光刻胶

May,2007紫外负性光刻胶（PolyisopreneBase)；紫外正性光刻胶，包括G线胶（436nm)、I线胶(365nm)；深紫外光刻胶，包括KrF-248nm胶、ArF-193nm胶等；目前最热门的ArF-193nmImmersion；极紫外-EUV(13.4n)和ImprintTech-nology尚在研发探索中，而曾经喧嚣一时的F2-157mm已经出局。G线胶436nmI线胶365nmKrF248nmArF193nmDArF193nmiArF193nmiEUVImprint?1um500nm250nm130nm90nm65nm45nm32nm22nm投产年份200020022004200620082010集成度256M1G4G16G64G256G线宽（nm）18013090654532对应的光刻胶KrF-248ArF-193ArF-193ArF-193iArF-193i?193nm浸入式极紫外-EUVImprints产率60-100wph5-100wphhigh光刻胶的敏感度30~50mJ/cm25~50mJ/cm2设备体积大庞大适中设备成本$35M$60M$5M技术难点双重曝光一起的交叉朴光的临近效应掩膜(PSM)缺陷、表面平整度及厚度控制技术背离传统的主流光刻技术工程师的认可度高中低Concept–IntroducealiquidbetweenthelensandwaferEffect-RaisetheNAofthestepperandtherebyincreaseresolutionLightactslikeitisashorterwavelengthThoselightrayswhichenterthefinallenselementatarereflectedatthelens/airinterfaceandnotbroughtintofocusRefractiveindexdependentImprovedresolutionImprovedDOFatagivenresolutionConservesinfrastructureLightsourcesMasks,pellicles,opticalmaterialsCoatingsResists?Wk1nsinDOFk3nsin22TransparentattheexposingNon-volatileNon-toxicNotinteractwithlenscoatingsStabletoexposingradiationMustnotintactwithresist浸入式光刻在2006年完成了量产准备工作。AMD与IBM宣布成功开发第一代水浸式光刻工艺，并证实浸入式设备的成品率与干法相当。ASML发布高达1.35的水浸式ArF曝光设备XT:1900i;Nikon也推出NA为1.3的水浸式光刻系统NSR-S610C。浸入式光刻在45nm量产已是板上钉钉了，ArF光刻成功地扩展到第四代。2006年业界在光刻方面的最大进展就是确立了“双重图形+水浸式”的工艺方案。IMEC和AMSL进行了大量的试验，明确无误地证实了双重图形的可行性。2006年底，双重图形被加入ITRS中，而ArF光刻则很可能会被创纪录地扩展到第五代。极紫外EUV光刻技术：极紫外波长为13.4nm，比ArF准分子激光在水中的等效波长还小一个数量级。是ITRS2005最为看好的32/22nm节点技术。由于波长太短，EUV只能使用反射视光学系统，为减少散射和像差，掩膜表面必须保持原子尺度的平整；而且PSM上的微小图形变化度可能引起随即得相移，这使得PSM得制备和使用十分困难；需要高亮度的光源和高敏感度的光刻胶。设备制造困难重重，直至2006年8月第一台EUV光刻Alphademotool才由ASML研制出来，交付IMEC和AlbanyNanoTech试用。这个拥有6500万部件的庞然大物的诞生标志着EUV终于迈出了量产的第一步。Imprint技术简单来说就是采用压印的方式将预先制造好的印章或掩膜版图型转移到由单体或聚合物（如甲基丙烯酸甲酯）等构成的薄膜上，随后通过化学和热处理方式对图形进行固化和保形。优势劣势是唯一能够满足16nm甚至更先进技术需求的工艺解决方案技术背离传统的主流光刻技术能够兼容使用一些EUV正在研发的工艺技术自身的价值期待得到半导体芯片制造商的肯定能够与现有半导体生产制造流程兼容技术无法避免与包括EUV在内的下一代光刻技术冲突已经被国际半导体发展路线(ITRS)收入在内有限的资金投入LargeeffortatMotorolaTwocompaniesinUSNanoimprints–Austin,TXSupportedbyUTexas(G.Willson)/MotorolaNanonex–Princeton,NJPrincetonU./StephenChou全球光刻胶市场：2005年销售额为8.03亿美元，较2004年同比增长13.2%；2006年上半年销售额4.2亿美元，较2005年同期增长10.1%。全球光刻胶配套试剂市场：2005年销售额为8.5亿美元，与2004年基本持平；2006年上半年的销售额是5.2亿美元，比2005年增长23.8%。全球光刻胶市场已经过了快速发展期，而中国的市场在未来几年内将以40%的速度发展。到2008年，光刻胶及其配套试剂的市场规模将达到20亿美元。-10.020.030.040.050.060.070.080.090.02001年200420052006上半年光刻胶光刻胶的配套试剂目前，国际市场i线胶的销售量最大占53％左右，总体用量仍呈上升趋势；248nm胶的市场增长迅速，销售量已经超过了G线胶，占光刻胶总销售量的第二位；在不远的未来，248nm胶的用量将超过i线胶；193nm胶的技术含量最高，其市场销量增长很快目前居第三位；目前高档胶（248nm+193nm)销售额已经超过I-线胶居第一位；G线胶和负性胶是已经过了成熟期的产品，其总体的用量呈下降的趋势。