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中国打造自己的EUV光刻胶标准!

2025-10-30 9:32:00
  • 芯片被誉为现代科技的巅峰之作,其制造过程中最关键的设备之一光刻机,常被形容为勾勒微观电路的“神之手”。但在芯片生产链上,仅有光刻机远远不够,高质量的芯片还离不开光刻胶、掩膜版等多种高精度材料的协同作用。

中国打造自己的EUV光刻胶标准!

芯片被誉为现代科技的巅峰之作,其制造过程中最关键的设备之一光刻机,常被形容为勾勒微观电路的“神之手”。但在芯片生产链上,仅有光刻机远远不够,高质量的芯片还离不开光刻胶、掩膜版等多种高精度材料的协同作用。

以光刻胶为例,这是一种对特定波长光极其敏感的高分子材料,被称为“感光神经膜”。它的作用类似于传统胶片,承载着光刻工艺传递的信息。随着芯片工艺步入7纳米及以下的时代,EUV(极紫外)光刻机和与之配套的EUV光刻胶成为先进制程不可或缺的核心材料。然而,多年来国内在高端光刻胶领域依赖进口,已多次被列入政府和行业协会的重点攻关清单。

近日,《极紫外(EUV)光刻胶测试方法》标准形成了拟立项项目,于2025年10月23日在国家标准委网站公示,标志着国产EUV光刻胶迈进了一个新的发展阶段。

理解光刻胶:用“光”写下微观世界

光刻胶并非普通的胶状物质,而是能精确响应光照的先进材料。它的任务是把光刻机投射的光信号转化为物理结构,整套流程有些像“用光雕刻”电路。若将光刻机看作极其精细的照相机,那么光刻胶就是那层覆在硅片上的胶片。DUV(深紫外)或EUV光束透射过载有电路设计的掩膜版,将图样印在光刻胶层上,经过显影步骤后,形成精准的微纳结构,成为后续刻蚀与离子注入的工艺基础。

对芯片制造而言,光刻胶的性能直接影响制程良率和微结构精度。然而,直到2020年,国内市场对光刻胶的进口依存度仍高达95%。全球市场则主要由日本企业JSR、东京应化、信越化学、富士电子材料等公司主导,占有七成以上份额。类似杜邦、东进等美、韩企业虽有布局,但关键技术仍高度集中。

2019年日韩贸易摩擦之际,日本对韩方实施光刻胶等材料出口管制,令包括三星、SK海力士在内的头部芯片厂商产能受到冲击。这一事件也让我国业界深刻认识到,哪怕拥有先进光刻机,没有高端光刻胶也无法维持芯片产线的正常运行。

有业内人士评价,光刻机被卡还能支撑一阵,但若光刻胶断供,生产线将立刻瘫痪。同年,国家大基金二期将高端光刻胶列为投资重心,辅以地方基金,对相关企业加大支持力度,推动国产KrF/ArF光刻胶产业化。

政策与市场导向均将高端光刻胶提升至战略高度——“十四五”强调攻克高纯光刻胶等核心材料,“十五五”更将其并列于量子计算商业航天等重点技术领域。尽管2023年国产高端光刻胶的本土化率依然不到5%,但随着标准工作的推进与样品验证,突破正逐步发生。

测试标准撬动技术突破

EUV光刻胶作为7纳米及更先进工艺节点的关键材料,其性能标准事关芯片良率。长期以来,国内研发实验室之间采用的光刻胶测试条件各不相同,缺乏统一的规范和可对标的国际流程,厂商与晶圆厂沟通效率较低,影响新材料的迭代进度。

此番EUV光刻胶测试标准拟立项,由上海大学、张江国家实验室、上海华力和上海微电子等机构联合起草,填补了相关标准体系的国内空白。标准内容涵盖对灵敏度(E0值)、分辨率、线边缘粗糙度、曝光产气等核心指标的评判,以及测试流程与最低技术门槛的规范。

标准定稿后,产业链上下游企业可借助统一的测试平台快速验证材料性能,有望将一轮验证周期从传统的1至2年缩短至半年内,显著降低新材料导入风险。这不仅为光刻胶国产化扫清了技术与合作障碍,也提升了中国在全球半导体材料领域的话语权。

科研与产业正合力破坚冰

近年来,清华大学、北京大学等科研院校攻关出新型高分子材料与光刻胶分子结构解析手段,为样品研发和性能提升提供了理论及数据支撑。南大光电、晶瑞电材、瑞联新材等企业也在高端光刻胶的制备工艺和实验线方面取得新进展,部分材料已完成客户入门级验证。徐州博康等正筹建国内首条EUV光刻胶中试生产线。

不过必须看到,EUV光刻胶在树脂、光引发剂、淬灭剂、高纯溶剂等核心原材料上对海外依赖度依旧极高,特别是在电子级高纯材料与反应单体等关键环节,相关原料目前仍绝大部分掌握在日本头部材料集团手中,国内产业还需完成从“有样品”到“全链条自主”的长跑。此外,EUV光刻胶研发测试本身对EUV光刻机有较强依赖,导致本土实验验证仍面临设备短板。

前景展望

本轮标准体系建设正推动国产EUV光刻胶从“跟跑”向“并跑”“领跑”转变。伴随政策倾斜、研发推进和标准落地,业内普遍预计到2028-2030年间,中国EUV光刻胶有望进入有限商业化阶段。

可以预见,随着测试标准的建立和产业链的协同突破,国产EUV光刻胶将逐步减轻对进口的依赖,在国际产业分工中争取更大的话语权。中国半导体材料的发展,正以材料创新、标准建设和产业合作为支撑,在EUV时代迎头赶上。