光刻膠完整版本

May,2007微電子關(guān)鍵性材料-光刻膠的現(xiàn)狀與未來紫外負性光刻膠（PolyisopreneBase)；紫外正性光刻膠，包括G線膠（436nm)、I線膠(365nm)；深紫外光刻膠，包括KrF-248nm膠、ArF-193nm膠等；目前最熱門的ArF-193nmImmersion；極紫外-EUV(13.4n)和ImprintTech-nology尚在研發(fā)探索中，而曾經(jīng)喧囂一時的F2-157mm已經(jīng)出局。光刻膠的分類光刻膠的路線圖G線膠436nmI線膠365nmKrF248nmArF193nmDArF193nmiArF193nmiEUVImprint?

1um500nm250nm130nm90nm65nm45nm32nm22nm光刻膠的路線圖投產(chǎn)年份200020022004200620082010集成度256M1G4G16G64G256G線寬（nm）18013090654532對應的光刻膠KrF-248ArF-193ArF-193ArF-193iArF-193i?32nm光刻方案探索性比較193nm浸入式極紫外-EUVImprints產(chǎn)率60-100wph5-100wphhigh光刻膠的敏感度30~50mJ/cm25~50mJ/cm2設(shè)備體積大龐大適中設(shè)備成本$35M$60M$5M技術(shù)難點雙重曝光一起的交叉樸光的臨近效應掩膜(PSM)缺陷、表面平整度及厚度控制技術(shù)背離傳統(tǒng)的主流光刻技術(shù)工程師的認可度高中低Concept–IntroducealiquidbetweenthelensandwaferEffect-RaisetheNAofthestepperandtherebyincreaseresolution

