光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈上游:主要涉及溶劑、樹脂、光敏劑等原材料供應(yīng)商和光刻機、顯影機、檢測與測試等設(shè)備供應(yīng)商。從原材料市場來看,由于中國從事光刻膠原材料研發(fā)及生產(chǎn)的供應(yīng)商較少,中國光刻膠原材料市場主要被日本、韓國和美國廠商所占據(jù)。從設(shè)備市場來看,中國在光刻機、顯影機、檢測與測試設(shè)備行業(yè)的起步時間較晚,且這些設(shè)備具備較高的制造工藝壁壘,導致中國在光刻膠、顯影機、檢測與測試設(shè)備的國產(chǎn)化程度均低于10%。相信后期國產(chǎn)化程度會越來越高。在集成電路制造領(lǐng)域,如果說光刻機是推動制程技術(shù)進步的“引擎”,光刻膠就是這部“引擎”的“燃料”。普陀TFT-LCD正性光刻膠顯示面板材料
導體光刻膠的涂敷方法主要是旋轉(zhuǎn)涂膠法,具體可以分為靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法和動態(tài)噴灑法。靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法:首先把光刻膠通過滴膠頭堆積在硅片的中心,然后低速旋轉(zhuǎn)使得光刻膠鋪開,再以高速旋轉(zhuǎn)甩掉多余的光刻膠。在高速旋轉(zhuǎn)的過程中,光刻膠中的溶劑會揮發(fā)一部分。靜態(tài)涂膠法中的光刻膠堆積量非常關(guān)鍵,量少了會導致光刻膠不能充分覆蓋硅片,量大了會導致光刻膠在硅片邊緣堆積甚至流到硅片的背面,影響工藝質(zhì)量。動態(tài)噴灑法:隨著硅片尺寸越來越大,靜態(tài)涂膠已經(jīng)不能滿足新型的硅片加工需求。相對靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法而言,動態(tài)噴灑法在光刻膠對硅片進行澆注的時刻就開始以低速旋轉(zhuǎn)幫助光刻膠進行**初的擴散。這種方法可以用較少量的光刻膠形成更均勻的光刻膠鋪展,以高速旋轉(zhuǎn)形成滿足厚薄與均勻度要求的光刻膠膜。江蘇LCD觸摸屏用光刻膠集成電路材料氧化物型光刻膠:這種類型的光刻膠由氧化硅或其他窄帶隙材料制成。在制造高質(zhì)量微電子設(shè)備時非常有用。
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。
光刻膠行業(yè)具有極高的行業(yè)壁壘,因此在全球范圍其行業(yè)都呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面。光刻膠行業(yè)長年被日本和美國專業(yè)公司壟斷。目前大廠商就占據(jù)了全球光刻膠市場 87%的份額,行業(yè)集中度高。其中,日本 JSR、東京應(yīng)化、日本信越與富士電子材料市占率加和達到72%。并且高分辨率的 KrF 和 ArF 半導體光刻膠技術(shù)亦基本被日本和美國企業(yè)所壟斷,產(chǎn)品絕大多數(shù)出自日本和美國公司,如杜邦、JSR 株式會社、信越化學、東京應(yīng)化工業(yè)、Fujifilm,以及韓國東進等企業(yè)。整個光刻膠市場格局來看,日本是光刻膠行業(yè)的巨頭聚集地。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。
浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變 193nm波長ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級。與此同時,這兩項技術(shù)對光刻膠也提出了新的要求。在浸沒工藝中;光刻膠首先不能與浸沒液體發(fā)生化學反應(yīng)或浸出擴散,損傷光刻膠自身和光刻鏡頭;其次,光刻膠的折射率必須大于透鏡,液體和頂部涂層。因此光刻膠中主體樹脂的折射率一般要求達到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過程中發(fā)生形變,影響加工精度;當浸沒工藝目標分辨率接近10nm時,將對于光刻膠多個性能指標的權(quán)衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒 ArF 光刻膠制備難度大于干性 ArF 光刻膠,是 ArF光刻加工分辨率突破 45nm 的關(guān)鍵之一。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),目前主要技術(shù)主要掌握在日、美等國際大公司手中,全球供應(yīng)市場高度集中。普陀負性光刻膠顯示面板材料
光刻膠按應(yīng)用領(lǐng)域分類,可分為 PCB 光刻膠、顯示面板光刻膠、半導體光刻膠及其他光刻膠。普陀TFT-LCD正性光刻膠顯示面板材料
受制于國內(nèi)光刻膠技術(shù)發(fā)展水平,目前我國前沿光刻膠的自給率仍然保持較低水平。盡管國內(nèi)光刻膠市場保持良好的增長趨勢,但以KrF、ArF光刻膠為主的半導體光刻膠領(lǐng)域國內(nèi)市場份額仍然較小,前沿光刻膠市場長期為國外巨頭所壟斷。從技術(shù)水平來看,目前中國本土光刻膠的整體技術(shù)水平與國際先進水平存在明顯差距,且主要集中在技術(shù)含量較低的PCB光刻膠領(lǐng)域,而在半導體光刻膠和LCD光刻膠方面自給率較低。具體而言,半導體光刻膠中g(shù)線/i線光刻膠國產(chǎn)化率為10%,而ArF/KrF光刻膠的國產(chǎn)化率為1%,對于前沿的EUV光刻膠目前仍處于研發(fā)階段。普陀TFT-LCD正性光刻膠顯示面板材料