Bits&Chips

Kernfusieonderzoekers komen met EUV-bron op de proppen

17 juli 2012 

Uit het kernfusieonderzoek aan de universiteit of Washington is een spin-off geboren die binnen twee jaar een EUV-bron zegt te kunnen ontwikkelen met een output van 200 watt bij de intermediate focus; de heilige graal voor EUV-lithografiemachines. ZPlasma is momenteel op zoek naar 5 miljoen dollar aan startkapitaal en voert gesprekken met ASML, maar ook met bronleveranciers.

Extreem-ultraviolet licht is lastig om te produceren. Alle drie de partijen die aan een EUV-bron sleutelen, gebruiken hiervoor een plasma, een gas waarin een deel van de atomen uiteen is gevallen in losse elektronen en kernen. Bij bepaalde elementen zenden plasma’s spontaan EUV-licht uit. Ze zijn echter daardoor zeer onstabiel en lastig te produceren en in stand te houden.

Cymer en Gigaphoton produceren hun plasma’s door druppeltjes tin met een laser te verhitten, XTreme gebruikt een elektrische ontlading in gasvormig tin. In alle drie de gevallen ontstaat er een kortlevend plasma dat enkele tientallen nanoseconden lang EUV-licht uitzendt voordat het weer vervalt.

Het stabiel houden van plasma’s is echter een kolfje naar de hand van kerfusieonderzoekers. Die proberen energie op te wekken door, net als in de sterren, atoomkernen van waterstof met elkaar te laten versmelten. Dat kan alleen in een plasma, waar de atoomkernen ontdaan zijn van elektronen en elkaar daardoor zeer dicht kunnen naderen. Het stabiliseren van plasma’s is dan ook een belangrijk thema in dit onderzoek.

De researchers uit Washington ontwikkelden hebben hiervoor een eigen methode ontwikkeld. Normaliter worden plasma’s op hun plaats gehouden met magneten. ZPlasma gebruikt echter elektrische stromen door het geioniseerde gas om de magnetische velden te genereren in een relatief bescheiden opstelling. Het plasma - de start-up gebruikt xenon in plaats van tin - blijft zo enkele tientallen microseconden in stand en kan gedurende deze periode licht genereren. Dat lijkt niet lang, maar het is een factor duizend meer dan de concurrentie, zegt ZPlasma. Het stroomverbruik, een heet hangijzer bij EUV-bronnen, ligt ook stukken lager dan bij de concurrentie. Bovendien wordt er geen afval geproduceerd dat de gevoelige optica kan beschadigen, een probleem waar de concurrentie met hun tin wel mee worstelt.

Of het bedrijfje een rol van betekenis kan spelen, is maar de vraag. Alhoewel in het Washingtonse lab al jaren EUV-licht als bijproduct wordt geproduceerd, moet het engineeringtraject tot lichtbron nog volledig beginnen. De concurrentie heeft ondertussen al vergevorderde ontwerpen van tientallen watt. ZPlasma zegt echter niet per se een volledige lithografische lichtbron te willen ontwikkelen. Liever ziet het zijn aanpak opgenomen worden in het systeem van een van de huidige bronontwikkelaars. Bovendien, zo zegt het bedrijf, kunnen ook andere gassen worden gebruikt voor licht met nog kleinere golflengtes.

Uit het kernfusieonderzoek aan de universiteit of Washington is een spin-off geboren die binnen twee jaar een EUV-bron zegt te kunnen ontwikkelen met een output van 200 watt bij de intermediate focus; de heilige graal voor EUV-lithografiemachines. ZPlasma is momenteel op zoek naar 5 miljoen dollar aan startkapitaal en voert gesprekken met ASML, maar ook met bronleveranciers. Extreem-ultraviolet licht is lastig om te produceren. Alle drie de partijen die aan een EUV-bron sleutelen, gebruiken hiervoor een plasma, een gas waarin een deel van de atomen uiteen is gevallen in losse elektronen en kernen. Bij bepaalde elementen zenden plasma’s spontaan EUV-licht uit. Ze zijn echter daardoor zeer onstabiel en lastig te produceren en in stand te houden. Cymer en Gigaphoton produceren hun plasma’s door druppeltjes tin met een laser te verhitten, XTreme gebruikt een elektrische ontlading in gasvormig tin. In alle drie de gevallen ontstaat er een kortlevend plasma dat enkele tientallen nanoseconden lang EUV-licht uitzendt voordat het weer vervalt. Het stabiel houden van plasma’s is echter een kolfje naar de hand van kerfusieonderzoekers. Die proberen energie op te wekken door, net als in de sterren, atoomkernen van waterstof met elkaar te laten versmelten. Dat kan alleen in een plasma, waar de atoomkernen ontdaan zijn van elektronen en elkaar daardoor zeer dicht kunnen naderen. Het stabiliseren van plasma’s is dan ook een belangrijk thema in dit onderzoek. De researchers uit Washington ontwikkelden hebben hiervoor een eigen methode ontwikkeld. Normaliter worden plasma’s op hun plaats gehouden met magneten. ZPlasma gebruikt echter elektrische stromen door het geioniseerde gas om de magnetische velden te genereren in een relatief bescheiden opstelling. Het plasma - de start-up gebruikt xenon in plaats van tin - blijft zo enkele tientallen microseconden in stand en kan gedurende deze periode licht genereren. Dat lijkt niet lang, maar het is een factor duizend meer dan de concurrentie, zegt ZPlasma. Het stroomverbruik, een heet hangijzer bij EUV-bronnen, ligt ook stukken lager dan bij de concurrentie. Bovendien wordt er geen afval geproduceerd dat de gevoelige optica kan beschadigen, een probleem waar de concurrentie met hun tin wel mee worstelt. Of het bedrijfje een rol van betekenis kan spelen, is maar de vraag. Alhoewel in het Washingtonse lab al jaren EUV-licht als bijproduct wordt geproduceerd, moet het engineeringtraject tot lichtbron nog volledig beginnen. De concurrentie heeft ondertussen al vergevorderde ontwerpen van tientallen watt. ZPlasma zegt echter niet per se een volledige lithografische lichtbron te willen ontwikkelen. Liever ziet het zijn aanpak opgenomen worden in het systeem van een van de huidige bronontwikkelaars. Bovendien, zo zegt het bedrijf, kunnen ook andere gassen worden gebruikt voor licht met nog kleinere golflengtes.

Wilt u het volledige artikel lezen?

Abonneer direct op onze nieuwsbrief

abonneren

Topbanen in hightech

Software engineer

Promexx

Eindhoven

AGENDA

Cooling of electronics

29 mei - 31 mei

Eindhoven

System architect(ing)

17 juni - 21 juni

Eindhoven

Summer school Opto-mechatronics

24 juni - 28 juni

Eindhoven

Bits&Chips Hardware Conference 2013

12 juni

's-Hertogenbosch

Bits&Chips 2013 Embedded Systems

7 november

's-Hertogenbosch

Vul hieronder uw e-mailadres in om u aan te melden voor de digitale nieuwsbrief.


    


Mocht u al geabonneerd zijn en wilt u zich af melden van de nieuwsbrief, klik hier.