按顯示效果分類,;光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠,。負(fù)性光刻膠顯影時形成的圖形與光罩(掩膜版)相反;正性光刻膠形成的圖形與掩膜版相同,。兩者的生產(chǎn)工藝流程基本一致,,區(qū)別在于主要原材料不同。
按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,;光刻膠可以分為光聚合型,,光分解型,光交聯(lián)型和化學(xué)放大型,。光聚合型光刻膠采用烯類單體,,在光作用下生成自由基,進一步引發(fā)單體聚合,,生成聚合物,;光分解型光刻膠,采用含有重氮醌類化合物(DQN)材料作為感光劑,,其經(jīng)光照后,發(fā)生光分解反應(yīng),,可以制成正性光刻膠;光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,,在光的作用下,,形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,而起到抗蝕作用,,可以制成負(fù)性光刻膠。 光刻膠所屬的微電子化學(xué)品是電子行業(yè)與化工行業(yè)交叉的領(lǐng)域,,是典型的技術(shù)密集行業(yè),。華東LCD觸摸屏用光刻膠曝光
隨著IC集成度的提高,世界集成電路的制程工藝水平按已由微米級,、亞微米級,、深亞微米級進入到納米級階段。集成電路線寬不斷縮小的趨勢,,對包括光刻在內(nèi)的半導(dǎo)體制程工藝提出了新的挑戰(zhàn),。在半導(dǎo)體制程的光刻工藝中,集成電路線寬的特征尺寸可以由如右所示的瑞利公式確定:CD=k1*λ/NA,。CD (Critical Dimension)表示集成電路制程中的特征尺寸,;k1是瑞利常數(shù),是光刻系統(tǒng)中工藝和材料的一個相關(guān)系數(shù),;λ是曝光波長,,而NA(Numerical Aperture)則是指光刻機的孔徑數(shù)值,。因此,光刻機需要通過降低瑞利常數(shù)和曝光波長,,增大孔徑尺寸來制造具有更小特征尺寸的集成電路,。其中降低曝光波長與光刻機使用的光源以及光刻膠材料高度相關(guān)。浦東i線光刻膠溶劑光刻膠行業(yè)長年被日本和美國專業(yè)公司壟斷,。
目前國內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份,、南大光電、上海新陽,、北京科華等,。相關(guān)企業(yè)以i 線、g線光刻膠生產(chǎn)為主,,應(yīng)用集成電路制程為350nm以上,。在KrF光刻膠領(lǐng)域,北京科華,、博康已實現(xiàn)量產(chǎn),。國內(nèi)在ArF光刻膠領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進程相對較快的企業(yè)為南大光電,其先后承擔(dān)國家02專項“高分辨率光刻膠與先進封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項目”和“ArF光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目”,,公司自主研發(fā)的ArF光刻膠產(chǎn)品成為國內(nèi)通過客戶驗證的國產(chǎn)ArF光刻膠,,其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗證階段。
根據(jù)2019年數(shù)據(jù),,全球半導(dǎo)體光刻膠**大廠商占據(jù)全球光刻膠市場87%份額,。其中日本占有四家,分別是JSR,、東京應(yīng)化(TOK),、信越化學(xué)與富士電子材料,這四家的市場份額達到72%,,市場集中度明顯,。在半導(dǎo)體光刻膠細(xì)分領(lǐng)域,日本廠商在市場中具有較強話語權(quán),。(1)g/i線光刻膠市場:日本的東京應(yīng)化,、JSR、住友化學(xué)和富士膠片分別占據(jù)26%,、15%,、15%、8%的份額,,在全球市場占據(jù)64%份額,。(2)KrF光刻膠市場:日本企業(yè)東京應(yīng)化、信越化學(xué)和JSR在全球KrF光刻膠細(xì)分市場分別占據(jù)34%,、22%和18%份額,,合計占比達到74%,。(3)ArF光刻膠市場:日本企業(yè)JSR、信越化學(xué),、東京應(yīng)化和住友化學(xué)包攬前四,,分別占據(jù)全球ArF光刻膠細(xì)分市場25%、23%,、20%和15%市場份額,,合計市場份額達到83%。(4)EUV光刻膠市場:較先進的EUV光刻膠領(lǐng)域完全被日本企業(yè)所主導(dǎo),,日本JSR,、東京應(yīng)化、信越化學(xué)成為EUV光刻膠市場可實現(xiàn)量產(chǎn)的廠商,。目前引入EUV工藝的*有三星電子和臺積電兩家公司,。亞甲基雙苯醚型光刻膠:這種類型的光刻膠適用于制造精度較低的電路元件。
中國半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模增速超過全球,。隨著半導(dǎo)體制程節(jié)點不斷縮小,,光刻工藝對光刻膠要求越來越高,需求量也越來越大,。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),,2018年全球半導(dǎo)體用光刻膠市場規(guī)模約13億美元,年復(fù)合增速為5.4%,,預(yù)計未來5年年均增速約8%-10%,;中國半導(dǎo)體用光刻膠市場規(guī)模約23億元人民幣,年復(fù)合增速為9.8%,,預(yù)計未來5年年均增速約10%,。以前,光刻膠主要依賴進口,,隨著科技的逐漸發(fā)展,,國產(chǎn)化光刻膠趨勢越來越明顯,,相信國內(nèi)光刻膠技術(shù)會越來越成熟,,光刻膠國產(chǎn)化是必然趨勢。以分子玻璃為成膜樹脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形,。上海光交聯(lián)型光刻膠顯影
光刻膠下游為印刷電路板,、顯示面板和電子芯片,廣泛應(yīng)用于消費電子,、航空航天等領(lǐng)域,。華東LCD觸摸屏用光刻膠曝光
環(huán)化橡膠型光刻膠:屬于聚烴類——雙疊氮系光刻膠。這種膠是將天然橡膠溶解后,,用環(huán)化劑環(huán)化制備而成的,。一般來說,,橡膠具有較好的耐腐蝕性,但是它的感光活性很差,。橡膠的分子量在數(shù)十萬以上,,因此溶解性甚低,無論在光刻膠的配制還是顯影過程中都有很大困難,。因此無法直接采用橡膠為原料配制光刻膠,。這一類光刻膠的重要組成部分為交聯(lián)劑,又稱架橋劑,,可以起到光化學(xué)固化作用,,依賴于帶有雙感光性官能團的交聯(lián)劑參加反應(yīng),交聯(lián)劑曝光后產(chǎn)生雙自由基,,它和聚烴類樹脂相作用,,在聚合物分子鏈之間形成橋鍵,變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)的不溶性物質(zhì),。華東LCD觸摸屏用光刻膠曝光
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