Laserexperiment onthult razendsnelle verandering van tin
Natuurkundige Hermann Karl Schubert richtte zich op dunne laagjes vloeibaar tin die in de lucht zweven en dienen als doelwit in de EUV-nanolithografiemachines van ASML, essentieel voor de productie van de nieuwste computerchips.
In de huidige technologie worden hiervoor drie laserpulsen gebruikt. Een eerste voorbereidende laserpuls vervormt een tindruppel tot een dun “tin sheet”. Een tweede voorbereidende puls beïnvloedt de vorm van dit sheet. Vervolgens zet een derde, krachtige laserpuls het tin om in plasma, dat extreem helder licht produceert voor chipfabricage.Schubert onderzocht twee vragen. Hoe bepaalt de intensiteit (de hoeveelheid energie per oppervlakte-eenheid van de laser) van de tweede voorbereidende puls of het tin geleidelijk verdampt of plotseling in een plasmaflits verandert? En waarom ontstaan er patronen op het oppervlak, zoals kringen of rimpels, afhankelijk van de sterkte van de eerste voorbereidende puls? Door dit gedrag beter te begrijpen, kunnen we de stabiliteit en efficiëntie van het proces verbeteren en zo bijdragen aan betrouwbaardere chipproductie.
Snellere, zuinigere en duurzamere elektronica
Het onderzoek helpt ons beter te begrijpen hoe vloeibaar tin reageert op laserpulsen. Dat klinkt misschien specialistisch, maar het speelt een grote rol in de productie van computerchips. Om zulke chips te maken, is extreem helder licht nodig. Dat licht ontstaat doordat meerdere laserpulsen op kleine tindruppeltjes worden gericht: de eerste pulsen vormen het tin, waardoor de derde puls efficiënter extreem helder licht kan opwekken. Door beter te begrijpen hoe deze voorbereidende pulsen het tin beïnvloeden, kunnen de lichtbronnen in EUV-machines efficiënter en betrouwbaarder worden gemaakt.
Dat heeft directe gevolgen voor iedereen: chips zitten in smartphones, laptops en auto’s, maar ook in medische apparatuur en energiezuinige technologie. Betere kennis van het laser–tin proces draagt bij aan snellere, zuinigere en duurzamere elektronica. Juist nu er wereldwijd een tekort aan chips is en de vraag snel stijgt, zijn deze inzichten bijzonder actueel en maatschappelijk relevant.
Meer informatie over het proefschrift
