EUV光阻劑先驅-Inpria專利佈局分析

July 14th, 2020 ‧ 18 min read

今年年初,EUV金屬氧化物光阻劑公司Inpria Corporation宣布在C輪募資中獲得多家投資者提供的3,100萬美元資金。這些投資者由光阻劑製造商也是Inpria的現有投資者JSR Corporation所主導,新投資者包括SK Hynix與台積電。Inpria其他原有投資者包括Air Liquide Venture Capital ALIAD、Applied Material、Intel以及Samsung也參與了本輪募資。Inpria成立於2007年,現有的員工約40人,何以這家半導體上游材料的小公司可以獲得這麼多大廠的青睞?本文藉由Inpria的專利佈局分析來讓讀者了解這家光阻劑公司的魅力。

IC 製造中的微影製程對於縮小半導體元件的尺寸扮演著最關鍵的角色。近幾年常聽到的EUV曝光機是指採用極紫外光(Extreme Ultraviolet,EUV)作為光源進行微影製程的曝光設備。EUV光源具有高能量及短波長的特性,可藉由縮小微影製程的線寬以縮小元件的尺寸。EUV曝光機這個名詞最早出現於90年代末期,但直到2010年才由ASML公司推出第一台EUV曝光機,且於2017年才在半導體製程中實現量產,歸納其主要的技術難點包含有以下兩點:

  1. 曝光光源的功率不足:由於EUV波長約為13nm左右,極容易被外界環境吸收,且在穿透物體後容易散射;而光源於曝光機中須經過多片透鏡對光路進行調整,導致只有極少部分的EUV光能夠照射到晶圓表面上,使EUV曝光機的曝光速度與曝光效率難以提高。
  2. 光阻:目前使用的光阻大多為化學放大光阻(Chemically Amplified Resist, CAR)。但在以EUV為光源進行曝光時,現有CAR光阻對於EUV的吸收效果不佳,再加上EUV在光阻中的散射效果,導致曝光顯影後於晶圓表面形成的圖案容易產生誤差。

對於光阻的部分,目前有兩種新形態的光阻搭配EUV曝光機。一種是乾式光阻技術,由泛林集團(Lam Research)與ASML、比利時微電子中心(IMEC)共同研發。現行的濕式光阻技術是以旋轉塗布的方式將液態的光阻藉旋塗至晶圓表面上。而泛林集團所提出的乾式光阻則是以化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)或原子層沉積(Atomic layer deposition, ALD)將光阻沉積於晶圓表面上。

另一種就是為Inpria公司所提出的含有金屬氧化物的光阻。這種金屬氧化物光阻的光吸收率較現有CAR光阻高出4~5倍,因此能更精密、更準確地讓圖案於晶圓表面成形。雖然金屬氧化物可以大幅提高吸光率,但是由於金屬氧化物容易造成晶圓汙染,因此在塗布光阻與去除光阻時都需要加強金屬汙染物的去除。

本文針對Inpria公司的投資概況以及專利技術布局進行分析,讓讀者初窺Inpria公司於EUV光阻的發展歷程。

Inpria公司近年投資金額與投資者分布
Inpria公司近年投資金額與投資者分布 (Source:  pitchbook.com)

Inpria公司成立於2007年,衍生於美國奧勒岡州立大學(Oregon State University)化學系,目前員工人數約40人,對於EUV光阻劑正準備進入量產階段。自2014年開始,Inpria開始吸引半導體公司的投資,並且投資金額逐步增加,主要投資者包含Samsung、Intel、JSR等公司。在2020年2月份,Inpria在C輪募資中獲得3,100萬美金,除了原有投資者外,更新加入了TSMC以及SK Hynix。較引人注意的是,投資者中,除了Inpria的下游客戶(Samsung, Intel, TSMC, SK Hynix)之外,也包含光阻劑供應商JSR與東京應化。JSR與東京應化為光阻劑市場的前兩大供應商,同時也在自己發展下一代EUV光阻劑,一定程度來說與Inpria之間有競爭關係。這兩家公司選擇投資Inpria,以確保自己在各種類型的EUV光阻劑的發展上都能夠持續保持領先的地位。像這種投資同產業新興競爭者的方式,不失為常見的投資策略。從上方投資金額與投資者分布圖,顯見半導體產業主要廠商都非常重視Inpria的技術對於EUV製程所扮演的角色。

Inpria全球專利分布(依專利申請件數)
Inpria全球專利分布(依專利申請件數) (Source:  app.patentcloud.com)
Inpria公司專利所有權分布(依專利申請件數)
Inpria公司專利所有權分布(依專利申請件數) (Source: app.patentcloud.com)

筆者利用專利雲所提供的Patent Search以及Patent Vault分析Inpria的專利資料。目前在公開的資料中,Inpria擁有16個專利家族,分布於7個專利局共65件專利申請,主要為USPTO (United States Patent and Trademark Office)、TIPO (Taiwan Intellectual Property Office)與KIPO (Korean Intellectual Property Office)。由於半導體製造目前仍然集中在幾個主要的國家,因此Inpria的專利佈局也集中在這幾個國家,沒有廣泛地在各國進行申請。

