20150615半导体掩膜材料新进展

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1、日本集成电路用掩膜材料技术与市场新进展1、引言在半导体光刻工艺中，光掩膜板发挥着“原版”的作用，是与曝光装置以及光刻胶相提并论的重要部材之一。当前掩膜板供应商主要致力于两方面工作，一是探索如何延长ArF浸没式光刻技术的生命周期，二是努力提高掩膜板的聚焦精度。目前，极紫外（EUV）光刻的正式引入已经提上日程，今后用于EUV光刻的掩膜板的开发及其量产将成为产业焦点。对于光掩膜板制造设备而言，多光束技术的开发日益活跃，其目的是缩短制造掩膜板的蚀刻时间。对于检测设备而言，柔性检测是长期追求的目标，即一套检测设备即可实现对二元掩膜、半色调掩膜等多种掩膜板进行检测。2、自制掩膜板占

2、比扩大2014年半导体器件市场与上一年度相比实现了9-10%的增长，在此背景下，半导体用光掩膜板市场以日元计同比增长11%，达到了3020亿日元。不过，这其中有一部分是因为日元贬值和汇率变化所带来的影响。如果以美元为计价单位的话，实际增长幅度大约只有5-6%。在汇率基本稳定的情况下，预计2015年光掩膜板市场增长率将在4%左右，市场规模将达到3140日元左右。n三强+中国当前的半导体产业，最尖端工艺的主导权主要掌握在Intel、三星和台积电（TSMC）“三强”手中，并且这种独占化趋势正在逐年加强。这三家公司所用的光掩膜板的超过半数为自已制造，外购光掩膜板数量较少。因此，

3、外销光掩膜板供应商只能与三强之外的半导体企业共谋发展，而这些企业所处的市场环境并不乐观。自制掩膜板占到光掩膜板市场份额的一半以上。自美国次货危机发生以来，自制掩膜板的市场份额已经超过了50%，且呈逐年增长态势。外销光掩膜板供应商则将用户对象定位于类似联华电子（UMC）这样的海外逻辑电路代工厂，希望来自这些用户的订单有所增长。这些处于第二层级的代工企业自身也因28nm以下尖端工艺的采用而陷入勉强维持的处境，因此在当前状况下掩膜板供应商扩大市场份额的机会并不大。不仅如此，发展势头强劲的中国代工企业采用自制光掩膜板的意向也很强烈，可以预见其对外购光掩膜板的需求将受到抑制。中国

4、最大半导体代工企业中芯国际（SMIC）准备在北京建设28nm生产线，2015年中期开始为美国高通公司（QUALCOMM）代工量产。此外，上海华力微电子（HLMC）与台湾联发科（MediaTek）也发布公告称将在28nm半导体生产方面开展合作，显示了这些企业在高端半导体技术领域扩大产能的意向，而今后对于外购光掩膜板的需求将达到何种程度并不明朗。3、Photronics市场份额快速增长n从两强到三强迄今为止，日本外销光掩膜板市场一直延续着所谓两强体制，绝大部分市场份额掌握在凸版印刷和大日本印刷（DNP）两家公司手中。不过，由于近年来Photronics所占市场份额不断增加，

5、市场局面也逐渐从两强主导转为三强鼎立。若论Photronics市场份额快速增长的原因，日本半导体企业竞争力的下降首当其冲。在逻辑电路领域，日本没有一家完整的28nm以下器件制程企业，这直接导致了以日本国内市场为主要销售对象的凸版印刷和大日本印刷（DNP）两家公司的市场份额相对下降。对于凸版印刷公司而言，此前的主要用户是ElpidaMemory（现为MicronmemoryJapan），随着Micronmemory经营策略的改变，作为其主要供应商的凸版印刷公司的市场份额下降也在所难免。事实上，2014年Micronmemory开始正式引入光掩膜板自供体制（实际上是由Mic

6、ronmemory与Photronics合资的MPMask供货）。另一方面，大日本印刷（DNP）也受到来自台湾业务减少的影响，台湾企业为了扩展其逻辑电路市场开始建设掩膜板工厂，2013年发布了与Photronics合资建厂的公告，2014年4月又以Photronics子公司的名义重新开始运营，这也间接导致了Photronics市场份额的提升。4、关注极紫外（EUV）光刻技术nEUV也需要蒙板在极紫外（EUV）半导体光刻技术推迟引入的大背景下，对于10-7nm世代半导体制造工艺而言，现行的ArF浸没式曝光加上MPT（MultiplePatterning）技术，对于延长现有

7、技术的生命周期具有一定的现实意义。因为现有波长只能达到193nm，而掩膜板的尺寸精度也难以改变，通过引入MTP技术可以将聚焦精度提高到2nm。对于EUV掩膜板而言，技术上关注的课题仍然是降低缺陷以及缺陷检测技术，这一点与以前相比并无大的变化。制造无缺陷的掩膜板基材（blanks）几乎是不可能的，因此如何检测出这些缺陷，或者说如何避免这些缺陷就成为了研究的中心。此外，业界开始呼吁，为了防止EUV掩膜板受到沾污也需要使用蒙板（pellicle）。不过，对于反射型EUV掩膜板，贴上蒙板后不可避免地会使透过率下降，如何保证透过率不下降正在成为研究