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Nanolithografie: Tropffest

Manchen Menschen gelingt es, leserlich auf ein Reiskorn zu schreiben. Soll die Schrift aber noch kleiner werden, nützt die ruhigste Hand nicht mehr - hier ist die Technik gefragt.
Neue Nanolithografie-Technik
Nichts ist so schnelllebig wie Computertechnik. Was heute noch als flott und auf dem neuesten Stand der Technik gilt, wird morgen schon veraltet sein und der nächsten Rechner-Generation nur noch müde hinterher hecheln. Fachleute sind allerdings der Meinung, dass bald ein Ende dieser ständigen – für den Computer-Käufer oft frustrierenden – Leistungssteigerung abzusehen ist. Denn die elektronischen Bauteile der Rechner müssen dazu immer kleiner werden – und da stößt die Technik langsam an ihre Grenzen.

Wärmebild der erhitzten Spitze | An der Spitze des Rasterkraftmikroskopes werden bis zu zweihundert Grad Celsius erreicht.
Halbleiterchips werden zur Zeit ähnlich wie Fotografien hergestellt: Mit Hilfe einer so genannten Maske – einer Art Schablone – werden sie belichtet und danach chemisch behandelt, um ihre Struktur herauszuarbeiten – was bis zu Größen von etwa 100 Nanometern auch gut funktioniert. Um in Zukunft noch feinere Chips produzieren zu können, bedarf es jedoch einiger neuer Tricks, die teilweise schon in den Schubladen der Chip-Hersteller liegen. So will man hier in Zukunft mit noch kürzeren Wellenlängen, die bereits im Bereich von Röntgenwellenlängen liegen, belichten. Allerdings sind dazu auch die Masken entsprechend genau zu fertigen. Hierbei könnten sich Rasterkraftmikroskope als nützlich erweisen, deren feine Spitzen wie Füller genutzt werden, um Strukturen zu schreiben. Dabei gab es bisher jedoch immer ein Problem: Die "Tinte" lief kontinuierlich, sodass der Füller auch an Stellen tropfte, an die gar nicht geschrieben werden sollte.

Eine mögliche Lösung dieses Problems haben nun Wissenschaftler um Paul Sheehan vom Naval Research Center in Washington vorgestellt: Ihre Tinte fließt nur, wenn sie warm ist. Um sie auftragen zu können, entwickelten die Forscher für ihr Rasterkraftmikroskop eine Spitze mit eingebauter Heizung. So können sie den Tintenfluss nach belieben an- und abstellen – und ihr Füller tropft nicht mehr. Auf diese Weise trugen die Wissenschaftler bereits verschiedene leicht schmelzende Materialien wie Lötzinn oder Polymere in Linien so schmal wie 95 Nanometer auf.

Spitze des Rasterkraftmikroskops | Die Spitze des Mikroskops ist dünner als zwanzig Nanometer.
Da die von der neuen Technik genutzte "Tinte" nicht so leicht verdampft, kann sie auch im Vakuum eingesetzt werden – eine Grundvoraussetzung für die Herstellung von Halbleiterchips. Außerdem kann das Mikroskop wenn keine Tinte fließt seiner eigentlichen Aufgabe nachgehen: Es untersucht die Struktur der zu bearbeitenden Oberfläche. Denkbar sei es daher, dass mit seiner Hilfe Löcher in winzigen elektronischen Schaltkreisen erst gefunden und dann verschweißt werden können.

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