Chipmaske aus dem Magnetfeld

Hybrid-Technik könnte zu einer deutlich günstigeren und flexibleren Chipproduktion führen

Ringstruktur ausr Ferrofluid-Maske
Ringstruktur ausr Ferrofluid-Maske

Cambridge (USA)/Singapur - Aufwändig und teuer ist für Chip-Produzenten die lithografische Herstellung von immer filigraner aufgebauten Masken für die Belichtung von Siliziumrohlingen. Werden die winzigen Strukturen bisher mit Ionenstrahlen erzeugt, könnten sie sich in Zukunft selbstständig aus Nanoteilchen zusammensetzen. Mit einer magnetischen Kontrolle von Ferrofluiden erzielten Forscher aus Singapur, China und den USA nun erste Erfolge und berichten darüber in der Fachzeitschrift "Nanotechnology".

Das Team um Chih-Hao Chang von der Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) verteilte Nanoteilchen aus Eisenoxid mit einem Durchmesser von etwa zehn Nanometer in einer wässrigen Lösung. Diese leiteten sie durch Mikrokanäle aus Polydimethylsiloxan über ein lichtempfindliches Substrat. Von einem äußeren Magnetfeld (30 Millitesla) kontrolliert, ballten sich die Eisenoxid-Partikel in symmetrischen Abständen zu winzigen Säulen zusammen. Durch diese Struktur belichteten die Forscher das Substrat und konnten so – wie gewünscht - Ringe mit einem inneren Durchmesser von 250 Nanometern in das lichtempfindlichen Material prägen.

Diese Methode, selbstordnende Ferrofluid-Lithografie (SAFLi) genannt, kann bisher nicht mit den bis zu zehn Nanometer feinen Strukturen konventioneller Lithografieverfahren konkurrieren. Dafür lassen sich die Muster der Nanoteilchen variabel über ein Magnetfeld steuern. Gelingt es in weiteren Versuchen, die Eisenoxid-Partikel zu komplexeren Anordnungen bis in den unteren Nanometerbereich zu lenken, könnten Belichtungsmasken deutlich schneller und günstiger als heute hergestellt werden.