以專利所有權分布來看,Inpria的專利中有62件為獨有,有3件專利與LG Display共有。由目前公開的資料來看,LG Display並不是Inpria的投資者,可能是由某些特定專案的合作而共有專利權。對Inpria感興趣的投資者不妨再深入了解這三件共有專利的起因以及其所保護的共有技術對後續專利行使造成的影響。

Inpria專利優先權年分布(依專利申請件數與專利家族數)
Inpria專利優先權年分布(依專利申請件數與專利家族數) (Source: app.patentcloud.com)

Inpria金屬光阻劑最早專利申請開始於2010年,其技術核心為製造有機金屬化合物(例如烷基金屬化合物)及含有有機金屬化合物的光阻劑。化合物所包含的金屬為錫、銦、鍗,尤其是錫(例如單烷基錫三烷氧化物),且具有高EUV吸收效率。

Inpria美國專利品質價值分布(依專利申請件數)
Inpria美國專利品質價值分布(依專利申請件數) (Source: app.patentcloud.com)

筆者進一步利用專利雲系統分析Inpria公司美國專利的品質與價值1。如上圖所示,Inpria公司高品質(專利品質為AAA、AA或A)的專利佔全部數量的26%,高價值專利(專利價值為AAA、AA或A)為30%,一般常態分布之高品質或高價值專利約25%。由此可見,Inpria公司的專利數量雖然不多,但是其專利價值分布高於相同技術領域的其他專利。運用前述指標可快速篩選特定對象之高價值/品質專利,再由此領域專家進行細部分析,應可節省傳統人工分析所需的時間。

Inpria美國專利技術分布(依專利申請件數)
Inpria美國專利技術分布(依專利申請件數) (資料來源:  世博科技顧問, 2020年)

由上圖Inpria美國專利的技術分布可以看出,Inpria主要技術為光阻劑的製造以及光阻劑的成分。光阻劑成分中最重要的金屬有機化合物中的金屬為錫、銦、銻。除了光阻劑本身之外,Inpria的專利權利範圍也延伸到半導體製造,尤其是光阻劑最重要的製程-圖樣化製程(Patterning),以及使用其光阻劑進行圖樣化製程的各種參數範圍。此外,Inpria的專利也進一步涵蓋使用其光阻劑所形成的光阻層,並用光阻層的各種參數定義其專利範圍,例如光阻層厚度(Thickness)、曝光能量(Exposure energy)、圖案間距(Pitch of pattern)以及圖案的線寬粗糙度(LWR of pattern)。可見Inpria對於專利佈局的重視,積極運用不同的權利範圍涵蓋了自家光阻劑產品的各個面向。像這樣完整的專利佈局對於像Inpria這種以新技術研發導向的公司尤其重要,確保其創新研發的產品擁有排他的權利。這也是投資人在決定是否投資一家新技術導向的公司時需要審視的一個重要環節,以降低投資風險。

目前Inpria這家公司的產品尚未進入量產階段,伴隨其試產的進度相信後續將會吸引更多關注。筆者以專利的角度分析Inpria,該公司在專利價值以及專利佈局完整度來看是具有一定優勢。讀者不妨持續觀察這家公司,除了Inpria公開發表的訊息與投資相關資訊之外,後續公開的專利資料應一併納入分析與參考,積極掌握不同面向之資訊,應可有效提高商業決策之成功率。

1.專利雲之專利品質與價值白皮書:https://www.inquartik.com/patent-quality-value-whitepaper/

專利品質與價值等級區分:

  • AAA:前 3%
  • AA:90% – 97%
  • A:75% – 90%
  • B:50% – 75%
  • C:25% – 50%
  • D:最後 25%

專利雲提供的專利「品質」指標,著重於因先前技術而使專利可能被無效的潛在風險,即「品質」指標越高代表專利越不容易因先前技術而被無效。專利品質考慮的因素包含:代理人及審查委員資歷、從業技術領域集中程度、相同技術領域內可能前案數量、權利範圍的獨立項、附屬項依附架構等等。

專利雲提供的專利「價值」指標著重比較對專利公開或公告後可以對他人發起訴訟或用於交易的可能性。專利價值考慮的因素包含:發明人及申請人資歷、研究領域集中程度、技術生命週期相較於相同技術領域是否位於早期、專利被引證次數、專利是否於公開/公告前曾轉讓與授權等等。

曾 志偉

世博集團董事長
賽恩倍吉集團主席

曾志偉先生為現任世博董事長暨賽恩倍吉集團主席,帶領世博團隊為企業提供整合專業服務,含商業模式及智慧財產策略、投資併購盡職調查、專利組合佈局策略、專利風險分析、專利貨幣化。

周 靜

副總經理

周靜現為世博副總經理,目前兼任中華民國專利師公會企業智權管理委員會主委、編輯委員會委員、無形資產委員會委員。

林 士凱
林 士凱

分析師

發布留言

發佈留言必須填寫的 Email 地址不會公開。