在光刻膠領域，日本是全球的領先廠商，尤其是在EUV光刻膠方面，他們的市場占比更是高達90%，然而他們似乎并沒有放慢腳步。據《日經新聞》日前報導，富士膠片控股公司和住友化學將最早在2021年開始提供用于下一代芯片制造的材料，這將有助于智能手機和其他設備向更小、更節(jié)能等趨勢發(fā)展。報道進一步指出，富士膠片正投資45億日元（4，260萬美元），在東京西南部的靜岡縣生產工廠配備設備，最早將于明年開始批量生產。該公司表示，使用該產品，殘留物更少，從而減少了有缺陷的芯片。同時，住友化學將在2022財年之前為大阪的一家工廠提供從開發(fā)到生產的全方位光刻膠生產能力。由于其強大的市場，該公司已經達成了向大型制造商提供產品的臨時協(xié)議。

信越化學在臺灣設廠，為了服務臺積電？

日經新聞最新報導指出，日本信越化學工業(yè)公司將耗資約300億日圓（2.85億美元），將半導體廠重要材料光刻膠的產能調高20%，而且將首度在臺灣生產，借此為先進芯片的生產擴大供應。信越化學將在日本與臺灣投資生產光刻膠的新設備。這種材料用于在矽晶圓上形成電路圖案。隨著半導體材料領域的競爭加劇、加上用于5G裝置、資料中心與其它應用的芯片需求成長，讓信越化學這家日本具領導地位的光刻膠大廠提高產能。日經報導指出，信越化學在臺灣的云林廠將從2021年2月左右率先新增產能。屆時，信越化學將開始在臺灣生產這種用于適合用于先進極紫外光（EUV）光刻技術的光刻膠。以往這種材料只在日本生產。信越化學希望此舉能滿足臺積電等客戶攀高的需求。在日本，信越化學位于新瀉縣直江津的工廠的新設備預定在2022年2月開始運作。在臺灣的產能將提高50％，直江津工廠將提高20％，同時也會擴編員工人數。信越化學也將為南韓、中國大陸與其他市場的客戶提高產量。其他日本光刻膠大廠，包括JSR與東京應化工業(yè)公司，也同時在日本與海外生產EUV光刻膠，而住友化學和富士膠片（Fujifilm）則準備進入這一領域。

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光刻膠是微電子技術中微細圖形加工的關鍵材料之一，是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成份組成的、對光敏感的混合液體。利用光化學反應，經曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基片上的圖形轉移介質，其中曝光是通過紫外光、電子束、準分子激光束、X射線、離子束等曝光源的照射或輻射，從而使光刻膠的溶解度發(fā)生變化。

按照應用領域分類，光刻膠主要包括印制電路板（PCB）光刻膠專用化學品（光引發(fā)劑和樹脂）、液晶顯示器（LCD）光刻膠光引發(fā)劑、半導體光刻膠光引發(fā)劑和其他用途光刻膠四大類。本文主要討論半導體光刻膠。

光刻膠自1959年被發(fā)明以來一直是半導體核心材料，隨后被改進運用到PCB板的制造，并于20世紀90年代運用到平板顯示的加工制造。最終應用領域包括消費電子、家用電器、汽車通訊等。

光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%，耗時占整個芯片工藝的40%~60%，是半導體制造中最核心的工藝。

以半導體光刻膠為例，在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經過曝光（改變光刻膠溶解度）、顯影（利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分）與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉移到襯底上，形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。

光刻技術隨著IC集成度的提升而不斷發(fā)展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求，半導體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以提高極限分辨率，世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級別，光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先進的EUV（<13.5nm）線水平。

目前，半導體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠，其中，g線和i線光刻膠是市場上使用量最大的。KrF和ArF光刻膠核心技術基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。

光刻膠不僅具有純度要求高、工藝復雜等特征，還需要相應光刻機與之配對調試。一般情況下，一個芯片在制造過程中需要進行10~50道光刻過程，由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等，不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣，即使類似的光刻過程，不同的廠商也會有不同的要求。

針對不同應用需求，光刻膠的品種非常多，這些差異主要通過調整光刻膠的配方來實現(xiàn)。因此，通過調整光刻膠的配方，滿足差異化的應用需求，是光刻膠制造商最核心的技術。

此外，由于光刻加工分辨率直接關系到芯片特征尺寸大小，而光刻膠的性能關系到光刻分辨率的大小。限制光刻分辨率的是光的干涉和衍射效應。光刻分辨率與曝光波長、數值孔徑和工藝系數相關。

光刻膠的曝光波長由寬譜紫外向g線→i線→KrF→ArF→EUV（13.5nm）的方向移動。隨著曝光波長的縮短，光刻膠所能達到的極限分辨率不斷提高，光刻得到的線路圖案精密度更佳，而對應的光刻膠的價格也更高。

光刻光路的設計，有利于進一步提升數值孔徑，隨著技術的發(fā)展，數值孔徑由0.35發(fā)展到大于1。相關技術的發(fā)展也對光刻膠及其配套產品的性能要求變得愈發(fā)嚴格。

工藝系數從0.8變到0.4，其數值與光刻膠的產品質量有關。結合雙掩膜和雙刻蝕等技術，現(xiàn)有光刻技術使得我們能夠用193nm的激光完成10nm工藝的光刻。為了實現(xiàn)7nm、5nm制程，傳統(tǒng)光刻技術遇到瓶頸，EUV（13.5nm）光刻技術呼之欲出，臺積電、三星也在相關領域進行布局。EUV光刻光路基于反射設計，不同于上一代的折射，其所需光刻膠主要以無機光刻膠為主，如金屬氧化物光刻膠。
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