光刻工藝歷經(jīng)硅片表面脫水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘烤、顯影、堅(jiān)膜烘烤、顯影檢查等工序。在光刻過(guò)程中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過(guò)曝光、顯影與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上，形成與掩膜版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。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40-50%，是半導(dǎo)體制造中重要的工藝。隨著半導(dǎo)體制程不斷縮小，光刻工藝對(duì)光刻膠要求逐步提高，需求量也隨之增加。從全球市場(chǎng)來(lái)看，專注電子材料市場(chǎng)研究的TECHCET預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體制造光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將同比增長(zhǎng)11%，達(dá)到19億美元。在半導(dǎo)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。普陀半導(dǎo)體光刻膠
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(chǎng)上不同種類光刻膠的市場(chǎng)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(shì)，自 2011年至今，光刻膠中國(guó)本土供應(yīng)規(guī)模年華增長(zhǎng)率達(dá)到11%，高于全球平均 5%的增速。2019年中國(guó)光刻膠市場(chǎng)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(guó)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。蘇州光交聯(lián)型光刻膠樹脂光刻膠行業(yè)長(zhǎng)年被日本和美國(guó)專業(yè)公司壟斷。
美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用原子層沉積（ALD）系統(tǒng)，將有機(jī)聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）與氧化鋁結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造了雜化有機(jī)-無(wú)機(jī)光刻膠。他們?cè)趯⑼坑蠵MMA薄膜的襯底放到ALD反應(yīng)室中之后，引入了鋁前驅(qū)物蒸汽。這個(gè)蒸汽通過(guò)PMMA基質(zhì)內(nèi)部的微小分子孔擴(kuò)散，與聚合物鏈內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到一起。然后，他們引入了另一種前驅(qū)物（例如水），與前驅(qū)物反應(yīng)形成PMMA基體內(nèi)部的氧化鋁。該雜化光刻膠的蝕刻選擇比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ZEP（一種昂貴的光刻膠）和二氧化硅。
中美貿(mào)易摩擦：光刻膠國(guó)產(chǎn)代替是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迫切需要；自從中美貿(mào)易摩擦依賴，中國(guó)大陸積極布局集成電路產(chǎn)業(yè)。在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，光刻膠作為是集成電路制程技術(shù)進(jìn)步的“燃料”，是國(guó)產(chǎn)代替重要環(huán)節(jié)，也是必將國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品。光刻是半導(dǎo)制程的重要工藝，對(duì)制造出更先進(jìn)，晶體管密度更大的集成電路起到?jīng)Q定性作用。每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)相匹配。現(xiàn)在，一塊半導(dǎo)體芯片在制造過(guò)程中一般需要進(jìn)行10-50道光刻過(guò)程。其中不同的光刻過(guò)程對(duì)于光刻膠也有不一樣的具體需求。光刻膠若性能不達(dá)標(biāo)會(huì)對(duì)芯片成品率造成重大影響。光刻膠行業(yè)的上下游合作處于互相依存的關(guān)系，市場(chǎng)新進(jìn)入者很難與現(xiàn)有企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，簽約新客戶的難度高。
靈敏度即光刻膠上產(chǎn)生一個(gè)良好的圖形所需一定波長(zhǎng)光的較小能量值（或較小曝光量）。單位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對(duì)于波長(zhǎng)更短的深紫外光（DUV）、極深紫外光（EUV）等尤為重要 。負(fù)膠通常需5~15 s時(shí)間曝光，正膠較慢，其曝光時(shí)間為負(fù)膠的3~4倍 。靈敏度反映了光刻膠材料對(duì)某種波長(zhǎng)的光的反應(yīng)程度。不同的光刻膠對(duì)于不同的波長(zhǎng)的光是有選擇性的。比如248 nm波長(zhǎng)光刻膠的成膜樹脂中存在苯環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)193 nm波長(zhǎng)的光具有很強(qiáng)的吸收作用，即對(duì)193 nm波長(zhǎng)的光是不透明的，因此193 nm光刻膠必須改變樹脂主體。同時(shí)，高的產(chǎn)出要求短的曝光時(shí)間，對(duì)光刻膠的靈敏度要求也越來(lái)越高。通常以曝光劑量作為衡量光刻膠靈敏度的指標(biāo)，曝光劑量值越小，光刻膠的靈敏度越高。i線光刻膠材料曝光劑量在數(shù)百mJ/cm2左右，而KrF和ArF的光刻膠材料，其曝光劑量則在30和20 mJ/cm2左右 。靈敏度可以體現(xiàn)于光刻膠的對(duì)比度曲線上。中國(guó)半導(dǎo)體光刻膠的快速崛起離不開中國(guó)整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。上海光聚合型光刻膠曝光
在選擇光刻膠時(shí)需要考慮化學(xué)性質(zhì)、照射時(shí)間、敏感度和穩(wěn)定性等因素，以確保所選的光刻膠能夠滿足制造要求。普陀半導(dǎo)體光刻膠
EUV(極紫外光)光刻技術(shù)是20年來(lái)光刻領(lǐng)域的進(jìn)展。由于目前可供利用的光學(xué)材料無(wú)法很好支持波長(zhǎng)13nm以下的輻射的反射和透射，因此 EUV 光刻技術(shù)使用波長(zhǎng)為13.5nm的紫外光作為光刻光源。EUV（極紫外光）光刻技術(shù)將半導(dǎo)體制程技術(shù)在10nm以下的區(qū)域繼續(xù)推進(jìn)。在 EUV 光刻工藝的 13.5nm 波長(zhǎng)尺度上，量子的不確定性效應(yīng)開始顯現(xiàn)，為相應(yīng)光源，光罩和光刻膠的設(shè)計(jì)和使用帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。目前 EUV 光刻機(jī)只有荷蘭 ASML 有能力制造，許多相應(yīng)的技術(shù)細(xì)節(jié)尚不為外界所知。在即將到來(lái)的 EUV 光刻時(shí)代，業(yè)界預(yù)期已經(jīng)流行長(zhǎng)達(dá) 20 年之久的 KrF、ArF 光刻膠技術(shù)或?qū)⒂瓉?lái)技術(shù)變革。普陀半導(dǎo)體光刻膠
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