เครื่อง High-NA EUV Lithography คืออะไร ? รู้จักกุญแจสำคัญในการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ในยุคนี้

Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography คืออะไร ?

ในยุคที่ขนาดของทรานซิสเตอร์ (Transistor) เล็กลงเรื่อย ๆ และความต้องการด้านประสิทธิภาพในการประมวลผลในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการพิมพ์วงจรรูปแบบเดิมเริ่มเข้าสู่ขีดจำกัด

แต่ความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยี Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography ได้กลายเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยความสามารถในการใช้แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นยิ่งกว่าเดิมของเครื่อง EUV ทำให้สามารถสร้างโครงสร้างในระดับนาโนเมตรได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

บทความนี้จะพาผู้อ่านไปรู้จักว่าเครื่อง EUV Lithography เทคโนโลยีสำคัญที่อยู่เบื้องหลังการผลิตชิป ว่ามันคืออะไร ? มีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง ?

ลิโทกราฟีอัลตราไวโอเลตแบบเอ็กซ์ตรีม คืออะไร ? (What is Extreme Ultraviolet Lithography ?)

เรามาเริ่มจากการเข้าใจหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์กันก่อนสักเล็กน้อย คอมพิวเตอร์นั้นใช้ "ระบบเลขฐานสอง (Binary Number System)" ที่ประกอบด้วยเลข 0 กับเลข 1 เท่านั้น เพื่อแทนค่าดังกล่าวนักวิทยาศาสตร์ก็คิดค้นสวิตช์ขึ้นมา โดยให้ "0 = ปิด" และ "1 = เปิด" ยิ่งเรามีจำนวนสวิตช์มากเท่าไหร่ ก็หมายความว่าคอมพิวเตอร์ก็จะมีพลังในการประมวลผลมากขึ้นเท่านั้น

คอมพิวเตอร์ยุคแรก ๆ ใช้หลอดสุญญากาศในการทำงาน ซึ่งตัวหลอดมันก็มีขนาดใหญ่ ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดที่ใหญ่โตใช้พื้นที่ทั้งห้องในการสร้าง จนกระทั่งมีคนคิดค้นทรานซิสเตอร์ขึ้นมาได้ ด้วยคุณสมบัติในการนำกระแสไฟฟ้า และหยุดการไหลของไฟฟ้าได้ด้วย ทำให้มันสามารถทำหน้าเสมือนเป็นสวิตช์เปิดปิดได้ ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กกว่าหลอดสุญญากาศมาก การมาถึงของมันทำให้คอมพิวเตอร์ลดขนาด และต้นทุนการสร้างได้อย่างมหาศาล

ตลอดครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา วงจรทรานซิสเตอร์ได้มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ และทรงพลังมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง ด้วยการย่อส่วนองค์ประกอบต่าง ๆ อย่างมหาศาลในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ทำให้สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนมหาศาลลงในชิปที่มีขนาดเล็ก ๆ ได้ อย่างในชิป Apple M4 ก็มีจำนวนทรานซิสเตอร์มากถึง 28,000,000,000 ตัวเลยทีเดียว ซึ่งเทคโนโลยีสำคัญที่ทำให้เราสามารถผลิตชิปที่มีประสิทธิภาพสูงขนาดนี้ได้ ก็คือ Extreme Ultraviolet Lithography

ภาพจาก : https://xinwen.bjd.com.cn/content/s630c9db8e4b073338173da0f.html

ขอธิบายเกี่ยวกับการพิมพ์หิน หรือ Lithography ก่อนสักเล็กน้อย แนวคิดเรื่อง Lithography มีมาก่อนการถือกำเนิดของชิปคอมพิวเตอร์หลายร้อยปี ย้อนกลับไปช่วงปลายศตวรรษที่ 18 เทคนิคนี้ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อใช้สร้างภาพพิมพ์ที่แม่นยำ และสามารถทำซ้ำได้ โดยจะเริ่มจากการวาดภาพลงบนพื้นผิวเรียบที่มีความพรุนอย่างหินปูน ด้วยสารที่มีลักษณะคล้ายน้ำมัน จากนั้นจะเช็ดหินด้วยกรด, น้ำยาง และล้างด้วยน้ำให้สะอาด แล้วจึงป้ายหมึกลงไปบนที่ภาพบนหิน ช่วยให้สามารถพิมพ์สำเนาของภาพต้นฉบับได้ซ้ำอย่างแม่นยำ

