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Weltweit größtes Reflektometer aufgebaut

16.12.2002

PTB in Berlin misst EUV-Spiegel für die Computerchips der Zukunft

Etwa alle 18 Monate verdoppelt sich die Leistung der Computerchips. Damit das auch weiterhin so bleibt, arbeiten Wissenschaftler weltweit an einem neuen Herstellungsverfahren zur Mikrostrukturierung, der EUV-Lithographie. Ein neues Reflektometer, das die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Zusammenarbeit mit der Carl Zeiss SMT AG am Berliner Elektronenspeicherring BESSY II aufgebaut hat, eröffnet dafür weltweit einmalige Messmöglichkeiten.

Immer kleiner, immer schneller – dieser Trend bei Computerchips hat große Auswirkungen auf das Herstellungsverfahren. Um die Leiterbahnen in die Materialschichten ätzen zu können, belichten die Chipproduzenten einen Rohling (Wafer) aus Silizium wie ein Stück Fotopapier. Als Negativ für diesen Lithographie-Prozess dient eine Maske. Für immer kleinere Strukturen auf den Chips muss die Wellenlänge der verwendeten Strahlung immer kürzer werden. Von derzeit 248 Nanometern soll sie bis zum Ende dieses Jahrzehnts auf 13 Nanometer sinken. Das ist die Wellenlänge von weicher Röntgenstrahlung, auch EUV (Extremes Ultraviolett) genannt. Sie wird es ermöglichen, die Größe der Strukturen auf den Chips von heute 100 Nanometern (milliardstel Millimetern) auf 35 Nanometer und darunter zu senken. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist mit einem Durchmesser von 0,05 Millimetern bis zu tausendmal dicker.

Doch die 13 Nanometer-Strahlung lässt sich nicht mehr mit durchsichtigen Linsen auf den Rohling lenken. Die extreme UV-Strahlung wird von allen bekannten Linsenmaterialien einfach verschluckt. Statt dessen braucht man Spiegel, die bis auf den Bruchteil eines Nanometers exakt geschliffen und mit Silizium und Molybdän beschichtet sind. Das neue Reflektometer misst mit hoher Genauigkeit unter Vakuum die Reflexionseigenschaften (also das Verhältnis von einfallender und reflektierter Strahlung) von solchen Spiegeln, die bis zu einem halben Meter Durchmesser und bis zu 50 kg Gewicht haben können. Mit einer Länge von zwei Metern und einem Durchmesser von ebenfalls zwei Metern ist es die größte derartige Messkammer weltweit.

„Damit haben wir ein optimales Gerät zur Verfügung, um unsere EUV-Forschung weiter voranzutreiben“, sagte Peter Kürz, der Leiter des EUV-Entwicklungsprogrammes von Zeiss. Die Carl Zeiss SMT AG, weltweit führend in der Entwicklung von EUV-Lithographie-Systemen, hat sich an der Entwicklung der vom Bundeswirtschaftsministerium besonders geförderten Messeinrichtung finanziell beteiligt und wird diese im Rahmen einer Forschungskooperation auch stark nutzen.

(Das farbige Foto kann als Datei bei der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit der PTB angefordert werden: erika.schow(at)ptb.de)