Das Projekt "Teilvorhaben: Tool-Basis & Industrie-Demonstrator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HSEB Dresden GmbH durchgeführt. Im Zuge der weiteren Miniaturisierung der Halbleiterstrukturtechnologie wächst die Bedeutung der Grenzflächen als Quelle von Strukturabweichungen und Defekten stetig. Auf Maskenebene sin die Linienrauhigkeit (Engl. Line-Edge Roughness = LER) und die Homogenität die zentralen Maskeneigenschaften welche die Leckströme des Chips und damit dessen Stromverbrauch beeinflussen. Im Rahmen des CoolMaskMetro-Verbundes sollen Prototypen für Masken mit in diesen beiden Parametern deutlich verbesserten Eigenschaften erforscht werden. Weiterhin sollen die Messtechniken für ihre Charakterisierung geschaffen werden. Das Ziel des HSEB-Teilthemas ist die Verifizierung der industriellen Nutzbarkeit der untersuchten Messtechniken durch Erstellen eines Industrie-Demonstrators mit den ellipsometrisch/scatterometrischen Messtechniken des Verbundes. Das Verfahren soll eine neue Ausführungsform der Ellipsometrie und Scatterometrie nutzen, wodurch die Auflösung um einen Faktor 10 verbessert wird und zusätzlich Daten gewonnen werden können. Das Ergebnis wird sowohl unmittelbar für die Masken-Prozessentwickung im Verbund als auch als Basis für eine Produktentwicklung bei HSEB nach Projektabschluss verwertet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchung und Bewertung neuer Messstrategien für High-End Fotomasken Uniformitäten und Linienrauigkeiten sowie Materialschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Advanced Mask Technology Center GmbH & Co. KG durchgeführt. Linienrauigkeiten und CD-Uniformität der Fotomaske übertragen sich auf die Strukturen auf dem Wafer und beeinflussten die Performance des Mikrochips. Dadurch müssen alle relevanten Größen deutlich verbessert werden. Mit der Korrelation der Größen innerhalb der Masken-Prozesskette können Effekte eindeutig einem Prozessschritt zugeordnet werden, so dass dort verbesserte Regelmechanismen möglich sind. Allerdings sind dazu neue messtechnische Ansätze notwendig, die es ermöglichen direkt relevante Chipstrukturen zu vermessen. Durch eine Verkleinerung des Messbereiches von derzeit 500x500 Mikron auf 10x10 Mikron, durch eine Reduzierung der verwendeten Spotgröße und angepassten Messstrategien des Untersuchungsgerätes soll die Nutzbarkeit im Vergleich zu alternativen Messstrategien innerhalb des Projektes untersucht und bewertet werde. Im Mittelpunkt der Arbeiten des AMTC steht das Wissen aus der herkömmlichen Ellipsometrie einzubringen, geeignet zu modifizieren und eine zügige Erreichung der kleinen Spotgröße zu ermöglichen. Mit Hilfe des kleinen Spots können lokale Photomasken-Eigenschaften, wie LER und CD-Uniformität deutlich besser untersucht werden. Zusätzlich stellt das AMTC den Partnern geeignete Fotomasken zur in-line Messung bereit. Am Ende werden die Ergebnisse aus Sicht eines Endanwenders bewertet und eine Gap-Analyse hinsichtlich einer zukünftigen industriellen Nutzung erstellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Betriebsimplementierung des Prototyps und Erstellung einer Traversiervorrichtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rasselstein GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Konzeption und Erprobung eines Ellipsometersystems zur on-line Überwachung von gereinigten bzw. verschmutzten oder ölbeschichteten Metallbändern in der Produktionslinie. In Zusammenarbeit mit dem Betriebsforschungsinstitut wird der Prototyp des Ellipsometersystem in einer Produktionslinie zur Beölung von Weißblech getestet. Dazu sind Ein- und Umbauarbeiten an der Produktionslinie und die Erstellung einer Traversiervorrichtung nötig. Die Betriebsversuche in der Produktionslinie werden durch Vergleichsmessungen mit Referenzmessverfahren begleitet. Nach Analyse der Ergebnisse und Verbesserungen des Systems erfolgen abschließende Tests zum Nachweis der Betriebstauglichkeit. Durch dieses Vorhaben wird ein Verwendungsbereich von berührungslos arbeitender optischer Messtechnik für Anwendungen im Stahlbereich erschlossen. Mögliche Einsatzfelder liegen in Walz-, Glüh- und Reinigungslinien, zur Messung von dünnsten Eisenabrieb-, Oxid-, Kohlenstoff- und Ölschichten. Aus diesem Projekt hervorgehende Erfindungen, neues Know-How oder neue Schutzrechte werden über Lizenzverträge allen interessierten