咨询热线

400-007-6266

010-86223221

2017年中国光刻胶行业技术原理及分类标准分析(图)

         光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩膜板转移到待加工基片上的图形转移介质,其中曝光过程是利用紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射,改变光刻胶的溶解度。

         光刻胶主要用于微电子领域的精细线路图形加工,是微制造领域最为关键的材料之一。光刻胶自1950年被发明以来就因其基片粘附性佳、感光速度快、抗湿法刻蚀能力强等优点逐渐成为电子工业的主要用胶。之后,光刻胶被改进运用到印制电路板(PCB)制造工艺中,成为PCB生产的重要材料。二十世纪九十年代,光刻胶又被运用到液晶显示(LCD)器件的加工制作中,对LCD面板的大尺寸化、高精细化、彩色化起到了重要的推动作用。同时,光刻胶也被应用到要求更高的半导体领域。在微电子制造业精细度不断提升的进程中,光刻胶起着举足轻重的作用。
 

图:北京科华半导体光刻胶(248nmKrF光刻胶)

         一、光刻胶组成及作用原理

         光刻胶由光引发剂、树脂、溶剂等基础组分组成。此外,光刻胶中还会添加光增感剂、光致产酸剂等成分来达到提高光引发效率、优化线路图形精密度的目的。


表:光刻胶组分及功能

         二、作用原理:利用辐射前后光刻胶溶解度差异,转移图案

         在微电子制造业如大规模集成电路的制造过程中,由于器件尺寸太小,无法直接进行传统的机械加工,所以光刻技术发展成了精细线路及图形加工中的核心工艺。通过辐照过程,光刻胶的曝光区与非曝光区的溶解度出现差异,显影和刻蚀后掩膜板上的线路图案就转移到了基板上。在图形转移过程中,一般要进行多次光刻,不同的基片所需的光刻胶各不相同。


图:光刻技术的工艺原理
 
         三、光刻胶的分类

         光刻胶具有不同的分类标准。按化学反应原理和显影原理,光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶曝光后,曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜板相同;负性光刻胶曝光后固化,未曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜板相反。


表:光刻胶按化学反应原理和显影原理分类

         按感光树脂的化学结构,光刻胶可分为光聚合型光刻胶、光分解型光刻胶和光交联型光刻胶。在应用中,采用不同单体可以形成正、负图案,并可在光刻过程中改变材料溶解性、抗蚀性等。

         参考观研天下发布《2017-2022年中国光刻胶行业发展现状及十三五发展态势预测报告


表:光刻胶按照感光树脂结构分类
 
         按曝光波长,光刻胶可分为紫外(300~450nm)光刻胶、深紫外(160~280nm)光刻胶、极紫外(EUV,13.5nm)光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。在实际应用中,为满足集成电路线宽不断缩小的要求,光刻胶的曝光波长由宽谱紫外向g线(436nm)→i线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→EUV(13.5nm)的方向移动。随着曝光波长的缩短,光刻胶所能达到的极限分辨率不断提高,光刻得到的线路图案精密度更佳,而对应的光刻胶的价格也更高。实际光刻操作中还会辅以分辨率增强技术减小光刻畸变,以达到提高图形转移质量的目的。目前实际应用中分辨率最高的半导体光刻胶为ArF光刻胶,它可以用来加工线宽65~130nm的纳米级线路。将ArF光刻胶和“液浸技术”进一步结合,可以刷新ArF光刻胶的极限分辨率,实现32~45nm工艺,甚至可使22nm的技术节点成为可能。而对于分辨率更高的EUV光刻胶等,英特尔与三星的专家表示,目前EUV技术进展较慢,短时间内仍存在较大的障碍,所以KrF/ArF光刻胶仍是未来一段时间内微细加工技术的主流材料。


表:光刻胶按照曝光波长分类

         按应用领域,光刻胶可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶、半导体光刻胶等。PCB光刻胶技术壁垒相对其他两类较低,而半导体光刻胶代表着光刻胶技术最先进的水平。

         (1)PCB光刻胶:主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶(又称为抗蚀刻/线路油墨)、光成像阻焊油墨等。PCB光刻胶技术壁垒相对较低,主要是中低端产品。

