光刻膠行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析：光刻膠占據(jù)電子材料至高點(diǎn)

• 薛圳揚(yáng) 2023年11月28日 來(lái)源：中研網(wǎng) 1007 63
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光刻膠是利用光化學(xué)反應(yīng)經(jīng)曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)。

1、光刻膠介紹與分類(lèi)

光刻膠是利用光化學(xué)反應(yīng)經(jīng)曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)。其中曝光是通過(guò)紫外光、電子束、準(zhǔn)分子激光束、X射線、離子束等曝光源的照射或輻射，從而使光刻膠的溶解度發(fā)生變化。以集成電路光刻工藝為例，主要為利用曝光(light)和顯影在光刻膠層(photoresist)上刻畫(huà)幾何圖形結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)刻蝕工藝將光掩模(reticle)上的圖形通過(guò)棱鏡(lens)后轉(zhuǎn)移到所在襯底(即硅晶圓，wafer)上;基本原理是利用光刻膠感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點(diǎn)，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。

按照化學(xué)反應(yīng)原理，光刻膠可主要分為以下幾種類(lèi)別：

圖表：光刻膠分類(lèi)(按化學(xué)反應(yīng)原理)

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

正性光刻膠與負(fù)性光刻膠：對(duì)于電路圖形，既可以使用正性光刻膠也可以使用負(fù)性光刻膠來(lái)實(shí)現(xiàn)，只需要搭配不同的掩模即可。而正性光刻膠擁有高分辨率、高對(duì)比度、低曝光圖形缺陷率、水溶性顯影液、去膠容易的優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)70年代以來(lái)，正性光刻膠成為主流光刻膠。

按照原材料結(jié)構(gòu)及應(yīng)用領(lǐng)域的不同，光刻膠可主要分為以下幾種類(lèi)別：

圖表：光刻膠分類(lèi)(按應(yīng)用領(lǐng)域)

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

PCB光刻膠：PCB(printed circuit board)是印制線路板的簡(jiǎn)稱，也稱電路板，是電子產(chǎn)品的基本組成部分之一。PCB的加工制造過(guò)程涉及圖形轉(zhuǎn)移，即把設(shè)計(jì)完成的電路圖像轉(zhuǎn)移到襯底板上，因而在此過(guò)程中會(huì)使用到光刻膠。基本過(guò)程如下：首先在襯底表面形成一層光刻膠薄膜，然后使紫外光通過(guò)掩膜板照射到光刻膠薄膜上，曝光區(qū)域發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，再通過(guò)顯影的作用將曝光區(qū)域(正性)或未曝光區(qū)域(負(fù)性)溶解并去除，最后經(jīng)過(guò)固化、蝕刻、退膜等一系列過(guò)程將圖形轉(zhuǎn)移至襯底。

LCD光刻膠：LCD(liquid crystal display)顯示器，即液晶顯示器，是一種常見(jiàn)的采用液晶為材料的顯示設(shè)備。目前LCD顯示器中TFT-LCD(即薄膜晶體管液晶顯示器)是市場(chǎng)的主流，TFT-LCD面板的構(gòu)造可簡(jiǎn)單視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片(color filter)結(jié)合，而下層的玻璃則有晶體管鑲嵌于上。當(dāng)電流通過(guò)晶體管時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)變化，造成液晶分子偏轉(zhuǎn)，改變光線的偏極性，在電場(chǎng)的作用下，液晶分子排列方向發(fā)生變化，使得外光源透光率改變(調(diào)制)，再利用紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)的不同機(jī)理，通過(guò)紅、綠、藍(lán)三基色濾光膜，完成時(shí)域和空間域的彩色重顯。在LCD顯示器的加工過(guò)程中，光刻膠主要用于制作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點(diǎn)陣等。

半導(dǎo)體光刻膠：半導(dǎo)體光刻工藝是指利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫(huà)幾何圖形結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到所在襯底(硅晶圓)上?；驹硎抢霉饪棠z感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點(diǎn)，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。

半導(dǎo)體光刻工藝主要包括硅片清洗、預(yù)烘和底膠涂覆、光刻膠涂覆、烘干、對(duì)準(zhǔn)和曝光、顯影和堅(jiān)膜、刻蝕及離子注入和光刻膠的去除。光刻工藝是半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中的核心步驟之一，半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程各工藝步驟的緊密連續(xù)性及對(duì)精度的極度高要求也使得其對(duì)光刻膠及光刻膠原材料的要求極高。集成電路各功能層是立體重疊的，大規(guī)模集成電路常要經(jīng)過(guò)十幾次光刻才能完成各層圖形的全部傳遞。光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。

