ASML laat computer het chipmaken verbeteren

Naarmate de wafers – de plakken silicium waaruit chips worden gemaakt – groter worden, moet er steeds meer worden ingegrepen bij het belichtingsproces. Zou dat niet gebeuren, dan bestaat de kans dat alleen de chips in het midden van de wafer goed worden belicht, of dat alleen de schakelingen aan de rand correct worden behandeld. Bij moderne chipproductiemachines worden de chips een voor een belicht, door het masker met een zogeheten stepper boven het volgende stukje van de wafer te brengen. Door tijdens het productieproces steeds de positie van de belichtingsmaskers bij te regelen, worden de positiegebonden defecten de kop in gedrukt. De techniek grijpt niet alleen in aan het eind van het productietraject, maar ook al aan het begin, namelijk bij de ontwerper van de chip, die ervan doordrongen moet worden dat hij zijn ontwerp zodanig maakt dat eventuele belichtingsfouten zo klein mogelijk zijn.De oude gedachte dat de productielijn ‘maar moet maken wat er op de teken-tafel bedacht is’, is verleden tijd. Zeker nu de details op de chip vele malen kleiner zijn dan de golflengte van het licht waarmee de belichting gebeurt, is dat een luxe die de ontwerpers niet meer hebben. De ontwerpsoftware houdt al aan het begin rekening met de eigenaardigheden van het belichtingsproces.En om de materie nog een stuk complexer te maken: geen twee chipproductiemachines zijn gelijk. “Laat je in de cleanroom hetzelfde ontwerp verwerken door twee identieke scanners, die ook nog eens exact hetzelfde zijn ingesteld, dan krijg je toch vaak verschillende resultaten”, stelt Jim Wylie, senior technology director van ASML-dochter Brion. Brion richt zich geheel op computational lithography, het algoritmisch bijsturen van het lithografieproces.ASML volgt een holistische aanpak, wat wil zeggen dat het hele productieproces als uitgangspunt wordt genomen en niet alleen maar een klein stukje zoals vroeger. Eerdere technieken zorgden voor een optimalisatie van ofwel het ontwerp of de uiteindelijke productie. Het nadeel daarvan was dat een aanpassing aan het begin van het traject heel veel compensatie aan het eind nodig kon maken. Bij het afstemmen van alle factoren van de productie vervalt dat nadeel. De afstemming is bovendien dynamisch; die wordt steeds uitgevoerd voor elke chip en voor elk nieuw patroon dat aan die chip wordt toegevoegd. “Computational lithography is niet meer weg te denken in de chipwereld. En dat wordt alleen maar sterker naarmate de details op de schakelingen kleiner worden. Ik durf te stellen dat chips van 45 en 32 nanometer met traditionele methoden niet eens meer te maken zijn”, aldus Wylie.