Der Stand der Technik in den fortschrittlichsten Halbleiterunternehmen ist derzeit die Realisierung einer Strukturbreite unter 10 nm. Dieses Maß möchte man aus Gründen der Packungsdichte, der Energieeffizienz und der Schaltungsgeschwindigkeit der Bauelemente weiter reduzieren. Auch Erwägungen zur Wirtschaftlichkeit befördern diesen Trend.

Am Fraunhofer ISIT werden seit einigen Jahren, zusammen mit dem Unternehmen IMS Nanofabrication GmbH (IMS), innovative Verfahren entwickelt, mit welchen Silizium- Wafer unter Anwendung komplexer Mikrosystemtechnik bearbeitet werden. Das Endprodukt dieser Bearbeitung bildet das Herzstück des von IMS Nanofabrication entwickelten Multistrahl-Maskenschreibers. Es unterstützt dabei die Umsetzung eines Elektronen- Multistrahl-Schreibverfahrens, das die Herstellung von Masken höchster Auflösung ermöglicht. Durch die Bearbeitung am Fraunhofer ISIT können mit einem von IMS Nanofabrication entwickelten Mikrochip 262 000 einzeln adressierbare Elektronenstrahlen ein- und ausgeschaltet werden und auf diese Weise zur Maskenstrukturierung verwendet werden. Am Institut wird auf diesem Mikrochip für jeden dieser Elektronenstrahlen eine Öffnung mit jeweils einer abgeschirmten Steuerelektrode aus Gold realisiert. Für die dafür notwendigen Prozesse zur Strukturierung verwendet das Fraunhofer ISIT hochentwickelte Mikrosystemtechniken.

 So wird als Resultat dieser erfolgreichen Zusammenarbeit der nächste Meilenstein in der Halbleiterfertigungstechnologie erreicht: Die Herstellung von »leading-edge« 5-nm- Chips. Diese sind seit dem ersten Halbjahr 2020 unter Verwendung des IMS-Multistrahl- Maskenschreibers mit der Herstellung von Masken für die EUV-Lithographie (mit 13,5 nm Lichtwellenlänge) auf Silizium-Wafern bei führenden Halbleiterherstellern in Produktion. 

Der Projektpartner:

Das Wiener Unternehmen IMS Nanofabrication GmbH fertigt die Maskenschreiber. Die Produktionsgeräte werden für die Maskenfertigung eingesetzt. Die Multi-Beam Mask Writing Technologie (MBMW) ist weltweit einzigartig und ein Schlüssel für die Herstellung von nanoelektronischen Bauelementen.