不含PFAS！新型光刻胶成功研发！

Release time：2025-07-17
author：AMEYA360
source：网络
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　　近日，富士胶片对外宣布，其已成功开发出一款创新型光刻胶。

　　这款光刻胶专用于半导体制造工艺，且不含备受争议的有害物质——全氟/多氟烷基化合物(PFAS)。

不含PFAS！新型光刻胶成功研发！

　　▲ 岩崎先生(左)和野口先生(右)

　　这款氟化氩(ArF)浸没式光刻胶，适用于负性ArF浸没式光刻技术，能以高良率形成28纳米(1纳米=10亿分之一米)级金属布线，主要面向车规级及工业半导体应用。目前，富士胶片公司表示将在客户评估基础上，加速推进商业化进程。

　　该技术突破在于实现无PFAS的微细电路成型与电路图形缺陷控制，同时具备优异的酸反应效率，并通过强化疏水性显著减少先进ArF浸没式光刻中的水残留。产品性能已通过比利时尖端半导体国际研究机构imec的联合验证。

　　富士胶片电子材料事业部长、常务执行董事岩崎哲在东京发布会上强调：“我们将进一步加大在成长领域的投资力度，尤其会将研发重心聚焦于尖端刻胶的研发工作。”资深研究员野口仁也指出：“在各器件制造商都对无PFAS技术给予高度关注的当下，此次技术的突破，无疑将在行业内产生重大影响。”

　　在半导体制造领域，光刻胶是一个极为关键的材料，它如同芯片制造的“画笔”，决定着芯片上微观结构的精度和质量。

　　全球光刻胶市场被少数国际巨头垄断，这些企业凭借其长期的技术积累和市场优势，占据了绝大部分的市场份额。根据中研普华产业研究院的数据，全球市场CR5(信越化学、JSR、杜邦、东京应化、住友化学)占比超85%。这些企业在光刻胶领域拥有大量的专利技术，形成了严密的知识产权壁垒。

　　近年来，随着国内半导体产业的快速发展，国内光刻胶企业也取得了显著的进步。部分企业在中低端光刻胶领域已经实现了国产化替代，并开始向高端光刻胶市场进军。例如，北京科华在KrF光刻胶领域已经实现了量产，并且正在研发EUV光刻胶;南大光电在ArF光刻胶领域取得了突破，其干法ArF胶已有小批量订单;上海新阳在ArF光刻胶领域也取得了重要进展，有望在2025年实现少量销售。这些企业的崛起为国内光刻胶产业的发展带来了新的希望，但与国际巨头相比，国内企业在技术水平、产品质量、市场份额等方面仍存在较大差距，需要进一步加大研发投入，提高产品竞争力。


