光刻技术

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一份PPT带你看懂光刻胶分类、工艺、成分以及光刻胶市场和痛点
材料汇· 2025-05-25 14:37
光刻胶分类与特性 - 光刻胶按化学反应原理分为正性光刻胶和负性光刻胶 [3] - 正性光刻胶受光照射后发生分解反应,可溶于显影液,具有分辨率高、对比度好的优点,但粘附性差、抗刻蚀能力差且成本高 [3] - 负性光刻胶曝光后形成交联网格结构,在显影液中不可溶,具有良好粘附能力和抗刻蚀能力,感光速度快,但显影时易发生变形影响分辨率 [3] - 按显示效果分类,正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同,负性光刻胶形成的图形与光罩相反 [7] - 正胶曝光后溶解度是未曝光时的10倍,在IC制造中应用更普遍 [8] 光刻胶成分与反应机理 - 正胶主要成分包括树脂、光引发剂等 [11] - 树脂成分为酚醛树脂,由对甲酚与甲醛缩合而成 [12] - 光引发反应中重氮萘醌(DQ)在光照下分解生成茚羧酸(ICA) [21] - DQ与树脂反应后改变溶解性,曝光区域在碱性显影液中溶解度提高 [24] - 负胶按感光性树脂化学结构分为聚肉桂酸酯类和聚烃类-双叠氮类 [40] - 聚肉桂酸酯类通过侧链肉桂酰基团二聚反应交联 [43] - 聚烃类-双叠氮类需交联剂参与形成三维不溶结构 [48] 光刻胶工艺流程 - 光刻胶工艺步骤包括基底清洗、表面处理、旋涂、对准曝光、显影等 [54] - 预处理阶段使用HMDS作为粘附促进剂,需正确使用蒸汽沉积方法 [66][67] - 旋涂工艺中转速与膜厚关系密切,4000rpm是薄胶常用参考点 [77] - 前烘温度和时间对正胶和负胶的显影效果有显著影响 [88][90] - 显影液选择需考虑与光刻胶兼容性、金属离子含量等因素 [102][105] 半导体光刻胶市场格局 - 光刻胶占晶圆制造成本约12% [161] - 全球市场被JSR、东京应化、杜邦等海外企业垄断 [164] - 国内企业如彤程新材、晶瑞电材等在g/i线和KrF胶有所突破,但高端ArF和EUV胶仍依赖进口 [165] - 发展痛点包括光刻机限售、原材料垄断和上下游强绑定等 [171][174][176]
光掩模,关键挑战
半导体芯闻· 2025-05-22 10:40
光刻技术发展中的关键挑战 - EUV光刻掩模成本高昂,制造、维护和更换的总费用显著高于非EUV掩模,且生命周期内价格差异巨大[1] - 非EUV光刻面临旧工具折旧问题,引入新工具将导致每小时掩模成本增加500美元,对低产量零件和价格敏感市场造成困扰[1] - EUV掩模寿命短于DUV或浸没式光刻掩模,需频繁清洁和备用掩模,进一步增加总成本[3] - EUV扫描仪需要更高剂量以实现最佳图案印刷,导致实际吞吐量低于规格,每小时处理晶圆数量线性减少[3] - 专用EUV掩模检测工具昂贵且使用频率低,每次使用成本高,推高整体掩模成本[4] - 循环时间成为比成本更大的问题,缩短原型制作和交付新设计时间是EUV扩大用户群的关键[4][5] EUV与非EUV的应用策略 - 新AI芯片开发倾向于在更便宜的193i节点验证,而非直接从EUV节点开始,待产量提升后再考虑EUV[2] - EUV主要用于大批量或极高价值产品,行业已接受其高掩模成本[2] - 非EUV前沿节点面临与EUV相似的挑战,公司需在预算和光刻限制间寻找平衡[2] - 曲线掩模等技术同时适用于EUV和非EUV光刻,帮助提升图形质量以保持竞争优势[2] - 内存行业因吞吐量考虑不使用薄膜,但需承担更频繁清洁和备用掩模的成本[3][14] 多重曝光技术的必然性 - EUV未来必然需要多重曝光技术,高数值孔径(high-NA)将使用多重曝光避免超高数值孔径需求[6] - 目前所有大批量生产节点采用单次曝光EUV,但研发中公司都在为下个节点研究EUV多重曝光[7] - 