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意义重大！中国光刻胶迎新突破，为EUV光刻胶铺路

2024-04-05 16:51:09来源：

导读除了光刻机，光刻胶也是我国长期被卡脖子的领域。资料显示，国产光刻胶自给率现状：EUV为0%，ArF为1%，KrF为5%。而在2022年，日本光刻机巨...

除了光刻机，光刻胶也是我国长期被卡脖子的领域。资料显示，国产光刻胶自给率现状：EUV为0%，ArF为1%，KrF为5%。

而在2022年，日本光刻机巨头JSR的首席执行官埃里克•约翰逊（Eric Johnson）也曾大放厥词：“即使获知成分，中国也做不出EUV光刻胶。”

尽管如此，国内光刻胶一直在奋力前行，这几日，我国新型光刻胶技术又迎新突破。

有望突破光刻制造共性难题

根据公众号“ 湖北九峰山实验室”官方消息，该全自主知识产权技术，不仅能够解决光刻制造的共性难题，其性能也优于大多数商用光刻胶，同时能够为EUV光刻胶的着力开发做技术储备。

作为半导体制造不可或缺的材料，光刻胶质量和性能是影响集成电路电性、成品率及可靠性的关键因素。但光刻胶技术门槛高，市场上制程稳定性高、工艺宽容度大、普适性强的光刻胶产品屈指可数。

当半导体制造节点进入到100 nm甚至是10 nm以下，如何产生分辨率高且截面形貌优良、线边缘粗糙度低的光刻图形，成为光刻制造的共性难题。

针对上述瓶颈问题，九峰山实验室、华中科技大学组成联合研究团队，支持华中科技大学团队突破“双非离子型光酸协同增强响应的化学放大光刻胶”技术。

该研究通过巧妙的化学结构设计，以两种光敏单元构建“双非离子型光酸协同增强响应的化学放大光刻胶”，最终得到光刻图像形貌与线边缘粗糙度优良、space图案宽度值正态分布标准差（SD）极小（约为0.05）、性能优于大多数商用光刻胶。且光刻显影各步骤所需时间完全符合半导体量产制造中对吞吐量和生产效率的需求。

依托九峰山实验室工艺平台，上述具有自主知识产权的光刻胶体系在产线上完整了初步工艺验证，并同步完成了各项技术指标的检测优化，实现了从技术开发到成果转化的全链条打通。

光刻胶，被日美垄断

EUV光刻胶，什么水平？

根据曝光波长的不同，目前市场上应用较多的光刻胶可分为g线、i线、KrF、ArF和EUV五种类型。光刻胶曝光波长越短，则加工分辨率越高，能够形成更小尺寸和更精细的图案。

随着集成电路制造技术的不断进步和器件特征尺寸的不断缩小，目前最先进的光刻胶曝光波长已经达到了极紫外光波长范围，也就是我们所说的EUV，曝光波长为13.5nm，而上一代ArF光刻胶为193nm，光是从数字上看，就能明白到底有多难。

从全球市场来看，基本被日本和美国企业所垄断。

日本的JSR、东京应化、信越化学及富士胶片四家企业占据了全球70%以上的市场份额，整体垄断地位稳固。

2020年数据显示，东京应化排名第一，份额为26%，杜邦排名第二，份额为17%，JSR 和住友化学，全球前厂商累计市占率接近70%，行业集中度较高。

全球光刻胶下游应用分布比较均衡，其中面板光刻胶占光刻胶总消费量比例达30~35%，PCB光刻胶、半导体光刻胶占比均为25%~30%，其它类光刻胶占比达15~20%。

反观国内，相对低端的PCB光刻胶仍然占国内94%左右供应，而高端面板光刻胶与半导体光刻胶则非常之少。

具体到半导体，目前适用于6英寸硅片的g线、i线光刻胶的自给率约为10%，适用于8英寸硅片的KrF光刻胶自给率不足5%，适用于12寸硅片的ArF光刻胶基本依赖进口，更先进的EUV则连研发都处于相当早期的阶段。

产能上，国内企业的产品，仅g/i线光刻胶实现批量应用，KrF仅少数研发进度领先企业实现小批量应用。

中国光刻胶的进击之路

中国光刻胶行业发展历程可以追溯到20世纪末，当时国内仅有少数几家光刻胶生产企业，生产规模较小。

在1967年，中国第一个KPR型负性光刻胶投产。在2018年，国家科技重大专项完成了EUV光刻胶关键材料的设计、制备和合成工艺研究。在2019年，光刻胶及其关键原材料和配套试剂入选工信部重点新材料指导目录。光刻胶随着国内半导体产业的快速发展，光刻胶市场需求不断增加，光刻胶工艺不断进步，国内光刻胶企业逐渐崛起。目前，中国已经成为全球最大的光刻胶市场之一。