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中国光刻胶领域取得新突破！
行业新闻

中国光刻胶领域取得新突破！

　　自半导体产业诞生以来，光刻技术始终发挥着关键作用，是推动集成电路芯片制程工艺持续微缩的核心驱动力之一。　　在芯片制造过程中，光刻承担着将集成电路图案转印至晶圆表面的任务，并通过光刻胶溶解在显影液中形成纳米尺度的电路图形。然而，光刻领域长期存在一个难以窥探的“黑匣子”——即光刻胶在显影液中的微观行为，该行为直接影响光刻图案的精确度与缺陷率。　　近日，北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授、高毅勤教授、郑黎明博士与清华大学王宏伟教授、香港大学刘楠博士等率先通过冷冻电子断层扫描(cryo-electron tomography，cryo-ET)技术，成功揭开了这个“黑匣子”的神秘面纱。研究团队首次在原位状态下解析了光刻胶分子在液相环境中的微观三维结构、界面分布与缠结行为，分辨率优于5纳米。这一发现不仅揭示了光刻胶分子在溶液中的微观物理化学行为，更指导开发出可显著减少光刻缺陷的产业化方案，有效清除了12英寸晶圆图案表面的光刻胶残留，为提升光刻精度与良率开辟新路径。　　“显影”是光刻的核心步骤之一，通过显影液溶解光刻胶的曝光区域，将电路图案精确转移到硅片上。这一“液固界面”直接决定了数以亿计晶体管图案的精确度与缺陷率。尽管产业界投入巨大，但由于液态环境本身具有复杂性与动态性，传统表征技术如扫描电子显微镜(SEM)无法对溶液中聚合物进行原位观察，而原子力显微镜(AFM)等手段所能提供的信息也十分有限。因此，人们对光刻胶聚合物的溶解机制、扩散行为、相互作用及其缺陷形成机理等基本问题仍知之甚少。这也导致工业界的工艺优化长期依赖于反复“试错”，成为制约7纳米及以下先进制程良率提升的关键瓶颈之一。　　为破解这一难题，研究团队首次将冷冻电镜断层扫描(cryo-ET)技术引入到半导体领域。他们设计了一套与光刻流程紧密结合的样品制备方法：在晶圆上进行标准的光刻曝光后，将含有光刻胶聚合物的显影液快速吸取到电镜载网上，并在毫秒内将其急速冷冻至玻璃态。这种超快冷冻速度(>104 K/s)能瞬间“冻结”光刻胶在溶液中的真实构象，最大限度地保持其原生状态。　　随后，研究人员在冷冻电镜中倾斜该冷冻样品，从−60°到+60°采集一系列倾斜角度下的二维投影图像。基于计算机三维重构算法，将这些二维图像融合成一张高分辨率的三维视图，分辨率优于5纳米。这种方法一举克服了传统技术无法原位、三维、高分辨率观测的三大痛点。　　图1：冷冻电镜断层扫描技术解析溶液中的光刻胶高分子　　Cryo-ET的三维重构带来了一系列新奇发现：　　界面富集：与业界长期认为的“溶解后聚合物主要分散在液体内部”不同，三维重构图像显示绝大多数光刻胶聚合物倾向于吸附在气液界面，而非分散在溶液体相中。这一现象在365纳米、248 纳米和193纳米等多种光刻胶体系中均得到验证，且在不同厚度(25~100纳米)的液膜中普遍存在。　　高分子缠结：研究首次在实空间直接观测到了光刻胶聚合物之间的缠结(entanglement)行为。高分辨率图像显示，这种缠结并非相互贯穿的“拓扑缠结”，而是“凝聚缠结”——其特征是聚合物链段局部平行排列，依靠较弱的范德华力或疏水相互作用结合，链间距离通常在5纳米以下。这使得缠结体结构较为松散。　　大尺寸团聚体与缺陷根源：观测发现，吸附在气液界面的聚合物更易发生缠结，形成平均尺寸约30纳米的团聚颗粒，其中尺寸超过40纳米的颗粒占比高达约20%。这些“团聚颗粒”正是潜在的缺陷根源。在工业显影过程中，由于化学放大光刻胶本身疏水性强(水接触角~85°)，液膜容易发生去润湿，导致这些团聚体重新沉积到精密的电路图案上，造成如“桥连”(bridging)等致命缺陷。研究团队通过缺陷表征发现，一块12英寸晶圆上的缺陷数量可高达6617个，这是大规模工业生产所无法接受的。　　为深入理解现象背后的物理化学机制，团队进行了分子动力学(MD)模拟。模拟结果与实验观测高度吻合：光刻胶高分子会自发地扩散并吸附至气液界面，并通过弱相互作用形成“凝聚缠结”。整个过程是能量驱动的，且缠结与解缠结是一个高度动态的、可逆的过程，这为通过外部条件(如温度)控制缠结提供了理论依据。　　基于上述机理性发现，研究团队提出了两项简单、高效且与现有半导体产线兼容的解决方案：　　抑制缠结：既然缠结是弱相互作用且具有热敏感性，团队通过适当提高光刻工艺中的曝光后烘烤(PEB)温度，有效地抑制了聚合物缠结，使其解缠结并分散，从源头上显著减少了超大团聚体的生成。cryo-ET图像对比显示，提高PEB温度后，界面聚合物形态从40—80纳米的团聚体变为更分散、尺寸更小的链。　　界面捕获：通过优化显影工艺，确保在整个显影过程中晶圆表面维持一层连续的液态薄膜。这层液膜可以作为一个有效的“捕集器”，将聚合物可靠地捕获在气液界面，并随着液体的流动将其彻底带走，从而有效避免它们因去润湿效应而重新沉积到图案表面。　　将这两种策略结合后，12英寸晶圆表面的光刻胶残留物引起的图案缺陷被成功消除，缺陷数量降幅超过99%，且该方案具备极高的可靠性和重复性。　　该研究展示的冷冻电子断层扫描(cryo-ET)技术，其应用潜力远不限于芯片与光刻领域。它为在原子/分子尺度上解析各类液相界面反应(如催化、合成与生命过程)提供了强大工具，也有助于阐释高分子、增材制造和生命科学中广泛存在的“缠结”现象。对半导体产业而言，深入掌握液体中聚合物的结构与微观行为，将推动先进制程中光刻、蚀刻和湿法清洗等关键工艺的缺陷控制与良率提升。　　该研究工作以《冷冻电镜断层成像重构液态薄膜中的聚合物以实现兼容晶圆厂的光刻工艺》(“Cryo-electron tomography reconstructs polymer in liquid film for fab-compatible lithography”)为题，于2025年9月30日发表在《自然-通讯》( Nature Commun.2025，16，8671)。彭海琳、高毅勤、王宏伟、刘楠为论文共同通讯作者，北京大学化学与分子工程学院郑黎明博士、夏义杰博士以及清华大学生命科学学院贾霞为论文共同第一作者。该工作得到国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、北京分子科学国家研究中心、北京生物结构前沿研究中心、清华-北大生命科学联合中心、中国博士后科学基金、腾讯新基石科学基金会等资助，并得到了北京大学化学与分子工程学院的分子材料与纳米加工实验室(MMNL)等仪器平台的支持。
2025-10-27 11:56 reading：311
光刻胶概念股雅克科技拟募资不超12亿，加速电子材料国产替代
行业新闻

