日本凸版印刷 Toppan 多年前就投入 EUV 光刻機用的光掩模技術的開發, 過去 5 年 (2014~2108.04) 期間, 凸版 Toppan 發表了 37 篇有關於關鍵 EUV 光掩模技術的相關論文, 是該產業競爭對手的數倍之多, 顯示投入研發的深度.
日前 ASML 已經宣布 EUV 光刻機 NEX:3400B 在實驗室中已經可以達到每小時吞吐量 140 片的新裡程碑, 且光源功率為 246 瓦, 同時, ASML 的 EUV 光刻機也獲得半導體大廠在 7 納米的採用, 包括三星第一代的 7 納米技術, 以及台積電在 2019 年導入的第二代 7 納米等, 正式迎接半導體產業的 EUV 光刻機時代.
凸版也宣布, 已經出貨超過 300 個測試用的 EUV 光掩模給客戶, 且相信未來晶片公司和光掩模供應商之間的緊密合作, 可以協助 EUV 光刻機在市場上快速導入量產.
日本凸版上海廠的前世今生, 是中國半導體中外合作發展的創新佐證
凸版在 1961 年跨入半導體光掩模產業, 中國上海廠是於 1995 年開始投產. 中國的凸版上海廠前身是美國杜邦, 杜邦的光掩模事業部布局中國半導體產業的時間點非常早, 甚至早於許多中國一線半導體晶圓廠, 不過, 杜邦在 2004 年將上海廠賣給日本凸版後, 陸續退出該產業.
中國科學院院士, 同時也是知名的材料學家鄒世昌當年也參與杜邦光掩模上海廠, 上海華虹 NEC, 宏力半導體的建設, 是中國半導體產業發展的見證人.
鄒世昌回憶, 1993 年到美國參訪杜邦總部, 且參觀紐約工廠, 了解杜邦技術後, 展開與杜邦的商業談判, 幾經周折, 在 1995 年合資公司上海杜邦光掩膜正式成立.
上海杜邦成立初期, 領導管理層是美方, 成立的前幾年持續虧損, 在董事會商議後, 從韓國廠派人到合資公司擔任總經理, 借鑒海外經驗且開源節流的策略後, 上海廠在 2000 年初開始轉虧為盈, 同時也將國內的光掩模技術製造水平提升到 0.25 微米, 提升交期和量產的品質.
鄒世昌感性指出, 日本凸版印刷上海廠的前世今生, 是中國半導體中外合作發展的創新佐證.
他進一步指出, 眼前的國內半導體欣欣向榮, 各地晶圓廠是遍地開花, 但國內高端光掩模技術仍是薄弱, 多數是依靠國外進口, 未來希望凸板能填補高端技術的缺口, 推進產業發展, 因為中國產業發展的崛起, 離不開國內外的共同合作, 上下遊的共同努力.
凸版要將高端 28 / 14 納米, DRAM 技術落地中國 全力衝刺市場份額
日本凸板陸續將高端技術轉移到上海廠 TPCS, 該廠在 2015 年導入 90 納米的光掩模技術設備, 並將在 2018 年開始生產 65/55 納米技術, 之後在 2018 年進入邏輯製程 28/14 納米, 以及 DRAM 的 1X/1Y 製程的光掩模生產, 預計將投入 1.5 億美元, 全力衝刺中國市場的市佔率.
同時, 日本凸版將最高端的光掩模技術產品在中國當地生產, 有助於縮短交期, 提供就近服務, 目標是 2020 年底將中國光掩模市佔率提升至 70%.
除了投入高端技術工藝, 日本凸版也在數年前就投入 EUV 光刻機用的光掩模, 通過高能量, 波長短的光源, 將電路圖案轉印到晶圓, EUV 光源波長比目前深紫外線 DUV 光源波長短少約 15 倍, 因此能達到持續將線寬尺寸縮小的目的.
EUV 光刻機用的光掩模是以微細加工與光學設計技術在基板表面施加微細的凹凸加工, 且測試超過 300 種以不同的高度, 間隔, 形狀, 材料的組合等, 達到成功減少多餘的光線反射, 減少電路線寬不均問題, 利於形成微細的半導體電路.
EUV 光掩模和傳統光掩模不同之處在於, 傳統光掩模是有選擇性地傳輸 193 nm 波長的光線, 將電路圖案投射到晶圓上, 但當採用 13.5 nm 波長的 EUV 微影技術時, 所有的光掩模材料都是不透光的, 因此具複合多塗層反射鏡的光掩模可將電路圖案反射到晶圓上.