国产替代加速:光刻胶产业链全景梳理
一. 光刻胶概览
光刻胶是由光引发剂、树脂、溶剂及添加剂组成的光敏混合液体,是光刻工艺中用于图形转移的介质材料。
(1)作用:通过曝光发生光化学反应,将掩模版上的电路图形精确转移到晶圆表面。
(2)原理:曝光区域的光刻胶吸收光子后,光引发剂产生活性基团,引发树脂发生聚合、交联或分解反应,使曝光与未曝光区域的溶解速率产生显著差异。
(3)工艺流程:涂覆(涂覆在晶圆表面)→曝光(曝光或未曝光区域溶解)→显影(去除溶解部分,形成图形)→坚膜烘焙(高温固化残留光刻胶)。
1.1 按显示效果分类
(1)正性胶:显影时曝光区域溶解,形成的图形与掩膜版相同;分辨率更高,是半导体先进制程的主流品类。
(2)负性胶:显影时曝光区域固化,形成的图形与掩膜版相反;附着力强、分辨率上限较低,多用于成熟制程、PCB制备。
1.2按曝光波长分类
(1)紫外(UV):G线(436nm)/I线(365nm),用于成熟制程,如分立器件、模拟芯片。
(2)深紫外(DUV):KrF(248nm)用于成熟制程、ArF(193nm)用于先进制程。
(3)极紫外(EUV):EUV(13.5nm)用于7nm以下先进制程。
1.3 按应用领域
分为PCB、面板、半导体光刻胶,技术壁垒逐渐递增。
二. 光刻胶原材料
2.1 光引发剂(光敏剂)
(1)作用:光刻胶中的光敏成分,吸收光子后产生活性基,引发树脂发生聚合或分解反应,决定了光刻胶感光度、分辨率等关键指标。
(2)主要品种:自由基型(用于G/I线胶)、阳离子型(用于DUV胶)、PAG(用于EUV胶)。
(3)海外头部:IGM Resins、巴斯夫、陶氏化学。
(4)国内头部:久日新材、强力新材、扬帆新材、飞凯材料。
2.2 树脂
(1)作用:基体成膜物质,决定其机械强度、附着力与耐刻蚀性。
(2)主要品种:酚醛树脂(G/I线)、聚对羟基苯乙烯(KrF)、丙烯酸酯类(ArF)。
(3)海外头部:住友化学、东洋合成、三菱化学。
(4)国内头部:圣泉集团、万润股份、八亿时空。
2.3 溶剂
(1)作用:溶解树脂和光引发剂,调节粘度,实现光刻胶的均匀涂覆。
(2)主要品种:丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA/PMA)、乳酸乙酯(EL)等。
(3)海外头部:ADEKA、陶氏化学、三菱化学。
(4)国内头部:怡达股份。
2.4 添加剂
(1)作用:优化光刻胶特定性能。
(2)主要品种:品类繁多,如淬灭剂、增塑剂、流平剂、稳定剂等。
三.半导体光刻胶市场格局
全球半导体光刻胶日美垄断格局:日本厂商合计占75%以上份额,美国厂商占12%以上份额。
全球前五大厂商:东京应化(日)、JSR(日)、信越化学(日)、住友化学(日)、杜邦(美)。
国内仅有少数实现高端量产:南大光电(ArF)、上海新阳(KrF/ArF)、鼎龙股份(KrF/ArF)、彤程新材(KrF)、晶瑞电材(KrF)。
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