韩国FST突破EUV防护膜关键技术 即将供货三星2纳米产线

FST的EUV防护膜原型机正在接受三星的严格测试。测试结果显示，该防护膜在透光率、均匀性、热阻及氢等离子体耐久性方面均达到三星的要求，仅在框架颗粒问题上需进一步优化。FST表示，该问题预计将很快得到解决。此外，双方正在商讨将防护膜单价控制在5000万韩元（约3.6万美元）以下，远低于EUV光罩（约5亿至10亿韩元）的成本，但仍显著高于深紫外 (DUV) 光罩的100万韩元单价。

FST的防护膜采用碳纳米管 (CNT) 膜作为外层，搭配自主研发的涂层技术以抵御氢等离子体侵蚀。CNT膜可有效阻挡灰尘沉积，同时保持高透光率，其合成设备由芬兰公司Canatu提供。三星还计划在未来的高数值孔径 (High NA) EUV设备中继续使用FST的防护膜，进一步深化双方合作。

EUV防护膜在先进芯片制造中扮演着至关重要的角色。作为保护光掩模的超薄薄膜，防护膜能在光刻过程中防止颗粒和杂质污染光掩模，从而延长其使用寿命。相比DUV光罩，EUV光罩的成本高出数十倍，单价在5亿至10亿韩元之间。若不使用防护膜，光掩模一旦被污染，芯片制造商需将其丢弃或进行昂贵的清洁操作，这将显著增加生产成本。

▲ EUVL 系统中图案缺陷的示意图 a) 不带防护膜，b) 带防护膜

近年来，芯片制造商越来越多地采用EUV工艺以满足先进制程需求。EUV工艺的高能量输出对设备和材料提出了更高要求，防护膜的引入成为降低生产风险和成本的关键。三星此前依赖ASML的EUV设备，但尚未大规模采用防护膜，主要由于担心其在高能量环境中可能破裂，导致生产线停摆。然而，台积电的成功经验表明，通过反复测试和优化，防护膜能够显著提高生产效率。台积电曾因防护膜破裂而多次停产，但通过积累经验和制定应对措施，已成功将其融入EUV制程。

三星于2020年和2021年分别投资658亿韩元和430亿韩元，收购了S&S Tech 8%的股份和FST 6.9%的股份，以支持两家公司在EUV防护膜领域的研发。这些投资帮助FST和S&S Tech在两年内开发出透光率超过90%的防护膜，展现出商业化潜力。尽管如此，三星仍对防护膜的稳定性持谨慎态度，担心其破裂可能导致EUV设备停机，影响整个生产线的运作。

项随着EUV工艺在全球芯片制造中的普及，防护膜市场需求正在迅速增长。包括FST和S&S Tech在内的多家公司已开发出高性能防护膜，透光率超过90%，为芯片制造商提供了更可靠的解决方案。市场分析显示，防护膜的采用不仅能延长昂贵EUV光罩的使用寿命，还能通过减少清洁和更换频率降低总体生产成本。

当前芯片市场低迷为三星等制造商提供了测试防护膜的理想窗口。由于生产线产量处于低位，测试新材料的经济风险较低。台积电的成功案例表明，尽管初期可能面临破裂等挑战，但通过持续优化，防护膜能够显著提升生产效率并降低成本。台积电目前从日本三井化学（ASML合作伙伴）采购防护膜，并已建立完善的应对机制。

对三星而言，FST的防护膜有望在2纳米制程及未来的高NA EUV设备中发挥关键作用。随着FST解决颗粒问题并进一步优化产品，预计其防护膜将在2026年成为三星EUV工艺的重要组成部分。展望未来，随着EUV工艺的进一步普及，防护膜市场将持续扩大，为FST等供应商带来更多增长机会，同时推动全球芯片制造技术的进步。

参考资料：

Yun-Yao Lin,etc,"EUV pellicle technology for high volume wafer production", Proc. SPIE 12750, International Conference on Extreme Ultraviolet Lithography 2023, 127500N (21 November 2023); https://doi.org/10.1117/12.2688127

Sang Jin Cho, Kyoungwon Seo, Kyoungsoo Kim, Lan Yu, and Seong-yong Moon "Study on the multi layers for EUV pellicle", Proc. SPIE 11517, Extreme Ultraviolet Lithography 2020, 115171E (14 October 2020); https://doi.org/10.1117/12.2574586