Imec-doorbraak laat ASML-machines sneller en goedkoper chips printen

Belgische onderzoeksinstelling imec heeft een doorbraak behaald met de euv-machines van ASML. Daardoor kunnen die machines sneller chips printen, zodat de kosten per chip in theorie omlaag gaan. Volgens imec gaat het om een snelheidsverhoging van 15 tot 20 procent.

De doorbraak is gericht op de euv-machines van Nederlandse chipmachinebouwer ASML, die worden gebruikt om alle moderne chips mee te maken. Deze machines printen miljarden kleine transistors op een siliciumwafer. Die transistors vormen samen een werkende chip.

Om die transistors te tekenen, maken de machines van ASML gebruik van licht. Door de doorbraak van imec is in de toekomst minder licht nodig om zo'n chip te printen, wat ook betekent dat de productiesnelheid omhoog kan. Hoe sneller een machine chips kan printen, hoe goedkoper de uiteindelijke chip in theorie wordt.

De binnenkant van een euv-machine. Bron: ASML

Doorbraak in de 'fotoresist'

De vernieuwing zit in de behandeling van de fotoresist: het lichtgevoelige laagje op de wafer waarin de patronen worden geschreven. Nadat de machine het patroon met licht heeft getekend, gaat de wafer een speciale oven in om hem te bakken. Dit bakproces maakt de fotoresist hard, waardoor het chippatroontje definitief wordt vastgelegd.

Imec heeft ontdekt dat dit proces veel efficiënter verloopt wanneer er extra zuurstof in de oven wordt gepompt. Door de zuurstofconcentratie ruimschoots te verdubbelen naar 50 procent, reageert de fotoresist gevoeliger op het geprinte patroontje. Daardoor hoeft de euv-machine de wafer dus minder intensief te belichten om hem erin te zetten. Dit effect is vooral zichtbaar in metal-oxide resists, het type fotoresist dat wordt gebruikt in de allernieuwste machines van ASML.

Lithografiemachines printen patroontjes in een fotoresist, en gebruiken daarvoor licht.
Bron: May lam via WikiMedia. Licentie onder CC BY-SA 4.0

Verder onderzoek

Volgens de resultaten van imec kan de printsnelheid met maximaal twintig procent omhoog dankzij de doorbraak. Imec benadrukt dat dit pas een eerste resultaat is. Onderzoekers hebben voortaan een extra knop om aan te draaien, om zo euv-machines in de toekomst nog efficiënter te maken.

Imec presenteerde zijn bevindingen tijdens de SPIE-conferentie voor lithografiemachines. ASML maakte daar eerder deze week ook al een doorbraak wereldkundig: door het vermogen van de euv-lichtbron te verhogen naar 1000W, kunnen die machines in de komende jaren nog eens 50 procent sneller printen. De snelheidswinst van imec komt daar nog eens bovenop.

Benieuwd hoe chips precies gemaakt worden?

Het produceren van chips is een extreem ingewikkeld proces en ASML maakt de geavanceerdste machines daarvoor. Tweakers maakte de afgelopen jaren meerdere producties over dit proces. In dit artikel leggen we uit hoe de machines van ASML werken. In dit achtergrondverhaal leggen we uit hoe het maken van chips precies werkt.

Terugkijken: Tweakers nam onlangs een kijkje in de nieuwste cleanroom van imec.

Reacties (64)

[ewoutw]

15% tot 20%, betekend niet alleen minder tijd, maar ook een hogere output per machine. Er kan weer extra capaciteit ingekocht worden.
De vraag is of het ook nu al klaar is voor productie, en kunnen ze het snel implementeren in bestaande machines.
Hoesnel gaan wij dit merken ?

[Blokmeister]

Dit artikel gaat niet om de machines van ASML, maar om de ontwikkelingsapparaten (dus de apparaten die de ontwikkelings/development-stap doen). Als die apparaten met een aanpassing van het recept extra zuurstof toevoegen, kan je de resist al ontwikkelen met een lagere dosis. Dat betekent dus dat de machines van ASML sneller kunnen belichten, omdat je tot 20% minder belichtingstijd nodig hebt.

