Philips helpt Mapper met bouw baanbrekende waferstepper

Mapper denkt met de presentatie te hebben aangetoond dat de door het bedrijf bedachte oplossingen levensvatbaar zijn. De overeenkomst met Philips Enabling Technologies Group (ETG), een onderdeel van het Nederlandse elektronicaconcern dat productiemachines ontwikkelt en bouwt, vergroot de geloofwaardigheid van het Delftse initiatief. Op basis van een gepatenteerde uitvinding van Kruit, die tevens hoogleraar is aan de Delftse universiteit, ontwikkelt Mapper zogeheten maskerloze lithografische gereedschappen. In de maskerloze lithografie wordt het digitaal opgeslagen chipontwerp rechtstreeks op de siliciumplak overgebracht. De bestaande lithografische productietechnieken dreigen binnen afzienbare tijd op harde fysieke barrières te stuiten. Wafersteppers van fabrikanten als ASML, Nikon en Canon produceren chips door een lichtbundel te projecteren op een plak silicium. Dat gebeurt via een masker dat het complexe schakelpatroon van de chip bevat. Hierbij wordt een lichtbundel van Deep Ultra Violet (DUV) licht met een golflengte van 248 of 193 nanometer gebruikt, die vervolgens door een lenzenstelsel met een factor 4 of 5 wordt verkleind. Op deze manier blijft de resolutie steken op circa 45 nanometer. Verdere miniaturisering van chips is met deze techniek niet mogelijk. Fabrikanten proberen op verschillende manieren de magische grens te doorbreken om chips met nog kleinere afmetingen te produceren. Een daarvan is de toepassing van extreem ultraviolet licht (EUV). Onder meer ASML doet onderzoek in die richting. Een probleem van EUV­licht is dat focussering met optische middelen niet lukt, omdat lenzen bij deze extreem kleine golflengten hun werking verliezen. Een alternatief is toepassing van een elektronenbundel om het patroon van een chip op een siliciumplak aan te brengen. Bezwaar van deze aanpak is de uiterst trage doorvoersnelheid (‘throughput’), waardoor rendabele fabricage praktisch onhaalbaar is. Maskers worden overigens al geruime tijd op deze manier gemaakt. Mapper heeft gekozen voor een derde weg: een combinatie van optische en elektronenbundeltechnieken. De in Delft ontworpen waferstepper bevat een stelsel van maar liefst 13 duizend microlensjes die samen ongeveer het oppervlak van een visitekaartje beslaan. Het systeem bevat een aantal platen waarmee potentiaalverschillen aangelegd kunnen worden. Die werken feitelijk als een lens die exacte focussering van de elektronenbundels mogelijk maakt. "Op die manier kun je met elektronen heel kleine patroontjes schrijven", vertelt Eduard van den Heuvel, vice­president operations van Mapper. De samenwerking met Philips ETG gebeurt binnen Medea Plus, een Europees kaderprogramma voor innovatief chiponderzoek waar bedrijven en universiteiten in participeren. Vorige week is in Medea­ verband een subsidievoorstel van Mapper goedgekeurd. Van den Heuvel laat met het oog op de lopende financieringsronde van het bedrijf liever in het midden om welk bedrag het gaat. "Doorgaans wordt 30 tot 50 procent van de projectkosten gesubsidieerd", wil hij slechts kwijt. Het geld is afkomstig van het Nederlandse ministerie van Economische Zaken. Philips ETG zal voor het demonstratiemodel van Mapper voornamelijk de fijnmechanische onderdelen bouwen, zoals de ‘stage’ (slede) waarop de siliciumschijf met nanometer­precisie onder de belichter heen en weer schuift. Naar verwachting is dit demonstratiemodel eind 2004 klaar. "In 2005 of 2006 is een machine gepland die we aan potentiële klanten kunnen leveren. Die is wel volledig functioneel, maar haalt nog niet de gewenste productiesnelheid van tien 300 millimeter­wafers per uur. Fabrikanten kunnen met die machine hun hele proces inregelen om te zijner tijd de massaproductie te kunnen beginnen. In 2007 willen we de levering van de complete productiemachines op gang brengen", aldus Van den Heuvel.