正性光刻膠

正性光刻膠

正性光刻膠也稱為正膠。正性光刻膠樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛，提供光刻膠的粘附性、化學(xué)抗蝕性，當(dāng)沒有溶解存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中，感光劑是光敏化合物，常見的是重氮萘醌（DNQ）。在曝光前，DNQ是一種強烈的溶解，降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻膠中化學(xué)分解，成為溶解度增強劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應(yīng)會在DNQ中產(chǎn)生羧酸，它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度，所以生成的圖形具有良好的分辨率。而在一些半導(dǎo)體器件設(shè)計時，考慮到器件性能要求，需要對特定區(qū)域進(jìn)行離子注入，使其滿足各種器件不同功能的要求。

光刻膠介紹

光刻膠自1959年被發(fā)明以來一直是半導(dǎo)體核心材料，隨后被改進(jìn)運用到PCB板的制造，并于20世紀(jì)90年代運用到平板顯示的加工制造。終應(yīng)用領(lǐng)域包括消費電子、家用電器、汽車通訊等。

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%~60%，是半導(dǎo)體制造中核心的工藝。

以半導(dǎo)體光刻膠為例，在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)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。

光刻技術(shù)隨著IC集成度的提升而不斷發(fā)展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求，半導(dǎo)體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以極限分辨率，世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級別，光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及達(dá)到EUV(<13.5nm)線水平。超過80%市場份額掌握在日本住友、TOK、美國陶氏、美國futurrex等公司手中，國內(nèi)公司中，蘇州瑞紅與北京科華實現(xiàn)了部分品種的國產(chǎn)化，但是整體技術(shù)水平較低，僅能進(jìn)入8英寸集成電路生產(chǎn)線與LED等產(chǎn)線。

目前，半導(dǎo)體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠，其中，g線和i線光刻膠是市場上使用量較大的。KrF和ArF光刻膠核心技術(shù)基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。

光刻膠趨勢

半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域全球市場規(guī)模趨于穩(wěn)定， 2017年全球市場約13.5億美元；國內(nèi)市場約20.2億元，近5年復(fù)合增速達(dá)12%。受全球半導(dǎo)體市場復(fù)蘇和國內(nèi)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計全球光刻膠市場將保持穩(wěn)定增速，國內(nèi)市占率穩(wěn)步抬升。

光刻膠生產(chǎn)、檢測、評價的設(shè)備價格昂貴，需要一定前期資本投入；有專家提出，盡管國產(chǎn)光刻膠在面板一時用不起來，但政府還是要從政策上鼓勵國內(nèi)普通面板的生產(chǎn)企業(yè)盡快用起來。光刻膠企業(yè)通常運營成本較高，下游廠商認(rèn)證采購時間較長，為在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢，需要足夠的中后期資金支持。企業(yè)持續(xù)發(fā)展也需投入較大的資金，光刻膠行業(yè)在資金上存在較高的壁壘，國外光刻膠廠商相對于國內(nèi)廠商，其公司規(guī)模更大，具有資金和技術(shù)優(yōu)勢。

總體上，光刻膠行業(yè)得到國家層面上的政策支持。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出“研發(fā)光刻機、刻蝕機、離子注入機等關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)光刻膠、大尺英寸硅片等關(guān)鍵材料”；國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域（2015）中提到“高分辨率光刻膠及配套化學(xué)品作為精細(xì)化學(xué)品重要組成部分，是重點發(fā)展的新材料技術(shù)”；光刻膠去除半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中，通常利用光刻工藝將掩膜板上的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的光刻膠層中。光刻技術(shù)（包括光刻膠）是《中國制造 2025》重點領(lǐng)域。