近日，市場調(diào)研機(jī)構(gòu)TECHCET在最新報告中表示，隨著半導(dǎo)體先進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)的功率，從而影響光刻機(jī)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(jī)應(yīng)運而生，而高數(shù)值孔徑 (High-NA) EUV光刻機(jī)采用傳統(tǒng)的濕式光刻膠時，更難以平衡曝光功率以及機(jī)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(jì)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(jī)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(tuán)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(tuán)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(jìn)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(jìn)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(fēng)險。”池憲念說。

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(jī)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(tuán)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(jìn)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(jìn)行特別定制。“在制造芯片時，需要根據(jù)不同芯片的設(shè)計，進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)制程領(lǐng)域中完全替代傳統(tǒng)的濕式光刻膠。