在半導(dǎo)體集成電路光刻技術(shù)開始使用深紫外(DUV)光源以后,化學(xué)放大(CAR)技術(shù)逐漸成為行業(yè)應(yīng)用的主流。在化學(xué)放大光刻膠技術(shù)中,樹脂是具有化學(xué)基團保護因而難以溶解的聚乙烯。化學(xué)放大光刻膠使用光致酸劑(PAG)作為光引發(fā)劑。當光刻膠曝光后,曝光區(qū)域的光致酸劑(PAG)將會產(chǎn)生一種酸。這種酸在后熱烘培工序期間作為催化劑,將會移除樹脂的保護基團從而使得樹脂變得易于溶解。化學(xué)放大光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍,對深紫外光源具有良好的光學(xué)敏感性,同時具有高對比度,對高分辨率等優(yōu)點。按照曝光波長分類;光刻膠可分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。不同曝光波長的光刻膠,其適用的光刻極限分辨率不同。通常來說,在使用工藝方法一致的情況下,波長越短,加工分辨率越佳。光刻膠的技術(shù)壁壘包括配方技術(shù),質(zhì)量控制技術(shù)和原材料技術(shù)。普陀PCB光刻膠樹脂
根據(jù)2019年數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體光刻膠**大廠商占據(jù)全球光刻膠市場87%份額。其中日本占有四家,分別是JSR、東京應(yīng)化(TOK)、信越化學(xué)與富士電子材料,這四家的市場份額達到72%,市場集中度明顯。在半導(dǎo)體光刻膠細分領(lǐng)域,日本廠商在市場中具有較強話語權(quán)。(1)g/i線光刻膠市場:日本的東京應(yīng)化、JSR、住友化學(xué)和富士膠片分別占據(jù)26%、15%、15%、8%的份額,在全球市場占據(jù)64%份額。(2)KrF光刻膠市場:日本企業(yè)東京應(yīng)化、信越化學(xué)和JSR在全球KrF光刻膠細分市場分別占據(jù)34%、22%和18%份額,合計占比達到74%。(3)ArF光刻膠市場:日本企業(yè)JSR、信越化學(xué)、東京應(yīng)化和住友化學(xué)包攬前四,分別占據(jù)全球ArF光刻膠細分市場25%、23%、20%和15%市場份額,合計市場份額達到83%。(4)EUV光刻膠市場:較先進的EUV光刻膠領(lǐng)域完全被日本企業(yè)所主導(dǎo),日本JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)成為EUV光刻膠市場可實現(xiàn)量產(chǎn)的廠商。目前引入EUV工藝的*有三星電子和臺積電兩家公司。華東負性光刻膠按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類:光刻膠可以分為光聚合型,光分解型,光交聯(lián)型和化學(xué)放大型。
中美貿(mào)易摩擦:光刻膠國產(chǎn)代替是中國半導(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)進步的“燃料”,是國產(chǎn)代替重要環(huán)節(jié),也是必將國產(chǎn)化的產(chǎn)品。光刻是半導(dǎo)制程的重要工藝,對制造出更先進,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?,F(xiàn)在,一塊半導(dǎo)體芯片在制造過程中一般需要進行10-50道光刻過程。其中不同的光刻過程對于光刻膠也有不一樣的具體需求。光刻膠若性能不達標會對芯片成品率造成重大影響。
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、堅膜烘烤、顯影檢查等工序。在光刻過程中,光刻膠被均勻涂布在襯底上,經(jīng)過曝光、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應(yīng)的幾何圖形。光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%,耗時占整個芯片工藝的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,光刻工藝對光刻膠要求逐步提高,需求量也隨之增加。從全球市場來看,專注電子材料市場研究的TECHCET預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,2021年全球半導(dǎo)體制造光刻膠市場規(guī)模將同比增長11%,達到19億美元。一旦達成合作,光刻膠廠商和下游集成電路制造商會形成長期合作關(guān)系。
包括光刻膠在內(nèi)的微電子化學(xué)品有技術(shù)要求高、功能性強、產(chǎn)品更新快等特點,其產(chǎn)品品質(zhì)對下游電子產(chǎn)品的質(zhì)量和效率有非常大的影響。因此,下游企業(yè)對微電子化學(xué)品供應(yīng)商的質(zhì)量和供貨能力十分重視,常采用認證采購的模式,需要通過送樣檢驗、技術(shù)研討、信息回饋、技術(shù)改進、小批試做、大批量供貨、售后服務(wù)評價等嚴格的篩選流程。認證時間久,要求嚴苛;一般產(chǎn)品得到下游客戶的認證需要較長的時間周期。顯示面板行業(yè)通常為1-2年,集成電路行業(yè)由于要求較高,認證周期能達到2-3年時間;認證階段內(nèi),光刻膠供應(yīng)商沒有該客戶的收入,這需要供應(yīng)收有足夠的資金實力。光刻膠供應(yīng)商與客戶粘性大;一般情況下,為了保持光刻膠供應(yīng)和效果的穩(wěn)定,下游客戶與光刻膠供應(yīng)商一旦建立供應(yīng)關(guān)系后,不會輕易更換。通過建立反饋機制,滿足個性化需求,光刻膠供應(yīng)商與客戶的粘性不斷增加。后來者想要加入到供應(yīng)商行列,往往需要滿足比現(xiàn)有供應(yīng)商更高的要求。所以光刻膠行業(yè)對新進入者壁壘較高。光刻膠下游為印刷電路板、顯示面板和電子芯片,廣泛應(yīng)用于消費電子、航空航天等領(lǐng)域。江蘇半導(dǎo)體光刻膠
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(zhì)量微電子設(shè)備時非常有用。普陀PCB光刻膠樹脂
美國能源部布魯克海文國家實驗室的研究人員采用原子層沉積(ALD)系統(tǒng),將有機聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與氧化鋁結(jié)合起來,創(chuàng)造了雜化有機-無機光刻膠。他們在將涂有PMMA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。這個蒸汽通過PMMA基質(zhì)內(nèi)部的微小分子孔擴散,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遠高于ZEP(一種昂貴的光刻膠)和二氧化硅。普陀PCB光刻膠樹脂