Geen vuiltje aan het vacuüm

Reading time: 3 minutes

Author:

TNO bouwt een meetopstelling om vervuilingsproblematiek in een euv-omgeving te bestuderen en te verhelpen.

Halfgeleiderproductie en stofjes gaan niet samen, dat is algemeen bekend. Introductie van euv-lithografie maakt dat probleem alleen maar groter. Waar voorheen betrekkelijk eenvoudig kon worden voorkomen dat alle deeltjes onder de drie micron worden afgebeeld op de wafer, vormen in een euv-proces veel kleinere deeltjes al een bedreiging. Het beheersen van contaminatie is dan ook een van de opdrachten die resteren om euv-lithografie naar de fab te brengen.

TNO pakt de handschoen op. Het onderzoeksinstituut bouwt in Delft een speciale meetopstelling, de EUV Beam Line 2 (EBL2), waarmee vervuilingsproblematiek in een euv-omgeving kan worden bestudeerd. Geïnteresseerde partijen kunnen zich er melden om uit te vogelen hoe ze hun euv-optiek, fotomaskers en pellicles (vliesjes die de maskers beschermen) schoon kunnen houden. Diverse chipfabrikanten hebben al interesse getoond, maar iedereen met een relevante onderzoeksvraag is welkom.

Bestraald

TNO houdt zich sinds 1998 bezig met euv-onderzoek, dat vanwege de vacuümvereiste goed aansluit op een ander onderzoeksgebied waarop TNO actief is: ruimtevaartinstrumentatie. Zo werkt het instituut al sinds 2001 samen met Carl Zeiss, dat voor ASML de euv-optiek ontwikkelt. In 2005 hadden de partners daarvoor een opstelling gereed, de EUV Beam Line. De EBL2 is daarvan de opvolger, die ook voor andere partijen toegankelijk is.

Het bijzondere van de EBL2 is dat samples kunnen worden geïnspecteerd (met de spectroscopische röntgentechniek xps), schoongemaakt (met een plasma) en bestraald met euv zonder ze van het ene apparaat naar het andere te moeten overbrengen. ‘Dat maakt de metingen veel betrouwbaarder; anders weet je niet zeker wanneer de contaminatie is opgetreden’, vertelt businessdevelopmentmanager Wilbert Staring van TNO.

Om in één opstelling te kunnen inspecteren, schoonmaken en bestralen moet het sample fysiek bewegen in het apparaat. Daarvoor zorgen robotarmen. Onderzoekers kunnen zelf de volgorde bepalen. Een net geladen sample kan bijvoorbeeld eerst worden geïnspecteerd, maar ook eerst worden schoongemaakt voordat het wordt bestraald.

Toekomstbestendig

De aankondiging van EBL2 volgt op een serie berichten die het vertrouwen sterken dat euv het zal schoppen tot productiewaardige technologie. Voorbeelden daarvan zijn het optimisme bij TSMC en de start van een euv-centrum in Albany, New York. Veel bedrijven die een rol kunnen spelen in de totstandkoming van de euv-infrastructuur leken de kat uit de boom te kijken, maar komen nu toch in actie.

Voor het EBL2-initiatief speelden deze recente ontwikkelingen echter geen rol, aldus Staring. ‘We wisten dat er nog veel onderzoeksvragen bestonden over dit aspect van euv-technologie. Tegelijk is duidelijk dat niet iedere onderzoeksgroep zich een euv-bron of -scanner kan veroorloven. Wij zagen daarom een mooie kans om onze expertise in vacuümtechnologie en contaminatiebeheersing te vermarkten.’

TNO ontwierp de opstelling zelf, maar vertrouwt op toeleveranciers om de onderdelen te maken. Opmerkelijk is de leverancier van de lichtbron: Ushio, het moederbedrijf van Xtreme Technologies, het bedrijf met Philips-inbreng dat in Aken een euv-bron ontwikkelde. Toen ASML met een overname definitief koos voor Cymer, haalde Ushio alle activiteiten terug naar Japan om ze te focussen op metrologische euv-toepassingen.

De EBL2-bron gebruikt tin, net als die in Aken werd ontwikkeld. Hoeveel vermogen hij levert, mag Staring niet zeggen, maar hij wil wel kwijt dat EBL2 toekomstbestendig is – ook voorbij de 250 watt die ASML zich voor dit jaar ten doel stelt. Daaruit kan echter niet worden geconcludeerd dat Ushio al een hoogvermogen-euv-bron heeft ontwikkeld, want de opstelling werkt met kleinere testspiegels dan die worden gebruikt in een euv-scanner, waardoor minder vermogen nodig is om te testen.