Samsung Electronics und TSMC wollen fortschrittliche Halbleiterfertigungssysteme schneller als die anderen sichern

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Der Wettbewerb zwischen Samsung Electronics und TSMC um die Sicherung von Geräten, die für den Ultra-Mikrofabrikationsprozess erforderlich sind, sowie des EUV-Lithografiesystems (Extreme Ultraviolet), das nur von ASML bereitgestellt wird, wird immer intensiver. Das APMI-System (Actinic Pattern Mask Inspection) und der Schreiber für die Herstellung von Masken sind erstklassige Beispiele. Diese Instrumente sind Schlüsselinstrumente, die die Produktivität und Qualität bestimmen, wenn mehr Chips mit einer Größe von weniger als 5 Nanometern zur Verfügung stehen. Beide Instrumente werden ebenso wie das EUV-Lithografiesystem nur von einem einzigen Hersteller geliefert.
Nach Angaben der Branche stehen globale Halbleiterhersteller wie Samsung Electronics und TSMC am Montag in einem harten Wettbewerb, um fortschrittliche Geräte, die für den Ultra-Mikrofabrikationsprozess erforderlich sind, schneller als die anderen zu sichern.
Da sich das EUV-Lithografieverfahren kürzlich als Lösung für die Herstellung von Mikrochips der nächsten Generation in der globalen Halbleiterindustrie herausgestellt hat, ist der Wettbewerb um die Sicherung des EUV-Lithografiesystems von ASML zu einem großen Thema geworden. ASML ist das einzige Unternehmen weltweit, das EUV-Lithografiesysteme liefert, die mehr als 137 Millionen US-Dollar (150 Milliarden KRW) pro Einheit kosten.

Neben dem EUV-Lithografiesystem gibt es jedoch auch andere fortschrittliche Systeme, die globale Halbleiterhersteller aufgrund fehlender Lieferanten nur schwer kaufen können. Ein Beispiel sind ein elektronischer Strahlschreiber, der das Schaltungslayout auf EUV-Masken druckt, und ein Inspektionssystem, das EUV-Masken auf ihre Verwendbarkeit überprüft.
Der Elektronenstrahlschreiber spielt eine „Pinsel“ -Rolle, bei der das Layout integrierter Schaltkreise auf Masken gedruckt wird, die unbedingt erforderlich sind, um während des Lithografieprozesses Layouts integrierter Schaltkreise auf Wafer zu drucken. Der von NuFlare in Japan hergestellte Elektronenstrahlschreiber wird derzeit für das ArF-basierte Lithographieverfahren verwendet.
Für den E-Beam-Writer von NuFlare ist es jedoch schwierig, sein volles Potenzial in einer EUV-Umgebung auszuschöpfen. Während das EUV-Lithographieverfahren erfordert, dass verschiedene und feine integrierte Schaltkreise schnell in einer einzigen Maske gedruckt werden, senkt die Einzelstrahlmethode von NuFlare, die einen einzigen Elektronenstrahl zum Drucken von Maskenmustern aufweist, die Produktivität drastisch.
Der neue Schreiber, der von der globalen Industrie ins Rampenlicht gerückt wird, basiert auf der Mehrstrahlmethode, die Muster zeichnet, wenn sich 240.000 dicht angeordnete elektronische Strahlen gleichzeitig bewegen. Es wird berichtet, dass die Produktivität der Methode viel schneller ist als die der Einzelstrahlmethode, da die Methode als sehr fortschrittlich angesehen wird.
Das High-Tech-Inspektionssystem für EUV-Masken macht ebenfalls auf sich aufmerksam, da es EUV-Masken, die auf einer komplizierten Struktur basieren, genauer und genauer inspizieren kann als die aktuellen Inspektionssysteme, die eine ArF-Lichtquelle verwenden. Dieses neue Inspektionssystem führt Inspektionen vor und nach dem Einbringen von Masken in eine Produktionslinie durch. Die Industrie nennt dieses System APMI-System.

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Das Problem ist, dass sowohl der Mehrstrahlschreiber als auch das APMI-System ebenso wie das EUV-Lithografiesystem von einer einzigen Firma hergestellt werden. Das in Österreich ansässige Unternehmen IMS und das in Japan ansässige Unternehmen Lasertec sind die einzigen Unternehmen weltweit, die Mehrstrahlschreiber bzw. EUV-Maskenprüfsysteme anbieten.
Es wird berichtet, dass ihre jährlichen Produktionskapazitäten nicht einmal zehn Einheiten erreichen. Diese Kapazität ist weitaus geringer als die von ASML, das jährlich 35 bis 40 Einheiten herstellen kann.
Infolgedessen wird es für Halbleiterhersteller, die diese Systeme nicht rechtzeitig sichern, nicht einfach sein, wenn sie ein Massenproduktionssystem für EUV-basierte Prozesse unter 5 Nanometern einrichten, um Produktivität und Qualität sicherzustellen.
Samsung Electronics und TSMC, die Ultra-Mikrofabrikationsprozesse implementieren möchten, werden voraussichtlich in einem harten Wettbewerb stehen, um als erstes Unternehmen solche Systeme zu kaufen. Es wird berichtet, dass TSMC, das in letzter Zeit aggressiv bei der Verbesserung seiner Produktionskapazität im Zusammenhang mit EUV-basierten 5-nm-Prozessen war, sehr aktiv versucht hat, solche Systeme im Voraus zu kaufen.
“Die Produktionskapazität von ASML für sein EUV-Lithografiesystem war in letzter Zeit besser als die für Schriftsteller und APMI.” sagte ein Experte aus der Branche. „So wie die japanische Regierung frühzeitig in Lasertec investiert hat und maßgeblich zur Entwicklung von Halbleitergeräten der nächsten Generation bei Lasertec beigetragen hat, muss die südkoreanische Regierung auch aktiv die Förderung von Halbleitertechnologien der nächsten Generation fördern und sich auf eine solche vorbereiten Markt für Halbleiterausrüstung der nächsten Generation. “
Mitarbeiter Reporter Kang, Hyeryung | [email protected]

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