Team 3:Glatte Spiegel für kleine Chips
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Forschern von Carl Zeiss SMT ist die Herstellung der weltweit präzisesten Spiegel zur Produktion von Computerchips gelungen.
Im Prinzip unterscheiden sich Diavorträge und die Herstellung von Computerchips nur unwesentlich: Bei beiden soll mit Licht ein bleibender Eindruck hinterlassen werden.
Doch während die Schärfe eines Bildes auf der Leinwand vor allem von der Qualität des Dias und der Linsen abhängt, haben Chiphersteller ein viel grundlegenderes Problem. Die Strukturen, die sie auf ihre Siliziumscheiben belichten wollen, sind mittlerweile deutlich kleiner als die Wellenlängen des verwendeten Lichtes. Und die Prozessoren sollen immer weiter schrumpfen.
"Die optische Lithographie wird gegen Ende des Jahrzehnts an ihre Grenzen stoßen", sagt Peter Kürz von der Firma Carl Zeiss SMT. Zusammen mit seinen Kollegen Winfried Kaiser und Martin Lowisch ist Kürz für den Zukunftspreis nominiert - für eine "revolutionäre Optik für die Herstellung des Computerchips der Zukunft".
Derzeit setzen Halbleiterhersteller noch auf ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 193 Nanometern, um die gewünschten Strukturen über Linsen auf eine mit Fotolack beschichtete Siliziumscheibe zu projizieren. Die empfindliche Schicht wird anschließend entwickelt, nicht belichtete Stellen werden weggeätzt, neue Halbleitermaterialien aufgebracht.
Bis zu 40-mal wiederholt sich der Prozess mit unterschiedlichen Masken. Aktuelle Chips mit einer Strukturbreite von 45 Nanometern lassen sich mit den ultravioletten Bildern gerade noch herstellen, auch die nächste Generation mit 32 Nanometern könnte noch möglich sein.
Danach allerdings wird eine neue Lichtquelle nötig sein. Die soll im extremen Ultraviolett (EUV) liegen und nur noch eine Wellenlänge von 13,5 Nanometern haben. Das Problem: Kein Material ist transparent für EUV. Linsen haben ausgedient, stattdessen müssen die Lichtstrahlen mit Spiegeln fokussiert werden.
Genau diese Optik, deren Oberfläche so eben sein muss, dass nicht einmal ein Atom hervorstehen darf, ist bei Carl Zeiss SMT entwickelt worden. Um weniger als 0,15 Nanometer weichen die Spiegel von den Vorgaben ab.
"Damit ist die Herstellung der weltweit 'präzisesten' Spiegel gelungen", sagt Martin Lowisch. Würde man einen derartigen Spiegel auf die Größe Deutschlands aufblasen, wäre von Gebirgen nicht viel zu sehen: Der höchste Berg, der sich aus der weiten Ebene erhebt, wäre nicht einmal 1,5 Millimeter hoch.