Unternehmen zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modelle und Simulationen für die Charakterisierung von high-End Fotomasken (CoolMaskMetroSim)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NaMLab gGmbH durchgeführt. Auf Maskenebene sind die Uniformität und Linienrauigkeit (Engl. Line-Edge Roughness = LER) die zentralen Maskeneigenschaften welche die Leckströme des Chips und damit dessen Stromverbrauch beeinflussen. Für die zerstörungsfreie optische Inspektion und geometrische Oberflächencharakterisierung von Strukturen im entwickelten Fotolack der High-End Fotomasken soll das Potential einer lateralen hochauflösenden spektroskopischen Ellipsometrie/Scatterometrie mit einer Spotgröße von 10 Mikrometer erforscht werden. Eine im Vergleich zur konventionellen Ellipsometrie um den Faktor 10 erhöhte laterale Auflösung könnte die flächenmäßige Verkleinerung von Testfeldern auf High-End Fotomasken um zwei Größenordnungen gestatten und die Platzierung der Testfelder an relevanten Positionen innerhalb der Maske bzw. die direkte Messung der Maskenstrukturen ermöglichen. Gleichzeitig sollte die Forschung an entsprechend neuartigen theoretischen Modellen die Einsatzmöglichkeiten der Metrologie im Bereich Uniformität und LER verbreitern. Für die NaMLab gGmbH liegt der Fokus der Arbeiten im Bereich der Modellbildung und Simulation. Ziel des Teilprojektes ist es, gemeinsam mit dem Verbundpartner Sentech Modelle der optischen und geometrischen Eigenschaften der Maskenstrukturen zu erstellen, Simulationen und Messungen für die neuartige Ellipsometerkonfiguration durchzuführen und die Leistungsfähigkeit des Systems durch Vergleich mit etablierten Referenzmethoden zu bewerten.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Bereitstellung und Weiterentwicklung des Ellipsometersystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BFI Betriebsforschungsinstitut, VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Konzeption und Erprobung eines Ellipsometersystems zur on-line Überwachung von gereinigten bzw. verschmutzten oder ölbeschichteten Metallbändern in der Produktionslinie. Nach Auswahl eines geeigneten Ellipsometersystems erfolgen Laborversuche und Hard- und Software Modifikationen des Prototyps für den Einsatz in einer Produktionslinie zur Beölung von Weißblech. Es werden Vergleichsmessungen mit geeigneten Referenzmessverfahren durchgeführt. Nach Analyse der Ergebnisse und Fehlerbeseitigung erfolgen abschließende Tests zum Nachweis der Betriebstauglichkeit. Durch dieses Vorhaben wird ein Verwendungsbereich von berührungslos arbeitender optischer Messtechnik für Anwendungen im Stahlbereich als auch für Anwendungen im NE-Bereich erschlossen. Mögliche Einsatzfelder liegen in Walz-, Glüh- und Reinigungslinien zur Messung von dünnsten Eisenabrieb-, Oxid-, Kohlenstoff-, und Ölschichten. Aus diesem Projekt hervorgehende Erfindungen, neues Know-How oder neue Schutzrechte werden über Lizenzverträge allen interessierten Unternehmen zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Teilprojekt: Spektroskopische, morphologische, spektroelektrochemische und photoelektrochemische Charakterisierung von nanostrukturierten Materialien für potentielle Hochleistungszellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Lehrstuhl für Physikalische Chemie I durchgeführt. Das Teilprojekt befasst sich mit der systematischen physikochemischen Untersuchung von Ladungstrennung. Dabei geht es darum zu verstehen, welchen Einfluss die molekulare Architektur und die hierarchische supramolekulare Strukturbildung auf photoinduzierte Energie- und Elektronentransferreaktionen sowie auf Ladungstrennung und Ladungsrekombination ausüben. Wir planen zunächst die einzelnen Bausteine und später auch die für eine Solarzelle konzepierten Komposite mit Hilfe von sowohl stationären als auch die zeitaufgelösten spektroskopischen Methoden (Absorption und Lumineszenz) zu untersuchen. Weiterhin soll die Homogenität der Schichten mit Hilfe von Elipsometrie und analytischer Elektronenmikroskopie untersucht werden. Die spektroskopischen und mikroskopischen Untersuchungen der organischen/anorganischen Hybridmaterialien sind unabdingbar, weil sie Einblicke in die kinetischen und thermodynamischen Abläufe in derartigen Systemen gewähren. Als Folge davon werden die erhaltenen Ergebnisse helfen, die Hybridmaterialien gezielt zu optimieren.
