Anzeige
1 Monat GRATIS testen, danach für nur 9,90€/Monat!
Startseite »

Lithographie – mikrochips Im Richtigen Licht

Allgemein

Lithographie – mikrochips Im Richtigen Licht

Den ersten elektrischen Schaltkreisen wurde eine Art Stempel aufgedrückt: eine Maske, die den Silizium-Wafer berührte und von der die Strukturen eins zu eins übertragen wurden. Mit den von Generation zu Generation kleiner werdenden Dimensionen der Schaltkreise erwies sich diese Herstellungstechnik bald als unbrauchbar. Stattdessen ging man über zu einer verkleinerten Abbildung der Schaltmuster durch Projizieren der Maske auf den Wafer. Dafür waren präzise geschliffene Linsen mit nahezu fehlerfreien Abbildungseigenschaften nötig.

Als Lichtquelle für diese lithographische Herstellung dienten rund 15 Jahre lang Quecksilberdampflampen, die sichtbares blaues Licht mit Wellenlängen von rund 400 Nanometern aussandten. Erst Mitte der neunziger Jahre ersetzte man die Quecksilberlampen durch Kryptonfluorid-Laser mit einer Wellenlänge von 248 Nanometern (DUV, tiefes Ultraviolett). Mit der neuen Generation von Mikrochips kommen erstmals Argonfluorid-Laser zum Einsatz, die Licht mit 193 Nanometer Wellenlänge abstrahlen und damit die Erzeugung noch kleinerer Strukturen ermöglichen. Für jede neue Generation von Lichtquellen mussten stets auch neue Masken und Photolacke entwickelt werden.

Die Lithographie mit 193-Nanometer-Lasern soll mindestens zwei, vielleicht sogar drei Chip-Generationen lang genutzt werden. Ob es danach zum Einsatz von Fluor-Lasern mit 157 Nanometer Wellenlänge kommt, ist ungewiss. Lange galt die Verwendung dieser Technologie in der Branche als beschlossene Sache und in ihre Entwicklung floss reichlich Geld. Im Mai 2003 gab Marktführer Intel allerdings bekannt, auf die 157-Nanometer-Lithographie verzichten und stattdessen durch etliche technische Tricks die Möglichkeiten der 193-Nanometer-Belichter bis zum Äußersten ausreizen zu wollen.

Klar ist dagegen, dass spätestens 2009, wenn Mikrochips mit Strukturen von 32 Nanometer Größe produziert werden sollen, der nächste Technologiesprung kommen muss. Wahrscheinlich führt er zur EUV-Lithographie (EUV bedeutet extremes Ultraviolett) bei einer Wellenlänge von 13 Nanometern. Ihre Entwicklung stellt enorme Anforderungen: So absorbiert Luft das kurzwellige UV-Licht, weshalb die Chipfertigung im Vakuum erfolgen muss. Zudem existiert kein Material, aus dem sich Linsen zum Fokussieren des Lichts bauen ließen. Die Projektion der Strukturen auf den Wafer muss daher über ein System von Spiegeln erfolgen. Auch bei der Entwicklung geeigneter Lichtquellen gibt es noch reichlich zu tun.

Ralf Butscher

Anzeige
Anzeige

Wissenschaftsjournalist Tim Schröder im Gespräch mit Forscherinnen und Forschern zu Fragen, die uns bewegen:

  • Wie kann die Wissenschaft helfen, die Herausforderungen unserer Zeit zu meistern?
  • Was werden die nächsten großen Innovationen?
  • Was gibt es auf der Erde und im Universum noch zu entdecken?

Hören Sie hier die aktuelle Episode:

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Zahn|keim  〈m. 1〉 der Zahn in seinen verschiedenen Entwicklungsstufen vor dem Durchbruch durch das Zahnfleisch

Stech|im|me  〈f. 19; Zool.〉 Angehörige einer Unterordnung der Hautflügler, bei denen das Legrohr zu einem Wehrstachel umgebildet ist: Aculeata

La|te|ran|kon|zil  〈n. 11; Pl. a.: –li|en; MA〉 im Lateran abgehaltenes Konzil

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige
Anzeige