ภาพจาก : https://www.metmuseum.org/about-the-met/collection-areas/drawings-and-prints/materials-and-techniques/printmaking/lithograph

อุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้นำแนวคิดของ Lithography มาพัฒนาต่อในรูปแบบที่เรียกว่า “โฟโตลิโทกราฟี” (Photolithography) ซึ่งเทคนิคนี้ถูกคิดค้นขึ้นโดยเจย์ แลทรอป (Jay Lathrop) ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1950 (พ.ศ. 2493) ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้ใช้เทคนิคนี้ในการพิมพ์ลวดลายวงจรลงบนชั้นไวแสงที่เคลือบบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน (Silicon Wafer) ซึ่งลวดลายดังกล่าวจะกลายเป็นลายนูนที่สามารถนำไปกัดลึกลงในเนื้อเวเฟอร์ได้ กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำหลายสิบรอบเพื่อสร้างโครงสร้างทรานซิสเตอร์ และระบบสายเชื่อมต่อที่ซับซ้อนของชิปในปัจจุบัน

เกริ่นมาตั้งยาว หลายคนอาจจะสงสัยว่าแล้วมันเกี่ยวอะไรกับ EUV อดทนอ่านอีกนิดเดียวนะ

การทำ Photolithography ในอดีต แสงที่ใช้สำหรับกัดลายลงบนแผ่นเวเฟอร์จะอยู่ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ทีนี้ หากต้องการพิมพ์ลวดลายที่เล็กลงกว่าเดิม เพื่อให้อัดทรานซิสเตอร์ลงไปได้มากขึ้นในพื้นที่เท่าเดิม เราจึงจำเป็นต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นยิ่งขึ้น

ในกรณีของ EUV หรือ Extreme Ultraviolet Lithography แสงที่ใช้นั้นมีความยาวคลื่นสั้นมากเพียงประมาณ 13 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งอยู่ไกลเกินกว่าขอบเขตของแสงที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ แสง EUV นี้สามารถสร้างลวดลายที่มีขนาดเล็กกว่า 12 นาโนเมตร ซึ่งเล็กกว่าเทคโนโลยีเดิมในอดีตที่เคยทำได้อย่างน้อยถึง 3 เท่า

ภาพจาก : https://tech.yahoo.com/business/articles/rapidus-first-japanese-company-install-151856914.html

ลิโทกราฟีอัลตราไวโอเลตแบบเอ็กซ์ตรีม ทำงานอย่างไร ? (How does EUV Lithography work ?)

ในอดีตแสงที่ใช้สำหรับกัดลายลงบนแผ่นเวเฟอร์จะอยู่ในช่วงรังสี UV ในกรณีของ EUV หรือ Extreme Ultraviolet Lithography แสงที่ใช้นั้นมีความยาวคลื่นสั้นมากเพียงประมาณ 13 นาโนเมตร แสงชนิดนี้ไม่สามารถพบได้ตามธรรมชาติบนโลก แต่สามารถสร้างขึ้นได้โดยการยิงเลเซอร์กำลังสูงไปยังหยดโลหะดีบุกขนาดเล็ก ในสภาวะสุญญากาศ ทำให้หยดโลหะนั้นขยายตัว ซึ่งเรียกว่า “พรีพัลส์” (Pre-Pulse) จากนั้นเลเซอร์จะแผ่พลังงานใน “เมนพัลส์” (Main Pulse) เข้าใส่ ทำให้โลหะดีบุกร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิ 200,000°C (ประมาณ 360,000°F) จนกลายเป็นพลาสมาร้อน ซึ่งร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์เกือบ 40 เท่า เพื่อให้เกิดพลาสมาที่เปล่งแสงความยาวคลื่น 13 นาโนเมตรออกมา

โดยพลาสมาดีบุกที่ถูกจุดชนวนนี้จะปล่อยรังสี EUV ที่ต้องการออกมา โดยกระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำถึง 50,000 ครั้งต่อวินาที เลเซอร์ที่ใช้ในกระบวนการนี้ถือเป็นเลเซอร์พลังสูงแบบพัลส์สำหรับงานอุตสาหกรรมที่ทรงพลังที่สุดในโลก มีพลังมากกว่าระบบเลเซอร์ที่ใช้ตัดเหล็กในปัจจุบันถึงสิบเท่า