Das Projekt "Teilprojekt: Simulation, Experiment, Charakterisierung, Kostenrechnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Plasmetrex GmbH durchgeführt. Verfahren zur weiteren Senkung der Herstellkosten kristalliner Siliciumsolarzellen zu entwickeln, ist der Schlüssel zum Erfolg für deutsche Unternehmen auf dem Gebiet der Photovoltaik. Dazu ist der Übergang zu neuen höhereffizienten Solarzellentechnologien wie PERC wesentlich. Die Beschichtung mit hochpassivierenden kostengünstigen Schichtsystemen spielt hier als Rückseitenpassivierung eine wichtige Rolle. Zur Erreichung der Ziele werden in SIMPLEX in-situ-Charakterisierungsverfahren eingesetzt und weiterentwickelt. Sowohl elektrische (SEERS), chemische (OES) als auch optische Methoden (Ellipsometrie) zur Analyse der entwickelten Plasmen und Schichten werden genutzt. Zur Einbindung in einen industriellen Beschichtungsprozess werden die SEERS- und OES-Methoden so weiterentwickelt, dass Regelgrößen für einen Regelkreis zur Prozessstabilisierung bereitgestellt werden und eine Prozessdatenbankanbindung über Standardschnittstellen ermöglicht wird. Zielgerichtet eingesetzte, vielfältige ex-situ-Charakterisierungsverfahren ermöglichen die detaillierte Analyse der Prozessergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlagenentwicklung für ein lateral hochauflösendes spektroskopisches Ellipsometer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren, Insitutsteil Dresden durchgeführt. Das zentrale Ziel dieses Vorhabens ist die Demonstration von Ellipsometrie-Messungen an Masken mit einer stark verbesserten lateralen Auflösung. Für die optische Inspektion und non-invasive geometrische Oberflächencharakterisierung von Strukturen im entwickelten Photolack der High-End Fotomasken sollen die grundlegenden Technologien für ein lateral hochauflösendes spektroskopisches Ellipsometer mit einer Spotgröße von 10 mym erforscht werden. Die im Vergleich zur konventionellen Ellipsometrie um den Faktor 10 erhöhte laterale Auflösung gestattet die flächenmässige Verkleinerung von Testfeldern auf High-End Fotomasken um zwei Größenordnungen und die Verbesserung der LER. So kann die Energieeffizienz von zukünftigen Halbleiterprozessoren um den Faktor 2 gesteigert werden. Nach der Definition der Komponentenanforderungen aus Sicht der Applikation und Erarbeitung eines umfassenden Systemkonzeptes wird der Aufbau des konfokalen Mikroeleipsometres in mehreren Schritten erfolgen: Interferometer mit implementierter fouriertransformierender (FT) Polarisationsspektroskopie, Implementierung der konfokalen Abbildung, des Autofokus und der spektralen Aufnahme, Aufbau eines FT-konfokalen Mikroellipsometers, Entwicklung eines entsprechenden kippbaren Tisches für den experimentellen Aufbau. Für alle Teilschritte ist die Entwicklung entsprechender Kalibrierungsprozeduren, die Vermessung von Teststrukturen und die vergleichende Messungen an etablierten Ellipsometern notwendig.
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