Lightactslikeitisashorterwavelength浸入法(193i)簡介Thoselightrayswhichenterthefinallenselementatarereflectedatthelens/airinterfaceandnotbroughtintofocusRefractiveindexdependent193nm"Dry"LithographyImprovedresolutionImprovedDOFatagivenresolutionConservesinfrastructureLightsourcesMasks,pellicles,opticalmaterialsCoatingsResists?193nm"Wet"LithographyTransparentattheexposinglNon-volatileNon-toxicNotinteractwithlenscoatingsStabletoexposingradiationMustnotintactwithresist浸入法（193i）對液體的要求浸入式光刻在2006年完成了量產(chǎn)準備工作。AMD與IBM宣布成功開發(fā)第一代水浸式光刻工藝，并證實浸入式設(shè)備的成品率與干法相當。ASML發(fā)布高達1.35的水浸式ArF曝光設(shè)備XT:1900i;Nikon也推出NA為1.3的水浸式光刻系統(tǒng)NSR-S610C。浸入式光刻在45nm量產(chǎn)已是板上釘釘了，ArF光刻成功地擴展到第四代。2006年業(yè)界在光刻方面的最大進展就是確立了“雙重圖形+水浸式”的工藝方案。IMEC和AMSL進行了大量的試驗，明確無誤地證實了雙重圖形的可行性。2006年底，雙重圖形被加入ITRS中，而ArF光刻則很可能會被創(chuàng)紀錄地擴展到第五代。雙重圖形+浸入式193ImmersionSurveyResult極紫外EUV光刻技術(shù)：極紫外波長為13.4nm，比ArF準分子激光在水中的等效波長還小一個數(shù)量級。是ITRS2005最為看好的32/22nm節(jié)點技術(shù)。由于波長太短，EUV只能使用反射視光學系統(tǒng)，為減少散射和像差，掩膜表面必須保持原子尺度的平整；而且PSM上的微小圖形變化度可能引起隨即得相移，這使得PSM得制備和使用十分困難；需要高亮度的光源和高敏感度的光刻膠。設(shè)備制造困難重重，直至2006年8月第一臺EUV光刻Alphademotool才由ASML研制出來，交付IMEC和AlbanyNanoTech試用。這個擁有6500萬部件的龐然大物的誕生標志著EUV終于邁出了量產(chǎn)的第一步。極紫外-EUV簡介EUVSurveyResultsImprint技術(shù)簡單來說就是采用壓印的方式將預先制造好的印章或掩膜版圖型轉(zhuǎn)移到由單體或聚合物（如甲基丙烯酸甲酯）等構(gòu)成的薄膜上，隨后通過化學和熱處理方式對圖形進行固化和保形。Imprint技術(shù)簡介優(yōu)勢劣勢是唯一能夠滿足16nm甚至更先進技術(shù)需求的工藝解決方案技術(shù)背離傳統(tǒng)的主流光刻技術(shù)能夠兼容使用一些EUV正在研發(fā)的工藝技術(shù)自身的價值期待得到半導體芯片制造商的肯定能夠與現(xiàn)有半導體生產(chǎn)制造流程兼容技術(shù)無法避免與包括EUV在內(nèi)的下一代光刻技術(shù)沖突已經(jīng)被國際半導體發(fā)展路線(ITRS)收入在內(nèi)有限的資金投入Imprint技術(shù)工藝NanoimprintSurveyResultsLargeeffortatMotorolaTwocompaniesinUSNanoimprints–Austin,TXSupportedbyUTexas(G.Willson)/MotorolaNanonex–Princeton,NJPrincetonU./StephenChouNanoimprint的相關(guān)商家全球光刻膠市場：2005年銷售額為8.03億美元，較2004年同比增長13.2%；2006年上半年銷售額4.2億美元，較2005年同期增長10.1%。全球光刻膠配套試劑市場：2005年銷售額為8.5億美元，與2004年基本持平；2006年上半年的銷售額是5.2億美元，比2005年增長23.8%。全球光刻膠市場已經(jīng)過了快速發(fā)展期，而中國的市場在未來幾年內(nèi)將以40%的速度發(fā)展。到2008年，光刻膠及其配套試劑的市場規(guī)模將達到20億美元。光刻膠及配套試劑的國際市場規(guī)模目前，國際市場i線膠的銷售量最大占53％左右，總體用量仍呈上升趨勢；248nm膠的市場增長迅速，銷售量已經(jīng)超過了G線膠，占光刻膠總銷售量的第二位；在不遠的未來，248nm膠的用量將超過i線膠；193nm膠的技術(shù)含量最高，其市場銷量增長很快目前居第三位；目前高檔膠（248nm+193nm)銷售額已經(jīng)超過I-線膠居第一位；G線膠和負性膠是已經(jīng)過了成熟期的產(chǎn)品，其總體的用量呈下降的趨勢。國際市場的產(chǎn)品分布目前國際市場的光刻膠如果以銷售額計，2006年的前三季度的銷售額為6.4億美元。高檔膠達3.3億美元；其中193nm光刻膠的銷售額為1.2億美元，占前三季度銷售額的18.75%;248nm光刻膠的銷售額為2.1億美元，占前三季度銷售額的32.81%;這兩項高檔膠前三季度的銷售額已超過原主要的G-I-線光刻膠3.0億美元的，成為光刻膠領(lǐng)域的主產(chǎn)品。2006年是Semi第一次將248nm膠與193nm膠從高檔膠中分離出來單獨立項，這也說明248nm膠與193nm膠已經(jīng)完成研發(fā)正式上線。而G線膠和負性膠是已經(jīng)過了成熟期的產(chǎn)品，其總體的用量呈下降的趨勢。2006年國際市場特點以2005年的光刻膠產(chǎn)業(yè)分布為例

紫外正性光刻膠:

