EUV-Lithografie: Team von Zeiss, Trumpf und Fraunhofer erhält Deutschen Zukunftspreis 2020

Redakteur: Kristin Rinortner

Mit der EUV-Lithografie werden miniaturisierte Chips für Smartphones und automatisiertes Fahren hergestellt. Ein Forscher-Team von Zeiss, Trumpf und Fraunhofer wurde jetzt für ihr Projekt „EUV-Lithografie – Neues Licht für das digitale Zeitalter“ mit dem Deutschen Zukunftspreis 2020 ausgezeichnet.

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Deutscher Zukunftspreis 2020: Das Experten-Team vor dem weltweit stärksten gepulsten Industrielaser, der für die Licht-Erzeugung eingesetzt wird, um die EUV-Lithografie zu ermöglichen (v.l.) Dr. Peter Kürz, Zeiss Sparte SMT, Dr. Michael Kösters, Trumpf Lasersystems for Semiconductor Manufacturing und Dr. Sergiy Yulin, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF.
Deutscher Zukunftspreis 2020: Das Experten-Team vor dem weltweit stärksten gepulsten Industrielaser, der für die Licht-Erzeugung eingesetzt wird, um die EUV-Lithografie zu ermöglichen (v.l.) Dr. Peter Kürz, Zeiss Sparte SMT, Dr. Michael Kösters, Trumpf Lasersystems for Semiconductor Manufacturing und Dr. Sergiy Yulin, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF.
(Bild: © Deutscher Zukunftspreis / Ansgar Pudenz)

Für ihr Projekt „EUV-Lithografie – Neues Licht für das digitale Zeitalter“ zeichnete der Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier das Experten-Team um Dr. Peter Kürz, Zeiss Sparte Semiconductor Manufacturing Technology (SMT), Dr. Michael Kösters, Trumpf Lasersystems for Semiconductor Manufacturing, und Dr. Sergiy Yulin, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena, am 25. November 2020 mit seinem Preis für Technik und Innovation aus.

Das Gewinner-Team hat einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung und industriellen Serienreife der EUV-Technologie geleistet. Das Resultat ist eine durch über 2000 Patente abgesicherte Zukunftstechnologie, die Basis für die Digitalisierung unseres Alltags ist und Anwendungen wie Autonomes Fahren, 5G, Künstliche Intelligenz und weitere zukünftige Innovationen ermöglicht. Dank EUV wurden bei Zeiss und Trumpf bis heute mehr als 3300 Hochtechnologiearbeitsplätzen geschaffen und 2019 ein Jahresumsatz von mehr als einer Milliarde Euro erwirtschaftet – Tendenz steigend.

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Leistungsfähigere, energieeffizientere und kostengünstigere Chips

Weltweit einziger Hersteller für EUV-Lithografie-Maschinen ist die niederländische Firma ASML, die als Integrator die Architektur des Gesamtsystems und insbesondere die EUV-Quelle entworfen hat. Schlüsselkomponenten dieser Maschinen sind der Hochleistungslaser von Trumpf für die EUV-Lichtquelle und das optische System von Zeiss. EUV steht für „extrem ultraviolett“, also Licht mit extrem kurzer Wellenlänge. Mit dieser konkurrenzlosen Schlüsseltechnologie lassen sich in diesem und dem nächsten Jahrzehnt weitaus leistungsfähigere, energieeffizientere und kostengünstigere Halbleiterchips herstellen als jemals zuvor.

Denn ohne weiterhin stark steigende Rechenleistung keine erfolgreiche Digitalisierung: Heute hat bereits ein Smartphone die millionenfache Rechenpower des Computers, der 1969 die erste Mondlandung begleitete. Ermöglicht wird dies durch einen kaum fingerkuppengroßen Halbleiterchip, auf dem sich mehr als fünfzehn Milliarden Transistoren befinden. Das Fertigungsverfahren für die neuesten Chip-Generationen fußt auf der Nutzung von EUV-Licht, das bisherige Grenzen des technisch Machbaren überwindet. Von der Lichtquelle über das optische System im Vakuum bis zur Oberflächenbeschichtung der dabei eingesetzten Spiegel musste praktisch die gesamte Belichtungstechnik von Grund auf neu entwickelt werden.

Die EUV-Lithografie ist eine deutsch-europäische Erfolgsgeschichte

Die Auszeichnung führt uns einmal mehr vor Augen, dass eine starke Industrie und eine hervorragende Forschungslandschaft eine entscheidende Rolle für die Herausforderungen dieses Jahrhunderts spielen. Das Mammut-Projekt EUV-Lithografie schafft auch im Corona-Jahr Arbeitsplätze und sorgt darüber hinaus für eine Vorreiterrolle Europas bei der Herstellung modernster Mikrochips.“

Trumpf liefert mit dem weltweit stärksten gepulsten Industrielaser eine Schlüsselkomponente für die Belichtung modernster Halbleiterchips, die in jedem Smartphone zum Einsatz kommen. Es gibt keine wirtschaftliche Alternative zu diesem Laser, um das für die EUV-Lithografie benötigte Licht zu erzeugen.

Güte und Form des Beleuchtungssystems sowie das Auflösungsvermögen der Projektionsoptik von Zeiss bestimmen darüber, wie klein Strukturen auf den Chips sein können. Wesentliche Innovationen stecken daher in den Spiegeln, die in das Optik-System eingesetzt werden. Da selbst kleinste Unregelmäßigkeiten zu Abbildungsfehlern führen, wurde für die EUV-Lithografie der weltweit „präziseste“ Spiegel entwickelt. Fraunhofer fungierte als wichtiger Forschungspartner bei der anspruchsvollen Beschichtung für die großflächigen Spiegel.

Die Halbleitersparte von Zeiss verzeichnet übrigens ein zweistelliges Wachstum im Corona-Jahr und rettet so auch die Bilanz des Jenaer Mutterkonzerns.

„Wir gratulieren den Forschern von Zeiss, Trumpf und dem Fraunhofer IOF zu dieser großartigen Auszeichnung ihrer exzellenten Arbeit. Sie haben mit der EUV-Lithografie eine Technologie entwickelt, die weltweit für einen Digitalisierungsschub sorgen wird und damit auch den Grundstein für weitere Innovationen legt“, so Fraunhofer-Präsident Prof. Reimund Neugebauer. „In den fast drei Jahrzehnten der Forschung waren Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler maßgeblich an der Entwicklung der ersten EUV-Spiegel und Strahlquellen beteiligt. Dass die EUV-Lithografie nun in der Anwendung angekommen ist, ist auch der intensiven Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft sowie dem Forschergeist und dauerhaften Engagement aller Beteiligten zu verdanken.“

Ehrung für innovative ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen

Der Deutsche Zukunftspreis wird seit 1997 jährlich vergeben, gehört zu den wichtigsten Wissenschaftsauszeichnungen in Deutschland und ist mit 250.000 Euro dotiert. Er ehrt herausragende technische, ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen, die zu anwendungsreifen Produkten führen. Die hochkarätige Jury wählt in einem mehrstufigen Prozess aus einer Vielzahl an Projekten jedes Jahr drei Forschungsteams und ihre Innovation in die Endrunde des Preises, den „Kreis der Besten“. Neben der Innovationsleistung bewertet die Jury dabei auch das wirtschaftliche und gesellschaftliche Potenzial der Entwicklung.

Der Preis wurde von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier am 25. November 2020 in Berlin unter Pandemie-Beschränkungen in der Verti Music Hall verliehen.

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