จากนั้นแสง EUV จะถูกสะท้อน และรวมแสงด้วยกระจกพิเศษที่มีความเรียบเป็นพิเศษ แล้วจึงฉายอย่างแม่นยำลงบนแผ่นหน้ากาก (Mask) ที่มีลวดลายที่ต้องการ แสงที่ผ่านหน้ากากนี้จะทะลุไปยังผิวของเวเฟอร์ที่เคลือบสารไวแสง ทำให้เกิดการพิมพ์ภาพนั้นลงบนเวเฟอร์

แสง EUV นี้สามารถสร้างลวดลายที่มีขนาดเล็กกว่า 12 นาโนเมตร หากสงสัยว่ามันเล็กขนาดไหน ? เส้นผมของคนเรามีความกว้างอยู่ที่ประมาณ 70,000 นาโนเมตร เท่านั้น

ภาพจาก : https://cset.georgetown.edu/wp-content/uploads/CSET-Tracing-the-Emergence-of-Extreme-Ultraviolet-Lithography.pdf

ฟังดูเหมือนไม่ซับซ้อน แต่ในการทำงานจริง ถือได้ว่าเครื่อง EUV Lithography เป็นหนึ่งในเครื่องที่รวมเทคโนโลยีระดับสุดยอดของมนุษย์เอาไว้หลากหลายด้าน และกระบวนการทำงานของมันก็ซับซ้อนมาก ลองนึกภาพว่าการจะยิงแสงลงไปบนพื้นผิวที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผม 70,000 เท่า และต้องมีการ "ขยับ" ทีละไม่กี่นาโนเมตร เพื่อสร้างลวดลาย นี่เป็นความท้าทายทางวิทยาศาสตร์อย่างมากกว่าจะบรรลุผล

นอกจากนี้ เนื่องจากรังสี EUV จะถูกดูดกลืนโดยอากาศ และกระจก เครื่อง EUV จึงต้องออกแบบระบบออปติกให้ทำงานในสภาวะสุญญากาศ และใช้เพียงกระจกสะท้อนแสงเท่านั้น ทั้งระบบมีความสูงประมาณ 1.5 เมตร หนักราว 3.5 ตัน และประกอบด้วยชิ้นส่วนมากกว่า 35,000 ชิ้น ระบบออปติกความแม่นยำสูงนี้ถูกแบ่งออกเป็นสองโมดูลหลัก ได้แก่ ระบบให้แสง (Illumination System) และระบบฉายภาพ (Projection Optic)

ระบบให้แสงมีหน้าที่ส่องแสงไปยังหน้ากาก (Mask) ให้สม่ำเสมอที่สุดจากทิศทางที่สามารถปรับได้ โดยกระจกขนาดใหญ่ที่เรียกว่า "คอลเลกเตอร์ (Collector)" จะรวบรวมแสง EUV ที่ปล่อยออกมาจากพลาสมาดีบุก แล้วนำพาแสงผ่านกระจกในลำแสงที่ต่อเนื่องกัน จนได้รูปแบบแสงที่พอดีกับหน้ากาก

เมื่อเข้าสู่ระบบฉายภาพ ลวดลายขนาดเล็กมากบนหน้ากากจะถูกฉายอย่างแม่นยำลงบนแผ่นเวเฟอร์ที่เคลือบด้วยสารไวแสง ผ่านทางกระจกอีกหลายชิ้น ในท้ายที่สุด จะสามารถสร้างทรานซิสเตอร์ขนาดเท่าปลายนิ้วได้หลายพันล้านตัวบนแผ่นเวเฟอร์หนึ่งแผ่น

ภาพจาก : https://medium.com/@mparekh/ai-key-role-of-asml-in-ai-tech-wave-rtz-588-3ffc19702ec3

ใครเป็นผู้ผลิต เครื่องลิโทกราฟีอัลตราไวโอเลตแบบเอ็กซ์ตรีม ? (Who makes the EUV Lithography Machine ?)

