Wie lassen sich Strukturen erzeugen, die kleiner als ein Mikrometer sind? Und wie kann man sogar noch kleinere Strukturen unter 100 Nanometern ohne großen Aufwand herstellen? Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT haben für solche Fragen mehrere Technologien entwickelt. Damit können sie periodische Mikrostrukturen simulieren, herstellen und vermessen. Sie nutzen dafür phasenschiebende Transmissionsmasken, die Nanostrukturen bis hinunter zu 28 Nanometern effizient generieren können.
Grundidee ist die Erzeugung periodischer Strukturen über Interferenzeffekte kohärenter Strahlung, wie den achromatischen Talbot-Effekt. Dabei entsteht im Nahfeld, also weniger als 500 µm hinter einer Maske, eine Intensitätsverteilung mit der mikrolithografisch Strukturen erzeugt werden können.
Mit einem KrF-Excimer-Laser bei 248 nm Wellenlänge lassen sich so Strukturen mit einer Periode von mehreren hundert Nanometern erzeugen. Das Prinzip funktioniert auch mit den Wellenlängen im extremen Ultraviolett (EUV). Dafür haben die Aachener mit der „FS5440“ eine eigene Strahlquelle entwickelt. Auf Basis einer Gasentladung wird die notwendige Strahlung bei 13,5 nm erzeugt. Sie ist erheblich kompakter als die laserbasierte EUV-Quelle, wie sie in den großindustriellen Anlagen zum Einsatz kommt. Dennoch ist ihre Leistungsfähigkeit für viele Anwendungen bei der Herstellung oder Vermessung von Nanostrukturen mehr als ausreichend.
Das Ziel der Experten am Fraunhofer ILT ist eine nachhaltige Technologieentwicklung, die Prozesskette soll komplett angeboten werden können. Start-ups oder interessierten Mittelständlern wird so der Zugang zu dieser Spitzentechnologie zu vertretbaren Investitionskosten ermöglicht.
