台积电加速自研EUV光罩保护膜,单片晶圆生产效率提升了4.5倍

据Tom's hardware报道,台积电(TSMC)作为全球最大的先进制程晶圆代工厂,不仅拥有着全球最先进的制程工艺,也拥有着数量最多的ASML极紫外光光刻机。2019年首次于华为麒麟9000处理器导入EUV后,台积电持续控制着全球超过42%~56%的EUV光刻机装机量,经过多年的积累,台积电目前已经累积了约200多台EUV光刻机,在2024~2025年还新增了60多台,以支撑先进制程扩产需要。

自2019年以来,台积电通过自身的系统级优化及自研EUV光罩保护膜材料,EUV生产晶圆产量累计增加30倍,同时电力消耗也减少24%。

EUV光刻机相较传统的深紫外(DUV)光刻机,光罩及保护膜等都须进一步调整,保护膜一直是半导体制程中防止尘粒污染的关键保护机制。而且,进入EUV光刻时代后,过去广泛使用的有机

,因无法兼具透光率与稳定性,已不再适用。目前EUV制程大多采用「无pellicle」的光罩,导致必须频繁进行图样检查;一旦发现缺陷,不仅需修复或重制光罩,生产成本也大增并降低速度。

因此,包括ASML等半导体业者近年也投入EUV光罩保护膜的研发,但由于技术难度高,尚未实现量产。而台积电研发EUV光罩保护膜已有多年,这主要是因为评估EUV光罩保护膜对于7nm以下制程生产效率与成本降低极为重要,因此近期决定正式加速自研计划。

数据显示,台积电EUV光罩保护膜寿命增加了4倍,单片晶圆生产效率提升了4.5倍,瑕疵品大幅降低。据Digitimes报道,台积电计划改造一座200毫米工厂专门生产自研EUV薄膜,性能甚至超过了ASML原厂供应的EUV光罩保护膜,展现台积电制程与材料整合实力。

近期,台积电宣布退出GaN市场,凸显大陆GaN厂商的低价战已对其造成极大竞争压力,台积电原有的6英寸GaN厂也将改建为先进封装厂,暂以CoPoS为主。而最受关注的就是竹科8英寸晶圆厂大幅调整,其中,竹科Fab 3将有望正式投入台积电自研EUV光罩保护膜的生产,以减少对ASML相关供应链的依赖。台积电希望以自身研发与生产能力,全面提升EUV先进制程良率,创造最低成本、最高效益的制程和产品。

相较于竞争对手仍高度依赖ASML的EUV光刻机和EUV光罩保护膜推进先进制程技术,台积电核心优势来自硬件设备及材料供应链掌控力 —— 通过持续投资制程工艺优化,包括曝光剂量微调、曝光材料改良及预测性维护,可将现有EUV制程再优化。

这不仅拉升了生产良率与扩大产能,在成本结构上取得优势、提升获利,进一步扩大与竞争对手的差距。同时,为即将量产的2nm提供坚实基础,持续巩固台积电的全球半导体代工龙头地位。