ปัจจุบันนี้ ASML เป็นเพียงบริษัทเดียวในโลกที่ผลิตเครื่องลิโทกราฟีแบบ EUV สำหรับการผลิตชิปขนาดเล็กระดับนาโนในเชิงอุตสาหกรรมได้ เพื่อออกแบบ และทดสอบเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ IBM Research ได้ใช้งานหนึ่งในเครื่อง EUV รุ่นล้ำสมัยที่สุดของ ASML ณ ศูนย์ Albany Nanotech Complex ในนครออลบานี รัฐนิวยอร์ก

เครื่องจักรแต่ละเครื่องมีขนาดใหญ่มากถึงขั้นที่ต้องใช้เครื่องบินเจ็ตโดยสารขนาดใหญ่ถึง 3 ลำในการขนส่ง และประกอบด้วยชิ้นส่วนมากกว่า 100,000 ชิ้น แม้จะมีความซับซ้อนอย่างมหาศาล แต่เครื่องนี้ก็สามารถพิมพ์แผ่นเวเฟอร์ได้หลายร้อยแผ่นต่อวันด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร

ภาพจาก : https://www.all-about-industries.com/if-asml-is-not-allowed-to-deliver-to-china-huawei-must-become-creative-itself-a-ec3cfde2c2f88356cc5da222248098f7/

เครื่อง High-NA EUV Lithography คืออะไร ? (What is High-NA EUV Lithography Machine ?)

อนาคตของเซมิคอนดักเตอร์นั้นก้าวไกลเกินกว่าเทคโนโลยีระดับ 5 หรือ 7 นาโนเมตร จะตอบโจทย์ได้แล้ว และทาง IBM Research ได้เปิดตัวทรานซิสเตอร์ระดับ 2 นาโนเมตร ตัวแรกของโลกที่ใช้งานได้จริงตั้งแต่ปี ค.ศ. 2021 (พ.ศ. 2564) แม้ว่าเครื่อง EUV ที่มีอยู่ในปัจจุบันก็สามารถผลิตได้ แต่ Yield Rate ยังไม่เหมาะสมกับการผลิตในเชิงพาณิชย์

เนื่องจากต้องอาศัยการฉายแสง EUV ซ้ำถึงสาม หรือสี่ครั้ง แทนที่จะฉายเพียงครั้งเดียว และเมื่อผนวกกับอุปสรรคอื่น ๆ จึงทำให้นักวิจัยต้องพิจารณาวิธีการใหม่ จนออกมาเป็นสิ่งที่เรียกว่า High Numerical Aperture (หรือ High NA) EUV Lithography

กระบวนการใหม่นี้แม้จะยังใช้หลักการเดียวกันกับ EUV Lithography แต่ระบบออปติกจะมีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อให้สามารถรองรับการพิมพ์ลวดลายที่มีความละเอียดสูงขึ้นลงบนแผ่นเวเฟอร์ได้

ภาพจาก : https://www.zeiss.com/content/dam/smt/inspiring-technology/high-na/metrology-by-zeiss-smt-for-high-na-euv-lithography.jpg/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.432.file/metrology-by-zeiss-smt-for-high-na-euv-lithography.jpg

ประวัติความเป็นมาของ ลิโทกราฟีอัลตราไวโอเลตแบบเอ็กซ์ตรีม (History of Extreme Ultraviolet Lithography)

จุดเริ่มต้นของ EUV

ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523)

จุดเริ่มต้นของเทคโนโลยี EUV ย้อนกลับไปในช่วงกลางทศวรรษ ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523) ที่ประเทศญี่ปุ่น โดยอิงจากการวิจัยเกี่ยวกับกระจกหลายชั้นที่ดำเนินการในรัสเซียช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1970 (พ.ศ. 2513) ซึ่งฮิโระโอะ คิโนะชิตะ (Hiroo Kinoshita) สามารถฉายภาพ EUV ได้เป็นครั้งแรก

