Entwicklungsprojekt von Hochleistungs-Röntgenlasern für die Halbleiterindustrie

Im Rahmen der Förderung „Hochleistungs-Röntgen-Ultrakurzpuls-Laser (Supernova HHG)“ soll eine hocheffiziente Röntgenquelle entwickelt werden, welche eine Effizienzsteigerung bisheriger Röntgenquellen um ein bis zwei Größenordnungen ermöglichen kann. In der Kooperation zwischen DESY und Class 5 Photonics ist bei DESY das Forschungsteam für Femtochemie und Clusterphysik unter der Leitung von Dr. Tim Laarmann beteiligt.

Die geplante lasergetriebene Röntgenquelle ist für die Halbleiterindustrie von besonderer Bedeutung: Dort werden Transistorstrukturen erzeugt, welche nur wenige Nanometer groß sind, um eine höhere Packungsdichte und damit eine weitere Leistungssteigerung der Elektronik zu realisieren. Diese sind beispielsweise notwendig für die neuesten Prozessoren, Smartphones und die 5G-Technologie. Zur Prozessoptimierung und -überwachung können die lasergetriebenen Röntgenquellen eingesetzt werden. Dr. Robert Riedel, Geschäftsführer und Mitgründer von Class 5 Photonics, erklärt: „Heutige Röntgenquellen im Labormaßstab würden mehrere Stunden für die Messverfahren benötigen. In einer Chipfabrik sind solche langen ‚Down-Times‘ nicht akzeptabel. Mit unserer Idee ließe sich das Messverfahren auf Minuten reduzieren.“ Er fügt hinzu: „Wir freuen uns sehr über die Förderung, um die Ergebnisse unseres Projekts zügig in marktwirksame Innovationen für die Halbleiterindustrie einfließen lassen zu können.“

DESY wird die Charakterisierung und Steuerung der Frequenzkonvertierung verantworten. Class 5 Photonics wird sich um die Laserarchitektur, die Strahlführung sowie die Abstimmung des Lasers auf die optimale Erzeugung von extrem ultravioletter Strahlung (EUV) und weicher Röntgenstrahlung (SXR) kümmern. Zudem wird das Start-up die entwickelte Röntgenquelle zukünftig am Markt etablieren und vertreiben.

Dr. Arik Willner, Chief Technology Officer DESY, sieht die Kooperation und deren Zielsetzung positiv: „Dieses Projekt zeigt die Kompetenz und Exzellenz DESYs im Bereich Photonik und vor allem die Relevanz, die diese Schlüsseltechnologie auch für andere Branchen, wie hier konkret die so wichtige Halbleiterindustrie, hat.“

Class 5 Photonics wurde 2014 als Spin-off von DESY und dem Helmholtz-Institut Jena in Hamburg gegründet. Mit aktuell 14 Mitarbeitenden produziert das junge Unternehmen die leistungsstärksten nacheinander auf die gewünschte Frequenz einstellbaren Femtosekundenlaser am Markt. Das Büro und die Laborräume von Class 5 befinden sich in den frisch eingeweihten Räumlichkeiten der Start-up Labs Bahrenfeld auf dem DESY-Campus und sind damit in unmittelbarer Nähe zum kooperierenden Forschungsteam für Femtochemie und Clusterphysik bei DESY.

ZIM ist ein bundesweites, technologie- und branchenoffenes Förderprogramm des BMWK für mittelständische Unternehmen und für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen, die mit diesen zusammenarbeiten.

Mehr Informationen zu Class 5:
https://www.class5photonics.com