光刻膠的技術壁壘包括配方技術,質量控制技術和原材料技術。配方技術是光刻膠實現(xiàn)功能的要點,質量控制技術能夠保證光刻膠性能的穩(wěn)定性而較好的原材料則是光刻膠性能的基礎。配方技術:由于光刻膠的下游用戶是IC芯片和FPD面板制造商,不同的客戶會有不同的應用需求,同一個客戶也有不同的光刻應用需求。一般一塊半導體芯片在制造過程中需要進行10-50道光刻過程,由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等,不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣,即使類似的光刻過程,不同的廠商也會有不同的要求。針對以上不同的應用需求,光刻膠的品種非常多,這些差異主要通過調整光刻膠的配方來實現(xiàn)。因此,通過調整光刻膠的配方,滿足差異化的應用需求,是光刻膠制造商重要的技術。光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對光敏感的混合液體。江蘇g線光刻膠溶劑
光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈中游:為光刻膠制造環(huán)節(jié),當前全球光刻膠生產(chǎn)制造商主要被日本JSR、信越化學、住友化學、東京應化、美國陶氏化學等制造商所壟斷,中國本土企業(yè)在光刻膠市場的份額較低,與國外光刻膠制造商相比仍存明顯差距。
光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈下游:主要涉及半導體、平板顯示器、PCB等領域。伴隨消費升級、應用終端產(chǎn)品更新迭代速度加快,下游應用領域企業(yè)對半導體、平板顯示和PCB制造提出愈加精細化的要求,將帶動光刻膠行業(yè)持續(xù)發(fā)展。 江浙滬顯示面板光刻膠光致抗蝕劑光刻膠生產(chǎn)工藝復雜,技術壁壘高,其研發(fā)和量產(chǎn)對企業(yè)都具有極高要求。
在半導體集成電路制造行業(yè);主要使用g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠等。在大規(guī)模集成電路的制造過程中,一般要對硅片進行超過十次光刻。在每次的光刻和刻蝕工藝中,光刻膠都要通過預烘、涂膠、前烘、對準、曝光、后烘、顯影和蝕刻等環(huán)節(jié),將光罩(掩膜版)上的圖形轉移到硅片上。
光刻膠是集成電路制造的重要材料:光刻膠的質量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關鍵因素。光刻工藝的成本約為整個芯片制造工藝的35%,并且耗費時間約占整個芯片工藝的40%-50%。光刻膠材料約占IC制造材料總成本的4%,市場巨大。因此光刻膠是半導體集成電路制造的重要材料。
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有關,而且與襯底的性質和其表面情況等有密切關系 。作為刻蝕阻擋層,光刻膠層必須和晶圓表面黏結得很好,才能夠忠實地把光刻層圖形轉移到晶圓表面層,光刻膠的黏附性不足會導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)。通常負膠比正膠有更強的黏結能力。
表面張力指液體中將表面分子拉向液體主體內的分子間吸引力。光刻膠應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。 聚合度越小,發(fā)生微相分離的尺寸越小,對應的光刻圖形越小。
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(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。光刻膠行業(yè)的上下游合作處于互相依存的關系,市場新進入者很難與現(xiàn)有企業(yè)競爭,簽約新客戶的難度高。浦東黑色光刻膠曝光
高壁壘和高價值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術和資本密集型行業(yè),全球供應市場高度集中。江蘇g線光刻膠溶劑
g-line與i-line光刻膠均使用線性酚醛成分作為樹脂主體,重氮萘醌成分(DQN 體系)作為感光劑。未經(jīng)曝光的DQN成分作為抑制劑,可以十倍或者更大的倍數(shù)降低光刻膠在顯影液中的溶解速度。曝光后,重氮萘醌(DQN)基團轉變?yōu)橄┩?,與水接觸時,進一步轉變?yōu)檐崃u酸,從而得以在曝光區(qū)被稀堿水顯影時除去。由此,曝光過的光刻膠會溶解于顯影液而被去除,而未曝光的光刻膠部分則得以保留。雖然g-line光刻膠和i-line 光刻膠使用的成分類似,但是其樹脂和感光劑在微觀結構上均有變化,因而具有不同的分辨率。G-line光刻膠適用于0.5um(500nm)以上尺寸的集成電路制作,而i-line光刻膠使用于0.35um(350nm至0.5um(500nm)尺寸的集成電路制作。江蘇g線光刻膠溶劑
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