光刻胶概念股雅克科技拟募资不超12亿，加速电子材料国产替代

9月14日，雅克科技公告称，公司拟非公开发行A股股票，募集资金总额不超过12亿元（含本数），扣除发行费用后的募集资金拟投入浙江华飞电子基材有限公司新一代大规模集成电路封装专用材料国产化项目、年产12000吨电子级六氟化硫和年产2000吨半导体用电子级四氟化碳生产线技改项目、新一代电子信息材料国产化项目-光刻胶及光刻胶配套试剂和补充流动资金。雅克科技称，通过本次非公开发行的实施，公司将扩大在硅微粉、电子特气、面板光刻胶及光刻胶配套试剂方面的产能与产量，能够有效提高公司产品销量，培育新的利润增长点；缓解公司资本开支增加而产生的营运资金压力，提升公司财务流动性，增强抗风险能力，满足公司快速、健康、可持续发展的流动资金需求。近期A股市场半导体板块走势分化，截至9月14日收盘，雅克科技报53.29元/股，该股在8月初曾走出历史新高71.68元/股。雅克科技于2010年在深交所中小企业板上市，主营业务为磷系阻燃剂。此后，雅克科技通过收购先后切入LNG保温绝热板材业务业务、半导体材料业务领域。2016年以来，在电子材料领域的连续并购，让雅克科技的业绩获较大上升空间。财报显示，截至今年上半年，雅克科技的电子材料业务营收已经占到总营收的71.03%，电子材料业务的毛利率为49.56%，为原主营业务阻燃剂毛利率的三倍以上。2017年，雅克科技披露发行股份购买资产的方案，公司拟通过非公开发行股份的方式，作价24.67亿元收购科美特和江苏先科的股权。今年2月27日，雅克科技公告称，子公司斯洋国际有限公司拟以3.35亿元价格收购LG化学下属的彩色光刻胶事业部的部分经营性资产，进军光刻胶领域。2017年至2019年，雅克科技实现营收分别为11.33亿元、15.47亿元、18.32亿元；实现归属于上市公司股东的净利润分别为0.35亿元、1.33亿元、2.93亿元。负债方面。截至今年上半年，雅克科技账面上的货币资金余额为8.17亿元，一年内需偿还的借款及债务合计1.05亿元。中泰证券研报认为，雅克科技作为国内半导体新材料龙头企业，覆盖晶圆制造、面板制造等多个电子制造业领域，具体产品包括半导体前驱体材料、半导体浅沟槽隔离绝缘材料、光刻胶、电子特种气体、球形硅微粉等电子材料以及相关输送设备等耗材领域，客户结构优异。公司在电子材料业务的布局已然成型，维持“买入”评级。公告显示，截至7月9日，雅克科技控股股东及实控人沈琦、沈馥合计持股2.1亿股，质押5544万股，占其所持股份比例的26.4%。占公司总股本比例的11.98%。7月31日公告显示，沈琦、沈馥还就其持有的上市公司部分股份办理了质押延期交易的手续，该笔质押原定于2020年7月22日到期，现将质押到期日延长至2021年7月22日。 
2020-09-15 00:00 reading：2387
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