英特尔明确将在14A节点使用高NA EUV,因单次曝光无法满足规格要求[7] - 多重曝光技术可延长EUV寿命,半场高NA在成本上难以与多重曝光EUV竞争[7] - 早期EUV生产实施可能已是双重曝光接触层,因当时抗蚀剂不足支持单次曝光[8] 掩模材料与工艺演进 - EUV掩模从二元反射型演进至衰减型/低折射率反射型,改善图像对比度和减少晶圆图案问题[10] - 研究不同n和k值掩模材料以优化特定图案性能,选择性匹配吸收体特性可获更好成像效果[10] - 金属氧化物抗蚀剂比传统CARs具有更高对比度和更好耐蚀性,尤其适用于接触层和柱层[10][11] - 掩模空白特性定制化(如吸收体厚度调整)是扩大晶圆工艺裕度的重大机会[11] - 锡基外的新元素(如碲、锑)抗蚀剂研究旨在通过新化学方法获得更高EUV吸收[12] EUV薄膜的挑战与改进 - EUV薄膜面临传输率和耐用性双重挑战,光需两次穿过薄膜导致20%能量损失[14][15] - 当前多晶硅薄膜反射DUV光需特殊DGL膜过滤,额外造成20%吞吐量损失[15] - 碳纳米管薄膜对DUV反射少且EUV传输率更高,但当前仅能承受不到1万次晶圆曝光[15] - 薄膜更换需重新检查掩模,过程昂贵复杂且缺乏标准化,影响吞吐量和掩模管理[16] - 大芯片(如800平方毫米GPU)需薄膜避免致命缺陷,而内存应用可依赖冗余功能[16]
ASML Holding(ASML) - 2024 Q2 - Earnings Call Transcript
2024-07-17 14:00
财务数据和关键指标变化 - 第二季度总净销售额为62亿欧元,略高于指引 [7] - 净系统销售额为48亿欧元,其中EUV销售额15亿欧元,非EUV销售额33亿欧元 [7] - 毛利率为51.5%,高于指引,主要由于浸没式系统销售超预期 [8] - 研发费用为11亿欧元,略高于指引 [8] - 净利润为16亿欧元,占总净销售额的25.3%,每股收益4.01欧元 [8] - 自由现金流为3.86亿欧元,较上季度有所改善 [9] - 第二季度末现金及短期投资为50亿欧元 [9] 各条业务线数据和关键指标变化 - 系统销售额中逻辑业务占比54%,存储业务占比46% [7] - 安装基础管理销售额为14.8亿欧元,略高于指引 [7] - EUV业务预计2024年实现增长,计划确认与2023年相似数量的EUV系统收入 [15] - 非EUV业务预计2024年下滑,主要由于浸没式系统销售下降 [17] - 第二季度系统订单为56亿欧元,其中EUV订单25亿欧元,非EUV订单31亿欧元 [11] - 订单中逻辑业务占比73%,存储业务占比27% [11] 各个市场数据和关键指标变化 - 中国业务占订单总量的20%以上 [132] - 全球半导体行业持续复苏,逻辑和存储客户的设备利用率均有所提升 [13] - AI相关需求推动行业复苏,预计将带动2025年存储和逻辑业务增长 [14][38] 公司战略和发展方向和行业竞争 - 2024年被视为过渡年,公司持续投资于产能扩张和技术研发 [17] - 预计2025年将是强劲增长的一年,受半导体终端市场需求增长、行业周期性回升和新晶圆厂建设推动 [18][19] - 计划在2024年11月14日的投资者日更新2025-2030年市场展望 [20] - 高数值孔径EUV系统进展顺利,已实现8纳米成像分辨率规格 [16] - 高数值孔径EUV系统将使晶体管密度提高近三倍 [16] 管理层对经营环境和未来前景的评论 - 尽管存在宏观不确定性,但半导体行业持续改善,趋向更健康水平 [13] - AI发展推动行业复苏,预计将领先于其他终端市场领域 [14] - 预计2024年下半年将比上半年更强劲 [14] - 逻辑客户正在消化过去一年的产能扩张,预计今年逻辑业务收入将低于去年 [14] - 存储业务需求主要由DRAM技术驱动,预计今年收入将高于2023年 [14] 其他重要信息 - 第二季度末订单积压约为390亿欧元 [11] - 第三季度总净销售额预计在67-73亿欧元之间 [11] - 第三季度毛利率预计在50%-51%之间 [11] - 2024年年度有效税率预计在16%-17%之间 [12] - 第二季度支付了每股1.75欧元的最终股息 [12] - 2024年第一季度股息为每股1.52欧元,将于2024年8月7日支付 [12] 问答环节所有的提问和回答 问题: EUV订单中是否包含2纳米节点订单和高数值孔径系统 - 订单中73%来自逻辑业务,可以合理推测包含2纳米节点订单 [24] - 订单中不包含高数值孔径系统 [25] - 2025年收入预期仍维持在300-400亿欧元区间,且不会处于区间低端 [25] 问题: 美国可能对中国实施贸易限制的影响 - 不评论传言,强调关注成熟半导体市场的整体机会 [30] - 认为终端市场需求决定产能布局,对产能所在地不太敏感 [32] 问题: 2纳米节点订单预期和AI驱动因素 - 2纳米节点订单是健康开端,预计将逐步增加 [36] - AI推动逻辑和存储业务复苏,高带宽存储产品需求增加 [38] 问题: 2纳米节点推进速度和DRAM的EUV层数增加 - 2纳米节点推进时间表与客户公开信息一致 [43] - DRAM每个技术节点都会增加EUV层数,这一趋势将持续 [45] - 预计2025-2026年DRAM可能采用高数值孔径EUV系统 [47] 问题: 是否能在没有美国IP的情况下生产深紫外光刻设备 - 不推测假设性问题,强调维护产业链生态系统的重要性 [51][52] 问题: 下半年收入加速增长的原因 - 预计下半年收入增长受订单积压、产能扩张和约10亿欧元递延收入确认推动 [79][81] 问题: 高数值孔径EUV系统进展 - 高数值孔径EUV系统进展顺利,已实现8纳米成像分辨率 [16] - 系统单价超过3.5亿欧元 [62] 问题: 中国业务现状 - 仍可在中国客户工厂提供服务,但部分工厂受到更严格限制 [67] - 已适应新规数月,业务运作已相应调整 [69] 问题: 新建晶圆厂对业务的影响 - 新建晶圆厂带来的收入主要将在2025年后体现 [72] - 预计2025年超过50%的设备将交付给新建晶圆厂 [74] 问题: 3800E型EUV系统进展 - 技术方面无重大障碍,已实现195片/小时的产能 [110] - 预计很快将达到最终规格要求 [111] 问题: 中国业务占订单积压比例 - 中国业务占订单积压的20%以上 [132] 问题: 光刻技术未来在半导体缩放中的作用 - 虽然缩放速度放缓,但晶体管密度需求持续增长 [123] - 缩放仍是降低成本的最佳方式,光刻技术仍将是关键推动因素 [124]
ASML Holding(ASML) - 2024 Q1 - Earnings Call Transcript
2024-04-17 14:00
财务数据和关键指标变化 - 第一季度总净销售额为53亿欧元,处于指引中值 [7] - 第一季度毛利率为51%,高于指引,主要受益于产品组合优化和一次性因素 [8] - 第一季度研发费用为10.32亿欧元,销售及管理费用为2.73亿欧元,均略低于指引 [8] - 第一季度净利润为12亿欧元,占净销售额的23.1%,每股收益为3.11欧元 [8] - 第一季度末现金及短期投资为54亿欧元,低于上一季度 [9] - 第一季度自由现金流为负,主要由于客户预付款减少和库存增加 [9] - 第一季度系统订单额为36亿欧元,其中EUV订单6.56亿欧元,非EUV订单29亿欧元 [10] - 第一季度末积压订单约为380亿欧元 [12] 各条业务线数据和关键指标变化 - 第一季度EUV系统出货12台,确认11台收入18亿欧元 [7] - 第一季度系统销售额40亿欧元,逻辑占比63%,存储占比37% [7] - 第一季度安装基础管理销售额13亿欧元 [7] - 预计2024年EUV业务将实现增长,计划确认与2023年相似的0.33 NA EUV系统收入,以及1-2台高NA系统收入 [18] - 预计2024年非EUV业务将下降,主要由于浸没式系统销售减少 [22] - 预计2024年安装基础管理业务收入与去年持平 [22] 各个市场数据和关键指标变化 - 第一季度系统订单中存储占比59%,逻辑占比41% [11] - 中国市场第一季度销售额19亿欧元,低于上一季度的22亿欧元 [43] - 预计中国市场2024年将继续保持强劲 [46] - 预计2025年将是强劲的一年,受益于半导体终端市场的长期增长驱动因素 [24] 公司战略和发展方向和行业竞争 - 公司正在为2025年的需求增长做准备,包括增加材料采购和高NA产能建设 [9] - 推出NXE3800E EUV系统,生产率提升37%至每小时220片晶圆 [19] - 高NA EUV系统已实现低于10纳米分辨率的首次成像 [21] - 预计2024年是过渡年,公司将继续投资产能扩张和技术研发 [23] - 预计2025年行业将处于周期性上升周期中期 [24] - 计划在2024年11月14日的投资者日更新2025-2030年市场情景展望 [25] 管理层对经营环境和未来前景的评论 - 半导体行业库存水平持续改善,趋向更健康水平 [14] - 逻辑和存储客户的工具利用率持续提高,符合行业复苏趋势 [14] - 存储需求主要由支持DDR5和HBM等先进存储的技术节点转换驱动 [15] - 逻辑客户仍在消化过去一年新增的产能 [15] - AI相关应用持续带来需求动力 [14] - 预计2024年下半年将比上半年更强劲 [23] - 长期来看,预计行业已度过当前周期的底部,2024年将实现复苏 [23] 其他重要信息 - 第一季度回购约50万股,总金额约4亿欧元 [13] - 2023年全年股息为每股6.10欧元,较2022年增长5.2% [13] - CEO Peter Wenig将于2024年4月24日股东大会后退休 [15] - Christophe Fouquet将接任CEO职位 [17] 问答环节所有提问和回答 问题: EUV订单下降及2025年展望 - 订单流入可能不均衡,过去6个月订单总额达130亿欧元 [32] - 预计未来三个季度每季度需要超过40亿欧元订单才能达到2025年中值预期 [34] - 预计2025年将是显著增长的一年 [35] - 中国在订单流入中占健康比例,但不像第一季度销售额那样集中 [36] 问题: 中国市场趋势 - 中国第一季度销售额19亿欧元,低于上一季度的22亿欧元 [43] - 预计中国市场2024年将继续保持强劲 [46] - 中国增加的成熟产能符合全球需求预期 [49] 问题: EUV与2纳米/3纳米技术 - 预计2纳米产能将在明年开始增加 [52] - 2纳米的EUV层数与3纳米相似 [53] - 高NA系统已实现低于10纳米分辨率的首次成像,是重要里程碑 [75] 问题: 订单交付周期 - 与客户保持密切沟通了解需求,订单流程可能因商业谈判而延迟 [70] - 公司因交付周期长会提前建立库存 [61] 问题: 存储订单构成 - 第一季度存储订单主要与技术转换相关,如DDR5和HBM [63] - 预计下半年将看到存储容量增加 [107] 问题: 高NA系统进展 - 高NA系统已实现低于10纳米分辨率的首次成像 [75] - 客户将使用实验室系统进行早期工艺开发 [76] 问题: 中国服务业务潜在影响 - 目前没有限制阻止在中国服务安装基础 [94] - 中美政府正在讨论相关服务限制事宜 [93] 问题: 电气化对半导体需求影响 - 电气化将推动主流和先进半导体需求增长 [95] - 涉及发电、配电、存储和使用等多个环节 [99] 问题: 下半年增长驱动因素 - 增长将来自逻辑和存储客户的晶圆厂开工和产能提升 [102] - 安装基础业务下半年可能有升级机会 [102] 问题: EUV在DRAM中的应用 - DRAM客户路线图显示EUV层数节点间持续增加 [123] - HBM对EUV层数影响不大,主要影响晶圆需求 [124]