藉由Lasertec的專利資產揭密EUV光罩檢測技術

September 11th, 2020 ‧ 8 min read

主要致力於半導體檢測技術及設備發展的日商Lasertec近年來以EUV( Extreme Ultraviolet, 極紫外光) 光罩檢測設備及技術博得各界關注。根據BNN Bloomberg的報導,Lasertec自去年年初以來,股價已成長了520%以上,且其更於今年獲得了由Intel頒發的2019年優秀供應商獎。與前代黃光微影製程的曝光設備,也就是DUV( Deep Ultraviolet, 深紫外光) 曝光機相比,EUV曝光機使用的曝光光源波長由前代的193nm縮短到了13.5nm,大幅度提升了EUV曝光機的解析度;但也因為EUV極易被外界環境所吸收的特性,曝光機內的鏡片組由一系列的透鏡改為一系列的反射鏡,光罩的型態也由原先的透射式(如圖一)改為反射式(如圖二),使得原本的透射式光罩的製程以及檢測設備無法適用於EUV製程以及EUV光罩檢測:

圖一 透射式光罩示意圖
圖一 透射式光罩示意圖
圖一 透射式光罩示意圖
圖二 反射式光罩示意圖

反射式光罩藉由先在光罩基板上鋪設數層反射層形成空白光罩,並在空白光罩的反射層上鋪設帶有轉印圖案的吸收層而完成。在製作空白光罩反射層的過程中,可能有來自環境的微粒落於反射膜間,導致產出的光罩表面不平整,連帶影響位於反射層表面的吸收層,導致後續晶圓曝光後造成圖案缺陷。Lasertec正抓住了對於空白光罩反射層平整度及潔淨度要求的需求,於2017年首先發表了空白反射式光罩瑕疵檢測設備;其後更於2019年進一步的發表了可對印有圖案的反射式光罩進行檢測的設備。

筆者利用Patentcloud所提供的專利檢索工具進行檢索,截至2020/8/17日止,Lasertec共有694件專利(487個專利家族),分布於14個專利局。依專利申請計數且法律狀態為有效中及申請中的專利排序,前三大專利申請國依序為日本213件、美國54件及中國30件,主要晶圓代工廠所在國家相關專利佈局較少(台灣5件、韓國12件)。

專利分布國
圖三 Lasertec專利全球布局 (Source:  app.patentcloud.com)

進一步分析發現,Lasertec有247件專利與光罩檢測有關,其中與EUV光罩檢測相關的專利共有55件專利。下圖四為Lasertec EUV光罩檢測專利的申請年分布,專利最早申請年為2006年,早於首台EUV曝光原型機推出的日期(2010年),推測Lasertec於EUV曝光技術出現初期就開始對相關檢測設備及技術投入資源進行研發:

 Lasertec EUV光罩檢測專利申請年分布
圖四 Lasertec EUV光罩檢測專利申請年分布 (Source:  app.patentcloud.com)

進一步分析Lasertec的EUV光罩檢測相關專利的技術分類,可以發現Lasertec大部分專利佈局於輔助檢測技術、缺陷偵測技術及照明光源技術三大技術領域。其中照明光源技術皆與EUV光相關,推測EUV曝光機用的光罩在檢測時也需要用到EUV光來檢測其缺陷,但因為EUV光集容易被外在環境吸收的特性,將導致檢測設備如EUV曝光機一般,較前代設備的設計更加複雜,連帶的提高了切入EUV光罩檢測設備及技術市場的門檻。

Lasertec EUV光罩檢測專利技術分布
圖五Lasertec EUV光罩檢測專利技術分布 (資料來源: 世博科技顧問, 2020年)

新技術的出現通常伴隨著新的供應鏈機會的出現,Lasertec便是一個例子。Lasertec在EUV曝光機發展的早期便投入於EUV光罩檢測技術的研究,在EUV曝光技術日趨成熟時給予公司帶來飛躍性的成長。但,以專利佈局的角度來看,Lasertec於EUV曝光機主要銷售國家(例如台灣或韓國)之專利佈局相對較少,建議Lasertec後續可以規劃在這些區域布局專利,以確保及延續其在EUV光罩檢測技術領域領先之地位及優勢。

林 士凱
林 士凱

分析師

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