– Vad jag vet blir det den första svenska 300 mm-maskinen, säger Jonas Sundqvist som är medgrundare och vd på Alixlabs.

Det handlar om en plasmaetsmaskin med potential att ersätta ett par litografisteg i de mest avancerade CMOS-processerna från 2 nm och nedåt.

– Den minsta fysiska dimensionen som vi har lyckats göra är 2–3 nanometer. Det är tio gånger mindre än vad Intel kallar 2 nm.

De minsta dimensionerna i transistorerna för en 2 nm”-process är drygt 20 nm så tekniken har potential att fungera i många processgenerationer framöver.

Tekniken har döpts till APS vilket står för Atomic Layer Etching (ALE) Pitch Splitting. Hittills har Alixlabs använt olika sextumsmaskiner i utvecklingsarbetet men för att vara intressant hos TSMC, Intel eller Samsung, de tre företag som utvecklar processer för det som motsvarar 2 nm eller mindre krävs att allt fungerar på tolvtumsskivor (300 mm).

Torretsar är ­standardmaskiner i dagens CMOS-processer men de används för att avverka mycket material och etsar därför agg­res­sivt för att det ska gå snabbt. Alixlabs vill istället etsa selektivt och ta ett atomlager i taget vilket ger kanter som ligger nära 90 grader i vertikal led. Då räcker det med mindre än tio watt medan redan installerade maskiner är på ett antal kilowatt.

Dessutom ska förspänningen (bias) på skivan vara annorlunda för att styra jonerna mot ytan.

Så att använda de plasmaetsar som redan finns i halvledarfabrikerna är inget alternativ.

– Vi pratade med tilltänkta kunder och såg att det inte kommer att gå.

Företaget har beställt en maskin från Nanovac i Staffanstorp. Företaget har rötterna i Advanced Vacuum vars verksamhet inom plasmaetsning köptes av Plasma Therm år 2011.

Kvar blev utveckling och tillverkning av vakuumkammare för bland annat rymdindustrin. De efterliknar rymden genom att skapa vakuum plus att det går att göra extrema temperatur­växlingar.

Nanovac har på senare tid återupptagit verksamheten kring maskiner för plasmaetsning.

– De bygger enligt våra specifikationer.

Vid etsning utsätts wafern omväxlande för ett argonplasma som aktiverar ytan och sedan klorgas som den reagerar med. Varje cykel avverkar ungefär ett atomlager vilket motsvarar två Ångström. Etsningen sker bara där argonplasmat ­kommer i kontakt med ytan, vilket bestäms av masken. All övrig yta är opåverkad.

Klorgas är visserligen giftig men ingen växthusgas och går att ta hand om när den är förbrukad.

Bägge gaserna är dessutom standardprodukter inom halv­ledarindustrin.

Förra somamren tog Alixlabs in 40 miljoner för att ha råd att utveckla, bygga och testa maskinen.

– Man måste kanske bygga tre innan man får full koll, säger Jonas Sundqvist.

Version två är tänkt att byggas nästa år och ska vara tillräckligt färdigutvecklad för att kunna hamna i en pilotlina. Det betyder att den ska klara renhetskraven men att den inte behöver hålla samma takt som en kommersiell tillverkningslina.

Tanken är att bygga minst två stycken. En för det egna labbet och en som ska stå i någon pilotlina. Två tänkbara kandidater är Fraunhofer och Imec men det finns ytterligare några alternativ.

Dock behöver kassan fyllas på för att ha råd med det, det handlar om en bit över hundra miljoner kronor.

– Vi håller på med det nu och hoppas att vi får med några av de stora halvledarbolagen.

För att gå i mål behövs en tredje version som ska kunna docka kassetten som används för att transportera skivorna mellan de olika stationerna i fabriken. Funktionen kan köpas av exempelvis amerikanska Haynes Automation eller Brooks Automation.

Dessutom måste den tredje versionen ha flera kammare som kan processa ett antal skivor parallellt. Ett minsta antal är fyra men det finns produktionslinor som har maskiner som kan processa upp till 16 skivor parallellt.

– Betamaskinen kommer att vara säljbar men det är på gamma som vi kan börja tjäna pengar, säger Jonas Sundqvist.

I dagarna kommer den första lådan med 25 stycken 300 mm-wafers från Fraunhofer i ­Dresden. Forskningsinstitutet har tillverkat en fotomask och sedan gjort litografi.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

När maskinen från Nanovac väl är på plats till sommaren kan Alixlabs testa sin APS-process.

– Vi ska hårdtesta den och kommer säkert att hitta saker att förbättra för att den ska bli produktiv och hoppas snabbt kunna beställa maskin nummer två – det vi kallar Betan.