Adlershofer Forscher an Entwicklung eines EUV-Reflektometer beteiligt

Fraunhofer IWS Dresden entwickelt und baut Reflektometer in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Berlin (PTB), Max-Born-Institut Berlin (MBI) der Bestec GmbH Berlin

- Erstmals in Europa wurde ein kompaktes Reflektometer mit der Arbeitswellenlänge im Bereich des Extremen Ultraviolett (EUV) bei 10 - 16 nm entwickelt und aufgebaut. Dieses EUV-Reflektometer entstand in einem vom BMBF geförderten Projekt unter Beteiligung des Fraunhofer-Institutes für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden, der Carl Zeiss SMT AG Oberkochen und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Berlin (PTB) sowie dem Max-Born-Institut Berlin (MBI), der Bestec GmbH Berlin und der AIS Automation Dresden GmbH. Mit diesem Reflektometer wird eine effektivere Entwicklung von EUV-Optiken möglich; bisher musste man dafür immer die teure Strahlenquelle Bessy II in Berlin benutzen. Zeitverlust war die Folge.

Und die Zeit ist knapp, denn entsprechend der Roadmap der Halbleiterindustrie werden die Lithographie-Anlagen der nächsten Generation mit einer Arbeitswellenlänge im Bereich des extremen Ultraviolett bei 13,4 nm arbeiten müssen (EUV-Lithographie), um Strukturbreiten unter 50 nm realisieren zu können. Dies wird zwischen 2007 und 2010 der Fall sein. Gegenwärtig laufen dazu die Entwicklungen auf Hochtouren. Die erforderlichen optischen Komponenten (Spiegel und Masken) müssen ebenfalls für die genannte Arbeitswellenlänge entwickelt und optimiert werden.

Bisher war man für Messungen im EUV-Bereich auf die Nutzung von Synchrotron-Strahlung (z.B. am Bessy II in Berlin) angewiesen. Ein kommerzielles Labor-Gerät, welches unmittelbar neben einer Anlage zur Herstellung von optischen Komponenten bereitstehen könnte, gab es bislang nicht. Die Kontrolle und Überwachung der Herstellung von optischen Komponenten wies deshalb immer eine gewisse Verzögerung im Entwicklungs- und Fertigungsprozess auf. Solche Verzögerungen sind aber für eine zielorientierte Entwicklung hinderlich.

Deshalb wurde im Sommer 2000 ein Forschungsprojekt mit dem Ziel gestartet, ein separates Messgerät zur Bestimmung der Reflektivität von EUV-Spiegeln zu schaffen. Die Projektleitung lag in den Händen des Fraunhofer-Institutes für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden, welches bereits umfangreiche Erfahrungen bei der Herstellung von EUV-Spiegeln basierend auf dem System Molybdän-Silizium besitzt. Industriepartner war natürlich der zukünftige Hersteller von EUV-Optiken, die Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies AG. Zur Entwicklung und Fertigung des Reflektometers wurden die besten Erfahrungsträger auf dem Gebiet der Strahlungsmesstechnik (die PTB Berlin), der Lasertechnik (das MBI Berlin), des wissenschaftlichen Gerätebaus (die Fa. Bestec Berlin) und der Automation (die Fa. AIS Dresden) zusammengeführt.

Das MBI Berlin entwickelte die EUV-Strahlungsquelle, Bestec lieferte den Monochromator und das Goniometersystem. Die Steuerung des Reflektometers wurde von AIS Dresden installiert. "Das EUV-Reflektometer stellte sowohl in der Projektierung des Gesamtgerätes als auch in der Entwicklung der Einzelkomponenten eine hohe Herausforderung dar" betont Dr. Andreas Leson, Leiter der Abteilung Röntgen- und EUV-Optik im IWS.

Mittlerweile hat das EUV-Reflektometer die erste Erprobungsphase erfolgreich bestanden. "Das europäische Gerät ist mit seiner variablen Wellenlänge von 10 nm bis 16 nm, einem einstellbaren Einfallswinkel von 3° bis 60° und der Messmöglichkeit für große Optikkomponenten bis Durchmesser 500 mm sogar noch etwas variabler als vergleichbare Geräte, die mittlerweile auch in Japan und in den USA existieren", ergänzt Dr. Ludwig van Loyen, Projektleiter im Fraunhofer IWS. Neben dem bereits vorhandenen Know-How im Bereich der Beschichtung von EUV-Komponenten hat das IWS in diesem Projekt auch viel im Bereich der Systemtechnik für die EUV-Lithographie dazugelernt, ein wichtiger Vorteil, wenn diese bis 2010 in der Halbleitertechnik Einzug halten soll.

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