlampen für die Herstellung von Halbleiterchips

16.01.2001


An der Entwicklung von speziellen Röntgenlampen tüftelt derzeit ein bundesweiter Forschungsverbund, dem auch Physiker von der Universität Würzburg angehören: Die neuartigen Lampen sollen künftig die Produktion
von Halbleiterchips ermöglichen, auf denen so viele Schalt- und Speicherelemente Platz finden wie noch nie zuvor.

Bei der Herstellung von Halbleiterchips, wie sie heute unter anderem in jedem Computer verwendet werden, ist derjenige Produzent Marktführer, der die meisten Bauelemente auf einer Oberfläche unterbringen kann. Bei der industriellen Fertigung wird zunächst ein großflächiges Muster der gewünschten Struktur hergestellt. Dieses wird dann optisch verkleinert auf ein mit Fotolack überzogenes Halbleiterscheibchen abgebildet. Nach verschiedenen solchen Belichtungs-, Aufdampf- und Ätzschritten entsteht so der vom Konstrukteur entworfene Chip.

Dabei hängt die Feinheit der erreichbaren Strukturierung von der Qualität der optischen Abbildung ab. Aus physikalischen Gründen ist die kleinstmögliche Struktur durch die Wellenlänge des verwendeten Lichts festgelegt. Daher werden für die Belichtung heutzutage Ultraviolettlaser mit den kürzestmöglichen Wellenlängen verwendet.

Zur Zeit rüsten die Chiphersteller ihre Belichtungsapparaturen auf Fluor-Laser um, die bei einer Wellenlänge von 157 Nanometern arbeiten, wobei ein Nanometer einem Milliardstel Meter entspricht. "Diese Wellenlänge erlaubt die Herstellung von etwa 100 Nanometer großen Strukturen", so der Würzburger Physiker Prof. Dr. Hansheinrich Langhoff. Anders gesagt: Auf einen Chip passen in diesem Fall ungefähr eine Milliarde Schalt- bzw. Speicherelemente.

Für die nächste Chip-Generation mit noch feineren Strukturen benötigt man Belichtungsapparaturen für noch kleinere Wellenlängen. Dabei treten laut Prof. Langhoff zwei Probleme auf: Zum einen gibt es keine Linsen für die Abbildung in diesem Wellenlängenbereich. Jedoch sei es in letzter Zeit gelungen, dielektrische Spiegel herzustellen, die in einem schmalen Wellenlängenbereich um 13 Nanometer, dem so genannten extremen Ultraviolett- oder weichen Röntgenbereich, gut reflektieren und so hochwertige optische Abbildungen ermöglichen.

Das zweite, entscheidende Problem ist die Verfügbarkeit einer intensiven Lichtquelle für die Belichtung. Da es für diese Wellenlänge keine Laser gibt, kommt nur eine Röntgenlampe mit einer extrem heißen und dichten, punktförmigen Plasmaquelle in Frage. Diese muss Eigenschaften aufweisen, wie sie etwa im Inneren der Sonne vorliegen.

Eine solche Röntgenlampe will der bundesweite Forscherverbund entwickeln. Die Aufgabe der Arbeitsgruppe von Prof. Langhoff besteht darin, das heiße Plasma in einer speziellen Hochstrom-Gasentladung zu erzeugen. Dazu wird ein Stromimpuls von rund 100.000 Ampere durch eine enge, gasgefüllte Kapillare geschickt. Die dabei auftretenden magnetischen Kräfte bewirken, dass sich der Strom zu einem dünnen, heißen Faden zusammenzieht. Wird die Kapillare mit Sauerstoff oder Xenon gefüllt, dann entsteht eine intensive Strahlung mit der gewünschten Wellenlänge von 13 Nanometern.

Das Würzburger Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt. Gegen Ende des Jahres 2000 sollten die physikalischen Grundlagen soweit erarbeitet sein, dass entschieden werden kann, ob dieses Konzept gegenüber den anderen Lösungsvorschlägen Vorteile bietet. Dann kann mit der technischen Konstruktion der Lampe begonnen werden.

Prof. Langhoff: "Dabei ist die Konkurrenz mit anderen Industrienationen, vor allem den USA, gewaltig. Die Industrie rechnet damit, dass diese neuen Belichtungsmaschinen in etwa drei Jahren einsatzbereit sind. Theoretisch könnte die Zahl der Speicherelemente auf einem Chip damit noch mal um den Faktor 100 erhöht werden."

Weitere Informationen: Prof. Dr. Hansheinrich Langhoff, T (0931) 888-5739, Fax (0931) 888-4906, E-Mail:
langhoff@physik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw

Weitere Berichte zu: Halbleiterchip Nanometer Röntgenlampe Wellenlänge

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Dinosaurier mit Fleisch und Haut: Projekt zu digitaler Technik für MuseumsbesucherInnen
18.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Rechtssicher durch den Cyberspace: Forschungsprojekt zur digitalen Rechteklärung
11.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie