ASML系统工程师Guido Salmaso在荷兰Veldhoven的ASML的实验室内举行ASML EUV颗粒。

与魔术无法区分

ASML如何开发EUV颗粒以应对芯片制造中的模式缺陷

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5分钟阅读 -凯特·布伦顿（Kate Brunton），2022年9月14日

更新：在2022年9月的SPIE会议上，Vadim，Carmen，Guido和其他六名ASML员工获得了BACUS奖奖，“以表彰他们在研究，开发和商业化的高量制造业中的工作和商业化。”
请参阅LinkedIn帖子。

颗粒是在高量微芯片制造中实现EUV（极端紫外线）光刻的突破之一。在这个故事中，三位物理学家描述了ASML如何研究这种“不可能”的技术并将其推向市场。万博manbetx官网登录

“任何足够先进的技术都与魔术无法区分。”万博manbetx官网登录- 英国科幻作家亚瑟·克拉克（Arthur C. Clarke），

当您听到ASML最先进的颗粒似乎是不可能的。一种超薄的膜，13纳米厚（参考，人头发约为80,000–100,000纳米厚），可以通过极端的紫外线（EUV）光，而大多数物质会吸收它，并且可以承受高达500度的温度摄氏在高空环境中？这部精致，闪闪发光的电影可能如此强大，但事实似乎是不可思议的。

粒子用于芯片制作用作降低模式缺陷的一种方式。它们位于标线下方的光刻机器中，或面罩（这很像是装有要在晶圆上打印的图案的模板），他们的工作是捕获否则会紧贴卷标的微型粒子并最终在晶圆上打印，导致芯片失败。

ASML长期使用了颗粒DUV（深紫外线）光刻系统，但是当我们开发时筹集了赌注EUV光刻万博manbetx官网登录技术。为了传输仅13.5纳米的光，EUV颗粒必须更薄，并且能够承受机器内部的高温。

没有人知道是否可能，但是我们渴望尝试。

“啊哈”时刻

“我们一直在制作薄膜研究部since 2004, because we wanted to have a very thin membrane for a spectral purity filter that would only allow the right light wavelengths into the system,” says Vadim Banine, who at the time was a research project manager (he’s now head of Development & Engineering at柏林ASML）。“现在，我们想看看我们是否可以应用相同的技术来制作EUV颗粒。”万博manbetx官网登录

据瓦迪姆（Vadim）说，他的“ aha”时刻是在他看日本武士剑纪录片的时候。他描述：“他们用大量的钢制成剑。”“第二天，我与我的一位同事一起谈论了这件薄膜，他说，‘好吧，这是一个好主意。让我们尝试一下。’他打了电话，在两个星期后我们有了第一个样本。”

Vadim和其他ASML研究人员多年来与合作伙伴知识机构合作，以修改和改进该概念，运行“成像影响评估”以测试其有效性。在他们的研究中，他们设法说服了ASML的Cto Martin van den Brink，值得获得开发与工程（D＆E）涉及设计和测试全尺度EUV颗粒的部门用于大批量制造。

通过了接力棒

瓦迪姆回忆说：“一旦D＆E加入了聚会，它的缩放量就非常快。”但是ASML仍然需要客户承诺使颗粒成为现实。

卡门·索德斯（Carmen Zoldesi）当时是一名标线赤字项目经理（她现在是设计工程和建筑线路经理，用于光源的表演。加利福尼亚州圣地亚哥），解释说，ASML在英特尔和其他EUV客户中找到了这种支持。卡门回忆说：“ 2013年，我们在与客户的季度会议上介绍了结果，在某个时候，很明显它具有一定的潜力。”

颗粒特别有趣逻辑芯片制造商因为他们生产的CPU和其他处理器比存储芯片大，并且更复杂，有时涉及数百个过程步骤。如果一个逻辑芯片由于缺陷而失败，对我们的客户的经济影响相对较高。

卡门说：“之后，我的部门经理来问我是否想呆在我的旧项目中，还是在EUV颗粒上进行这个新项目。”“即使它仍然很小，我们不确定它是否可以工作，但我还是选择了颗粒。我喜欢挑战。”

根据卡门的说法，看到积极的成绩花了多年的努力，并最终赢得了马丁·范·丹·布林克（Martin van den Brink），成为了euv颗粒的想法。她笑着回忆道：“马丁不是沉淀的信徒。”“他就像，‘这永远不会工作。’但是我们一直表现出自己的进步，在某个时候，他改变了主意。到2014年，我正在SPIE展示。”

2016年，该团队根据多层概念发布了第一代EUV颗粒。它们包含一个核心多晶硅（P-SI）层，带来了机械强度和几个功能层增强了颗粒的性能，包括盖层保持膜稳定和屏障层，以确保所有层都可以一起工作。

新的挑战

多么创新，这个堆叠的概念存在缺陷。建立多层意味着膜与较厚的膜结合，并在层上堆叠以建立为复杂生产过程制作的膜。

Guido Salmaso于2016年加入了该团队，后来成为EUV颗粒的产品系统工程师。他描述发现，最初的概念并不像他们想象的那样强大：“这确实是挫折，”他回忆道。“客户期望在2019年初新一代的高压压力，但他们不会得到它。”

吉多（Guido）在一次会议上将这些信息传达给马丁·范·丹·布林克（Martin van den Brink）和克里斯托夫·福克（Christophe Fouquet）（当时的执行副总裁EUV）的任务是令人不愉快的任务。“Of course there's the moment when you're asked, ‘Why didn't you see this coming?’ Why weren’t you able to predict that this concept would fail?’ But they also understood that in fields like the EUV pellicle, ‘failing’ is not a surprise, because it’s groundbreaking research and development.”

因此，它回到了绘图板上，或者在这种情况下是元素周期表。吉多说：“问题在于，没有任何完全透明到13.5 nm辐射的材料。”“无论您走在光线之路上，都会花费您的光子，这意味着客户将失去生产力。”

ASML产品系统工程师Guido Salmaso拥有一个EUV颗粒。

他说：“最终，我们设法找到了一个有效的概念。”团队决定将每一层的所有功能组合到一个复合膜中，认为这将解决以前概念的某些局限性，因为可以将更透明的膜沉积，这将导致更高的传输。结果是证明是传播和稳健的硅化复合材料。

Guido说：“这是一个依赖研究中已经完成的工作的突破，这确实使我们领先了上一代。”

EUV的推动者

颗粒是将EUV光刻造影带到大批量制造的突破之一。这也是导致Vadim Banine和Erik Looptra成为的众多创新之一获得欧洲发明家奖由2018年欧洲专利局。

瓦迪姆说：“ EUV有很多看起来像魔术的东西。”“颗粒只是事实证明可能有可能的许多'不可能'的事情之一。

“当前的EUV颗粒已经发展了很大，看上去与原始膜大不相同。想法和第一个证明只是工作的开始。此后，花了八年的时间，还有更多的人和狂热的奉献精神来实现这一目标。”