干式光刻膠攪動市場,濕式光刻膠退出先進制程舞臺?
近日,市場調(diào)研機構(gòu)TECHCET在最新報告中表示,隨著半導(dǎo)體先進制程的競爭愈發(fā)激烈,以及EUV制程層數(shù)的增加,光刻膠材料市場規(guī)模激增。其中,干式光刻膠成為廣受關(guān)注的新型EUV光刻材料之一,相比傳統(tǒng)光刻膠能顯著降低生產(chǎn)成本,能源消耗更少,且原料需求量比以往有大幅度減少。 兩年前,干式光刻膠從概念誕生之日起,就備受市場的矚目。而隨著芯片制程不斷縮小,在EUV光刻材料中,傳統(tǒng)的濕式光刻膠開始頻頻暴露出
2022-10-25 09:56:19
來源:中國電子報、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)??
作者:沈叢

近日,市場調(diào)研機構(gòu)TECHCET在最新報告中表示,隨著半導(dǎo)體先進制程的競爭愈發(fā)激烈,以及EUV制程層數(shù)的增加,光刻膠材料市場規(guī)模激增。其中,干式光刻膠成為廣受關(guān)注的新型EUV光刻材料之一,相比傳統(tǒng)光刻膠能顯著降低生產(chǎn)成本,能源消耗更少,且原料需求量比以往有大幅度減少。

兩年前,干式光刻膠從概念誕生之日起,就備受市場的矚目。而隨著芯片制程不斷縮小,在EUV光刻材料中,傳統(tǒng)的濕式光刻膠開始頻頻暴露出問題,使得新型的干式光刻膠更受市場青睞,這是否意味著傳統(tǒng)的濕式光刻膠將在先進制程領(lǐng)域中退出歷史舞臺?

濕式光刻膠遭遇技術(shù)瓶頸

隨著芯片制程不斷縮小,傳統(tǒng)的濕式光刻膠開始遇到技術(shù)瓶頸,也給了干式光刻膠攪動市場的機會。

賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心高級咨詢顧問池憲念向《中國電子報》記者介紹,EUV光束曝光所需要的能量更高,因此單位時間內(nèi)的曝光計量和次數(shù)會更低。若要增加曝光功率或能量,曝光的頻率會變得更低,從而也會使得光刻效率變低。此外,傳統(tǒng)的濕式光刻膠由于其化學(xué)組成容易造成光子散射,若想實現(xiàn)大劑量的曝光,需要增加光刻機的功率,從而影響光刻機的工作效率。

隨著芯片制程不斷延伸,高數(shù)值孔徑 (High-NA) EUV光刻機應(yīng)運而生,而高數(shù)值孔徑 (High-NA) EUV光刻機采用傳統(tǒng)的濕式光刻膠時,更難以平衡曝光功率以及機器工作效率的問題,而在這過程中一旦出現(xiàn)問題會造成很大的損失。2019年,臺積電便是因此問題最終造成5.5億美元的經(jīng)濟損失。

對此,業(yè)內(nèi)曾提出兩種解決方案。一種是將光源提高到500W~1000W,并因此獲得更高的能量來確保量產(chǎn),但500W以上的光源仍在研發(fā)中。而第二種解決方案,便是通過改善EUV光刻膠技術(shù),來實現(xiàn)曝光功率以及機器工作效率的平衡。

在干式光刻膠出現(xiàn)之前,75%的EUV光刻膠市場被東京電子、JSR集團等巨頭占據(jù),他們所采用的均是傳統(tǒng)的濕式光刻膠。而就在兩年前,Lam research公司憑借干式光刻膠技術(shù)的,成功打破了東京電子、JSR集團等巨頭們在光刻膠領(lǐng)域的壟斷,成為了“攪局者”,同時也讓干式光刻膠正式走進了人們的視野。

據(jù)了解,Lam Research開發(fā)出來的干式光刻膠技術(shù),有別于傳統(tǒng)液態(tài)光刻膠的涂布方式,改在腔體中進行化學(xué)反應(yīng),讓干式光刻膠在化學(xué)氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)中制造,之后再以刻蝕工藝去除。

“Lam Research的干式光刻膠吸收的光子數(shù)量是化學(xué)放大型光刻膠的三到五倍,通過調(diào)節(jié)厚度可以使整個光刻膠層完全、均勻曝光。因此,EUV干式光刻膠的優(yōu)點在于可提升成像的敏感度、分辨率和 EUV 曝光的分辨率,此外干式顯影工藝降低了圖案塌陷的風險?!背貞椖钫f。

同時,干式光刻膠的概念也得到ASML、三星、英特爾、臺積電等龍頭企業(yè)等青睞,紛紛與Lam Research針對干式光刻膠領(lǐng)域開展合作研究,尋求平衡曝光功率以及機器工作效率的方法。

濕式光刻膠不會退出歷史舞臺

然而,盡管干式光刻膠的名聲越來越大,但東京電子、JSR集團等巨頭廠商并未選擇加入干式光刻膠的行列,而是繼續(xù)針對濕式光刻膠進行研發(fā)。這究竟是為何?

事實上,干式光刻膠在短時間內(nèi)替代濕式光刻膠也絕非易事。

據(jù)了解,光刻膠的應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜且多樣,且種類繁多,針對每個不同種類多芯片,還需要對光刻膠的使用進行特別定制?!霸谥圃煨酒瑫r,需要根據(jù)不同芯片的設(shè)計,進行多層的光刻工序,且每一層光刻都有可能用到不同的光刻膠,產(chǎn)生的光刻效果也不一樣。因此,芯片制造用的光刻膠型號非常多非常雜,不是單家供應(yīng)商能夠解決的?!笔⑹谰埚胃笨偛弥転f。

此外,周灝表示,相比較于傳統(tǒng)的濕式光刻膠,目前干式光刻膠的型號種類并不多,僅采用干式光刻膠難以完成很多芯片的光刻需求。而若想采用干式光刻膠,由于實現(xiàn)方式不同,對產(chǎn)線設(shè)備也會有相應(yīng)的調(diào)整,比如,通過化學(xué)沉積方式進行光刻膠的涂布,而非傳統(tǒng)光刻膠的濕法涂膠勻膠設(shè)備,這也使得干式光刻膠與濕式光刻膠在該工作程序上難以在同設(shè)備上混用。

“干式光刻膠在先進制程芯片的制造中確實有很大的發(fā)展?jié)摿?,但依舊需要一定時間來培育?!敝転f。

短期而言,干式光刻膠不會在先進制程領(lǐng)域中完全替代傳統(tǒng)的濕式光刻膠。

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