Höchste Exzellenz bescheinigt
Professor Gerd Jäger und sein Mitarbeiter Norbert Hofmann an der in Ilmenau entwickelten genauesten Nanomess- und Nanopositioniermaschine der Welt
Bettina Wegner, TU Ilmenau
Mit seiner Entscheidung folgte der Senat der DFG den sehr positiven Empfehlungen des 13-köpfigen Gutachtergremiums, das sich zur Evaluation des Antrags auf eine 2. Förderphase im März 2005 in Ilmenau getroffen hatte. Die Experten bescheinigten dem Forscherteam unter Leitung von Professor Gerd Jäger eine überaus erfolgreiche Entwicklung des SFB und dessen unangefochtene internationale Spitzenposition. Mit einem Messvolumen von 25 x 25 x 5 Kubikmillimetern und einer Positionierunsicherheit von unter 10 Nanometern ist die in Ilmenau entwickelte Nanopositionier- und Nanomessmaschine die derzeit genaueste ihrer Art weltweit. Die Messauflösung des Präzisionsgerätes konnte von 1,24 auf 0,1 Nanometer verringert werden. Vor dem Senat der DFG schätzte Berichterstatter Professor Klaus Weinert (Braunschweig), ein: "Es handelt sich um einen sehr schöpferischen und innovativen SFB. Der Weltstand auf dem Gebiet der Nanopositionier- und Nanomesstechnik wird von Ilmenau bestimmt."
Insgesamt stimmten 63 der insgesamt 65 Senatoren für die weitere Förderung des Forschungsprojektes mit einem Fördervolumen von rund sechs Millionen Euro.
Immer kleinere Objekte und Strukturen in immer größeren Raumbereichen zu beherrschen, stellt eine enorme technologische Zielstellung dar, aus der sich hohe Anforderungen an die Nanomess- und Nanopositioniertechnik ergeben. Professor Gerd Jäger verdeutlicht: "Folgt man der Vorhersage von INTEL-Mitbegründer Gordon Moore, nach der sich die Anzahl der Transistoren der Chips alle zwei Jahre verdoppelt, so müssten im Jahr 2010 mehr als eine Milliarde Transistoren pro Chip realisiert werden. Um Siliziumscheiben mit der dafür notwendigen Zahl an Nanometerstrukturen herstellen zu können, werden Spiegel und Masken im Maß von 150 mal 150 Millimetern gebraucht, deren Unebenheit kleiner als 0,2 Nanometer sein muss. Es müssen dann 45-Nanometer-Strukturen beherrscht werden."
Doch damit ist das Ende der technologischen Entwicklung noch nicht einmal erreicht. Den weiteren Weg zeigt die Technology Roadmap für Semiconductors von 2003 auf, die voraussagt, dass etwa im Jahre 2016 bereits 22-Nanometer-Strukturen realisiert werden müssen. So werden für die Masken- und Waferinspektion und für die Schaltkreistestung großflächig arbeitende Rastersondenmikroskope benötigt, die auch für den industriellen Einsatz tauglich sind. Darüber hinaus sind Nanomess- und Nanopositioniergeräte für die nanometergenaue Positionierung und Messung von Nanooberflächen- und Nanostrukturnormalen, von mechanischen und optischen Präzisionsteilen sowie für die Materialanalyse erforderlich. Professor Jäger: "Ziel der weiteren Forschungen ist die Erarbeitung der wissenschaftlichen Grundlagen für technologische Ausrüstungen, mit denen die Positionierung, Analyse, Modifizierung und Manipulation von dreidimensionalen Objekten mit Nanometerpräzision in Messvolumina von 350 mm x 350 mm x 5 bis 50 mm möglich wird". Übertragen auf menschliches Vorstellungsvermögen wäre dies vergleichbar mit der Auffindung und präzisen Neupositionierung eines winzigen Sandkorns auf einer Fläche so groß wie Russland und einer Höhe bis zur Obergrenze der Stratosphäre.
Um diese anspruchsvollen Zielstellungen zu erreichen, sind laut Professor Jäger weitere umfangreiche wissenschaftlich-theoretische und experimentelle Untersuchungen notwendig. Diese reichen von metrologisch tragfähigen Konzepten über eine leistungsfähige messtechnische Basis bis hin zu neuen und optimierten Werkstoffkombinationen, wirksamen Datenverarbeitungs- und Bedienerkonzepte sowie nicht zuletzt einer effektiven Modellbildung für die Korrektur von System- und Umgebungsstörungen. Für die Bearbeitung dieser komplexen Aufgaben vereint der SFB 622 die wissenschaftliche Breite von 14 Fachgebieten der Ilmenauer Universität. Insgesamt arbeiten 40 Wissenschaftler der TU Ilmenau interdisziplinär zusammen, 20 davon werden durch die DFG finanziert. Vertreten sind dabei neben der Nanomess- und Nanopositioniertechnik u.a. die Gebiete Nanoanalytik, Steuerungs- und Regelungstechnik, Mechanik, Konstruktion, Werkstoffwissenschaft, Tribologie, Messdatenerfassung und Signalverarbeitung.