美國：

19.6%

（G-I-線）歐洲：13.7%

日本：

35.3%

臺灣：

11.4%

韓國：

12.7%

其他：

7.3%深紫外光刻膠：

美國：27.1%

（248nm+193nm）歐洲：15.6%

日本：

17.5%

臺灣：

15.8%

韓國：

15.7%

其他：

8.3%光刻膠在全球的產(chǎn)業(yè)分布光刻膠的主要國際廠商國家晶圓尺寸(吋)工藝產(chǎn)品類別生產(chǎn)線(條)美國12CMOSDRAM、微處理器、微控制器138CMOS邏輯、DRAM、Flash、混頻、微控制器38日本12CMOSDRAM、Flash、內(nèi)存、代工、光電68CMOS代工、Flash、邏輯、DRAM、SRAM等43臺灣12CMOS代工、DRAM48CMOS代工、DRAM22韓國12CMOSDRAM28CMOS代工、邏輯17歐洲12CMOSDRAM、微處理器28CMOS/雙極Flash、邏輯、DRAM、微控制器、19全球主要IC生產(chǎn)線分布300mm(12寸線)：目前量產(chǎn)的有SMIC北京和無錫的海力士-意法Hynix-ST；上海華虹SIS\、SMIC上海以及SMIC武漢的12寸線均在建設(shè)與計劃中。200mm(8寸線)：目前量產(chǎn)的有十五條線；

其中SMIC(張江)五條；SMIC(天津)一條；SMIC(成都)一條；上海的宏力(GSMC)一條；上海華虹NEC一條；上海先進(ASMC)一條；臺積電（上海）一條；蘇州的和艦科技兩條；無錫的海力士-意法Hynix-ST一條；江蘇南通的綠山集成電路一條。尚有八條8寸線在建設(shè)與計劃建設(shè)中。150mm(6寸線)：目前有首鋼NEC、上海先進、無錫的華潤上華、杭州的士蘭微電子及珠海的南科科技等十三條線已經(jīng)建成投產(chǎn)。且有若干條線在建設(shè)與計劃建設(shè)中。國內(nèi)集成電路前工序的現(xiàn)狀與計劃我國的光刻膠市場雖然起步較晚，但是其發(fā)展速度卻是異常迅猛。2005年的光刻膠市場規(guī)模在2.5億元左右。紫外負性光刻膠在中國的市場為2000萬人民幣。

G－線光刻膠及相關(guān)聯(lián)的液晶膠的市場為1億人民幣。光刻膠的國內(nèi)市場需求 單位：噸國內(nèi)對光刻膠的需求情況目前，我國的與光刻膠生產(chǎn)有關(guān)的廠家有北京科華微電子材料有限公司、蘇州瑞紅電子化學品公司和無錫化工研究設(shè)計院等幾家。蘇州瑞紅電子化學品公司和北京科華微電子材料有限公司是國內(nèi)最大的兩家光刻膠廠家，占有市場90%以上的市場份額。無錫化工研究設(shè)計院只生產(chǎn)特種光刻膠。國內(nèi)光刻膠的有關(guān)廠家合成：中國有很好的化學合成與高分子合成的基礎(chǔ)和隊伍；在“六五”，“七五”，“八五”光刻膠立項立的都是樹脂及助劑合成方面的研發(fā)，即使到“十五”躍到193nm光刻膠的研發(fā)，仍然是以合成為主。雖然合成只是光刻膠發(fā)展的一個分支，但是既然在這方面中國有基礎(chǔ)，就應該進一步開展下一代光刻膠合成的研發(fā)工作。這樣既能夠在業(yè)界作出中國光刻膠人的貢獻，也能夠在合成上取得專利與Know-How，在國際光刻膠界站穩(wěn)自己的一席之地。

Imprint:開展Imprint技術(shù)的研發(fā)，因為其研發(fā)成本低廉可以承受；同時這項技術(shù)大家都是從頭開始起點相同；以今天中國的實力應該可以跟上國際研發(fā)的步伐并做出自己的貢獻。中國在國際光刻膠發(fā)展中的作用IBMshowedchemicalstructuresintheirseriesoftalkswhichcenteredonfluoro-alcoholpolymersfor193iasbothadditivesandtopcoats.Inthefirstofthesetheycomparedandcontrastedanumberofhexafluoroisopropanol-containing(HFA)polymerswheretheHFAgroupwasplacedindifferentpositionsinthepolymerbackbone.Thefollowingtwostructuresarerepresentativeofthepointtheyweretryingtomake.浸入法（193i）的新材料今年三月在美國硅谷的SPIE上，關(guān)于LER等有關(guān)LithographyPr