ไม่นานหลังจากนั้น ห้องปฏิบัติการในสหรัฐอเมริกา และเนเธอร์แลนด์ ก็เริ่มศึกษาความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีลิโทกราฟีแบบใหม่นี้ ในตอนแรกเทคโนโลยีนี้ถูกเรียกว่า “ลิโทกราฟีรังสีเอกซ์อ่อน” (Soft X-Ray Lithography) แต่ต่อมาก็ได้ชื่อว่า “แสงอัลตราไวโอเลตขั้นสุด” (Extreme Ultraviolet) ซึ่งได้แรงบันดาลใจมาจากคำที่นักดาราศาสตร์ใช้เรียกช่วงความยาวคลื่น และพลังงานของโฟตอนในระดับเดียวกัน

ในทางลิโทกราฟี การใช้แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นลง จะช่วยให้ผู้ผลิตชิปสามารถลดขนาด และเพิ่มความหนาแน่นของลักษณะต่าง ๆ เช่น ทรานซิสเตอร์บนชิปได้ ส่งผลให้ชิปมีความเร็ว และประสิทธิภาพสูงขึ้น

ค.ศ. 1984 (พ.ศ. 2527)

ในปี ค.ศ. 1984 (พ.ศ. 2527) ที่ ASML ก่อตั้งขึ้น อุตสาหกรรมในขณะนั้นยังใช้หลอดไอปรอท (Mercury-Vapor Lamp) ซึ่งให้แสงความยาวคลื่น 436 นาโนเมตร หรือที่เรียกว่า G-Line และต่อมาจึงเปลี่ยนมาใช้แสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 365 นาโนเมตร ซึ่งเรียกว่า I-Line นักวิจัยยุคแรกของ EUV ได้ทดลองใช้งานความยาวคลื่นหลายระดับ ตั้งแต่ 4 ถึง 40 นาโนเมตร ก่อนที่จะตกผลึกลงที่ความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตร ซึ่งเป็นจุดเหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างแสง EUV โดยใช้พลาสมาดีบุก

EUV ไม่ใช่เทคโนโลยีเดียวที่นักวิจัยพิจารณาสำหรับการ "ย่อตัว" ของทรานซิสเตอร์ในอนาคต ยังมีการทดลองกับการใช้ลำแสงอิเล็กตรอน (Electron Beam Lithography) และลำแสงไอออน (Ion Beam Lithography) ซึ่งดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้เช่นกัน แต่ ASML ตัดสินใจ "เดิมพันอย่างมีเหตุผล" กับเทคโนโลยี EUV เพราะมันดูเหมาะสมที่สุดสำหรับการลดขนาดทรานซิสเตอร์ ในขณะที่ยังสามารถควบคุมต้นทุนสำหรับการผลิตจำนวนมากได้

ค.ศ. 1987 (พ.ศ. 2530)

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อในศักยภาพของ EUV ในทันที ในการประชุม SPIE ในปี ค.ศ. 2020 (พ.ศ. 2563) ฮิโรโอะ คิโนะชิตะ ซึ่งขณะนั้นเป็นนักวิจัยของ NTT ได้เล่าถึงความท้าทายในการโน้มน้าวนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ว่าเทคโนโลยี EUV มีอนาคต กล่าวว่า "ผมได้นำเสนอผลวิจัยของผม ในการประชุมประจำปีของสมาคมออปติกประยุกต์แห่งประเทศญี่ปุ่นเมื่อปี ค.ศ. 1986 (พ.ศ. 2529) โชคร้ายที่ผู้ฟังไม่เชื่อถือในสิ่งที่ผมนำเสนอ อย่างไรก็ตาม ความเชื่อมั่นของผมไม่เคยเปลี่ยนแปลง"

แอนดรูว์ ฮอว์รีลัค ผู้คร่ำหวอดในวงการเซมิคอนดักเตอร์ และเป็นนักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ ณ เวลานั้น ก็ได้เล่าความหงุดหงิดใจในทำนองเดียวกัน เขาเล่าว่าในเดือนธันวาคม ปี ค.ศ. 1987 (พ.ศ. 2530) มีศาสตราจารย์คนหนึ่งมาเยี่ยมเขา และทีมงาน หลังจากได้ฟังงานวิจัยเกี่ยวกับ EUV ศาสตราจารย์คนนั้นก็ถามว่า "แต่มันจะนำไปใช้ประโยชน์จริงได้หรือเปล่า ?"