1%53%46%正性胶负性胶高端光刻胶目前国际市场的光刻胶如果以销售额计，2006年的前三季度的销售额为6.4亿美元。高档胶达3.3亿美元；其中193nm光刻胶的销售额为1.2亿美元，占前三季度销售额的18.75%;248nm光刻胶的销售额为2.1亿美元，占前三季度销售额的32.81%;这两项高档胶前三季度的销售额已超过原主要的G-I-线光刻胶3.0亿美元的，成为光刻胶领域的主产品。2006年是Semi第一次将248nm胶与193nm胶从高档胶中分离出来单独立项，这也说明248nm胶与193nm胶已经完成研发正式上线。而G线胶和负性胶是已经过了成熟期的产品，其总体的用量呈下降的趋势。2%33%18%47%193nm248nmG-I-Lineother以2005年的光刻胶产业分布为例紫外正性光刻胶:美国：19.6%（G-I-线）欧洲：13.7%日本：35.3%台湾：11.4%韩国：12.7%其他：7.3%深紫外光刻胶：美国：27.1%（248nm+193nm）欧洲：15.6%日本：17.5%台湾：15.8%韩国：15.7%其他：8.3%TotalMarketShareFujiFilm/Arch9%ShinEtsu9%Sumitomo11%JSR18%Clariant11%Shipley19%TOK23%国家晶圆尺寸(吋)工艺产品类别生产线(条)美国12CMOSDRAM、微处理器、微控制器138CMOS逻辑、DRAM、Flash、混频、微控制器38日本12CMOSDRAM、Flash、内存、代工、光电68CMOS代工、Flash、逻辑、DRAM、SRAM等43台湾12CMOS代工、DRAM48CMOS代工、DRAM22韩国12CMOSDRAM28CMOS代工、逻辑17欧洲12CMOSDRAM、微处理器28CMOS/双极Flash、逻辑、DRAM、微控制器、19300mm(12寸线)：目前量产的有SMIC北京和无锡的海力士-意法Hynix-ST；上海华虹SIS\、SMIC上海以及SMIC武汉的12寸线均在建设与计划中。200mm(8寸线)：目前量产的有十五条线；其中SMIC(张江)五条；SMIC(天津)一条；SMIC(成都)一条；上海的宏力(GSMC)一条；上海华虹NEC一条；上海先进(ASMC)一条；台积电（上海）一条；苏州的和舰科技两条；无锡的海力士-意法Hynix-ST一条；江苏南通的绿山集成电路一条。尚有八条8寸线在建设与计划建设中。150mm(6寸线)：目前有首钢NEC、上海先进、无锡的华润上华、杭州的士兰微电子及珠海的南科科技等十三条线已经建成投产。且有若干条线在建设与计划建设中。我国的光刻胶市场虽然起步较晚，但是其发展速度却是异常迅猛。2005年的光刻胶市场规模在2.5亿元左右。紫外负性光刻胶在中国的市场为2000万人民币。G－线光刻胶及相关联的液晶胶的市场为1亿人民币。光刻胶的国内市场需求单位：吨主要产品目前国内市场需求量紫外负性光刻胶100G线正胶及相应液晶胶200—250I线正胶及相应液晶胶150---200248nm光刻胶70—90193nm光刻胶10—15配套试剂1,000目前，我国的与光刻胶生产有关的厂家有北京科华微电子材料有限公司、苏州瑞红电子化学品公司和无锡化工研究设计院等几家。苏州瑞红电子化学品公司和北京科华微电子材料有限公司是国内最大的两家光刻胶厂家，占有市场90%以上的市场份额。无锡化工研究设计院只生产特种光刻胶。厂家名称生产状况特点股东背景北京科华微电子材料有限公司已有生产我国北方最大的光刻胶生产销售厂商，主要生产负性光刻胶，年产量在50吨左右。北京化学试剂研究所、美国MT公司和杭州诚和创业投资公司的合资公司苏州瑞红电子化学品公司已有生产分装销售日本产负性和G线光刻胶产品，是目前我国最大的光刻胶生产销售厂商苏州电子材料厂同日本瑞翁和日本丸红的合资公司，中方控股占54%无锡化工研究设计院已有生产只生产特种光刻胶国有研究机构安智电子材料集团准备进入准备在苏州投资生产248nm胶台湾企业苏州华飞微电子材料有限公司准备进入准备投资248nm光刻胶生产线国有企业合成：中国有很好的化学合成与高分子合成的基础和队伍；在“六五”，“七五”，“八五”光刻胶立项立的都是树脂及助剂合成方面的研发，即使到“十五”跃到193nm光刻胶的研发，仍然是以合成为主。虽然合成只是光刻胶发展的一个分支，但是既然在这方面中国有基础，就应该进一步开展下一代光刻胶合成的研发工作。这样既能够在业界作出中国光刻胶人的贡献，也能够在合成上取得专利与Know-How，在国际光刻胶界站稳自己的一席之地。Imprint:开展Imprint技术的研发，因为其研发成本低廉可以承受；同时这项技术大家都是从头开始起点相同；以今天中国的实力应该可以跟上国际研发的步伐并做出自己的贡献。IBMshowedchemicalstructuresintheirseriesoftalkswhichcenteredonfluoro-alcoholpolymersfor193iasbothadditivesandtopcoats.Inthefirstofthesetheycomparedandcontrastedanumberofhexafluoroisopropanol-containing(HFA)polymerswheretheHFAgroupwasplacedindifferentpositionsinthepolymerbackbone.Thefollowingtwostructuresarerepresentativeofthepointtheyweretryingtomake.OOCF3CF3OHOOCF3CF3OHDR0.1nm/sCA=73.9?DR=