Carl Zeiss, ASML en FOM-Rijnhuizen werken samen aan multilaagoptieken voor chipfabricage

Het samenwerkingsverband van wetenschap en industrie bestrijkt de hele kennisketen, van fundamenteel onderzoek tot de daadwerkelijke toepassing en verzorgt opleidingsplaatsen voor jonge wetenschappers in de laboratoria van ASML en Rijnhuizen. De drie partners zullen samenwerken aan de ontwikkeling van multilaagspiegels voor Extreem Ultraviolet licht (EUV) ten behoeve van grootschalige chipproductie. Deze spiegels zijn essentiële onderdelen van de nieuwe generatie apparatuur voor de fabricage van halfgeleiders.

Lithografiemachines

Het Industrial Partnership Programme CP3E bouwt verder op eerdere samenwerking tussen Carl Zeiss en het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen en zal vijf jaar duren. Het doel van het onderzoek is het karakteriseren en controleren van de stabiliteit van speciale multilaagspiegels voor Extreem Ultraviolette-straling. Die spiegels vormen het hart van de nieuwe lithografiemachines die ASML produceert. Deze machines maken nog compactere en snellere computerchips door gebruik te maken van licht met een golflengte van 13,5 nanometer. Daarmee zijn kleinere structuren op de chips af te beelden dan met grotere golflengte, zodat er meer chiponderdelen op de chip passen.
Het programma heeft een totaal budget van 11,3 miljoen euro, waarvan de partners een deel in cash en een deel in natura bijdragen in de vorm van bijvoorbeeld het beschikbaar stellen van zeer geavanceerde en veelal kostbare onderzoeksfaciliteiten. ASML huisvest de helft van de FOM-onderzoekers in haar laboratoria in Veldhoven, met toegang tot state of the art lithografie-apparatuur.

Opleidingsplaatsen voor jonge onderzoekers

Het CP3E-programma geeft acht promovendi de mogelijkheid om te werken aan fundamentele processen en praktische toepassing van EUV-optieken van wereldklasse. Deze jonge wetenschappers krijgen toegang tot zowel de researchfaciliteiten van ASML als de laboratoria van Rijnhuizen, die samen met de faciliteiten van Carl Zeiss een unieke onderzoeksomgeving vormen.

EUV – nieuwe generatie chipfabricage

Om de steeds kleinere onderdelen van computerchips te maken zijn fijne gereedschappen nodig. Chiponderdelen worden afgebeeld op een silicium substraat met licht van steeds kleinere golflengte, omdat met kleinere golflengtes een betere resolutie mogelijk is. De volgende generatie van lithografie-apparatuur zal extreem UV-licht (EUV) gebruiken, met een golflengte van 13,5 nanometer. Dat is dertig keer kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht en maakt het mogelijk chips te produceren met onderdelen die slechts 22 nanometer groot zijn – één nanometer is een miljoenste millimeter of slechts vier siliciumatomen op een rij. Productie van zulke fijne structuren is ver voorbij wat mogelijk is met de huidige generatie lithografische apparatuur.

Multilaagspiegels halen wereldrecord EUV-reflectie

Gewone spiegels of lenzen zijn niet geschikt voor EUV-licht. Het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen heeft multilaagspiegels ontwikkeld, stapelingen van honderd laagjes van afwisselend molybdeen en silicium, waarmee het wereldrecord van EUV-reflectie is gevestigd. Omdat deze spiegels bestaan uit laagjes van slechts een paar atomen dik, zijn ze kwetsbaar en kunnen ze beschadigd raken door de intense omstandigheden in een lithografiemachine. Het onderzoek in het CP3E-programma heeft als doel nieuwe technieken ontwikkelen om de multilaagspiegels te stabiliseren in zo’n extreme omgeving.