"คำพูดนั้นตามหลอกหลอนผมเลย" แอนดรูว์กล่าว เขากลับบ้านช่วงวันหยุดคริสต์มาส และสองสัปดาห์ต่อมาก็กลับมาพร้อมกับรายงานปริมาณ 30 หน้าเกี่ยวกับ EUV เขา และทีม ได้นำเสนองานนี้ในการประชุมในปีถัดมา แต่ถึงตอนนั้น การหาผู้สนับสนุนก็ยังยาก "คุณนึกภาพไม่ออกหรอกว่า ผมโดนโจมตีขนาดไหนในการนำเสนอนั้น" แอนดรูว์เล่าย้อน "ทุกคนในห้องดูเหมือนพร้อมจะสับผมเป็นชิ้น ๆ ผมกลับบ้านไปอย่างหมดแรง และตั้งใจว่าจะไม่พูดถึง EUV อีกต่อไป"

แต่เพียงสัปดาห์ต่อมา แอนดรูว์ก็ได้รับโทรศัพท์จากวิลเลียม (บิล) บริงค์แมน แห่ง Bell Labs ซึ่งสามารถโน้มน้าวให้กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ สนับสนุนโครงการวิจัย EUV ระดับประเทศที่ห้องปฏิบัติการลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ และแซนเดีย ในโครงการที่ต่อมาเรียกว่า "ห้องปฏิบัติการระดับชาติจำลอง" (Virtual National Laboratories)

"บิลจัดหาเงินทุนมาให้เราได้ แต่เงินนั้นก็ต้องหมดลงไม่ช้าก็เร็ว" แอนดรูว์กล่าว "สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือการทำให้ภาคอุตสาหกรรมเข้ามามีส่วนร่วมในการสนับสนุนเทคโนโลยีใหม่นี้"

สู่การพัฒนาอุตสาหกรรม

ค.ศ. 1990 (พ.ศ. 2553)

ภายหลังบรรดาผู้ผลิตชิปในสหรัฐฯ ที่เข้าร่วมได้ร่วมกันก่อตั้งองค์กรชื่อ "EUV LLC" และทำสัญญาร่วมกับกลุ่ม Virtual National Laboratories เพื่อเร่งพัฒนาเทคโนโลยีการฉายแสง EUV และลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการนำเทคโนโลยีใหม่นี้ไปสู่ภาคอุตสาหกรรม

ในขณะเดียวกัน ที่ประเทศเนเธอร์แลนด์ เฟร็ด ไบเกอร์ก ศาสตราจารย์ด้านออปติก EUV ได้ฉายภาพ EUV เป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตาม การวิจัยเพื่อนำเทคโนโลยี EUV lithography มาใช้ในภาคอุตสาหกรรมของยุโรปเพิ่งเริ่มต้นขึ้นจริงจังในช่วงปลายทศวรรษ ค.ศ. 1990 (พ.ศ. 2553) โดยในปี ค.ศ. 1997 (พ.ศ. 2540) ASML ได้ดึงตัว โยส เบ็นสชอป (รองประธานอาวุโสฝ่ายเทคโนโลยี) เข้ามาเพื่อเริ่มต้นโครงการ EUV ของบริษัท

ค.ศ. 1998 (พ.ศ. 2541)

ด้วยความช่วยเหลือของโยส ASML จึงจัดตั้งกลุ่มวิจัย และพัฒนาในอุตสาหกรรมของยุโรปขึ้นในปี ค.ศ. 1998 (พ.ศ. 2541) ภายใต้ชื่อ "EUCLIDES" ซึ่งย่อมาจาก Extreme UV Concept Lithography Development System โดยร่วมมือกับพันธมิตรระยะยาวของบริษัท คือ ZEISS ผู้ผลิตออปติกชั้นนำจากเยอรมนี และ Oxford Instruments ผู้จัดหาแหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอน นอกจากนี้ ASML ยังร่วมมือกับผู้ผลิตรายอื่น ๆ เช่น Philips Research และ CFT, TNO-TPD, FOM-Rijnhuizen, สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติเยอรมนี PTB และ Fraunhofer-IWS

ค.ศ. 1999 (พ.ศ. 2542)