Ik denk dat het nog lang gaat duren voordat dit in de praktijk gebracht gaat worden. Metal oxide resists zijn nog splinternieuw en ik vraag me af of er al chipbakkers zijn die dit echt in volumeproductie gebruiken. Verder wil je het liefst wat conservatief zijn met zulke toevoegingen, omdat je niet weet wat zo'n proces doet met je yields. Het kan zo maar zijn dat de lagere dosis gaat leiden tot grotere stochastische defecten, wat je pas na het etsen tegen komt bij één op de honderd miljard patronen, wat er toe kan leiden dat elke chip (met elk honderden miljarden transistoren) op je wafer niet meer werkt. Dan moet je je fotoresist weer gaan tunen om dat goed te krijgen. Dit hele idee klinkt leuk, maar het lijkt mij dat dit in de praktijk alsnog veel ontwikkeling vergt.

[KoffieAnanas]

ASML machines printen geen chips.

Ik verwacht dat een site gericht op technologie dit beter weet te verwoorden. (En dan druk ik me nog bescheiden uit)


Machines van ASML verzorgen de lithografie stap, om precies te zijn, de verlichtingsstap in het lithografie proces.


Om chips te produceren heb je vele verschillende machines nodig, die van ASML is daar 1 van. Wel de belangrijkste als het gaat om de kleinste dimensie van een structuur op een chip (/wafer).

[Reactie gewijzigd door KoffieAnanas op 25 februari 2026 14:54]

[kami124]

Zelfs bij ons op het werk (ASML) noemen we het gewoon printen. Natuurlijk is exposure/beschijnen een meer correcte term.

[Blokmeister]

Om heel mierenneukerig te zijn, wil ik graag de term belichten even genoemd hebben. Maar je hebt natuurlijk gelijk. Printen, belichten, beschijnen, exposen, onder de lens door jassen, allemaal hetzelfde.

[kami124]

Hoi collega, belichten is inderdaad een betere term. (ik heb alleen maar buitenlanders in mijn team en spreek dan ook nauwelijks in het Nederlands over deze termen.)

[jumbos7]

Het proces om chips te maken is het belichten van wafers, zoals het proces om tekst op papier te krijgen het met toner of inkt bedrukken (of bespuiten) van papier. Maar het belichten van chips voelt gevoelsmatig toch niet helemaal goed als alternatief voor het printen of maken van chips. Maar ik ben er nog niet helemaal over uit of dat ook daadwerkelijk zo is.

[Blokmeister]

Ik denk dat je ons verkeerd begrijpt. Een wafer belichten is natuurlijk niet het maken van chips. Het belichten van een wafer is als het kneden van het deeg, een klein stapje in het proces van het brood bakken.

Zelf zeg ik het liefst chips bakken, ook al is chips fabriceren veel correcter. Maar goed, ik zeg ook graag dat de lichtbron in de machines van ASML tindruppels helemaal naar de tyfus blaast, terwijl een zeer gecontroleerde thermische excitatie van tinplasma veel nauwkeuriger is.

[Thekilldevilhil]

Afdrukken met licht en fotoresist op een wafer of afdrukken met inkt op een stuk papier.

Printen lijkt me prima toch?

[teemoow]

een polaroid "print" toch ook niet de afbeelding op het papier? Het fundamentele verschil wat ik zie, printen is het gecontroleerd aanbrengen van iets (inkt, PLA, etc.) op een ander medium, bij belichten verander je de eigenschappen van een vooraf aangebracht medium (foto ontwikkeling, resin printers, etc.)

[jerisson]

Het overbrengen van een afbeelding op een ander oppervlakte met behulp van licht wordt toch al sinds jaar en dag "printen" genoemd.

Voordat we conventionele printers hadden werden plannen (bouw, engineering) met pen/stift uitgetekend. Om die plannen te kunnen kopiëren werden die uitgetekend op een transparant materiaal, die dan over een blad gelegd werd, dat met fotogevoelig materiaal behandeld werd. Daarna werd er UV licht (of zonlicht) geschenen op die lagen. Daarna werd de transparant weggenomen en het papier gespoeld met water. Het resultaat was dat de belichtte delen blauw werden en de onbelichte delen wit (daar waar er een tekening was op de transparant). Dit noemde men toen al een "blueprint" of "blauwdruk".

De techniek noemt cyanotype, waarbij type/typos "imprint" of afdruk betekent. Een alternatief (met natuurlijke producten en andere kleur) en waarbij ook gesproken wordt over printen en prints zijn anthotypes.

