捷报频传，EUV设备与材料不断优化，大规模普及可期

据韩媒报道，半导体设备商ASML和比利时半导体研究中心IMEC宣布单次曝光24nm节距线技术取得了突破性进展，该技术可以使半导体制造商在通过第一代极紫外光（EUV）光刻机也能实现3nm工艺单次曝光，极大的降低生产和设备投资成本。

IMEC和ASML使用第一代EUV设备通过3nm制程工艺实现24nm间距单次曝光
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成本将得到极大优化，新技术有望推动EUV普及

在半导体制造中，最为关键核心的当属光刻工艺，近年来，随着工艺节点的不断缩小，光刻技术主要经历了紫外光刻技术（UV）、深紫外光刻技术（DUV）和极紫外光刻技术（EUV）。

随着摩尔定律逼近极限，传统的DUV工艺已经无法满足人们对尺寸更小、性能更优器件的追求，此时，光波长仅为13.5nm，因此能够将图案分辨率降低到10nm以下的EUV工艺走进人们的视线，被寄予厚望，成为摩尔定律的“续命良药”。

然而，EUV技术普及并非一帆风顺，截至2019年，仅有三星和台积电大规模量产EUV工艺，英特尔预计2021年大规模生产基于EUV技术 7nm 工艺的CPU，美光推迟了EUV的导入，可能推迟至1γnm技术之后，时间表暂不确定。

究其根本原因还是EUV设备巨额的资本投入让大部分企业望而却步，据悉，第一代EUV设备价格高达1.2亿美元/台，而下一代EUV设备将高达4亿美元。

除了巨额的设备投入之外，众所周知ASML第一代EUV光刻机仅能在7nm和5nm工艺中实现单次曝光成型，而对于3nm制程工艺需要多次曝光，或采用更高分辨率设备。而无论是多次曝光还是更换设备对制造商来讲都意味着更高的资金投入。

由于目前应用于先进制程的光刻机由ASML独家供应，制造厂商不得不追随其设备研发的脚步，近期，媒体报道，ASML正在研发瞄准2nm甚至1nm的制程工艺的新一代光刻机，NA（数值孔径）达到了0.55，分辨率可提升70%左右，然而，新一代光刻机需要到2022年才能出货，大规模出货要到2024年甚至2025年，这对竞争激烈的半导体制造商来讲无疑不是一种煎熬。

此次，ASML和IMEC联手开发的新技术来补偿图像失真，同时与优化的照明系统相结合，在34mJ /cm²的最小曝光剂量下，利用第一代EUV设备，通过3nm工艺，实现24纳米节距的单次EUV曝光成像。

此次技术创新对制造企业来讲无疑意义重大，对三星和台积电这些既有厂商来讲，其购置的第一代EUV机台可以在较低成本下完成3nm工艺制程，相当于提高设备的使用率。对还未采购EUV设备的厂商则可增强其采购意愿。

目前，在EUV设备供应上，ASML一家独大。随着三星和台积电去年在7nm工艺节点开始大规模量产EUV工艺，2019年全年ASML共售出26台EUV光刻机，并预计，2020年将交付35台，2021年将达到45-50台的交付量，达到2019年两倍左右，其如此预期也侧面证明未来1-2年将迎来EUV工艺大规模普及。

除设备之外，EUV光刻胶研究也不断发展

在制程繁琐的光刻工艺中，除光刻机之外，EUV光刻胶也是直接影响产品良率、品质的关键一环。去年7月份，日本宣布对韩国进行三星原材料出口管制，其中包括EUV光刻胶，也印证了其关键性。

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日前，用于EUV高分辨率金属氧化物光刻胶先驱Inpria公司宣布，其在C轮融资中获得多家投资者提供的3,100万美元资金，这些投资者均是半导体产业链领导企业。

此次融资由光刻胶制造商和现有投资者JSR Corporation牵头。新投资者包括SK hynix Inc.和TSMC Partners。现有投资者Air Liquide Venture Capital ALIAD、Applied Ventures、英特尔资本(Intel Capital)和三星创投(Samsung Venture Investment Corporation)也参与了本轮融资。

Inpria首席执行官Andrew Grenville表示：“我们认为，这些投资者的参与证明了Inpria对半导体行业的战略意义。我们感到高兴的是，我们的投资者群现在包括了全球正在采用EUV蚀刻的所有半导体制造商。光刻胶、设备和工业化学品制造商的投资者也积极参与，共同协助实现了本轮融资目标。我们期待与我们的全球合作伙伴合作，为本行业提供突破性的EUV光刻胶平台。”

今年3月初，泛林集团发布一项用于 EUV 光刻图形化的干膜光刻胶技术，这项与ASML和IMEC共同研发的技术将有助于提高 EUV 光刻的分辨率、生产率和良率，将原材料的用量降低至原来的五分之一到十分之一，优化了单次 EUV 光刻晶圆的总成本。

今年1月初，杜邦已决定在韩国建立“EUV光刻胶开发和生产设施”，计划将在明年投资2800万美元（约合325亿韩元）建立EUV光刻胶和CMP焊盘的生产和生产设施。一直以来，EUV光刻胶都由 JSR，信越化学和东京日化等日本公司主导，相信杜邦公司的加入，会给整个行业引入一泉活水。

随着5G网络快速发展，数据中心、企业级应用需求崛起，对半导体器件的性能、功耗及尺寸要求越来越高，而EUV作为目前相对成熟的高性能半导体器件制作工艺具有十分远大的前景，加上产业链各企业之间共同合作，不断研发，EUV技术必将很快成为主流光刻技术。