Nederlandse chip-experts genomineerd voor Europese prijs

Ingenieur Erik Loopstra en de Nederlands-Russische natuurkundige Vadim Banine zijn genomineerd voor de jaarlijkse uitvindersprijzen van het Europees Octrooibureau (EOB). Op 7 juni vindt de prijsuitreiking plaats.

Loopstra en Banine zijn beiden in dienst van ASML. Zij hebben gewerkt aan de ontwikkeling van Extreme Ultraviolet Lithography (EUVL) in samenwerking met onder meer met lenzenspecialist ZEISS . Deze nieuwe aanpak levert een aanzienlijke verruiming van de mogelijkheden om weer meer componenten op een chip te persen.

De chipmachines van ASML werken al sinds jaar en dag met fotolithografie, een proces waarbij met een ultraviolette laser een masker wordt getekend op een plaatje silicium met een lichtgevoelige laag. Door vervolgens het niet belichte geleidend materiaal weg te etsen ontstaat een chip die miljarden componenten kan bevatten. Hoe scherper het licht, hoe dunner en nauwkeuriger de patronen kunnen worden getekend. Daarmee kan dus ook de dichtheid van componenten worden verbeterd. Door over te schakelen naar extreem ultraviolet licht met een golflengte van 13,5 nm kan die stap worden gemaakt.

Nieuwe lichtbron nodig

Extreem ultraviolet licht kan echter niet met een gewone laser worden gegenereerd. Loopstra en Banine ontwikkelden een manier om licht met deze golflengte te produceren waarbij minuscule druppeltjes tin worden verhit tot circa 500.000 graden met behulp van een rode laser. Banine: "We zijn al 20 jaar geleden begonnen met het werk aan EUV. Aanvankelijk werd gekeken naar Xeon als lichtbron, omdat dat als gas praktischer is in gebruik. Maar tin is veel efficiënter."

Materialen als glas en lucht absorberen echter licht van deze EUV-golflengte, wat het gebruik ervan in reguliere chipmachines bemoeilijkt. Ook daar hebben de twee onderzoekers een oplossing voor gevonden door het licht te bundelen via een serie speciale spiegels die in volledig vacuüm staan opgesteld. Vooral het zoeken naar de juiste spiegelmaterialen en deze op grote schaal produceren was een grote uitdaging. Daar heeft vooral Loopstra als machinebouwexpert zich in gespecialiseerd samen met Zeiss

Technologie inmiddels marktrijp

Inmiddels zijn de grote chipproducenten de EUVL-technologie al langzaam aan het invoeren. Waarschijnlijk komen eind dit jaar al de eerste batches commercieel geproduceerde EUVL-chips op de markt beschikbaar.

Voor hun werk aan de EUVL-technologie komen Loopstra en Banine nu in aanmerking voor de prestigieuze European Invention Award 2018. Banine; "De nominatie is een leuke verrassing en een interessante ervaring. Maar wat ik veel leuke vind is dat klanten de EUV-machines zo graag willen hebben. Daardoor zijn de resultaten van ons onderzoek straks terug te vinden in elke pc en smartphone." Hij eert overigens de duizenden mensen die aan de ontwikkeling hebben gewerkt. "Een uitvinding is 1 procent van het werk, het uitwerken is de overige 99 procent."

Het Europees Octrooibureau (EOB) kiest uit totaal 15 finalisten een hoofdprijs in vijf categorieën. Loopstra en Banine dingen mee naar de prijs in de categorie 'Industrie'. Beiden werken inmiddels aan de volgende generatie machines. Loopstra treedt voor het verbeteren van de spiegeltechnologie in dienst bij Zeiss. "Zijn overstap is een bevestiging van de langdurige relatie tussen ASML en Zeiss", zegt woordvoerder Sander Hofman van ASML.

Nederland wint vaker de uitvindersprijs

Het is niet de eerste keer dat Nederlandse uitvinders tot de winnaars behoren. Zo won vorig jaar Jan van den Boogaart van Siemens Health samen met zijn Oostenrijkse collega Oliver Hayden de prijs in de categorie Industry vanwege hun werk aan snelle bloedtesten voor malaria. In 2015 viel NXP-engineer Franz Amtmann samen met Philippe Maugars van Sony in de prijzen voor uitvindingen in Near Field Communication (NFC)-technologie.