verhaal van de klant

Unieke onderzoeksfaciliteit tart het extreem ultravioletlicht

25 april 2017 • 4 min leestijd

Binnen een jaar was de bouw van de Extreme Ultra Violet Belichtings- en analysefaciliteit nummer 2 (EBL2) gereed. Een prestatie van formaat voor TNO en partners en een enorme sprong vooruit op de Extreme Ultra Violet lithografie-roadmap in de halfgeleiderindustrie, met Carl Zeiss SMT en ASML als koplopers. “Dankzij de EBL2 is het mogelijk om de ontwikkeltijd voor nieuwe materialen en componenten waarmee chips gemaakt worden, aanzienlijk te verkorten.”

Overvloedige data die altijd en overal beschikbaar is. We vinden het de gewoonste zaak van de wereld. Om de chips in onze smartphones, auto’s en computers te voorzien van een nog grotere reken- en opslagcapaciteit, worden er met lithografiemachines steeds fijnere details geschreven. Een complexe uitdaging voor chipsfabrikanten gezien de voortschrijdende trend in kleinere en energie- en kostenbesparende chips. Nog gedetailleerder werken – denk aan het niveau van een kleine 7 nanometer, net geen 7 miljardste meter – is mogelijk door gebruikmaking van ultravioletlicht met een zeer korte golflengte: extreem ultravioletlicht, EUV. ASML levert dergelijke geavanceerde lithografiemachines al aan chipsfabrikanten als Intel, TSMC en Samsung. Maar om optimaal gebruik te kunnen maken van EUV-technologie, gaat het vermogen van de machine steeds verder omhoog en daarvoor is nog veel onderzoek nodig.

Tot aan 100 keer sneller

De EBL2 biedt die mogelijkheid. Op 27 maart 2017 is deze faciliteit in gebruik genomen in het Van Leeuwenhoek Lab (VLL) van TNO. Het is een ongeëvenaarde onderzoeksfaciliteit die de weg naar zeer geavanceerde EUV-lithografietechnologie een stuk korter maakt. De interactie van EUV met verschillende materialen en componenten is nu binnen enkele uren in kaart te brengen: onderzoek naar materialen en componenten kan tot aan 100 keer sneller gebeuren dan met de EBL1, de voorloper van de EBL2.

Plattegrond EBL2. 

Veel kortere ontwikkeltijd

Arnold Stokking, managing director Industry bij TNO: “Met deze onderzoeksfaciliteit kunnen we de zeer hoge vermogens simuleren en de effecten daarvan op materialen en componenten bestuderen. Onderdelen die worden ontwikkeld voor EUV-lithografiemachines, zijn meteen te onderzoeken. Denk bijvoorbeeld aan de spiegel van Carl Zeiss SMT, producent van optische systemen voor de halfgeleiderindustrie en partner van ASML. Dankzij de EBL2 is het mogelijk om de ontwikkeltijd voor nieuwe materialen en componenten waarmee chips gemaakt worden, aanzienlijk te verkorten. De materialen hoeven namelijk niet meer bij de fabrikanten of klanten zelf getest te worden.”

“Met de EBL2 zijn het vervuilingsgedrag en de duurzaamheid van materialen en componenten die belicht worden met EUV zeer snel te analyseren en te karakteriseren”

Vervuiling en absorptie

Een van de grootste problemen bij EUV-lithografie is vervuiling. En die wordt relatief groter naarmate de structuren op de chips kleiner worden en het vermogen van het licht groter wordt (hogere productiviteit). Een ander probleem is de absorptie van EUV-licht door bijvoorbeeld de spiegeltjes waarmee het licht wordt getransporteerd naar de wafers: het halfgeleidermateriaal waaruit chips worden gemaakt. Vervuiling kan in het ergste geval leiden tot chips die niet werken. Absorptie van EUV kan resulteren in niet goed belichte wafers. Beide aspecten kunnen zeer kostbaar zijn, en dat wil de halfgeleiderindustrie natuurlijk voorkomen. Met de EBL2 zijn het vervuilingsgedrag en de duurzaamheid van materialen en componenten die belicht worden met EUV zeer snel te analyseren en te karakteriseren. Dat stelt producenten in de halfgeleiderindustrie in staat om materialen te ontwikkelen die vervuiling tegengaan en die EUV zo min mogelijk absorberen.

