日本化工现状-光刻胶1

据SEMI数据，日本公司在全球半导体材料市场占据约52%的份额，而北美和欧洲分别占据约15%。在制作芯片的19主要材料中，日本有14种材料的占有率是全球第一，例如半导体硅片(信越、胜高)、光刻胶(东京应化、信越、JSR)、CMP(Fujimi)、环氧塑封料(住友电木)等重要材料，日本在这些领域占有很高的市场份额。

2.1光刻胶:图形复刻加工技术中的关键性材料
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。

2.2 光刻胶:日系厂商市场份额占比达90%
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。

2.3 光刻胶:无机光刻胶或为未来方向之一

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。

L/S: 线/间距·抗蚀墙宽度/墙与墙的间距

H/P或HP:半间距·相邻抗蚀墙的间距

LER: 线边缘粗糙度·抗蚀墙壁两侧的粗糙度

LWR: 线宽度粗糙度·抗蚀墙壁的宽度变化

2.3 光刻胶: 无机光刻胶或为未来方向之一
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。

2.4 光刻胶:预计2030年市场规模将达45亿美元
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%。