Nederlandse IT-zender: TU Delft en VDL ETG T&D willen wafers contactloos verplaatsen voor betere chipproductie

De enorme vraag naar chips over de hele wereld stimuleert de voortdurende zoektocht naar manieren om het productieproces nog efficiënter te maken. De onderzoeksgroep van universitair hoofddocent Ron van Ostayen richt zich op wafers. “Dit kun je zien als de basis van de chips. Zo’n wafer gaat 80 tot 100 keer door de lithografiemachine en vormt de chips laag voor laag”, legt Van Ostayen uit. “Als we de doorlooptijd van wafers kunnen verkorten, zal naar verwachting ook de productiecapaciteit toenemen.”

drijvende wafels

Wafers, vaak gemaakt van siliciumglas, worden met behulp van een VDL ETG-machine op lithografiemachines, zoals die van ASML, geplaatst. Dit gebeurt nu met een robotarm die de wafer fysiek oppakt. “Dit mechanische contact met de wafer willen we vermijden”, zegt Van Ostayen. Dit doen zij volgens een innovatief concept. Hierdoor kan de wafer contactloos bewegen, de wafer zweeft feitelijk door de machine. De groep van Van Ostayen werkt al een tijdje aan technieken om wafels te laten zweven. Omdat ze nu gebruik kunnen maken van de expertise van VDL ETG T&D hopen ze dat deze technologie in de praktijk komt.

Verminder de vorming van deeltjes

Het contactloos verplaatsen van een wafer zal niet altijd mogelijk of wenselijk zijn. Een andere centrale vraag van dit project is: hoe maak je het onvermijdelijke mechanische contact zo vriendelijk mogelijk? Onderzoekers kijken vervolgens naar nieuwe materiaalontwerpen en technologieën. Zo gaat hoogleraar Just Herder van de afdeling Microsystems and Precision Engineering onderzoek doen naar de mogelijkheid van elastische mechanismen. Langs deze lijnen analyseert universitair docent Sid Kumar, Materials Science and Engineering, het meest geschikte materiaal voor deze elastische mechanismen. Omdat het materiaal aan veel eisen moet voldoen, is dit niet zo eenvoudig. Kumar bespreekt specifiek slimme metamaterialen. “Nitinol is een geheugenmetaal, ook wel slim metaal genoemd. Het is een legering die zijn oorspronkelijke vorm onthoudt en na verhitting altijd terugkeert en beschikt over bijzondere dempende eigenschappen. Door Nitinol te combineren met een specifiek structureel ontwerp, willen we innovatieve slimme metamaterialen creëren met eigenschappen die verder gaan dan die van Nitinol alleen.”

Waardevolle samenwerking

Dit project markeert het begin van een structurele samenwerking tussen de TU Delft en VDL ETG T&D. “Het is de bedoeling om in de toekomst nog meer projecten samen te starten”, zegt Van Ostayen. “We kunnen veel leren van hun ervaring op het gebied van nauwkeurige productieprocessen en ontwerpmethoden voor hightech systemen. “Ook voor studentenprojecten is het een waardevolle partner.”