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20 世紀 90 年代末，ASML 准備通過开發基於 EUV 技術的機器來實現其徹底改變整個芯片行業的夢想。爲此，它需要來自自身知識部門之外的專業能力。TNO 尋找解決方案的多學科方法，以及對 EUV 潛力的信心，使其成爲陪伴 ASML 踏上這一激動人心的旅程的完美合作夥伴。它標志着雙方關系的开始，二十五年過去了，這種關系仍然一如既往地牢固。
自成立以來，ASML 一直走在技術前沿。盡管存在許多懷疑的觀點，並且得到了 TNO 研究的輕微幫助，但它仍然堅信 EUV 技術是將光刻技術帶入未來的關鍵。當其他公司選擇不同的路线時，ASML 通過與其他學科的專家合作來追逐自己的夢想，構建了第一個 EUV 光刻原型，即 Alpha 演示工具。該多年項目選定的合作夥伴包括飛利浦、卡爾蔡司和 TNO。
EUV 光刻在半導體器件制造中的理論潛力是顯而易見的。然而，挑战在於如何將這一理論轉化爲可行的工具。畢竟，爲了保證 EUV 掃描儀的生產率和良率，它需要在保持超潔淨的真空環境中以極高的精度運行。在此之前，這一壯舉被證明是遙不可及的。TNO渴望將其多年在航空航天、石油和天然氣等領域的科學工作應用於設計和構建 ASML Alpha 演示工具的硬件並啓動研究线，其中一些研究线至今仍然活躍且相關。
主要進展
TNO 爲該項目开發的硬件之一是掩模版處理機，它需要滿足 EUV 的極高精度和清潔度要求。TNO 开發了一種使用航天工業的預對准傳感器放置十字线的技術。它涉及使用基於恆星圖案測量衛星位置的算法，從而實現與 EUV 掃描儀的極其精確的對准。該技術效果非常好，以至於這些傳感器仍在當今的 EUV 系統中使用。
這只是 TNO 爲 ASML 开發的 EUV 系統的幾個組件之一。存儲盒是容納掩模版的真空環境，必須按照極其嚴格的顆粒和掩模版清潔度規範進行操作。這次，TNO利用了其在太空和高科技行業獲得的污染和清潔能力。
新技術總是會遇到新的、尚未探索的挑战。例如，爲了固定掩模版，依賴真空作爲固定力的傳統晶圓卡盤已不再足夠，因爲 EUV 光刻需要真空環境。TNO 與飛利浦和 Berliner Glas（現爲 ASML Berlin）的專家合作，設計了一種靜電夾具，可以在真空環境中以令人難以置信的精度將掩模版或晶圓固定到位。
EUV 掃描儀的另一項技術創新是液位傳感器，這是由 TNO 和 ASML 設計的設備，用於快速准確地繪制晶圓形貌。TNO 仍參與水平和對准傳感器的進一步开發。最近，ASML 採用了 TNO 爲激光衛星通信开發的新型反射鏡控制概念。雙方合作夥伴再次共同努力改造反射鏡，以進一步改善 EUV 光源的光學性能。
爲 ASML EUV 光刻系統的成功做出貢獻的其他 TNO 創新包括動態氣鎖、零傳感器和晶圓夾具。TNO 現在擁有自己的高度先進的設施，例如 EBL-II，ASML 及其客戶可以在其中測量、檢查和分析污染和清潔設備。此外，還建立了研究 EUV 光對材料影響的裝置。這再次證明了多年來不斷發展的牢固聯系，TNO 仍然能夠支持 ASML 進行系統改進。
測量就是了解
“衡量就是了解”，开爾文勳爵曾經說過一句名言。但您怎么知道您已經滿足了仍需驗證的技術規範呢？在這裏，TNO 开發了專門的測量設備來量化這些數據。後來事實證明，當客戶开始在現場使用 EUV 機器時，它非常有用，並且 TNO 能夠證明 ASML 是迄今爲止在處理方面最幹淨、最快的。
這有機地催生了項目中的一個新的能力領域：污染控制，直到今天，TNO 仍繼續支持 ASML 及其供應商（如 Carl Zeiss）。顆粒、分子污染、影響顆粒傳輸和熱管理的氣流、等離子體效應——該領域仍在不斷變化。
增加沉浸感
ASML 除了努力推出 EUV 光刻之外，還通過 DUV 創新幫助客戶取得進步。爲了使他們能夠遵循摩爾定律，它引入了 DUV 浸沒式光刻技術。該技術涉及在最終透鏡和晶圓之間添加液體介質以增加折射率，從而提高光刻分辨率以在芯片上實現更精細的特徵尺寸。
當時的問題是在浸沒罩內容納和穩定液體。答案在於兩相流，這是 TNO 通過其在石油和天然氣行業正在進行的研發項目獲得了大量知識的另一個領域。當然，开發如此小規模的兩相流系統提出了新的挑战。TNO 對微流體的理解有助於使其發揮作用。更重要的是，在方程式中添加浸入式技術爲 ASML 及其客戶提供了更多時間來开發 EUV 光刻。
ASML和TNO繼續共同开發新的浸沒式光刻系統，旨在滿足行業需求，實現芯片上不同層的最佳光刻工藝。與 ASML 合作研究浸入式技術近二十年後，TNO 也將這些知識應用於其他領域，例如微冷卻。下一步是利用所獲得的知識來冷卻數據中心的芯片，以節省能源並延長芯片的使用壽命。
推動行業前進
與 TNO 一樣，ASML 通過在協作網絡中工作來處理任何新技術或想法，並且不害怕在此過程中交換知識。在整個 EUV 項目中，相互理解的感覺不斷增強，認爲所學到的知識也可以應用於光刻領域之外，從而造福於其他行業領域。通過與 ASML 的合作，TNO 不僅從技術角度，也極大地拓寬了視野。從實際意義上講，它在系統工程和整個半導體行業方面也學到了很多東西。TNO 現在支持全球多家芯片和設備制造商，但始終牢記荷蘭工業的利益，這在一定程度上要歸功於 ASML 的开放態度。
TNO 在 EUV 光刻發展的最初幾年中發揮了重要作用，幫助實現了這一偉大夢想。即使現在 ASML 已成長爲全球市場領導者，TNO 仍繼續在光學和污染控制等領域提供支持。每當需要結合聲學和光學等兩種技術來發現新的創新應用時，TNO 就擁有組建多學科團隊來完成工作的獨特能力。
ASML 和 TNO 之間的合作始於 20 世紀 90 年代末，目前還遠未結束。就像他們第一次踏上這段旅程時一樣強烈。ASML持續不斷的創新推動着TNO不斷以ASML未曾想到的創意，或尚未在業界結合的技術組合來不斷給人帶來驚喜。ASML 知道，如果無法在單一學科層面解決挑战，它總是可以請求 TNO 提供更加多學科的解決方案。
作爲回報，TNO 通過與 ASML 的長期合作關系獲得的知識和專業知識對於其幫助半導體價值鏈其他部分的荷蘭各方向前發展的愿望至關重要。通過繼續相互推動，TNO 和 ASML 可以保持其作爲荷蘭經濟生態系統和全球半導體行業關鍵驅動力的地位。
標題：鮮爲人知的公司，成就了EUV光刻機
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