光刻胶组成及市场表现如何？

光刻胶是图形复刻加工技术中的关键性材料。

光刻胶是利用光化学反应经光刻工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加 工基片上的图形转移介质，由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要化学品成分和其他助剂组成，在紫外光、深紫外光、电 子束、离子束等光照或辐射下，其溶解度发生变化，经适当溶剂处理，溶去可溶性部分，最终得到所需图像。

根据日本财务省2022年4月的数据，目前日系厂商在世界光刻胶市场上的份额占比约为90%，分别为JSR 26%，东京应化 25%，信越化学16%，住友化学13%，富士胶片10%。而在最先进的EUV光刻胶市场上，东京应化、信越化学、JSR、住友化学 则占据了几乎全部的市场份额。

一直以来半导体工业使用的光刻胶均为聚合物光刻胶，这些光刻胶也被称为化学增幅型光刻胶（Chemically Amplified Resists: CAR），其原理是吸收光并产生质子（酸），从而改变聚合物在蚀刻溶液中的溶解度。然而，聚合物光刻胶在10nm级别时遇 到了问题。到目前为止，几十nm级的线条图案规则都是基于使用发射波长为160 nm左右的浸入式ArF光源的光刻技术，这在 聚合物材料的光吸收和反应范围内。然而，在EUV下，波长是13.5nm，传统的有机聚合物对这些超短波难以产生良好的反 应。另外，当线宽幅度达到10nm左右时，即使做出图案，也会发生抗蚀墙壁面塌陷或者粘连不稳定等问题。直观地讲，在 10纳米水平上，要在 "缓慢溶解 "的系统中保持半导体内的LWR、LER等互连相关值的稳定性和低变异性极为困难。

为了解决这个问题，ASML转向了Inpria公司生产的一种含有无机材料的光刻胶。这种光刻胶具体成分不详，但根据研究显示 是一种有机-无机混合物，核心是铪-锆纳米粒子。铪和锆吸收短波的效率较低，而对短波的反应效率较高，并且因为材料含 有无机物并呈现刚性，蚀刻后的蚀刻墙壁面不会塌陷（能够保持较高的纵横比）。此外，它不像CAR那样依赖于酸的扩散， 因此LER等不容易恶化。Inpria公司已被日本公司JSR全资收购，目前该无机光刻胶依然处于验证阶段。

根据 SEMI 和 WSTS 的数据，单位晶圆面积所消耗的光刻胶金额已经从 2015 年 3 月不到 0.12 美元/平方英寸上升到 2021 年 9 月约 0.19 美元/平方英寸，每平方英寸所耗光刻胶金额呈不断上升之势。2022年全球半导体光刻胶市场规模为26.4亿美元， 预期2030年全球市场规模将增长至45亿美元，年均增长率6.9%。