定義與特性
正性光刻膠是一種在曝光后,曝光區(qū)域會溶解于顯影液的光敏材料,,形成與掩膜版(Mask)圖案一致的圖形。與負性光刻膠(未曝光區(qū)域溶解)相比,,其優(yōu)勢是分辨率高、圖案邊緣清晰,,是半導(dǎo)體制造(尤其是制程)的主流選擇,。
化學(xué)組成與工作原理
主要成分
? 樹脂(成膜劑):
? 傳統(tǒng)正性膠:采用**酚醛樹脂(Novolak)與重氮萘醌(DNQ,,光敏劑)**的復(fù)合體系(PAC體系),,占比約80%-90%。
? 化學(xué)增幅型(用于DUV/EUV):含環(huán)化烯烴樹脂或含氟聚合物,,搭配光酸發(fā)生器(PAG),,通過酸催化反應(yīng)提高感光度和分辨率。
? 溶劑:溶解樹脂和感光劑,,常用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)或乳酸乙酯,。
? 添加劑:表面活性劑(改善涂布均勻性)、穩(wěn)定劑(防止暗反應(yīng)),、堿溶解度調(diào)節(jié)劑等,。
工作原理
? 曝光前:光敏劑(如DNQ)與樹脂結(jié)合,,形成不溶于堿性顯影液的復(fù)合物,。
? 曝光時:
? 傳統(tǒng)PAC體系:DNQ在紫外光(G線436nm、I線365nm)照射下發(fā)生光分解,,生成羧酸,使曝光區(qū)域樹脂在堿性顯影液中溶解性增強,。
? 化學(xué)增幅型:PAG在DUV/EUV光下產(chǎn)生活性酸,催化樹脂發(fā)生脫保護反應(yīng),,大幅提高顯影速率(靈敏度提升10倍以上),。
? 顯影后:曝光區(qū)域溶解去除,,未曝光區(qū)域保留,,形成正性圖案,。
光刻膠新興及擴展應(yīng)用,。湖北油墨光刻膠
國家戰(zhàn)略支持
《國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金三期規(guī)劃》將光刻膠列為重點投資領(lǐng)域,,計劃投入超500億元支持研發(fā)。工信部對通過驗證的企業(yè)給予稅收減免和設(shè)備采購補貼,,單家企業(yè)比較高補貼可達研發(fā)投入的30%,。
地方產(chǎn)業(yè)協(xié)同
濟南設(shè)立寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專項基金,,深圳國際半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)業(yè)展覽會(2025年4月)吸引全球300余家企業(yè)參展,推動技術(shù)交流,。
資本助力產(chǎn)能擴張
恒坤新材通過科創(chuàng)板IPO募資15億元,,擴大KrF光刻膠產(chǎn)能并布局集成電路前驅(qū)體項目,。彤程新材半導(dǎo)體光刻膠業(yè)務(wù)2024年上半年營收增長54.43%,,ArF光刻膠開始形成銷售,。
北京低溫光刻膠工廠光刻膠:半導(dǎo)體之路上的挑戰(zhàn)與突破,。
國產(chǎn)替代進程加速
日本信越化學(xué)因地震導(dǎo)致KrF光刻膠產(chǎn)能受限后,,國內(nèi)企業(yè)加速驗證本土產(chǎn)品,。鼎龍股份潛江工廠的KrF/ArF產(chǎn)線2024年12月獲兩家大廠百萬大單,,二期300噸生產(chǎn)線在建。武漢太紫微的T150A光刻膠性能參數(shù)接近日本UV1610,,已通過中芯國際14nm工藝驗證。預(yù)計到2025年,,國內(nèi)KrF/ArF光刻膠國產(chǎn)化率將從不足5%提升至10%。
原材料國產(chǎn)化突破
光刻膠樹脂占成本50%-60%,,八億時空的光刻膠樹脂產(chǎn)線預(yù)計2025年實現(xiàn)百噸級量產(chǎn),其產(chǎn)品純度達到99.999%,,金屬雜質(zhì)含量低于1ppb,。怡達股份作為全球電子級PM溶劑前段(市占率超40%),,與南大光電合作開發(fā)配套溶劑,打破了日本關(guān)東化學(xué)的壟斷,。這些進展使光刻膠生產(chǎn)成本降低約20%。
