光刻膠的產業(yè)鏈上游:主要涉及溶劑、樹脂、光敏劑等原材料供應商和光刻機、顯影機、檢測與測試等設備供應商。從原材料市場來看,由于中國從事光刻膠原材料研發(fā)及生產的供應商較少,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)。從設備市場來看,中國在光刻機、顯影機、檢測與測試設備行業(yè)的起步時間較晚,且這些設備具備較高的制造工藝壁壘,導致中國在光刻膠、顯影機、檢測與測試設備的國產化程度均低于10%。相信后期國產化程度會越來越高。在集成電路制造領域,如果說光刻機是推動制程技術進步的“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涂膠法,具體可以分為靜態(tài)旋轉法和動態(tài)噴灑法。靜態(tài)旋轉法:首先把光刻膠通過滴膠頭堆積在硅片的中心,然后低速旋轉使得光刻膠鋪開,再以高速旋轉甩掉多余的光刻膠。在高速旋轉的過程中,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。在制造高質量微電子設備時非常有用。
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;由于化學結構上的原因,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 半導體光刻膠技術亦基本被日本和美國企業(yè)所壟斷,產品絕大多數(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 的關鍵之一。光刻膠屬于技術和資本密集型行業(yè),目前主要技術主要掌握在日、美等國際大公司手中,全球供應市場高度集中。普陀負性光刻膠顯示面板材料
光刻膠按應用領域分類,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
受制于國內光刻膠技術發(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域國內市場份額仍然較小,前沿光刻膠市場長期為國外巨頭所壟斷。從技術水平來看,目前中國本土光刻膠的整體技術水平與國際先進水平存在明顯差距,且主要集中在技術含量較低的PCB光刻膠領域,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線/i線光刻膠國產化率為10%,而ArF/KrF光刻膠的國產化率為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