Der Rat der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring beschloss am 13. Dezember 2023 in geheimer Wahl den Werner-von-Siemens-Ring – eine Ehrenauszeichnung für herausragende Leistungen in den Naturwissenschaften und der Technik – an Peter Kürz und Michael Kösters zu verleihen. Sie erhalten die Ehrung für die Entwicklung der EUV-Lithographie und die industrielle Nutzbarmachung der High-NA-EUV-Lithographie.
Über die Preisträger
Peter Kürz
*1965 in Bad Säckingen
Michael Kösters
- 1980 in Bad Hönningen
Eine Revolution für Mikrochips
Als Teil eines internationalen Teams haben Dr. Kürz und Dr. Kösters die Herstellung von Mikrochips auf ein neues Niveau gehoben. Die High-NA-EUV-Lithographie ermöglicht die Produktion von Mikrochips, die noch leistungsfähiger und energieeffizienter sind. Dies bedeutet, dass die Mikrochips für unsere alltäglichen elektronischen Geräte, die wir nutzen, kostengünstiger, schneller und leistungsfähiger werden.
Was macht die High-NA-EUV-Lithographie so besonders?
Die High-NA-EUV-Lithographie nutzt fortschrittliche Lasertechnologie und präzise Optiken, um mehr Details auf einem Mikrochip unterzubringen. Mit dieser Technik können bis zu dreimal mehr Strukturen auf einem Chip gleicher Größe abgebildet werden. Dies ermöglicht eine erhebliche Leistungssteigerung. Diese ist besonders wichtig für die Digitalisierung, etwa bei künstlicher Intelligenz, autonomem Fahren, in der Medizintechnik oder bei der Energiewende.
Die von TRUMPF entwickelte Lasertechnik und die hochpräzisen Optiken von ZEISS SMT sind entscheidend für die High-NA-EUV-Lithographie. Diese Technik nutzt extrem ultraviolettes Licht, um eine Photomaske auf einen Wafer zu projizieren und so komplexe Schaltungen auf kleinster Fläche herzustellen.
Die Arbeit von Dr. Kürz, Dr. Kösters und allen Beteiligten ist ein Paradebeispiel für die erfolgreiche Kombination von wissenschaftlicher Exzellenz und unternehmerischem Weitblick. Gemeinsam mit dem strategischen Partner ASML, dem weltweit einzigen Hersteller von EUV-Lithographie-Maschinen, und unterstützt von einem starken Netzwerk haben die jeweiligen Teams einen wesentlichen Beitrag zur Zukunft der Halbleitertechnologie geleistet.
Mit dem Projekt „EUV-Lithographie – Neues Licht für das digitale Zeitalter“ wurden 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 in Jena) im Jahr 2020 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet.
Peter Kürz
Peter Kürz wurde am 1. Mai 1965 in Bad Säckingen geboren. Im Jahr 1984 legte er das Abitur in Tiengen ab. Anschließend studierte er Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München und promovierte 1994 in Experimentalphysik an der Universität Konstanz.
Er arbeitete zwei Jahre als Wissenschaftler bei den NTT Basic Research Laboratories in Japan, bevor er 1996 zu ZEISS wechselte. 1999 wurde er Leiter des EUV-Programms im Unternehmensbereich Halbleitertechnik bei ZEISS. Seit 2017 ist er als Vice President im Bereich EUV High-NA für die Entwicklung und Produkteinführung der nächsten Generation von EUV-Optiken verantwortlich.
Peter Kürz und seinem Team ist Großes gelungen. Nach über 20 Jahren Forschung brachten sie die EUV-Lithographie zur Serienreife für die Halbleiterindustrie. Mit der von ihnen verbesserten EUV-Technologie ist es nun möglich, Strukturen in der Größe von 13,5 nm zu fertigen. Dadurch konnten sie die Transistor-Dichte auf den Chips um mehr als den Faktor 10 steigern, was eine enorme Verbesserung darstellt. Diese außergewöhnliche Leistung wurde insbesondere durch die Zusammenarbeit eines globalen Netzwerks aus über 1200 Zulieferunternehmen, Universitäten, Forschungsinstituten und über 2000 Entwicklungskolleg:innen ermöglicht.
Als weltweit einziger Hersteller für EUV-Lithographie Maschinen ist ASML als Integrator für die Architektur des Gesamtsystems verantwortlich. ASML entwickelte zudem die EUV-Lichtquelle, bei der 50.000 Zinntropfen pro Sekunde in ein Hochvakuum geschossen und dort jeweils zweimal von Pulsen eines Hochleistungs-CO2-Lasers, entwickelt von TRUMPF, getroffen werden. Dabei entsteht ein Zinnplasma, das die EUV-Strahlung emittiert.
Bei ZEISS entwickelte unter der Leitung von Peter Kürz ein Team von über 1.000 Wissenschaftler: innen ein optisches System aus Spiegeln, das im Hochvakuum arbeitet. Diese präzisen Spiegel, die zu den genauesten der Welt gehören, werden von Robotern poliert und die Oberflächen mit Ionenstrahlen korrigiert. Die Herstellung eines Spiegels dauert länger als ein Jahr. Besonders bemerkenswert ist die Kippstabilität der Spiegel. Die Sensoren und Aktuatoren der ZEISS-Projektionsoptik arbeiten so präzise, dass man mit einem über diese Spiegel umgelenkten Laserstrahl einen Golfball auf der Mondoberfläche treffen könnte – eine Entfernung von fast 400.000 km.
