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(dǎo)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。光刻膠通過光化學(xué)反應(yīng),經(jīng)曝光、顯影等光刻工序?qū)⑺枰奈⒓?xì)圖形從光罩(掩模版)轉(zhuǎn)移到待加工基片上。江浙滬光聚合型光刻膠印刷電路板
黏附性是表征光刻膠黏著于襯底的強度。主要衡量光刻膠抗?jié)穹ǜg能力。它不僅與光刻膠本身的性質(zhì)有關(guān),而且與襯底的性質(zhì)和其表面情況等有密切關(guān)系 。作為刻蝕阻擋層,光刻膠層必須和晶圓表面黏結(jié)得很好,才能夠忠實地把光刻層圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面層,光刻膠的黏附性不足會導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。光刻膠的黏附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝(刻蝕、離子注入等)。通常負(fù)膠比正膠有更強的黏結(jié)能力。
表面張力指液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力,使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。 嘉定負(fù)性光刻膠顯影中國半導(dǎo)體光刻膠的快速崛起離不開中國整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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(dǎo)體光刻膠及其他光刻膠。全球市場上不同種類光刻膠的市場結(jié)構(gòu)較為均衡。智研咨詢的數(shù)據(jù)還顯示,受益于半導(dǎo)體、顯示面板、PCB產(chǎn)業(yè)東移的趨勢,自 2011年至今,光刻膠中國本土供應(yīng)規(guī)模年華增長率達(dá)到11%,高于全球平均 5%的增速。2019年中國光刻膠市場本土企業(yè)銷售規(guī)模約70億元,全球占比約 10%,發(fā)展空間巨大。目前,中國本土光刻膠以PCB用光刻膠為主,平板顯示、半導(dǎo)體用光刻膠供應(yīng)量占比極低。
在雙重曝光工藝中,若光刻膠可以接受多次光刻曝光而不在光罩遮擋的區(qū)域發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),就可以節(jié)省一次刻蝕,一次涂膠和一次光刻膠清洗流程。由于在非曝光區(qū)域光刻膠仍然會接受到相對少量的光刻輻射,在兩次曝光過程后,非曝光區(qū)域接受到的輻射有可能超過光刻膠的曝光閾值E0,而發(fā)生錯誤的光刻反應(yīng)。如果非曝光區(qū)域的光刻膠在兩次曝光后接受到的輻射能量仍然小于其曝光閾值E0,那么就是一次合格的雙重曝光。從這個例子可以看出,與單次曝光不同,雙重曝光要求光刻膠的曝光閾值和光刻光源的照射強度之間的權(quán)衡。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。
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)。從事微電子化學(xué)品業(yè)務(wù)需要具備與電子產(chǎn)業(yè)前沿發(fā)展相匹配的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù),如混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與生產(chǎn)過程相配套的分析檢驗技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等。同時,下游電子產(chǎn)業(yè)多樣化的使用場景要求微電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)有較強的配套能力,以及時研發(fā)和改進產(chǎn)品工藝來滿足客戶的個性化需求。光刻膠的生產(chǎn)工藝主要過程是將感光材料、樹脂、溶劑等主要原料在恒溫恒濕 1000 級的黃光區(qū)潔凈房進行混合,在氮氣氣體保護下充分?jǐn)嚢?,使其充分混合形成均相液體,經(jīng)過多次過濾,并通過中間過程控制和檢驗,使其達(dá)到工藝技術(shù)和質(zhì)量要求,然后做產(chǎn)品檢驗,合格后在氮氣氣體保護下包裝、打標(biāo)、入庫。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”。昆山光聚合型光刻膠印刷電路板
經(jīng)過多年技術(shù)積累,國內(nèi)已形成一定光刻膠用電子化學(xué)品產(chǎn)能,國內(nèi)公司市場份額逐步提升,國產(chǎn)替代正在進行。江浙滬光聚合型光刻膠印刷電路板
通常光刻膠等微電子化學(xué)品不僅品質(zhì)要求高,而且需要多種不同的品類滿足下游客戶多樣化的需。如果沒有規(guī)模效益,供應(yīng)商就無法承擔(dān)滿足多樣化需求帶來的開銷。因此,品種規(guī)模構(gòu)成了進入該行業(yè)的重要壁壘。同時,一般微電子化學(xué)品具有一定的腐蝕性,對生產(chǎn)設(shè)備有較高的要求,且生產(chǎn)環(huán)境需要進行無塵或微塵處理。制備微電子化學(xué)品還需要全封閉、自動化的工藝流程,以避免污染,提高質(zhì)量。因此,光刻膠等微電子化學(xué)品生產(chǎn)在安全生產(chǎn)、環(huán)保設(shè)備、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)、過程控制體系以及研發(fā)投資等方面要求較高。如果沒有強大的資金實力,企業(yè)就難以在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢,以提升可持續(xù)發(fā)展能力。因此,光刻膠這樣的微電子化學(xué)品行業(yè)具備較高的資金壁壘。江浙滬光聚合型光刻膠印刷電路板