Eine Arbeitsgruppe am Paul Scherrer Institut PSI hat eine Technik entwickelt, mit der sich Leiterbahnen erzeugen lassen, die nur fünf Nanometer auseinander liegen. Damit lassen sich Schaltkreise weitaus kompakter anordnen als bislang.
Seit dem Jahr 2019 nutzen die Hersteller zur Massenproduktion „extreme ultraviolet light“ (EUV) mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern. Dies erlaubt das Drucken noch feinerer Strukturen bis zehn Nanometern und darunter. Am PSI setzen die Forschenden für ihre Untersuchungen Strahlung aus der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS ein, die auf den Industriestandard von 13,5 Nanometer abgestimmt ist.
Die PSI-Forschenden haben Standard-EUV-Lithografie erweitert, indem sie die Probe nicht direkt bestrahlten, sondern indirekt. Bei der EUV-Spiegelinterferenzlithografie (MIL) werden zwei zueinander kohärente Strahlen von zwei identischen Spiegeln auf den Wafer reflektiert. Die Strahlen erzeugen daraufhin ein Interferenzmuster mit einem Muster, das sowohl von dem Winkel des einfallenden Lichts als auch dessen Wellenlänge abhängt. Die Gruppe erreichte damit Auflösungen, also Abstände zwischen den Leiterbahnen, von fünf Nanometern – und zwar mit einer einzigen Belichtung. Die Leiterbahnen offenbarten im Elektronenmikroskop jeweils gute Kontraste mit scharfen Kanten.
Derzeit ist dieser Ansatz für die industrielle Chipproduktion uninteressant, da er im Vergleich zu industriellen Standards sehr langsam ist und nur einfache und periodische Strukturen statt eines Chipdesigns erzeugen kann. Er bietet jedoch eine Methode für die frühzeitige Entwicklung von Fotolacken, die für die künftige Chip-Produktion benötigt werden, mit einer Auflösung, die in der Industrie nicht möglich ist. (jr)