Zover mij bekend is dit proces redelijk gelijkaardig aan photolithografie, dus ik vind "printen van chips" net een logische verwoording. (Beetje vreemd dat we hier spreken over lithografie: dat is net ontstaan uit drukken/printen met een steen)

[n9iels]

Er zit ook nog steeds een wezenlijk gat tussen Tweakers en exacte wetenschappelijke benaming. Naar mijn mening is dat verschil in dit artikel prima aanwezig. Ja, technische gezien is het 'belichten'. Maar als je deze .Plan er even bij pakt lijkt mij 'afdrukken' een prima begrijpbare middenweg: .plan: We gaan Tweakers toegankelijker maken

En laten we wel wezen, dit hele artikel ga je niet vinden op je doorgaans nieuwswebsite. Dat is al heel wat toch?

[Deguchi]

Waarom zou het niet printen zijn? Voor zover ik weet, is printen een synoniem voor afdrukken.
Lithografie is een drukkunst en kan dus als afdruk gezien worden. Een afdruk kan toch aanzien worden als een print? En dus is de cirkel rond en kan je het gewoon printen noemen?

Het klopt dat het geen 3d-printer is, maar ik zie niet in waarom het fout is om dit geen printer te noemen?

[dasiro]

lithografie is het verwijderen van overbodig materiaal, drukken is het aanbrengen van materiaal. Het zijn fysiek elkaars tegenovergestelde technieken om tot een resultaat te komen. Er zijn wel degelijk technieken om circuits effectief te printen, dus in dit opzicht is het merkwaardig dat hier (en blijkbaar ook bij ASML intern) dat onderscheid niet beter bekend is.

[droofx]

Een laserprinter noemen ze ook een printer, geen laserbelichter

[Bruin Poeper]

Dat 'laserbelichter'' zou in België wel eens de juiste naam kunnen zijn.

Ik weet het niet, ben geen Belg.

Maar wat wij in NL een bandrecorder noemden was in Belgie een bandopnemerapparaat.

[david-v]

ASML machines printen geen chips.

Misschien even contact opnemen met ASML zodat ze dat op hun website even aanpassen.

EUV lithography does big things on a tiny scale. The technology, which is unique to ASML, prints microchips using light with a wavelength of just 13.5 nm – almost x-ray range.

bron

Met andere woorden, de term "printen" van chips is een algemeen geaccepteerde term voor wat de machines van ASML doen.

[Eksit]

Off topic: Bizar overigs hoe goed ASML het op de beurs doet. Als ik in 1995 als mijn spaargeld van een paar honderd gulden, ik was 8, toen in ASML gestopt had kon ik nu stoppen met werken.

[Robbierut4]

Met de kennis van vandaag is het altijd makkelijk praten over investeringen van het verleden.

Zijn genoeg bedrijven die in 1995 veelbelovend leken en al lang niet meer bestaan.

[GreatDictator]

Met de kennis van vandaag is het altijd makkelijk praten over investeringen van het verleden.

Zijn genoeg bedrijven die in 1995 veelbelovend leken en al lang niet meer bestaan.

Precies, als je in 1995 aandelen World Online had gekocht had je nu niet veel meer gehad

[GijsZePa]

1 paar uur na de beursgang had je al niet veel meer gehad ..

[david-v]

/mierenneuker: 200 gulden, ongeveer 90 euro. In 1995 was de waarde van het aandeel van ASML rond de €2.21. De waarde is nu ongeveer 557x hoger. Ofwel je paar honderd gulden zou nu rond de €50k zijn. Ik zou dan nog niet meteen mijn baan opzeggen


Ze doen het echt heel goed, maar dat ging niet zonder enorme risico's te nemen. Daar plukken ze nu de vruchten van. Mooi om te zien en we kunnen daar alleen maar trots op zijn

[Darida]

Off topic moet je dan niet over praten

[Prince]

Vraag aan de experts ter zake:

Het "printen" op een wafer geeft ook mislukte delen. Deze delen zijn door verontreinigingen, stof?, trillingen, etc...

Indien het printen tot 20% sneller gaat, zorgt dit er dan ook voor dat de kans op mislukte delen kleiner is of dat het oppervlakte waar de schade zich voor doet kleiner is?