Bereits Mitte der 1990er Jahre gab es die ersten Entwicklungen zur EUV-Lithographie bei ZEISS. 1999 erfolgte dann die Entscheidung, gemeinsam mit ASML ein sogenanntes Alpha Demo Tool zu bauen. Dabei handelt es sich um einen Prototyp welcher den Nachweis erbringen soll das sich die EUV-Technologie für die Serienproduktion in der Chipindustrie eignet. Der Bau des ersten Optik-Prototypen dauerte anschließend sechs Jahre und die ersten Wafer Belichtungen wurden 2006 durchgeführt.
Wichtige Meilensteine waren außerdem das erste Optiksystem mit einer numerischen Apertur von 0,33 für die NXE:3300-Maschine im Jahr 2012 sowie das erste EUV-Serientool NXE:3400 fünf Jahre später. Die Serienproduktion in der Chipindustrie startete 2018. Seit Herbst 2019 werden die ersten Smartphones mit Mikrochips verkauft, die per EUV-Lithographie hergestellt wurden. Inzwischen sind allein bei ZEISS dadurch 2300 Hochtechnologie-Arbeitsplätze entstanden.
Michael Kösters
Michael Kösters wuchs in Bad Hönningen im Mittelrheintal. Sein Vater prägte seine große Naturnähe durch Arbeit im Garten und Wanderungen durch den angrenzenden Westerwald oder am Rhein entlang. Daraus entickelte Michael Kösters ein großes Interesse für Biologie, insbesondere Tiere. Am Gymnasium veränderte sich sein Fokus dann hin zur Physik und dem grundlegenderen Verständnis, wie die Welt funktioniert. Deshalb begann er nach Besuch des Gymnasiums sein Physikstudiums an der Universtät Bonn. Im Studium entwickelte er durch Vorlesungen und Führungen, insbesondere durch seinen späteren Diplom- und Doktorvater Prof. Dr. Karsten Buse großes Interesse an Optik und Lasertechnik.
Im Auslandssemester am California Institute of Technology gewann er zwei Kernerkenntnisse: Erstens: Ein guter Student einer guten deutschen Uni kann sich durchaus mit den Studierenden der renommiertesten Unis der USA messen. Und zweitens: In der Forschung ist Herkunft „nur“ insofern entscheidend, als dass verschiedene Kulturen unterschiedliche Ansätze und Techniken liefern und sich daher gegenseitig bereichern können. Forschung wird durch soziokulturelle Vielfalt besser.
2010 begann Kösters nach erfolgreicher Promotion, bei TRUMPF zu arbeiten. Zur damaligen EURO-Krise war der Stellenmarkt schwierig, TRUMPF war trotzdem auf der Suche nach guten Entwicklern, um den erhöhten Anforderungen nach der Krise schnell gerecht werden zu können. Zudem haben die faszinierende Möglichkeit, mit Hochleistungslasern zu arbeiten, und die Firmenkultur als Familienunternehmen den Ausschlag für diese berufliche Entscheidung gegeben. Zunächst arbeitete er für kurze Zeit im Rahmen von öffentlich geförderten Projekten an einer gepulsten Version des damaligen Zugpferdes der TRUMPF-Lasersparte für die Blechbearbeitung, dem Hochleistungs-CO2-Laser.
Ab 2011 wurde mit der Aufgabe betraut, den bis dahin als NoMO (No Master oscillator) betriebenen, ersten EUV-Laser-Piloten, eine neue Maschinengeneration, durch Entwicklung eines Seed-Moduls in ein MOPA-System (Master Oscillator – Power Amplifier) umzuwandeln. Dabei kooperierte er eng mit Cymer in San Diego, USA (heute Teil von ASML).
2014 wurde Kösters aufgrund starken Mitarbeiterwachstums des Bereichs und größeren Entwicklungsteams für die nächste Generation Seedmodul, dem HighPower Seedmodul HPSM zum Gruppenleiter befördert und steuerte in dieser Rolle grundlegende Ideen zum Layout des HPSMs bei. Zwei Jahre später erreichte er einen Durchbruch in Bezug auf stabil produzierbare EUV-Leistung durch die Einführung des Seed-Isolation-Moduls, kurz SIM. Seit 2021 ist Miahcel Kösters bei TRUMPF Abteilungsleiter für Bereich HPSM mit aktuell ca. 85 Mitarbeitern
Privat ist er inzwischen wieder im Rheinland zuhause, da seine Frau und seine Tochter in Düsseldorf wohnen, wo seine Frau der Universität eine Professur für medizinische Physik innehat.
In seiner Freizeit betreibt als Ausgleich zur Kopfarbeit viel Sport. Vor allem Laufen, gerne auf schmalen Pfaden im Wald und vor allem bergauf. Ebenso wichtig ist ihm Radfahren; sowohl mit dem Mountainbike, als auch dem Rennrad. Auch beim Tischtennis lässt ihn seine Technikbegeisterung nicht los: Er mag es wegen des hohen Tempos, den starken Tempowechseln und dem großem Technikanteil durch verschiedene Schlagtechniken und Spinmöglichkeiten.
„Erfolg zu haben, basiert nahezu immer auf Teamarbeit. Oft sind es große internationale Forschungsteams, die technologische Projekte über Jahre und Jahrzehnte bis zum Heureka-Moment einer geglückten Innovation vorantreiben.
Cornelia Denz
Vorsitzende des Stiftungsrats
