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 Mikro-Überlebenskünstler: Archaeen bewältigen biologische Methanisierung trotz Asche und Teer
27.02.2020 | Deutsches Biomasseforschungszentrum

nachricht Besser klettern mit virtuellem Mentor
25.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

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: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Im Focus: High-pressure scientists in Bayreuth discover promising material for information technology

Researchers at the University of Bayreuth have discovered an unusual material: When cooled down to two degrees Celsius, its crystal structure and electronic properties change abruptly and significantly. In this new state, the distances between iron atoms can be tailored with the help of light beams. This opens up intriguing possibilities for application in the field of information technology. The scientists have presented their discovery in the journal "Angewandte Chemie - International Edition". The new findings are the result of close cooperation with partnering facilities in Augsburg, Dresden, Hamburg, and Moscow.

The material is an unusual form of iron oxide with the formula Fe₅O₆. The researchers produced it at a pressure of 15 gigapascals in a high-pressure laboratory...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

Genomforschung für den Artenschutz - Internationale Fachtagung in Frankfurt

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Riesiger 3D-Drucker soll tonnenschwere Getriebeteile aus Stahl fertigen

27.02.2020 | Maschinenbau

Immunologie - Rachenmandeln als Test-Labor

27.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Pestizide erhöhen Risiko für Tropenkrankheit Schistosomiasis / Belastete Gewässer fördern Zwischenwirt des Erregers

27.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics