大尺寸光掩模从愿景走向产业路线图

编者按：本文编译自Semiconductor Engineering 2026年10月26日刊发的eBeam Initiative专家小组讨论报道，原标题为“Large-Format Masks Move From Aspiration To Industry Roadmap”。作者Jan Willis为eBeam Initiative联合创始人，曾任职Cadence、Synopsys和惠普。

eBeam Initiative于2026年7月开展第15届年度Luminaries调查，并于9月9日在SPIE Photomask Technology + EUV Lithography Conference年度招待会上公布结果。来自45家以上公司的85位行业权威参与调查。在招待会尾声，专家小组围绕大尺寸掩模、设备投资、High-NA EUV和曲线掩模等调查结果展开讨论。小组由D2S CEO、eBeam Initiative联合创始人Aki Fujimura主持，成员包括HJL Lithography的Harry Levinson、大日本印刷（DNP）名誉研究员Naoya Hayashi，以及美光科技（Micron）的Glen Scheid。

大尺寸掩模：66%受访者预计十年内采用

Fujimura：66%的受访者预测行业将在未来十年内采用大尺寸掩模——约6×12英寸。该调查完成于台积电与ASML宣布2031年12英寸掩模中试线产业倡议之前。为何这一转变发生在现在？

Levinson：晶圆厂的理由是生产率。High-NA EUV系统极其昂贵且占用宝贵的洁净室空间。大尺寸掩模可在不引入A/B拼接工艺控制复杂性的前提下曝光更大视场，生产率有望提升约40%。当每增加一套系统还要增加设施和电力需求时，这是一个显著优势。

Scheid：围绕12英寸规格正在形成的共识令人振奋。掩模尺寸的转换极其罕见，而这一次有行业所需的明确生产率收益。

Fujimura：Harry，你曾参与行业早先推动9英寸掩模标准化的尝试。这次有何不同？

Levinson：9英寸方案源于对DRAM裸片尺寸历史增长的外推。目标客户并不打算做那么大的裸片，因此该规格没有解决真实问题，被拒绝了。而这一次，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等公司都在支持。应用场景和价值都很清晰。

2031年中试线目标：全生态必须同时就位

Fujimura：为达成2031年中试线目标，供应链各环节必须发生什么？

Hayashi：整个生态系统必须同时就位。 掩模制造链的一些关键环节只有单一供应商。我们需要密切关注生态，并支持那些可能阻碍完整工艺按时到位的环节。

Scheid：这是一个集体进度表，而不是一组独立进度表。随着所需元素数量增加，整体成功概率下降。一家供应商延迟——尤其是在单一来源领域——就可能拖累整个转换。冗余可以降低风险，但这是一个小行业，投资规模可能大到无法在每个品类都支撑两家供应商。

Levinson：存在财务和技术风险。一些设备可能需要更大的载台和不同的处理方式，而均匀蚀刻等工艺值得密切关注。融资风险应尽早解决，尤其是对较小供应商而言。按此时点规划晶圆厂的公司会担心每个环节能否按时到位。

矩形掩模面积翻倍带来的新制造挑战

Fujimura：面积翻倍的矩形掩模带来哪些新的制造挑战？

Hayashi：基于旋涂的工艺变得更困难。光刻胶涂覆、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角部产生水滴问题，这些工艺需要深入评估。

Levinson：EUV多层膜从研发到适合大规模量产花了大约15年。其中大部分经验可以迁移，但放大多层膜空白掩模不会像安装几台更大设备那么简单。

Scheid：更大的掩模面积意味着更多颗粒污染的机会，而根据另一项调查结果，污染和清洗已经是EUV掩模寿命的主要关切。大尺寸防护膜（pellicle）可能在晶圆厂内有帮助，但掩模车间仍必须在更大表面上以均匀化学处理清洗而不引入缺陷。

High-NA EUV：从“是否”变为“何时”

Fujimura：High-NA EUV是否已从“是否”的问题变为“何时”的问题？

Levinson：是的。 仅仅一年前，人们还在问High-NA是否真实。现在它已在英特尔投入生产，同时多家公司公布了公开路线图，这是翻天覆地的变化。三星宣布2028年量产High-NA，台积电表示计划从2030年起在先进节点的大规模生产中采用。在High-NA之后，需求确定性较低。器件和互连工程师必须首先证明更小的特征能提供所需性能。

掩模蚀刻设备采购：68%预期增长

Fujimura：68%的受访者预计未来三年掩模蚀刻系统采购将增加。驱动因素是什么？

Scheid：多束写入机和检测设备的采购预计在未来三年增长，反映产能增长和能力需求两方面。蚀刻则不同。新的High-NA掩模材料可能与现有系统不兼容，也可能无法与0.33 NA材料并线运行。调查预测未来三年蚀刻设备采购增加，与其说是增加蚀刻产能，不如说是增加新能力。

Levinson：与此同时，均匀性要求正在收紧。在引入新材料的同时改善均匀性，使蚀刻成为一个非常活跃的开发领域。

曲线掩模：已在当下，将持续增强

Fujimura：曲线晶圆目标方面呢？

Scheid：曲线掩模已经到来，由多束写入机实现，并得到MULTIGON等格式的支持。以曲线晶圆目标自动生成的全层掩模，在三年窗口内较难看到。

Levinson：曲线晶圆特征所展示的收益是有说服力的，尽管背面互连等变化使时间点不确定。在掩模侧，曲线现在已在这里，并将继续增强。

Hayashi：用多束写入机写入曲线掩模是直接的。认证仍是挑战，但本次会议的关注程度表明行业正在着手解决。

结论：乐观但不自满

小组的结论是乐观的，但并非自满。大尺寸掩模的生产率理由充分，High-NA已投入生产并出现在另外两家公司的路线图中，掩模车间正在投资新设备和曲线掩模。困难之处在于协调整个生态系统。这个行业解决共同技术挑战的历史，或许是通往2031年道路上最重要的优势。

附件：第十五届（2026）eBeam Initiative年度行业领袖调查

来源：编译自Semiconductor Engineering 2026年10月26日报道及eBeam Initiative第15届年度Luminaries调查结果