Betrouwbare R&D-partner

Voor TNO en Carl Zeiss SMT is met de EBL2 een grote mijlpaal bereikt. “Al bijna 18 jaar werken we aan de enorme uitdagingen die gepaard gaan met de ontwikkeling van geavanceerde EUV-lithografie”, vertelt Andreas Dorsel, lid raad van bestuur en CTO/COO bij Carl Zeiss SMT. “Dankzij de kennis en ervaring van het bedrijfsleven, het onderwijs en onderzoeksinstituten als TNO hebben we kunnen realiseren wat veel bedrijven in de halfgeleiderindustrie nodig hebben. TNO is een betrouwbare Research and Development-partner met een lange staat van dienst. Instellingen als deze zijn nodig om de kloof tussen wetenschappelijk onderzoek en toepassingen in het dagelijkse leven te overbruggen.”

Dr Rogier Verberk, Dr Herbert Wituschek, Kawamura Naoki, Dr Andreas Dorsel, Paul de Krom en Arnold Stokking tijdens de opening.

Vertrouwen in elkaar

TNO ondersteunt de halfgeleiderindustrie al vele jaren bij de ontwikkeling van nieuwe generaties (lithografie)machines. Beheersing van vervuiling op nanoschaal is er één van. Het vertrouwen van en de samenwerking met ASML en Carl Zeiss SMT is daarbij onmisbaar. “Zonder de medewerking en inzet van enkele duizenden medewerkers van ASML en Carl Zeiss SMT hadden we de EBL2 niet kunnen ontwikkelen. Samen hebben we een onderzoeksfaciliteit ontwikkeld die helemaal voldoet aan de specificaties voor de komende vijf tot tien jaar. Ik ben ervan overtuigd dat we gezamenlijk nog veel meer kunnen bereiken in de toekomst”, zegt Arnold.

“Instellingen als TNO zijn nodig om de kloof tussen wetenschappelijk onderzoek en toepassingen in het dagelijkse leven te overbruggen”

Vacuüm-robot

TNO ontwierp en bouwde de EBL2 met nationale en internationale leveranciers. Arnold pikt er twee partners uit: ASYS Automatic Systems en USHIO. “De EUV-lichtbron is ontwikkeld door de Japanse lichtbronspecialist USHIO. ASYS is verantwoordelijk voor het ultraschoon testmonster-laadsysteem met een atmosferische en vacuüm-robot. Voor deze bedrijven is het een prachtige kans om te laten zien hoe hun producten functioneren.”

De EBL1

De voorloper van de EBL2, de EBL1, staat nog steeds in de ‘cleanroom’ van het VLL in Delft. Al tien jaar doet deze testfaciliteit dienst. Inmiddels voldoet de constructie niet meer aan de eisen van de huidige EUV-roadmap. De EUV-lichtbron is zwakker dan die van de EBL2 en daardoor duren tests veel langer dan bij de EBL2. Die laatste mag de komende jaren aan het licht brengen welk type materialen en componenten de meest geavanceerde EUV-lithografiesystemen nodig hebben. Naast ASML en Carl Zeiss SMT kunnen ook andere partijen uit de halfgeleiderindustrie gebruikmaken van de EBL2.

verhaal van de klant

Unieke onderzoeksfaciliteit tart het extreem ultravioletlicht

25 apr '17 - 4 min
Binnen een jaar was de bouw van de Extreme Ultra Violet Belichtings- en analysefaciliteit nummer 2 (EBL2) gereed. Een prestatie van formaat voor TNO en partners... Lees meer
blik op de toekomst

Europa werkt aan quantumrevolutie

2 jun '16 - 4 min
Europa staat aan de vooravond van een quantumrevolutie. Het vereist echter nog veel samenwerking tussen wetenschap en industrie om deze in alle hevigheid los te... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren. Ons privacystatement is aangepast aan de nieuwe privacywetgeving in de EU.