         (2)LCD光刻胶:包含彩色滤光片用彩色光刻胶及黑色光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等产品。根据上海新阳公告,彩色滤光片是LCD实现彩色显示的关键器件,占面板成本的14%~16%;在彩色滤光片中,彩色光刻胶和黑色光刻胶是核心材料,占其成本的27%左右,其中黑色光刻胶占彩色滤光片材料成本的6%~8%。

         (3)半导体光刻胶:包括g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶、聚酰亚胺光刻胶、掩膜板光刻胶等。SIA发布数据显示,2015年81%的半导体市场被集成电路占据,所以大部分半导体光刻胶被用于集成电路的制造中。根据强力新材招股说明书,光刻工艺是集成电路加工过程中最为关键的工艺,成本约为整个芯片制造工艺的35%,耗费时间约占整个芯片工艺的40%~60%。


图:光刻胶的主要应用领域
 

图:2015年全球半导体产品市场份额占比
 

表:光刻胶按照应用领域分类

资料来源:观研天下整理,转载请注明出处(ZQ)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国聚偏氟乙烯(PVDF)行业分析:产能及产量大幅增长 进口替代效应显著

我国聚偏氟乙烯(PVDF)行业分析:产能及产量大幅增长 进口替代效应显著

根据数据显示,2023年,我国聚偏氟乙烯(PVDF)行业产能达到12.35万吨,同比增长6.93%。同时,PVDF产能向头部企业集中,2023年PVDF产能CR4达到60.62%,浙江孚诺林、东岳集团、内蒙三爱富、阿科玛氟化工产能分别达到2.8万吨、2.5万吨、2万吨、1.45万吨。

2024年11月21日
终端新能源汽车+储能拉动我国碳酸乙烯酯行业发展 产能产量大幅增长

终端新能源汽车+储能拉动我国碳酸乙烯酯行业发展 产能产量大幅增长

我国碳酸乙烯酯下游消费以锂离子电池为主,应用终端主要涉及新能源汽车和储能等行业。近年来,受益于新能源汽车和储能行业快速发展,我国碳酸乙烯酯消费需求不断增长,产能产量也大幅上升,已成为全球最大碳酸乙烯酯消费国和生产国。此外,我国碳酸乙烯酯产能分布较为集中,2022年CR6接近80%,其中浙江石化以26.06%的占比位居国

2024年11月20日
我国聚酰亚胺薄膜行业现状:市场不断扩容 国产替代进程加速进行

我国聚酰亚胺薄膜行业现状:市场不断扩容 国产替代进程加速进行

近年来随着下游市场不断发展,我国聚酰亚胺薄膜市场不断扩容,规模不断增长。数据显示,2016-2022年我国聚酰亚胺薄膜市场规模从25亿元增长到72.4亿元。估计2023年我国聚酰亚胺薄膜市场规模在80亿元左右。

2024年11月16日
我国聚丙烯行业正处于扩能期 产量、表观消费量上升且对外依存度下滑

我国聚丙烯行业正处于扩能期 产量、表观消费量上升且对外依存度下滑

近年来,为了满足下游市场发展需要,我国聚丙烯生产企业积极扩产,使得行业处在持续的扩能当中,产能不断扩张,由2018年的2317万吨上升至2023年的3976万吨,年均复合增长率达到11.4%。

2024年11月15日
我国丁腈橡胶行业发展现状:产需整体上升 兰州石化产能居市场首位

我国丁腈橡胶行业发展现状:产需整体上升 兰州石化产能居市场首位

截至2023年底,我国仅有6家丁腈橡胶生产企业,产能格局集中。其中,兰州石化的丁腈橡胶产能居国内市场首位,达到10万吨,占比30.49%;其次为宁波顺泽和镇江南帝,分别达到6.5万吨和6万吨,占比分别为19.82%和18.29%。

2024年11月14日
我国聚醚改性硅油行业市场增长潜力强劲 直锁型聚醚改性硅油是最主要细分产品

我国聚醚改性硅油行业市场增长潜力强劲 直锁型聚醚改性硅油是最主要细分产品

随着相关技术的进步和市场需求的不断增长,企业不断扩大生产规模和升级生产设备,我国硅油产能、产量持续增长。数据显示,2023年我国硅油产能107万吨,同比增长26.3%;产量62万吨,同比增长6.2%。预计2024年我国硅油产能将达到129万吨,产量将达到70万吨左右。

2024年11月14日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部