本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合

日本王子控股开发木基光刻胶，目标2028年商业化。

日本纸业巨头王子控股（Oji Holdings）正加速向木制材料综合企业转型，其最新研发方向为木基生物质材料的正性光刻胶，目标是到 2028 年实现商业化。

该技术路线是从木材中提取可用于光刻胶的前驱体材料，然后将前驱体材料与特定溶剂混合聚合（并使用净化技术去除杂质），最终制成光刻胶成品。对此，王子控股宣称其木基光阻剂可满足2nm先进制程需求，这代表的也是针对日本新创晶圆代工厂商Rapidus的商机而来。

事实上，传统的正性光阻剂通常需要添加有害的永久化学品PFAS来提高光敏感度。而王子控股的木基光阻剂在EUV极紫外光下的降解速率，相较传统产品高出8倍，特性取消了对PFAS的依赖，而且更为环保的同时也可提升先进制成图案化的质量。

此外，传统光阻剂多为石油基塑料制品，木基光阻剂在生产原料上也可降低了温室气体的排放数量。王子控股表示，其在木基光阻剂上的商业目标是到2030年之前每年达到100亿日元的销售金额。

此外，传统光刻胶多依赖石油基塑料，而木基光刻胶在原料上减少了温室气体排放。王子控股计划到2028年实现商业化，并期望在本世纪30年代达到每年100亿日元的销售额。这一创新技术有望为半导体行业带来更环保、高效的解决方案。

目前2nm的光刻工艺依赖于EUV光刻机来完成。EUV 光刻从问世到确定成为芯片产业最新的制造工艺，经历了几十年的历史，这期间 EUV 光刻胶也在不断发展，从20世纪70年代的PMMA，到如今的多种材料研发。然而，由于 EUV 光子能量很高，EUV 研究设备价格昂贵，即便在EUV光刻胶已经投入商业使用的今天，尚有诸多科学与技术问题有待解决。例如，EUV 光刻过程中有许多机理问题尚需进一步明确，尤其是起步较晚的有机-无机杂化光刻胶，现有光刻机理报道之间常常见到矛盾的论述。因此，加强光刻胶的研究，对现有EUV光刻技术的改进来说是必不可缺的。

从 193nm ArF 到 13.5nm EUV 的转变意味着一个巨大的飞跃。EUV 实现的光刻工艺，必须需要高能等离子体产生的短波长，用于产生传统 DUV 光的激光器的能量水平不足以产生需要的短波长。必须使用等离子体（物质的第四态）。

EUV 灵敏度：灵敏度是EUV光刻的主要挑战之一；开发和优化能够有效吸收EUV光并与之反应以在半导体晶圆上产生精确图案的光刻胶材料是很困难的。EUV光子稀缺且昂贵，因此需要具有高灵敏度的光刻胶材料，以便在制造过程中实现每小时100至120片晶圆的足够吞吐量。

分辨率和 LER：随着特征尺寸的减小，在不过度的线边缘粗糙度 （LER） 的情况下保持高分辨率变得成问题。由于光子能量高，EUV光刻胶LER的一个重要潜在来源是光子散粒噪声。LER的挑战包括最大限度地减少形成晶体管特征的显现光刻胶线边缘的不规则性或粗糙度。过高的LER 会导致晶体管性能变化和芯片良率降低。制造商需要优化光刻胶配方和工艺条件，以实现 2 nm 的 LER，但灵敏度仅为 70 mJ/cm，并且晶体管特征上的边缘更平滑、更精确。

除气：EUV光刻中的除气问题是指在暴露于EUV光下时，光刻胶中释放出挥发性有机化合物（VOCs）或其他材料。这些脱气材料可能会污染周围环境，包括EUV光刻设备中使用的光学器件和反射镜。污染会降低设备性能和产量，同时增加维护要求。控制和最大限度地减少释气对于保持整个EUV光刻工艺的可靠性和效率至关重要。

热稳定性：EUV暴露会产生相当大的热量，因此需要在高能量条件下使用稳定的光刻胶材料。许多应用需要具有出色热稳定性的涂层。大多数市售去除剂在高达 130°C 的热负荷后会迅速溶解光刻胶层。

去年9月份，日本企业富士胶片公司宣布将对位于静冈县和大分县的子公司半导体工厂进行升级，进行尖端半导体材料的开发。新材料将可供2纳米以下制程的半导体使用。人工智能（AI）普及等带来半导体需求扩大以及高性能化前景，在此情况下富士胶片将加强材料领域的技术实力。总投资额约为200亿日元（约合人民币9.9亿元）。

静冈县吉田町和大分市的工厂分别争取在2025年秋季和2026年春季启动新厂房。届时将引进新的检查装置，开发半导体电路的形成方面必不可少的“光刻胶”尖端产品等。

在日本国内，Rapidus计划2027年量产2纳米制程的最尖端半导体。富士胶片争取为半导体厂商的研发等提供可用于2纳米以下尖端产品的材料。

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