光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。其组成部分包括:光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应,经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩(掩模版)转移到待加工基片上。依据使用场景,这里的待加工基片可以是集成电路材料,显示面板材料或者印刷电路板。据第三方机构智研咨询统计,2019年全球光刻胶市场规模预计近90亿美元,自 2010年至今CAGR约5.4%。预计该市场未来3年仍将以年均5%的速度增长,至2022年全球光刻胶市场规模将超过100亿美元。在平板显示行业;主要使用的光刻胶有彩色及黑色光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等。苏州显示面板光刻胶
光刻工艺历经硅片表面脱水烘烤、旋转涂胶、软烘、曝光、曝光后烘烤、显影、坚膜烘烤、显影检查等工序。在光刻过程中,光刻胶被均匀涂布在衬底上,经过曝光、显影与刻蚀等工艺,将掩膜版上的图形转移到衬底上,形成与掩膜版完全对应的几何图形。光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%,耗时占整个芯片工艺的40-50%,是半导体制造中重要的工艺。随着半导体制程不断缩小,光刻工艺对光刻胶要求逐步提高,需求量也随之增加。从全球市场来看,专注电子材料市场研究的TECHCET预测数据显示,2021年全球半导体制造光刻胶市场规模将同比增长11%,达到19亿美元。嘉定光聚合型光刻胶单体光刻胶只是一种形象的说法,因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。
光刻胶的产业链中游:为光刻胶制造环节,当前全球光刻胶生产制造商主要被日本JSR、信越化学、住友化学、东京应化、美国陶氏化学等制造商所垄断,中国本土企业在光刻胶市场的份额较低,与国外光刻胶制造商相比仍存明显差距。
光刻胶的产业链下游:主要涉及半导体、平板显示器、PCB等领域。伴随消费升级、应用终端产品更新迭代速度加快,下游应用领域企业对半导体、平板显示和PCB制造提出愈加精细化的要求,将带动光刻胶行业持续发展。
光刻胶是集成电路领域微加工的关键性材料,为推动光刻胶等半导体材料行业的发展,近年来,我国发布了多项利好政策支持光刻胶产业发展,同时国内企业也积极研发产品,主动寻求光刻胶及其他材料国产化。现阶段,我国光刻胶企业有晶瑞电材、彤程新材、华懋科技、南大光电等,在国产替代大契机下,国内光刻胶企业将迎来发展良机。国内产业链下游企业逐渐意识到材料国产化的重要性,国内厂商也在积极研发产品、加速客户和产品导入、扩建相关产能,在探索中砥砺前行,从而抓住国产化的契机。目前已有少数企业已开始崭露头角,实现从0到1的突破。光刻胶的组成部分包括:光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。
黏附性是表征光刻胶黏着于衬底的强度。主要衡量光刻胶抗湿法腐蚀能力。它不仅与光刻胶本身的性质有关,而且与衬底的性质和其表面情况等有密切关系 。作为刻蚀阻挡层,光刻胶层必须和晶圆表面黏结得很好,才能够忠实地把光刻层图形转移到晶圆表面层,光刻胶的黏附性不足会导致硅片表面的图形变形。光刻胶的黏附性必须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。通常负胶比正胶有更强的黏结能力。
表面张力指液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力,使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。 高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。光刻胶属于技术和资本密集型行业,全球供应市场高度集中。华东TFT-LCD正性光刻胶曝光
根据应用领域不同,光刻胶可分为 PCB 光刻胶、LCD 光刻胶和半导体光刻胶,技术门槛逐渐递增。苏州显示面板光刻胶
随着IC集成度的提高,世界集成电路的制程工艺水平按已由微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级阶段。集成电路线宽不断缩小的趋势,对包括光刻在内的半导体制程工艺提出了新的挑战。在半导体制程的光刻工艺中,集成电路线宽的特征尺寸可以由如右所示的瑞利公式确定:CD=k1*λ/NA。CD (Critical Dimension)表示集成电路制程中的特征尺寸;k1是瑞利常数,是光刻系统中工艺和材料的一个相关系数;λ是曝光波长,而NA(Numerical Aperture)则是指光刻机的孔径数值。因此,光刻机需要通过降低瑞利常数和曝光波长,增大孔径尺寸来制造具有更小特征尺寸的集成电路。其中降低曝光波长与光刻机使用的光源以及光刻胶材料高度相关。苏州显示面板光刻胶