KIC subsidie toegewezen aan betere beeldvorming voor chips
NWO heeft binnen de KIC-call ‘Vraaggedreven Partnerschappen voor Consortia’ subsidie toegewezen voor onderzoek naar efficiëntere productie van nog kleinere computerchips. Onderzoekers van TU Delft en ARCNL werken samen met ASML om computerchips met behulp van elektronen preciezer en sneller te kunnen inspecteren. Het onderzoeksprogramma Kennis- en Innovatieconvenant (KIC) staat voor baanbrekende innovatieve oplossingen met maatschappelijke en economische impact. NWO financiert het onderzoek met bijna 2 miljoen euro, ASML draagt bij met ruim 2,3 miljoen cofinanciering.
Chips maken een onmisbaar onderdeel uit van elke vorm van elektronica. Zulke chips zijn opgebouwd uit talrijke piepkleine halfgeleider-componenten die veel voorkomen in onder andere computers en mobiele telefoons. Nog kleinere en krachtigere halfgeleider-componenten zullen een grote invloed hebben op onder meer kunstmatige intelligentie, geavanceerde draadloze netwerken (5G), de gezondheidszorg, auto’s en het internet der dingen. Snelle, nauwkeurige en precieze beeldvorming tijdens de fabricage van halfgeleiderapparaten is essentieel om kleinere en daardoor krachtigere apparaten te maken. De steeds verdere miniaturisering van halfgeleidercomponenten maakt het noodzakelijk om technieken te vinden die de kleinste details in deze componenten zichtbaar kunnen maken.
Kleinere en krachtigere chips
In dit project werken Jacob Hoogenboom en Kees Hagen van de TU Delft samen met ARCNL en hightechbedrijf ASML om tot een verbeterde beeldvorming te komen van nog kleinere halfgeleidercomponenten. Door gebruik te maken van elektronen in plaats van licht kan de hoogst mogelijke resolutie behaald worden, maar het gebruik van elektronen is nog maar beperkt toepasbaar. De kennis die wordt opgedaan in dit project zal uiteindelijk leiden tot preciezere en snellere inspectie tijdens het productieproces, en daarmee efficiëntere productie van nog kleinere halfgeleidercomponenten.
“Al sinds haar beginjaren heeft ASML een uitstekende band met de academische wereld,” zegt Timon Fliervoet, electron beam systems-systeemarchitect bij ASML en gastonderzoeker bij TU Delft. “Ik ben dan ook zeer enthousiast over deze samenwerking met TU Delft en ARCNL. Als industriële engineering en fundamentele wetenschap samenkomen, kunnen betekenisvolle innovaties tot stand komen. Deze samenwerking biedt tegelijkertijd de mogelijkheid om met talentvolle PhD-kandidaten te werken en hen mogelijk aan te trekken.”
Jacob Hoogenboom, Associate Professor bij de afdeling Imaging Physics:
''Computerchips zijn niet meer weg te denken uit onze huidige maatschappij. Door de jaren heen zijn computerchips steeds krachtiger geworden doordat de onderdelen in die chips steeds verder verkleind konden worden. Voor opkomende technologieën zoals kunstmatige intelligentie zijn nog krachtiger en dus nog kleinere chips nodig. Daarnaast kan een verdere verkleining computerchips ook energiezuiniger en dus duurzamer maken.
Een grote uitdaging is echter dat de onderdelen in computerchips nu al zo klein zijn dat we ze nauwelijks nog met gangbare technieken gebaseerd op licht kunnen bekijken en dus kunnen inspecteren. Inspectie met elektronen biedt hiervoor een oplossing, maar kent ook nog grote, fundamentele uitdagingen. Zo is de doorvoersnelheid van inspectie met elektronen microscopen nog veel te laag en leidt belichting met elektronen ook tot schade en artefacten die het moeilijk maken om tot een betrouwbaar beeld te komen.
Samen met ASML en onze collega’s bij ARCNL willen wij tot een beter fundamenteel inzicht komen in de processen die leiden tot schade en artefacten en dit inzicht gebruiken om tot snellere en betrouwbaardere beeldvorming met elektronen te komen.''
