從2019年開始，晶圓廠就開始有限度地將極紫外（EUV）光刻技術(shù)用于芯片的大批量制造（HVM）。在當(dāng)時，ASML的Twinscan NXE系列光刻機能夠滿足客戶的基本生產(chǎn)需求，然而整個EUV生態(tài)系統(tǒng)卻還沒做好所有的準(zhǔn)備，其中影響EUV的因素之一就是缺少用于光掩模的防護膜（protective pellicles for photomasks），這限制了EUV工具的使用并影響了產(chǎn)量。

幸運的是，由于最近推出了可用于生產(chǎn)的EUV防護膜，因此防護膜的狀況終于得到了改善，而且情況有望在未來幾年得到改善。

近年來，憑借其Twinscan NXE EUV光刻工具取得了長足進步，ASML改善了EUV光刻機的光源性能，可用性時間和生產(chǎn)率。其業(yè)界同行也做了很多工作，以使使用EUV設(shè)備的大批量制造（HVM）成為可能。

盡管如此，EUV生態(tài)系統(tǒng)仍需要進一步發(fā)展。

半導(dǎo)體供應(yīng)鏈面臨EUV的最臭名昭著的挑戰(zhàn)之一就是防護膜（pellicles ）的開發(fā)，在兩年前，這種防護木（pellicles ）還沒有面世，這也就是為什么TSMC和Samsung Foundry必須發(fā)明如何使用沒有保護膜的EUV掃描儀的方法。

A 16nm TSMC Pellicle With Reticle

薄膜（Pellicle）通過將其與可能落在其表面上的顆粒隔離開，從而在芯片生產(chǎn)流程中保護6×6英寸光掩模（掩模版），否則在這個過程中可能會損壞它們或在生產(chǎn)中給晶圓造成缺陷。每個EUV工具的reticle要花費30萬美元，因此芯片制造商迫切希望能找到新的方法保護它們的晶圓免受微粒甚至EUV輻射本身的損害，因為這樣可以降低成本。同時，降低與收益率相關(guān)的風(fēng)險也許更為重要。

在得知沒有人能夠保證超復(fù)雜的EUV掃描儀100％不含有害顆粒后，該行業(yè)開始為EUV工具開發(fā)保護膜，這是相對較晚的時間，這就是為什么它們在2019年尚未準(zhǔn)備就緒的原因。

到目前為止，只有ASML設(shè)法為實際可用的EUV工具創(chuàng)建了商業(yè)上可行的防護膜。

ASML的防護膜基于厚度為50 nm的多晶硅。早在2016年，他們就展示了在模擬175W光源上的78％的傳輸率。目前，ASML可以出售透射率達88％的防護膜。不久之后，三井將開始大量供應(yīng)此類防護膜。

ASML推出的，由金屬硅化物制成的最新原型展示了90.6％的透射率，0.2％的不均勻性以及在400W光源下反射率小于0.005％的情況。

?現(xiàn)在，臺積電（TSMC）和三星（Samsung Foundry）發(fā)明了使用EUV光刻工具生產(chǎn)較小芯片的多die掩模，而不需要防護膜的方法，但是這種方法存在風(fēng)險，因為任何顆粒添加劑都可能成為導(dǎo)致產(chǎn)量下降的缺陷。

此外，這樣的方法對于較大的芯片和單die光掩模來說是有風(fēng)險的，因此，防護膜對于使用EUV工具制造大型die至關(guān)重要。

總體而言，EUV防護膜的使用和改進將是一個循序漸進的過程。

由ASML開發(fā)和制造的初始防護膜，不久將由三井制造，足以滿足當(dāng)今的某些需求，但其透射水平仍有改進的空間，這由ASML和Imec的下一代原型證明。

由于這些機器將擁有更強大的光源，因此也需要更好的防護膜來應(yīng)對未來的掃描儀。但是，由于這樣的防護膜具有許多無可爭議的優(yōu)點，它們將被芯片制造商使用，因為即使以一些生產(chǎn)率為代價，它們也可以幫助提高產(chǎn)量。

來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察編譯自「anandtech」