13 maart 2014
Nieuwe FOM-groep van start bij ASML
De Stichting FOM en ASML hebben een samenwerkingsovereenkomst getekend voor een nieuwe FOM-onderzoeksgroep op het gebied van vloeistofdynamica, gevestigd bij ASML in Veldhoven. De groep gaat zich richten op het gedrag van kleine tindruppeltjes, die onder invloed van laserlicht extreem UV-licht (EUV) uitzenden. ASML gebruikt de tinduppeltjes voor EUV-lithografie, een techniek voor het maken van computerchips. De nieuwe groep is gelieerd aan de vakgroep 'Physics of Fluids' van prof.dr. Detlef Lohse aan de Universiteit Twente en bestaat uit groepsleider dr. Hanneke Gelderblom en drie promovendi.
Afbeelding 1: Druppelfragmenten
Tijdreeks van het vooraanzicht (boven) en zijaanzicht (onder) van een vloeibare tindruppel die wordt geraakt door een laserpuls van 10 nanoseconden. De druppel wordt verplaatst, hij vervormt en spat uiteindelijk in kleine stukjes uiteen.
Afbeelding 2: Fragmentatie van water
Vervorming en fragmentatie van een gekleurde waterdruppel die van links wordt geraakt door een laserpuls van 10 nanoseconden.
EUV-lithografie is een techniek waarbij met extreem UV-licht elektronische structuren op een plak silicium (wafer) worden afgebeeld. Zo ontstaat een chip. Het voordeel van extreem UV-licht is dat het een heel kleine golflengte – tot tien nanometer – heeft en dus heel kleine structuren kan genereren. Zodoende kunnen er steeds kleinere chips gemaakt worden, of juist chips met veel grotere rekenkracht. Maar de productie van dit speciale licht is een fysische uitdaging. In de EUV-lithografiemachines van ASML wordt met een zeer krachtige laser op piepkleine tindruppeltjes geschoten. Daarmee worden de elektronen van de tinatomen op een hoger energieniveau gebracht, waarna ze extreem UV-licht van exact de juiste golflengte uitzenden. Speciale spiegels in de machine focusseren het licht op de wafer.
Energie-efficiënt
Lohse: “Een van de problemen van deze techniek is vervuiling. Je kunt je voorstellen dat de tindruppeltjes uiteenspatten als je ze met een hoog energetische laser beschiet. Als die nevel van tin op de spiegels neerslaat, functioneren de spiegels niet meer en verstrooit het licht. Dat gebeurt al bij een laagje van enkele atomen. Wij gaan met de nieuwe groep onderzoeken hoe je het uiteenspatten van de druppels en daarmee de tinaanslag op de spiegels tot een minimum kunt beperken. Daarnaast gaan we bekijken in welke omstandigheden dit proces het meest energie-efficiënt is. We kijken dan bijvoorbeeld naar de vorm van de druppels, de valsnelheid en de laser. Het is een groot voordeel om in house bij ASML te zitten, aangezien daar veel kennis is over deze specifieke techniek, en machines en labopstellingen voorhanden zijn. De toepassing bij ASML is een inspiratiebron voor fundamenteel fysisch onderzoek.”
Prof.dr. Bart Noordam, Vice President Research ASML: “Met dit nieuwe programma wordt de samenwerking tussen ASML en FOM verder bestendigd op dit voor het Nederlands onderzoek zeer belangrijk aandachtsgebied binnen de high tech sector. Wij hebben veel vertrouwen in de succesvolle uitkomsten van het programma.”
Over de nieuwe groep
De samenwerking vindt plaats in de vorm van een Industrial Partnership Programme (IPP) met als thema ‘Fundamental fluid dynamics challenges of extreme ultraviolet lithography’. Het onderzoeksprogramma duurt vijf jaar en heeft een totaalbudget van 1,5 miljoen euro. FOM en ASML brengen hiervan beide vijftig procent in. Daarnaast stelt ASML de huisvesting van de groep beschikbaar. De groep zal worden geleid door dr. Hanneke Gelderblom, die al met haar onderzoeksgroep bij ASML van start is gegaan. FOM-werkgroepleider prof.dr. Detlef Lohse, bij wie Gelderblom promoveerde, is programmaleider. Het is de eerste universitaire FOM-onderzoeksgroep op locatie. Er bestaan wel al groepen vanuit FOM-instituten die bij bedrijven zijn gevestigd: zo is een groep van FOM-instituut AMOLF bij Philips gevestigd en zijn twee groepen van FOM-instituut DIFFER bij respectievelijk ASML en Fujifilm gestationeerd.
