臺積電開拓新業務

本文來自格隆匯專欄：半導體行業觀察

臺積電正在將其位於新竹科學園區的已停產的舊8英寸晶圓廠3號晶圓廠重新利用，用於生產極紫外光防護薄膜（extreme ultraviolet pellicles），並將該生產流程移至內部。

極紫外光防護薄膜是一種高度透明的薄膜，覆蓋在光掩模上方，用於防止在極紫外光曝光期間顆粒接觸光掩模。其設計旨在承受強烈的極紫外輻射和熱應力，同時最大限度地減少光吸收和波前畸變。生產防護薄膜可以縮短更換周期，並更好地控制組件。在極紫外光環境下，組件必須保護光掩模免受顆粒物的影響，同時還要應對極端的曝光條件。

與傳統的深紫外 (DUV) 工藝不同，EUV 系統採用 400 W 光源，局部加熱温度最高可達 1,000°C，這增加了污染風險，並使防護薄膜的性能對晶圓良率的影響更大。

防護薄膜的經濟性促使人們採取不同的方法。深紫外光防護薄膜價格相對低廉，約為 600 美元，這使得其在早期節點中得到廣泛應用。然而，EUV 變體的定價已接近 30,000 美元，這一大幅上漲阻礙了一些芯片製造商的全面部署，並可能導致了已記錄的產量差距。

通過內部化生產，臺積電希望實現更低的單位成本和更可預測的供應，從而使薄膜集成能夠大規模實現。這一財務案例與材料研究密切相關：碳納米管膜是滿足耐用性和光學透明度雙重要求的最有希望的候選材料。膜必須能夠抵抗強光源加速的降解，同時最大限度地減少會降低曝光效率的吸收。臺積電計劃在 N2 和 A16 工藝技術發展的同時驗證解決方案，在這些工藝技術中，薄膜性能的提升可以顯著提高產量並保持其在先進節點上的優勢。

三星早已投資這個產品

三星電子早在幾年前已獲得一家生產半導體生產所用薄膜的韓國公司的股份。

當時，韓國企業FST表示，已發行152萬股股票供三星認購。這家韓國科技巨頭將獲得該公司6.9%的股份，成為繼FST董事長張明植和CM Technology之后的第三大股東。

FST生產用於在半導體生產過程中保護掩模版免受灰塵侵害的防護膜，以及用於控制處理室温度的冷卻器。兩項業務約佔其銷售額的一半。

該公司當時正在開發用於極紫外（EUV）光刻技術的防護薄膜，目標是推出一款全尺寸EUV防護薄膜，該防護薄膜以碳化硅為基礎，厚度為30納米，透光率為90%。

一個禮拜之前，有消息指出，FST 正在與三星就其將向這家韓國芯片製造商供應的極紫外 (EUV) 薄膜的價格進行談判。

消息人士稱，先進芯片所用商品價格的波動意味着 FST 已非常接近開始供應防護膜。

他們表示，三星計劃於明年初開始代工生產 2 納米芯片，因此該防護膜很可能在年內開始供應。

這家韓國科技巨頭計劃在 EUV 的某些核心工藝中使用這些防護薄膜。

EUV 光罩比深紫外 (DUV) 工藝中使用的光罩貴幾十倍。

FST和三星正在商討低於5000萬韓元的單價。相比之下，DUV光罩的單價約為100萬韓元。

FST 的原型機正在接受三星的測試，除了一些顆粒問題外，其在透光率、均勻性、熱阻和氫等離子體耐久性方面均符合三星的要求。消息人士稱，FST 預計將很快解決框架顆粒問題。

防護膜是一種用於在晶圓製造過程中保護光掩模的超薄薄膜。當芯片圖案印製在晶圓上時，它們可以保護光掩模免受顆粒和雜質的侵蝕。 

多年來，三星一直在使用晶圓廠設備製造商 ASML 的 EUV 設備，但迄今為止尚未使用過防護薄膜。

EUV 掩模版價格昂貴，因此如果使用不帶防護膜的掩模版，三星就必須將其扔掉，或者在它們被不需要的顆粒污染時進行清潔。

FST 的 EUV 薄膜在其外表面附着一層碳納米管 (CNT) 膜，並額外添加了一層塗層以抵禦氫等離子體。CNT 膜用於阻擋灰塵沉積，同時允許光線穿透。FST 還採用了其自主研發的塗層技術來保護 CNT 膜免於降解。FST 使用的 CNT 膜合成設備由芬蘭的 Canatu 公司提供。 

同時，三星還有望在未來的芯片中使用 FST 薄膜應用於High NA EUV 設備。

更早之前，三星收購了多家與半導體生產相關的公司的股份。它向空白掩模和防護薄膜製造商S&S Tech投資659億韓元，向前端檢測設備製造商YIK投資473億韓元，向清潔器和CMP漿料製造商KCTech投資207億韓元，向陶瓷元件製造商Mico Ceramics投資216億韓元，向真空設備製造商LOT Vacuum投資189億韓元，向遠程等離子發生器New Power Plasma投資127億韓元。

三星持有多家供應商的股份，包括 A-Tech Solution（15.9%）、Wonik IPS（3.8%）、Wonik Holdings（2.3%）、Dongjin Semichem（4.85%）和 Soulbrain Holdings（4.8%）。