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 One step ahead: Adaptive Radarsysteme für smarte Fahrerassistenz
20.09.2018 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

nachricht Virtual Reality ohne Kopfschmerz oder Simulationsübelkeit
19.09.2018 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

Gesundheitstipps und ein virtueller Tauchgang zu Korallenriffen

20.09.2018 | Veranstaltungen

Internationale Experten der Orthopädietechnik tagen in Göttingen

19.09.2018 | Veranstaltungen

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

Bei Depressionen ist Hirnregion zur Stresskontrolle vergrößert

20.09.2018 | Biowissenschaften Chemie

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Was Einstein noch nicht wusste

20.09.2018 | Physik Astronomie

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