(20% minder kans op een trilling, 20% sneller over het "zwevend vuiltje", etc...)

[Blokmeister]

Hangt een beetje af van de oorzaak van het defect. Als eerste schatting zou ik zeggen: nee, het aantal defecten zou ongeveer hetzelfde blijven. Het zou ook zomaar kunnen zijn dat de extra toegevoegde zuurstof zorgt voor effecten in resist wat tot extra defecten leidt. Ook krijg je bij een lagere dosis (dus kortere exposure) meer last van stochastische defecten, wat dus weer kan leiden tot extra uitval en een lagere yield. Vooral dat laatste zal een effect hebben. Maar ik ben geen expert op het gebied van resists en ken dit specifieke onderzoek niet, dus ik kan het mis hebben.

[Coolstart]

Vroeger was ASML 'alleen' maar sinds enkel jaren ziet men chipdesign en productie over heel de wereld als belangrijke startegische pijler in de economie. Zowel Amerika als China proberen de concurrentie aan te gaan. Dat maakt beleggers en investeerders waakzaam.

Dus ASML kan niet achterover leunen maar gaat al zijn partners alles op alles moeten zetten om de beste machine te bouwen dus dit nieuws zal niet het laatste nieuws zijn dat we uit die hoek horen. Imec experimenteert dan ook in eigen cleanrooms om de nieuwste generatie EUV machines te verbeteren.

BE, NL, FR en DE zijn echte hoogvliegers wat betreft chipdesign, chipontwerp, Optica, halfgeleider R&D, wafer productie etc. Alles wordt hier ontworpen, gebouwd en vlieg dan de wereld rond. Ook is er erg veel expertise rond het ontwerpen van chips.

Apple kondigde in 2023 zelfs 1miljard euro extra investeringen aan in hun Duitse European Silicon Design Centre in Munchen. Daar ontwerpen ze de M-chips. https://www.notebookcheck...r-expansion.699096.0.html Om maar te duiden dat we wereldwijd echt aan de top staan wat chip design en machines betreft.

[Reactie gewijzigd door Coolstart op 25 februari 2026 15:06]

[tedades]

Hoewel er veel nadruk op de machines van ASML ligt zijn er natuurlijk meer partijen die machines maken voor het productieproces. Volgens mij is daar de druk juist opgevoerd om met innovaties te komen. Want ASML heeft op het lithografie deel al veel aangepakt. Zodra de (TEL) track sneller werkt en hogere kwaliteit oplevert zal dat het leven van ASML's TWINSCAN ook makkelijker maken. Zoals bijvoorbeeld de verbetering vermeld in het artikel. En als er tijdens het etsen en 'bonden' ook betere werk opgeleverd wordt verhoog je ook de kwaliteit van de chip.

Je vermeld ook chipdesign, dat is natuurlijk ook erg belangrijk. Je bouwproces kan subliem zijn maar als het ontwerp van de chip slecht is zal je een 'goed geproduceerde' slechte chip krijgen.

[Blokmeister]

Ik vraag me af in hoeverre dit tot een echte throughputverhoging gaat leiden. De dose wordt grotendeels bepaald door de benodigde ruwheid (LCDU/CDU) van je patroon. Een groot gedeelte hiervan wordt bepaald door stochastische effecten, ofwel hagelruis van je fotonen. Door de gevoeligheid van je resist te vergroten, krijg je niet meer fotonen. Vergelijk het met de gain van de sensor in je camera omhoog draaien, je hebt minder licht nodig, maar je krijgt er ruis voor terug. Als je minder ruis wil hebben, helpt het niet om je gain omhoog te draaien, hiervoor heb je toch echt meer licht en dus een langere exposure nodig.

[DaKluit]

Kan je dit niet eerder vergelijken met een gevoeligere fotosensor? Waarbij je dus een kortere sluitertijd nodig hebt om hetzelfde resultaat te krijgen?

[Blokmeister]

Dat is toch precies wat ik zei? Je zet de gain (ISO-waarde van de sensor omhoog zodat hij gevoeliger wordt.

[Reactie gewijzigd door Blokmeister op 25 februari 2026 19:17]

[MSalters]

Als de fotoresist eerst reageerde op 10% van de fotonen en nu op 20%, dan is de ruis gelijk gebleven. Je krijgt niet meer fotonen, nee, maar wel meer effectieve fotonen.
De moeilijke vraag hier is wat de niet-lineaire effecten zijn. Dat zou namelijk wel kunnen uitmaken.

