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光刻膠介紹

光刻膠自1959年被發(fā)明以來一直是半導(dǎo)體核心材料，隨后被改進(jìn)運(yùn)用到PCB板的制造，并于20世紀(jì)90年代運(yùn)用到平板顯示的加工制造。終應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)電子、家用電器、汽車通訊等。

光刻工藝約占整個(gè)芯片制造成本的35%，耗時(shí)占整個(gè)芯片工藝的40%~60%，是半導(dǎo)體制造中核心的工藝。

以半導(dǎo)體光刻膠為例，在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上，形成與掩膜版完全對應(yīng)的幾何圖形。

光刻技術(shù)隨著IC集成度的提升而不斷發(fā)展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求，半導(dǎo)體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以極限分辨率，世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級別，光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及達(dá)到EUV(<13.5nm)線水平。

目前，半導(dǎo)體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠，其中，g線和i線光刻膠是市場上使用量較大的。KrF和ArF光刻膠核心技術(shù)基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。

光刻膠趨勢

半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域全球市場規(guī)模趨于穩(wěn)定， 2017年全球市場約13.5億美元；國內(nèi)市場約20.2億元，近5年復(fù)合增速達(dá)12%。受全球半導(dǎo)體市場復(fù)蘇和國內(nèi)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計(jì)全球光刻膠市場將保持穩(wěn)定增速，國內(nèi)市占率穩(wěn)步抬升。

光刻膠生產(chǎn)、檢測、評價(jià)的設(shè)備價(jià)格昂貴，需要一定前期資本投入；光刻膠企業(yè)通常運(yùn)營成本較高，下游廠商認(rèn)證采購時(shí)間較長，為在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢，需要足夠的中后期資金支持。企業(yè)持續(xù)發(fā)展也需投入較大的資金，光刻膠行業(yè)在資金上存在較高的壁壘，國外光刻膠廠商相對于國內(nèi)廠商，其公司規(guī)模更大，具有資金和技術(shù)優(yōu)勢。

總體上，光刻膠行業(yè)得到國家層面上的政策支持。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出“研發(fā)光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)光刻膠、大尺英寸硅片等關(guān)鍵材料”；國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域（2015）中提到“高分辨率光刻膠及配套化學(xué)品作為精細(xì)化學(xué)品重要組成部分，是重點(diǎn)發(fā)展的新材料技術(shù)”；光刻技術(shù)（包括光刻膠）是《中國制造 2025》重點(diǎn)領(lǐng)域。

光刻膠應(yīng)用

光刻膠是一種具有光化學(xué)敏感性的功能性化學(xué)材料，是由光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹脂、單體（活性稀釋劑）、溶劑和其他助劑組成的對光敏感的混合液體，其中，樹脂約占50%，單體約占35%。它能通過光化學(xué)反應(yīng)改變自身在顯影液中的溶解性，通過將光刻膠均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上，利用它的光化學(xué)敏感性，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設(shè)計(jì)在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。

光刻膠常被稱為是精細(xì)化工行業(yè)技術(shù)壁壘的材料，是因?yàn)槲⒚准壞酥良{米級的圖形加工對其專用化學(xué)品的要求極高，不僅化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊，品質(zhì)要求也很苛刻，所以生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要長期的技術(shù)積累。

被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作，是電子制造領(lǐng)域的關(guān)鍵材料之一。下游主要用于集成電路、面板和分立器件的微細(xì)加工，同時(shí)在LED、光伏、磁頭及精密傳感器等制作過程中也有廣泛應(yīng)用，是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。