摘要:有个统一的测评规则,大家好办多了。现在不同实验室、不同厂家的测试方法五花八门,谁的数据能放一块儿比,常常比着来比着去没个准儿。这个标准一旦走完程序,按现在的节奏看,有望在2026年正式出来,对国产EUV光刻胶的研发和检验会起到挺实在的参照作用。
国家标准委在2025年10月23日将《极紫外(EUV)光刻胶测试方法》列为拟立项项目,并在官网公示,公示期到2025年11月22日。
有个统一的测评规则,大家好办多了。现在不同实验室、不同厂家的测试方法五花八门,谁的数据能放一块儿比,常常比着来比着去没个准儿。这个标准一旦走完程序,按现在的节奏看,有望在2026年正式出来,对国产EUV光刻胶的研发和检验会起到挺实在的参照作用。
说点更直白的影响:大家不用再靠换来换去的测试方法猜来猜去。行业里的人估计,若统一标准被广泛采用,晶圆厂把新品上车的验证周期可能从过去的1到2年,缩短到大概半年的量级。国产材料上线的风险会降一截,研发单位和材料厂也能省下不少来回调整和沟通的时间。打个比方,这标准不是一张纸,是把分散的尺子换成了同一把度量衡。
起草这版标准的队伍也能看出想法:高校、国家级实验室、制造厂和设备公司都有参与。像上海大学、张江国家实验室、上海华力、上海微电子装备(集团)这些单位都在名单上。换句话说,标准不会只停在理论或学术层面,制造端的可操作性会被考虑进去,不是写给天上人的。
技术上,拟定的测试项挺全面:灵敏度(常说的E0)、分辨率、线边缘粗糙度(LER)、曝光时的产气量(outgassing)等都会纳入。还会对最低技术线、测试流程、评估方法做明确规定。对链上各方来说,最直接的好处是能拿到一套可复现的数据,而不是各家各派的“自我感觉良好”。这对产业化推动,有真金白银的帮助。
往回看这些年到底发生了啥,实验室和企业端的攻关是实打实的。清华在单体和聚合物设计上有新尝试,提出过聚碲氧烷类的树脂配方;北大的团队用冷冻电镜、电子断层把液相中分子的三维分布、界面结构看得更清楚,给改配方、降缺陷提供了数据。企业这边也有动作,上海大学配合南大光电、晶瑞电材等,做出了含金属氧化物链段或锑/锡掺杂的负性胶配方,实验室报告的分辨率可到18纳米及以下,曝光剂量在25 mJ/cm²左右,合成路线也跑通了。这些数据不是小打小闹,说明在实验室层面,基础配方可行性已经具备。
有些公司也试图把成果往外推。瑞联新材的一些单体通过了客户验证,上海新阳还在早期研发,徐州博康计划建国内首条EUV光刻胶中试线。要把东西真正产业化,关键环节就是把中试线、客户验证做成一套稳定流程,把“能做出来”变成“能稳定批量做”。
把时间线往前拉一点,有个教训刻在大家心里:2019年的日韩贸易摩擦把材料短板暴露出来。那回日本对韩部分关键材料出口管控,让三星、SK一度面临原材料紧张。光刻机买得到,可以靠备货扛一阵子,可光刻胶断供,产线就停了。这事儿很现实,光刻机有法子凑合,光刻胶没了就是立刻停工。那时候起,国家把高端光刻胶纳入重点攻关对象。
政策和钱也开始跟上。大基金二期把半导体材料列入投资重点,资金和地方配套都在推动,2024年前后大基金和地方基金已经向南大光电、晶瑞电材、北京科华等投入资源,支持KrF/ArF光刻胶产线建设。多份政策文件把ArF、EUV光刻胶列为突破重点。国家口径很明确:材料短板得补。
不过,问题不是一天能全解决的。长期以来,高端光刻胶市场被几家外企把持。比如日本的JSR、东京应化、信越化学、富士电子材料占了全球大头,美国杜邦、韩国厂商也有份额。国内在关键单体、配套体系上差距大。工业和信息化部的数据显示,2020年国内光刻胶进口依存度大约95%。到2023年,高端光刻胶国产化率不到5%,ArF国产化率只有3.2%,EUV几乎全靠进口。这个现实说明,光刻胶要实现自主可控,不只是化学配方问题,还是产线、超高纯度产能、质量控制体系的系统工程。
讲点技术细节更容易理解。把光刻机比成相机,光刻胶就是涂在硅片上的感光膜。不同的光刻胶对光反应不一样:正性胶曝光后可溶的变多,显影后曝光区被洗掉;负性胶则相反。EUV光刻胶要对极紫外光敏感,还要在高能光下保持稳定、缺陷少、线边界平滑,不在曝光时放出太多气体(那会污染光罩和真空系统)。简言之,EUV胶不仅要“写得清楚”,还得“写得干净、稳定”。没有这些特性,刻出来的器件再小也难保证良率。
难点主要在供应链和验证两端。核心的树脂、光引发剂、淬灭剂和电子级高纯溶剂等关键单体,约90%靠进口。像三菱化学、住友化学这些供应商,在关键单体上占比很大。想把这块本土化,不只是合成一道工艺那么简单,还需要超高纯度生产能力、电子级99.999%级别的流程和检验体系,这些需要时间和投入。
再一个现实是验证设备稀缺。理想的检验方法是用EUV光刻机做验证,但这设备少而贵。国内能拿到的并不多,很多团队不得不在DUV平台或用模拟手段先估算EUV下的表现,替代方法有局限,容易产生过度乐观的判断。也就是说,材料设计和制造端得齐头并进,理论和模拟单打独斗,效果会打折。
关于什么时候能量产,业内比较乐观的估计是2028到2030年可能看到国产EUV光刻胶的有限商业化。但这是乐观路线图,前提是单体国产化、设备验证资源到位、批量生产稳定性能撑住。当前的工作清单还挺长:把实验室配方推到中试线,建立电子级单体产线,争取更多EUV设备做材料验证,让标准经受实际生产线检验。
标准公示期还能听取各方意见。把光刻胶厂、检测机构、晶圆厂的声音放进来,有助于把曝光剂量、显影时间、LER评估方式这样的细节统一起来。实际操作层面,要把测试流程和设备要求写清楚,考虑现有显影药水、刻蚀配合方案的影响,兼顾实验室可复现性和量产可实施性。标准一旦成形,采购方和供应方沟通就不会老绕弯儿,协同开发效率能提高。
眼下能看到的变化是,从政策到资金、从实验室到企业、从设备到标准,链条上的节点开始联动。徐州博康在筹中试线,上海和北京的团队继续做配方和表征,产业链各方也在调整步伐。一步一步把这些环节接起来,才有可能把今天的“标准立项”推动成明天的“国产光刻胶上车”。
来源:留白余生
