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    臺積電的EUV成功之路

    2024-05-21 11:56:15 EETOP
    盡管臺積電不能聲稱自己是第一家使用極紫外(EUV)光刻技術的晶圓廠——這個頭銜屬于三星——但他們確實聲稱自己是最大的晶圓廠。因此,該公司多年來在EUV方面積累了豐富的經驗,使臺積電能夠改進他們使用EUV光刻機的方式,以提高生產率/正常運行時間,并降低使用超精細工具的成本。作為該公司本周歐洲技術研討會的一部分,他們更詳細地介紹了他們的EUV使用歷史,以及他們進一步將EUV集成到未來工藝節點中的進展。

    臺積電于2019年開始在其N7+工藝(用于華為的海思)上使用EUV光刻技術制造芯片時,它擁有全球42%的EUV光刻機安裝量,即使ASML在2020年增加了EUV光刻機的出貨量,臺積電EUV安裝中的份額實際上增加到了50%。展望 2024 年,臺積電EUV 光刻系統數量比 2019 年增長了 10 倍,盡管三星和英特爾正在增加自己的 EUV 數量,但臺積電現在占全球 EUV 安裝量的 56%??梢哉f,臺積電很早就決定在EUV上大力發展,因此他們今天仍然擁有EUV光刻機的最大份額。

    值得注意的是,臺積電EUV硅片產量增長了更大的倍數;臺積電現在生產的EUV晶圓數量是2019年的30倍。與僅增加 10 倍的光刻機相比,臺積電的產量增長了 30 倍,這突顯了臺積電如何能夠提高其 EUV 生產率、縮短維修時間和減少整體工具停機時間。顯然,這一切都是利用公司內部開發的創新完成的。

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    臺積電表示,自 2019 年以來,其 EUV 系統的晶圓/日產量已成功提高了兩倍。為此,該公司優化了EUV曝光劑量及其使用的光刻膠。此外,臺積電還大幅改進EUV光罩的薄片,使EUV光罩的使用壽命延長了4倍(即延長了正常運行時間),使每個薄片的產量提高了4.5倍,缺陷率大幅降低了80倍(即提高了生產率并延長了正常運行時間)。出于顯而易見的原因,臺積電沒有透露它是如何如此顯著地改進其薄膜技術的,但也許隨著時間的推移,該公司的工程師將與學術界分享這一點。

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    超紫外光刻系統的耗電量也是出了名的大。因此,除了提高 EUV 工具的生產率,該公司還通過未公開的 “創新節能技術”,成功地將其 EUV 光刻機的功耗降低了 24%。此外,臺積電還計劃在 2030 年前將每個 EUV 工具的單位晶圓能效提高 1.5 倍。

    考慮到臺積電目前通過低數值孔徑EUV光刻技術實現的所有改進,臺積電對未來能夠繼續生產尖端芯片充滿信心也就不足為奇了。雖然競爭對手英特爾已經全力以赴地為其未來的 sub-18A 節點開發高數值孔徑 EUV,但臺積電正在尋求利用其高度優化和經過時間考驗的低數值孔徑 EUV 工具,避免如此快地進行重大技術過渡的潛在陷阱,同時也獲得了使用成熟工具的成本效益。


    關鍵詞: EUV光刻機 ASML EUV 光刻機 臺積電

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