2、光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈

(1)光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈

根據(jù)中研普華研究院撰寫(xiě)的《2023-2028年中國(guó)光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

光刻膠所在產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍十分廣泛，從上游基礎(chǔ)化工材料行業(yè)、精細(xì)化學(xué)品行業(yè)到中游光刻膠制備，到下游PCB、面板、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，再到電子等應(yīng)用終端。光刻膠作為微電子領(lǐng)域微細(xì)圖形加工核心上游材料，占據(jù)電子材料至高點(diǎn)。

圖表：光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

(2)光刻膠上游原材料技術(shù)門(mén)檻高

光刻膠專用化學(xué)品技術(shù)含量高且處于PCB、面板和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的上游，其質(zhì)量直接影響下游產(chǎn)品的質(zhì)量。生產(chǎn)光刻膠的原料光引發(fā)劑、光增感劑、光致產(chǎn)酸劑和光刻膠樹(shù)脂等專用化學(xué)品是體現(xiàn)光刻膠性能的最重要原料。不同應(yīng)用領(lǐng)域的光刻膠的產(chǎn)品形態(tài)、加工工藝、曝光設(shè)備、成像精度等差異很大，因此所用專用化學(xué)品種類(lèi)及品質(zhì)要求也存在明顯差異。

(3)PCB光刻膠專用化學(xué)品

終端電子產(chǎn)品的輕薄短小化、半導(dǎo)體等元件的集成度快速發(fā)展、組裝技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著PCB向?qū)Ь€精細(xì)化、高密度化方向發(fā)展。HDI電路板、封裝基板和撓性電路板等高端產(chǎn)品的工藝技術(shù)進(jìn)步對(duì)干膜光刻膠和光成像阻焊油墨的感光度、分辨率、附著力等性能的要求不斷提高，同時(shí)PCB生產(chǎn)的環(huán)保壓力不斷增加。光刻膠專用化學(xué)品呈現(xiàn)出向高性能化、環(huán)境友好型發(fā)展的趨勢(shì)。

(3)LCD光刻膠專業(yè)化學(xué)品

LCD技術(shù)日新月異，對(duì)于彩色光刻膠的性能要求高輝度、高對(duì)比度、高色純度、高顏色再現(xiàn)性等，為了滿足這些要求，光刻膠中顏料的比重越來(lái)越大，顏料的比重加大后會(huì)降低光刻膠的感度。另一方面，為了提高生產(chǎn)效率，LCD面板越做越大，要求更短的曝光時(shí)間，加上黑色光刻膠在感光領(lǐng)域的光遮蓋性很強(qiáng)，所以LCD光刻膠中要求使用更高感度的光引發(fā)劑。一般高感度光引發(fā)劑性質(zhì)不穩(wěn)定，容易影響顏料光刻膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

彩色光刻膠和黑色光刻膠的技術(shù)難度非常大，全世界的生產(chǎn)幾乎被數(shù)家日本、韓國(guó)廠商所壟斷，近幾年韓國(guó)及臺(tái)灣的個(gè)別廠商才開(kāi)始突破進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。彩色光刻膠和黑色光刻膠所用的專用化學(xué)品如顏料、光引發(fā)劑、樹(shù)脂等原料，性能要求特別，品質(zhì)要求苛刻，壟斷程度更高，如高性能光引發(fā)劑市場(chǎng)長(zhǎng)期被巴斯夫公司壟斷，LCD光刻膠樹(shù)脂主要由兩家日本公司供應(yīng)。

欲了解更多行業(yè)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)及未來(lái)行業(yè)投資前景，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2028年中國(guó)光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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  2023-2028年中國(guó)光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

  光刻膠是國(guó)際上技術(shù)門(mén)檻最高的微電子化學(xué)品之一，在大規(guī)模集成電路的制造過(guò)程中，光刻和刻蝕技術(shù)是精細(xì)線路圖形加工中最重要的工藝，占芯片制造時(shí)間的40%~50%，光刻膠是光刻工藝得以實(shí)現(xiàn)選擇...

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