eBeam Initiative 于 2026 年 7 月进行了第 15 届年度 Luminaries 调查,并于 9 月 9 日在 SPIE Photomask Technology + EUV Lithography Conference 期间举行的年度招待会上公布结果。共有 85 位业内人士参与,代表超过 45 家公司。

在年度招待会结束后,一个专家小组围绕调查结果展开讨论,议题包括大尺寸掩膜、设备投资、High-NA EUV 和曲线掩膜。讨论由 D2S 首席执行官、eBeam Initiative 联合创始人 Aki Fujimura 主持,参与者包括 HJL Lithography 的 Harry Levinson、DNP 名誉研究员 Naoya Hayashi,以及美光科技的 Glen Scheid(见图 1)。本文将报道小组分享的关键观点。

eBeam Initiative(Fujimura):66% 的业内人士预计,行业将在未来十年内采用大尺寸掩膜,尺寸约为 6 x 12 英寸。此次调查完成于台积电和 ASML 宣布一项行业倡议之前,该倡议目标是在 2031 年前建立 12 英寸掩膜试产线。为什么这一转变会在现在发生?

Levinson:晶圆厂方面的理由是生产率。High-NA EUV 系统极其昂贵,而且占用宝贵的洁净室空间。大尺寸掩膜可以在不引入 A/B 拼接过程控制复杂性的情况下曝光更大的视场,理论上可将生产率提高约 40%。当每增加一台系统都会带来设施和电力需求时,这样的优势就非常重要。

Scheid:围绕 12 英寸规格形成的共识令人振奋。掩膜尺寸的转换极为罕见,而这一次有明确的生产率收益,这正是行业所需要的。

eBeam Initiative(Fujimura):Harry,你曾参与行业早先标准化 9 英寸掩膜的尝试。为什么这次不同?

Levinson:9 英寸提案是根据 DRAM 芯片尺寸的历史增长趋势外推出来的。目标客户并没有计划制造那么大的芯片,因此这种规格没有解决任何现实问题,最终被否决。这一次,需求直接来自芯片制造商。英特尔发起了讨论,现在台积电、ASML 以及其他公司都在支持它。应用场景和价值都很明确。

eBeam Initiative(Fujimura):要实现 2031 年试产线目标,整个供应链需要做什么?

Hayashi:整个生态系统必须同时就绪。掩膜制造链中的一些关键环节只有一家供应商。我们需要密切关注生态系统,并支持那些可能阻碍完整工艺在需要时可用的环节。

Scheid:这是一份集体时间表,而不是一组各自独立的时间表。所需环节越多,整体成功概率就越低。任何一家供应商延迟,尤其是在单一来源环节,都会拖慢转型。冗余可以降低风险,但这是一个小行业,投资规模可能太大,难以在每个类别都支持两家供应商。

Levinson:这里既有财务风险,也有技术风险。一些工具可能需要更大的载台和不同的处理方式,而均匀蚀刻等工艺也值得更密切关注。应尽早处理融资风险,尤其是对规模较小的供应商而言。按这一时间表规划晶圆厂的公司会担心,所有环节是否都能按时到位。

eBeam Initiative(Fujimura):当一块矩形掩膜的面积翻倍时,会带来哪些新的制造挑战?

Hayashi:基于旋涂的工艺会变得更困难。光刻胶涂布、显影、清洗和干燥都必须在更大的矩形表面上保持均匀。更长的边缘和角落可能在拐角处造成水滴问题,因此这些工艺需要深入评估。

Levinson:EUV 多层膜要达到适合大规模量产的水平,大约花了 15 年。很多经验可以迁移过来,但把多层膜空白片尺寸放大,并不只是安装几台更大的设备那么简单。

Scheid:掩膜面积越大,颗粒污染的机会就越多,而根据另一项调查结果,污染和清洁本来就是 EUV 掩膜寿命的主要担忧之一。大尺寸 pellicle 可能有助于晶圆厂,但掩膜工厂仍必须在不增加缺陷的情况下,用均匀的化学处理更大的表面。

eBeam Initiative(Fujimura):High-NA EUV 是否已经从“会不会发生”变成了“何时发生”的问题?

Levinson:是的。就在一年前,人们还在问 High-NA 是否真的存在。现在它已经在英特尔投入生产,多家公司也公开发布了路线图,这是一场重大变化。三星宣布将于 2028 年在 High-NA 上实现量产,台积电则表示计划从 2030 年开始在先进制程的大规模制造中使用它。至于 High-NA 之后的需求则不那么确定。器件和互连工程师首先必须证明,更小的特征尺寸能够提供所需性能。

图 2:2026 年 eBeam Initiative 调查结果显示,未来三年内设备采购将增加。

eBeam Initiative(Fujimura):68% 的业内人士预计,未来三年掩膜蚀刻系统采购将增加(见图 2)。这一结果背后的驱动因素是什么?

Scheid:多束写入机和检测工具的采购预计将在未来三年增加,这既反映了产能增长,也反映了能力需求。蚀刻则不同。新的 High-NA 掩膜材料可能与现有系统不兼容,也可能无法与 .33 NA 材料并行运行。调查预测蚀刻设备采购将在未来三年增加,与其说是为了增加蚀刻产能,不如说是为了增加新能力。

Levinson:与此同时,对均匀性的要求也在收紧。在引入新材料的同时提升均匀性,使蚀刻成为一个非常活跃的研发领域。

eBeam Initiative(Fujimura):那曲线晶圆目标呢?

Scheid:曲线掩膜已经出现了,这得益于多束写入机,并受到 MULTIGON 等格式的支持。在三年时间窗口内,要看到自动生成完整层、用于曲线晶圆目标的方案则更难。

Levinson:曲线晶圆特征所展示出的优势很有说服力,不过背面互连和其他变化让时间表变得不确定。在掩膜侧,曲线技术已经到来,而且还会继续增强。

Hayashi:使用多束写入机制作曲线掩膜并不复杂。资格认证仍然是挑战,但本次会议对这一议题的关注程度表明,行业正在推进相关工作。

小组最后得出的结论是乐观的,但并不自满。大尺寸掩膜的生产率逻辑很强,High-NA 现在已经进入量产,同时也出现在另外两家公司的路线图中,掩膜工厂正在投资新设备和曲线掩膜。真正困难的部分将是协调整个生态系统。这个行业解决共同技术难题的历史,或许是其迈向 2031 年最重要的优势。

参考链接:

  • 2026 eBeam Initiative Luminaries Survey
  • TSMC-ASML large-format mask initiative
  • Breaking News by Aki Fujimura from the 12-inch Mask Summit