供應(yīng)鏈風(fēng)險緩解
合肥海關(guān)通過“空中專線”保障光刻膠運輸,,將進口周期從28天縮短至17天,,碳排放減少18%,。國內(nèi)在建12座光刻膠工廠(占全球總數(shù)58%),預(yù)計2025年產(chǎn)能達3000噸/年,,較2023年增長150%。
感光機制
? 重氮型(雙液型):需混合光敏劑(如二疊氮二苯乙烯二磺酸鈉),,曝光后通過交聯(lián)反應(yīng)固化,,適用于精細圖案(如PCB電路線寬≤0.15mm),。
? SBQ型(單液型):預(yù)混光敏劑,,無需調(diào)配,,感光度高(曝光時間縮短30%),,適合快速制版(如服裝印花),。
? 環(huán)保型:采用無鉻配方(如CN10243143A),通過多元固化體系(熱固化+光固化)實現(xiàn)12-15mJ/cm2快速曝光,,分辨率達2μm,,符合歐盟REACH標(biāo)準(zhǔn)。
功能細分
? 耐溶劑型:如日本村上AD20,,耐酒精,、甲苯等溶劑,,適用于電子油墨印刷。
? 耐水型:如瑞士科特1711,,抗水性強,適合紡織品水性漿料,。
? 厚版型:如德國K?ppen厚版膠,,單次涂布可達50μm,,用于立體印刷,。
典型應(yīng)用場景:
? PCB制造:使用360目尼龍網(wǎng)+重氮感光膠,,配合LED曝光(405nm波長),實現(xiàn)0.15mm線寬,,耐酸性蝕刻液。
? 紡織印花:圓網(wǎng)制版采用9806A型感光膠,,涂布厚度20μm,耐堿性染料色漿,,耐印率超10萬次。
? 包裝印刷:柔版制版選用杜邦賽麗® Lightning LFH版材,,UV-LED曝光+無溶劑工藝,,碳排放降低40%。
光刻膠廠家推薦吉田半導(dǎo)體,。
制版光刻膠應(yīng)用場景:印刷電路板(FPC)、觸摸屏(TP)的掩膜版制作,,以及光學(xué)元件(如衍射光柵)的微納加工。特點:高分辨率與耐化學(xué)性,,確保模板的長期使用壽命,。
水性光刻膠(JT-1200)應(yīng)用場景:環(huán)保要求高的電子元件(如醫(yī)療設(shè)備、汽車電子)的制造,,以及柔性電路的生產(chǎn),。特點:以水為溶劑,低 VOC 排放,,符合 RoHS 和 REACH 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
水油兩用光刻膠(JT-2001/SR-3308)適用于混合工藝場景(如部分環(huán)節(jié)需水性顯影,,部分需溶劑顯影),提升生產(chǎn)靈活性,。
松山湖半導(dǎo)體材料廠家吉田,全系列產(chǎn)品支持小批量試產(chǎn),!福建光刻膠
發(fā)展戰(zhàn)略與行業(yè)地位,。湖北油墨光刻膠
研發(fā)投入
? 擁有自己實驗室和研發(fā)團隊,,研發(fā)費用占比超15%,聚焦EUV光刻膠前驅(qū)體,、低缺陷納米壓印膠等前沿領(lǐng)域,,與中山大學(xué)、華南理工大學(xué)建立產(chǎn)學(xué)研合作,。
? 專項布局:累計申請光刻膠相關(guān)的項目30余項,,涵蓋樹脂合成、配方優(yōu)化,、涂布工藝等細致環(huán)節(jié),。
生產(chǎn)體系
? 全自動化產(chǎn)線:采用德國曼茨(Manz)涂布設(shè)備,、日本島津(Shimadzu)檢測儀器,年產(chǎn)能超500噸(光刻膠),,支持小批量定制(小訂單100g)和大規(guī)模量產(chǎn),。
? 潔凈環(huán)境:生產(chǎn)車間達萬級潔凈標(biāo)準(zhǔn)(ISO 8級),避免顆粒污染,,確保光刻膠缺陷密度<5個/cm2。
湖北油墨光刻膠