Die Chipindustrie arbeitet weltweit mit Hochdruck daran, Chips mit immer kleineren Strukturgrößen zu produzieren. Zielsetzung ist dabei, höhere Speicherdichten und höhere Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen. Die herkömmlichen optischen Lithographieverfahren stoßen jedoch bei Chipstrukturen von 90 Nanometern endgültig an die Grenzen ihrer Möglichkeiten. Neue Lösungen – Next Generation Lithography NGL – sind gefordert. Eines der favorisierten Verfahren ist die extrem UV-Lithographie. Strahlung für den Spektralbereich um 13 Nanometer kann mit völlig neuen Strahlquellen erzeugt werden. Eine neue Perspektive bietet eine Entwicklung aus dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und der RWTH Aachen (LLT). Die Wissenschaftler konstruierten eine preiswerte und beständige Strahlquelle für extrem ultraviolettes Licht (EUV-Strahlung).

Als Regel für die optischen Lithographieverfahren gilt: Je geringer die Wellenlänge des verwendeten Lichts, desto kleinere Strukturen können auf den Chips erzeugt werden. Damit EUV-Lithographie die Nachfolge der bestehenden optischen Verfahren antreten kann, sind noch einige Hürden zu nehmen. Neue Reflexionsoptiken müssen erarbeitet werden. Denn anstelle von Linsen ist hier ein System aus Vielschichtspiegeln notwendig, um die verkleinernde Abbildung der Schaltungsgeometrien von den Masken auf die Chips zu übertragen. Vor allem aber sind preiswerte Strahlquellen nötig.

Die Mitarbeiter der Plasmatechnologiegruppe am ILT-LLT produzieren ein extrem kurzwellig ultraviolett-strahlendes Plasma in einer Gasentladung. Dabei heizen sie Xenon mit einem Strom von etwa 10 000 Ampere auf. Dadurch entsteht aus dem Gas ein Plasma, das im Spektralbereich von 11 bis 16 Nanometern strahlt. "Die Elektrodengeometrie unserer Strahlungsquelle führt im Vergleich zu bisher untersuchten Möglichkeiten zu deutlich höheren Standzeiten und erlaubt Wiederholraten im Bereich einiger Kilohertz", erklärt Klaus Bergmann. "Solche Wiederholraten sind notwendig, um eine hinreichend hohe mittlere Strahlungsleistung zu gewährleisten." Der Prototyp erzielt heute schon Strahlungsleistungen im Bereich mehrerer 100 mW. Damit liegt er weltweit mit an der Spitze der plasmabasierten Strahlungsquellen.