ต่อมาในปี ค.ศ. 1999 (พ.ศ. 2542) ASML และ EUCLIDES ได้จับมือกับกลุ่ม EUV LLC จากฝั่งสหรัฐฯ ขณะที่ประเทศญี่ปุ่นเองก็เดินหน้าวิจัยเทคโนโลยี EUV ผ่านโครงการ Association of Super-Advanced Electronics Technologies (ASET) และต่อมาในโครงการ Japanese Extreme Ultraviolet Lithography Development Association (EUVA)

ค.ศ. 2000 (พ.ศ. 2543)

ในปี ค.ศ. 2000 (พ.ศ. 2543) โยสได้นำเสนอผลลัพธ์แรกจากโครงการ EUCLIDES ในงานประชุม SPIE และเมื่อเห็นศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ ในปี ค.ศ. 2001 (พ.ศ. 2544) ASML จึงจัดตั้งทีมขนาดเล็กเพื่อพัฒนาระบบ EUV ต้นแบบ

ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549)

ปี ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549) ทีมก็สามารถบรรลุเป้าหมายได้สำเร็จ โดยระบบต้นแบบ EUV ชุดแรกถูกจัดส่งไปยัง imec ในประเทศเบลเยียม และ College of Nanoscale Science & Engineering (SUNY) ที่เมืองออลบานี รัฐนิวยอร์ก โดยที่นั่น ระบบต้นแบบเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจเทคโนโลยี EUV ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น และพิจารณาว่ามันจะสามารถบูรณาการเข้ากับกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างไร ?

แสงแรก

ค.ศ. 2008 (พ.ศ. 2551)

ในช่วงฤดูใบไม้ผลิปี ค.ศ. 2008 (พ.ศ. 2551) มหาวิทยาลัย SUNY ได้ใช้เครื่องต้นแบบของพวกเขาในการผลิตชิปทดสอบ EUV แบบ Full-Field ชุดแรกของโลก และในปี ค.ศ. 2009 (พ.ศ. 2552) ASML ก็เปิดอาคารสำหรับพัฒนา และผลิตเทคโนโลยี EUV ที่สำนักงานใหญ่ในเมืองเฟลด์โฮเฟน ประเทศเนเธอร์แลนด์ โดยอาคารเหล่านี้ประกอบด้วยห้องคลีนรูม และพื้นที่ทำงานรวมกว่า 10,000 ตารางเมตร

ค.ศ. 2010 (พ.ศ. 2553)

ต่อมาในปี ค.ศ. 2010 (พ.ศ. 2553) ASML ได้จัดส่งเครื่องฉายแสง EUV รุ่นทดสอบก่อนการผลิตจริงตัวแรก คือ TWINSCAN NXE:3100 ไปยังศูนย์วิจัยของซัมซุงในประเทศเกาหลีใต้ เครื่องนี้สามารถสร้าง "แสงแรก" (First Light—a อ้างอิงถึงคำศัพท์ทางดาราศาสตร์) ได้สำเร็จในคืนวันคริสต์มาสอีฟ สำหรับโยส เบ็นสชอป (รองประธานอาวุโสฝ่ายเทคโนโลยี)แล้ว นี่ถือเป็นบทสรุปของความพยายามตลอดระยะเวลา 13 ปีของเขา

มันเป็นช่วงเวลาที่ยิ่งใหญ่ อย่างไรก็ตาม กว่าที่จะเริ่มวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์ที่มีเทคโนโลยี EUV ได้ก็ต้องใช้เวลาอีกถึงเก้าปี ก่อนที่ผู้ผลิตชิปจะสามารถใช้มันได้อย่างเต็มที่และพัฒนาไปสู่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ได้จริง

ค.ศ. 2019 (พ.ศ. 2562)

ในปี ค.ศ. 2019 (พ.ศ. 2562) ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ตัวแรกที่ใช้เทคโนโลยี EUV ก็ได้เปิดตัวออกมาในสมาร์ตโฟน Samsung Galaxy Note10 และ Note10+ จากนั้นในเดือนธันวาคม ปี ค.ศ. 2020 (พ.ศ. 2563) ASML ได้ฉลองการจัดส่งเครื่อง EUV เครื่องที่ 100 และเมื่อสิ้นปี ค.ศ. 2021 (พ.ศ. 2564) มีเครื่อง EUV รุ่นล่าสุดจำนวน 127 เครื่องถูกส่งมอบถึงมือลูกค้าทั่วโลก