[Blokmeister]

Nee, deze bewerking gebeurt achteraf en je belicht met een lagere dosis. Je vangt dus minder fotonen, wat betekent dat je signaal-ruisverhouding achteruit gaat.

[Graviton12]

Check Veritasium Youtube over ASML, leggen ze alles uit over EUV.

[aap]

Link dan ook gelijk even naar het filmpje: YouTube: The World's Most Important Machine

[X-DraGoN]

En dat allemaal een paar dagen na het bezoek van @AverageNL , dat kan toch geen toeval meer zijn? :D

[Darida]

Heb er net eentje aangeschaft op 2dehands. Werkt geweldig en ik kan ze ook heel dun maken. 2nm lukt me niet maar dun genoeg dat ze super krokant zijn.

[bvdberg76]

Maar de EUV machines werken in 'vaccuum' omdat lucht de straling absorbeert..

[dutchieman]

er wordt eerst een vacuüm gemaakt, maar daarna wordt er een stroom waterstof gas, met een beetje zuurstof op hoge temperatuur langs de ignition point van de tin geblazen, dit om de warmte af te voeren en om andere dingen te doen, dus niet in een vacuüm per direct.

daarnaast gaat het in het artikel over het afbakken met extra zuurstof, daar zit geen absorptie meer bij.

[SwaggyEggs]

Patroontje in photoresist wordt in de ASML machine gemaakt met licht in vacuum. Het patroon hard maken gebeurt in een oven. Ander apparaat dus en daar kan je dus meer zuurstof bij doen. That's it. Had ik nog kunnen bedenken!

[dutchieman]

het zijn inderdaad 2 machines, eentje om het patroon te maken, en eentje om af te bakken.

maar het patroon maken gebeurd niet in een vacuum, voor meer uitleg over de euv machine geeft dit wel een goed beeld YouTube: The World's Most Important Machine YT van veritassium over hoe een euv machine werkt.

[tedades]

Je hebt gelijk maar dat het altijd logisch is dat het twee aparte apparaten zijn is misschien niet helemaal waar. Het zijn inderdaad twee apparaten (bijvoorbeeld een TWINSCAN van ASML en een Clean Track Lithius Pro van TEL) maar in de fabriek is dit eigenlijk altijd een setje. Deze machines staan aan elkaar gemonteerd en vanuit de fabriek gezien kun je deze set bijna zien als één apparaat. Ze noemen dit koppel een litho cell / litho-cluster. Als gebruiker stop je dus je wafer in de track en hij komt er daar ook weer uit, waardoor je inderdaad helder moet hebben dat de track niet in een vacuüm werkt en de EUV machine van ASML wel.

[pumpidumpi]

Het gaat ook om de stap NA de belichting. Door daar zuurstof toe te voegen hoeft de machine minder lang te belichten.

[Tomatoman]

Het staat inderdaad niet erg duidelijk in het artikel. Kijk nog eens naar het schema in het artikel met het bijschrift 'Lithografiemachines printen patroontjes in een fotoresist'. Stap 1 vindt plaats in een andere machine. In stap 2 bevindt de wafer zich in de wafer-stepper, in de ruimte waarin hij belicht wordt via het masker. In deze ruimte heerst een vacuüm. Vervolgens wordt hij uit deze ruimte gehaald en overgebracht naar een derde machine voor stap 3, waarin de aangebrachte structuren verder worden ontwikkeld. De tekst van Tweakers impliceert dat dit dezelfde machine van ASML is, maar in werkelijkheid is het een losse machine, die eveneens door ASML geleverd kan zijn.

Doordat de machines 2 en 3 in de productiestraat direct na elkaar worden gebruikt, is de langzaamste van beide maatgevend voor de snelheid. En kennelijk is op dit moment machine 3 de langzaamste. Door die sneller te laten werken, hoeft de wafer-stepper in stap 2 minder lang of niet meer te wachten voordat hij zijn wafer doorgeeft.

[Patrickske]

Het was geen vacuum. Ze hedden schijnbaar al een heel klein beetje zuurstof toegevoegd, omdat dit de coating deed schoonhouden.

bron: YouTube: The World's Most Important Machine