光刻膠又稱光致抗蝕劑,,是一種對光敏感的混合液體。其組成部分包括:光引發(fā)劑(包括光增感劑,、光致產(chǎn)酸劑),、光刻膠樹脂、單體,、溶劑和其他助劑,。光刻膠可以通過光化學反應(yīng),經(jīng)曝光,、顯影等光刻工序?qū)⑺枰奈⒓殘D形從光罩(掩模版)轉(zhuǎn)移到待加工基片上,。依據(jù)使用場景,這里的待加工基片可以是集成電路材料,,顯示面板材料或者印刷電路板,。據(jù)第三方機構(gòu)智研咨詢統(tǒng)計,2019年全球光刻膠市場規(guī)模預計近90億美元,,自 2010年至今CAGR約5.4%,。預計該市場未來3年仍將以年均5%的速度增長,至2022年全球光刻膠市場規(guī)模將超過100億美元,。光刻膠的研發(fā)是不斷進行配方調(diào)試的過程,,且難以通過現(xiàn)有產(chǎn)品反向解構(gòu)出其配方,這對技術(shù)有很大的要求,。江浙滬TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料
從90年代后半期開始,,光刻光源就開始采用248nm的KrF激光;而從2000年代開始,光刻就進一步轉(zhuǎn)向使用193nm波長的ArF準分子激光作為光源,。在那之后一直到目前的約20年里,,193nm波長的ArF準分子激光一直是半導體制程領(lǐng)域性能可靠,使用較多的光刻光源,。一般而言,,KrF(248nm)光刻膠使用聚對羥基苯乙烯及其衍生物作為成膜樹脂,使用磺酸碘鎓鹽和硫鎓鹽作為光致酸劑,;而ArF(193nm)光刻膠則多使用聚甲基丙烯酸酯衍生物,,環(huán)烯烴-馬來酸酐共聚物,環(huán)形聚合物等作為成膜樹脂,;由于化學結(jié)構(gòu)上的原因,,Arf(193nm)光刻膠需要比KrF(248nm)光刻膠更加敏感的光致酸劑。蘇州g線光刻膠樹脂產(chǎn)品純度,、金屬離子雜質(zhì)控制等也是光刻膠生產(chǎn)工藝中需面臨的技術(shù)難關(guān),,光刻膠純度不足會導致芯片良率下降。
半導體光刻膠市場中除了美國杜邦,,其余四家均為日本企業(yè),。其中JSR、TOK的產(chǎn)品可以覆蓋所有半導體光刻膠品種,,尤其在EUV市場高度壟斷,。近年來,隨著光刻膠的需求攀升,,疊加日本減產(chǎn),,光刻膠出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,部分中小晶圓廠甚至出現(xiàn)了“斷供”現(xiàn)象,。目前大陸企業(yè)在g/i線光刻膠已形成一定規(guī)模的銷售,,光刻膠方面,彤程新材的KrF光刻膠產(chǎn)品已批量供應(yīng)國內(nèi)主要12英寸,、8英寸晶圓廠,,晶瑞電材KrF光刻膠加緊建設(shè)中,另有多家企業(yè)ArF光刻膠研發(fā)順利進行,,其中南大光電ArF產(chǎn)品已通過下游客戶驗證,,有望在未來形成銷售。光刻膠保質(zhì)期通常在6個月以內(nèi),,無法囤貨,,一旦斷供可能會引起停產(chǎn)的嚴重局面,由此國產(chǎn)化重要性更加凸顯,。
包括光刻膠在內(nèi)的微電子化學品有技術(shù)要求高,、功能性強,、產(chǎn)品更新快等特點,其產(chǎn)品品質(zhì)對下游電子產(chǎn)品的質(zhì)量和效率有非常大的影響,。因此,,下游企業(yè)對微電子化學品供應(yīng)商的質(zhì)量和供貨能力十分重視,常采用認證采購的模式,,需要通過送樣檢驗,、技術(shù)研討、信息回饋,、技術(shù)改進,、小批試做、大批量供貨,、售后服務(wù)評價等嚴格的篩選流程。認證時間久,,要求嚴苛,;一般產(chǎn)品得到下游客戶的認證需要較長的時間周期。顯示面板行業(yè)通常為1-2年,,集成電路行業(yè)由于要求較高,,認證周期能達到2-3年時間;認證階段內(nèi),,光刻膠供應(yīng)商沒有該客戶的收入,,這需要供應(yīng)收有足夠的資金實力。光刻膠供應(yīng)商與客戶粘性大,;一般情況下,,為了保持光刻膠供應(yīng)和效果的穩(wěn)定,下游客戶與光刻膠供應(yīng)商一旦建立供應(yīng)關(guān)系后,,不會輕易更換,。通過建立反饋機制,滿足個性化需求,,光刻膠供應(yīng)商與客戶的粘性不斷增加,。后來者想要加入到供應(yīng)商行列,往往需要滿足比現(xiàn)有供應(yīng)商更高的要求,。所以光刻膠行業(yè)對新進入者壁壘較高,。有機-無機雜化光刻膠結(jié)合了有機和無機材料的優(yōu)點,在可加工性,、抗蝕刻性,、極紫外光吸收具有優(yōu)勢。
日韓材料摩擦:半導體材料國產(chǎn)化是必然趨勢,;2019年7月份,,在日韓貿(mào)易爭端的背景下,,日本宣布對韓國實施三種半導體產(chǎn)業(yè)材料實施禁運,包含刻蝕氣體,,光刻膠和氟聚酰亞胺,。韓國是全球存儲器生產(chǎn)基地,顯示屏生產(chǎn)基地,,也是全球晶圓代工基地,,三星,海力士,,東部高科等一大批晶圓代工廠和顯示屏廠都需要日本的半導體材料,。這三種材料直接掐斷了韓國存儲器和顯示屏的經(jīng)濟支柱。目前中國大陸對于電子材料,,特別是光刻膠方面對國外依賴較高,。所以在半導體材料方面的國產(chǎn)代替是必然趨勢。在選擇光刻膠時需要考慮化學性質(zhì),、照射時間,、敏感度和穩(wěn)定性等因素,以確保所選的光刻膠能夠滿足制造要求,。蘇州負性光刻膠顯影
光刻膠是集成電路制造的重要材料:光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能,、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。江浙滬TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料
在半導體集成電路光刻技術(shù)開始使用深紫外(DUV)光源以后,,化學放大(CAR)技術(shù)逐漸成為行業(yè)應(yīng)用的主流,。在化學放大光刻膠技術(shù)中,樹脂是具有化學基團保護因而難以溶解的聚乙烯,?;瘜W放大光刻膠使用光致酸劑(PAG)作為光引發(fā)劑。當光刻膠曝光后,,曝光區(qū)域的光致酸劑(PAG)將會產(chǎn)生一種酸,。這種酸在后熱烘培工序期間作為催化劑,將會移除樹脂的保護基團從而使得樹脂變得易于溶解,?;瘜W放大光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍,對深紫外光源具有良好的光學敏感性,,同時具有高對比度,,對高分辨率等優(yōu)點。按照曝光波長分類,;光刻膠可分為紫外光刻膠(300~450nm),、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,,13.5nm),、電子束光刻膠,、離子束光刻膠、X射線光刻膠等,。不同曝光波長的光刻膠,,其適用的光刻極限分辨率不同。通常來說,,在使用工藝方法一致的情況下,,波長越短,加工分辨率越佳,。江浙滬TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料