Het Leuvense Imec heeft samen met ASML in Nederland de werkbaarheid van High NA EUV-lithografie gedemonstreerd. Het bedrijf deelt fijne patronen gemaakt met de techniek, die er zo erg vatbaar uitziet voor de procesnoces van de toekomst.
ASML bouwt High NA EUV-machines, en Imec toont nu dat je er ook iets mee kan doen. In een gezamenlijk lab in Veldhoven in Nederland hebben de twee partijen een High NA EUV-toestel succesvol ingezet om patronen en logische structuren te bouwen. Daarmee tonen ze dat de tools die ASML ontwikkelt, ook effectief bruikbaar zijn zoals geadverteerd.
Schijnen door stencils
Lithografie is één van de kernprocessen van de productie van microchips. Daarbij worden componenten van transistors en schakelingen op een wafer getekend door met licht door een stencil te schijnen. Alleen: de componenten die je wil bouwen zijn amper nanometers groot, en de patronen op de stencil zijn zo fijn dat de golflengte van zichtbaar licht veel te groot is.
Immens complexe machines die onzichtbaar licht met een hoge en dus kleine golflengte genereren en dan focussen door zo’n stencils, maken moderne chipproductie mogelijk. ASML is onbetwist marktleider aan de bovenkant van het spectrum, en de High NA EUV-machines van de fabrikant maken de toekomstige productiebanden van TSMC en Intel mogelijk.
Werken met gereedschap
Iedere nieuwe generatie van machine is echter een nieuw stuk gereedschap. ASML ontwikkelt een tool die fijner werkt met een hogere resolutie, maar daarmee is niet duidelijk hoe je die tool precies moet gebruiken voor nauwkeurige resultaten. Dat onderzoek wordt met Imec gevoerd, dat met de resultaten vandaag aantoont dat de High NA EUV-machines werken zoals gehoopt.
Imec heeft zowel logische structuren onderzocht, als patronen gebouwd voor DRAM. Daarbij tonen de onderzoekers dat de toestellen met één stencil en één blootstelling aan licht complexe structuren op een wafer kunnen bouwen, waar daar op dit moment meerdere passages voor nodig zijn in andere toestellen. De High NA EUV-toestellen maken zo nauwkeurigere maar ook efficiëntere productie mogelijk.
High NA EUV voor Ångström
High NA EUV staat voor ‘Hoge Numerieke Apertuur Extreem Ultra Violet’, waarbij het eerste deel verwijst naar het grote diafragma, en het tweede naar het onzichtbare licht. Heel geavanceerde EUV-machines maken de modernste chips van vandaag al mogelijk, en de doorbraak van het grote diafragma bouwt daarop verder met geavanceerdere capaciteiten.
Chipbouwers hebben de ambitie om van nanometers naar Ångström te evolueren. Eén Ångström staat gelijk aan tien nanometer. Met 3 nm-processen in voegen en kleinere varianten in het vooruitzicht, is Ångström een logische stap. Intel wil vanaf 2 nm van 20 Ångström spreken, en heeft 14 Ångström-processen in de planning. TSMC plant de stap te zetten met 16 Ångström. ASML en Imec tonen nu dat het gereedschap om die plannen realiteit te maken, naar behoren functioneert.