Print deze pagina 22 juli 2005 2005/12

FOM en Carl Zeiss samen in onderzoek voor chipindustrie

De Stichting FOM en optiekspecialist Carl Zeiss SMT AG gaan een gezamenlijk onderzoekprogramma uitvoeren naar een nieuw type optiek voor het schrijven van structuren voor computerchips. Deze optiek moet rond 2009 klaar zijn voor gebruik. Carl Zeiss draagt een bedrag van 5 miljoen euro aan het onderzoekprogramma bij; FOM betaalt er 2,5 miljoen euro aan. Het onderzoek moet leiden tot spiegels waarmee licht met een golflengte van 13,5 nanometer (extreem ultraviolet) gebruikt kan worden om kleinere structuren op chips te schrijven dan met de huidige optische technieken mogelijk is.

Bij de productie van computerchips wordt het patroon van de chip op een plak silicium afgebeeld; dat gebeurt in zogeheten wafersteppers. De grootte van de details die afgebeeld kunnen worden, wordt beperkt door de golflengte van het gebruikte licht. Zichtbaar licht is tot een golflengte van 193 nanometer bruikbaar; bij kleinere golflengte werkt gewone optiek niet meer. Zowel de lichtbronnen als de spiegels en lenzen voor zichtbaar licht zijn tot in de perfectie ontwikkeld. Om de stap naar kleinere structuren, nodig voor snellere chips, te kunnen zetten zoeken fabrikanten hun heil in licht van steeds kortere golflengten. De eerstvolgende grote stap voorwaarts zal het gebruik van extreem ultraviolet licht (EUV) zijn.

Er bestaat al jaren een onderzoekssamenwerking tussen het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen en Carl Zeiss SMT AG voor het ontwikkelen van spiegels voor dit EUV. De golflengte van dit licht is zo kort dat het met gewone spiegels of lenzen niet efficiënt gebundeld kan worden. Daarom is een speciale techniek vereist. Rijnhuizen heeft daarvoor een oplossing ontwikkeld in de vorm van zogeheten multilaagsspiegels. Deze bestaan uit zo'n honderd laagjes van elk slechts enkele nanometers (een miljoenste van een millimeter) dik. De laagjes bestaan afwisselend uit molybdeen en silicium. Het molybdeen weerkaatst een paar procent van het EUV en laat de rest door. Die wordt dan door het volgende laagje molybdeen ook weer voor een paar procent weerkaatst en zo voorts. De laagjes silicium, die doorzichtig zijn voor EUV, zorgen er door hun speciaal voor dit licht gekozen dikte voor dat al die beetjes weerkaatst EUV elkaar steeds versterken. De spiegels van Rijnhuizen houden de wereldrecords voor reflectiviteit (weerkaatsend vermogen) vlakbij het theoretisch haalbare en voor duurzaamheid. Voor het maken van de spiegels gebruiken de onderzoekers op Rijnhuizen een ultrahoog-vacuümopdamptechniek, die ze combineren met ionenbundeltechniek waarmee ze de kwaliteit van de laagjes tijdens het opdampen kunnen verbeteren en bijsturen wanneer dat vereist is. De laagjes moeten tot op de afmeting van afzonderlijke atomen netjes op elkaar liggen.

De samenwerking van Rijnhuizen met Carl Zeiss SMT AG had de afgelopen jaren de vorm van min of meer kortlopende contracten. Het is nu voor het eerst dat er een gezamenlijk onderzoeksprogramma voor een aantal jaren is overeengekomen. Naast het werk dat tot de gewenste spiegels voor Carl Zeiss moet leiden omvat het programma ook verder onderzoek om het maken en het beheersen van de laagjes die de spiegels vormen tot op atomair niveau te begrijpen. Deze combinatie van fundamenteel onderzoek gekoppeld aan een concrete vraag vanuit een bedrijf past in nieuw beleid van FOM om samen met bedrijven grensverleggend onderzoek te doen (in zogeheten industrial partnership programmes) en om de kennisoverdracht naar de industrie te versterken.

Voor meer informatie bij dr. Fred Bijkerk, FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen, telefoon: (030) 609 68 37, mobiel: 06 20 57 35 55.