© Carl Zeiss SMT AG
Diese wiederum verhelfen beispielsweise Laptops zu einer erweiterten Laufzeit. Dass nicht nur dieser Computertyp immer leistungsstärker wird, dafür wird in der benachbarten Lithografie-Abteilung Erstaunliches getan. „Hier fertigen wir Belichtungssysteme für die Chip-Industrie“, sagt Markus Wiederspahn, Öffentlichkeitsarbeiter bei Carl Zeiss, und zeigt auf Linsen von rund 30 Zentimetern Durchmesser, die hier produziert, geschliffen, beschichtet und zu außerordentlich präzisen Objektiven zusammengebaut werden. Dabei geht es nicht um Milli-, sondern um Nanometer.
Nur mit dieser Präzision lassen sich die immer feineren Strukturen auf den Fotolack einer Wafer genannten Siliziumscheibe projizieren. Wiederspahn, der studierte Augenoptiker, kennt die Herausforderungen eines derartigen optischen Systems nur zu genau: „Die Objektive, die das ‚Dia’ projizieren, müssen für ganz bestimmte Wellenlängen gerechnet sein – je kürzer, desto kleiner können die Halbleiterstrukturen auf dem späteren Chip ausfallen.“
Die einzelnen Linsen der Objektive kontrolliert Carl Zeiss durch Wellenfrontvermessung im Nanometerbereich. Doch an jeder Glas-/Luftfläche verliert das Licht vier Prozent seiner Kraft durch Reflexe, die dann im Objektiv vagabundieren und Kontrast sowie Schärfe der Abbildung qualitätsmindernd senken. Hauchdünne Beschichtungen hingegen reduzieren die Reflexe derart, dass sich die Vorteile des ultravioletten Lichtes von nur 193 Nanometern Wellenlänge ausnutzen lassen.
Und das in außerordentlichem Tempo, denn ein sogenannter „Stepper“ schafft 180 Wafers in der Stunde, wobei jeder 30- bis 60-mal belichtet wird, um so die dreidimensionalen Strukturen für künftige Mikroprozessoren zu erzeugen. Die wiederum werden irgendwann auch in Elektronenmikroskope eingebaut. Der Kreis schließt sich in dieser Halle mit ihrem Betonboden von 1,5 Metern Dicke, der beinahe jede Erschütterung abfängt.
© Carl Zeiss
Das nach ihm benannte „Gesetz“ besagt in seiner Fassung von 1975, dass sich die Anzahl von Transistoren auf derselben Fläche alle zwei Jahre verdoppelt. Die Beherrschung noch kürzerer Wellenlängen ist ein Schlüssel für den Fortbestand dieses Gesetzes. Einen entscheidenden Schritt dazu machte Zeiss vor Kurzem mit der Auslieferung erster Systeme, die mit 13,5 Nanometern Wellenlänge belichten – weniger als einem Zehntel des heute Üblichen.
Beschichtungen verbessern die Optik |
Jeder kennt diesen bläulichen Schimmer der Linsen von Ferngläsern, Kameraobjektiven und Brillengläsern. Er rührt von einer hauchdünnen Schicht her, die auf das Glas oder den Kunststoff aufgebracht wird. Sie reduziert Reflexe, die sonst zu einer verminderten Abbildungsleistung der Optik führen. Genutzt wird hierfür das Prinzip der „destruktiven Reflexion“: Der reflektierte Lichtstrahl wird zwischen zwei Flächen der Beschichtung eingefangen und stark gedämpft. Unter dem Handelsnamen SiosolTM bietet Merck eine Substanz an, die diesen Effekt kosteneffizient herbeiführt: Das Material lässt sich sogar auf Glas oder Kunststoff aufbringen. SiosolTM besteht unter anderem aus zwei in ihrer Größe genau definierten Nanomaterialien aus Siliziumdioxid. Es bildet poröse Schichten von hoher mechanischer Beständigkeit – etwa auf Solarzellen oder Flachbildschirmen. Noch höhere Ansprüche erfüllen Patinal®-Beschichtungsmaterialien, die bei weltweit führenden Herstellern optischer Systeme wie Leica, Carl Zeiss und Hasselblad eingesetzt werden. Bei Patinal® handelt es sich um eine breite Palette von Materialien, die jeweils für besondere Anwendungen entwickelt wurden. Dazu zählen beispielsweise nicht-fluoreszierende Beschichtungen mit unterschiedlichen Brechungsindizes für die Fluoreszenz-Mikroskopie. |
