从上游基础化工行业到下游电子产品消费终端,光刻胶的产业链呈现出深度紧密相连的体系。
上游原材料的质量直接关系到光刻胶产品在生产过程中的最终性能,因而备受关注。
光刻胶原料主要包括光引发剂(如光增感剂、光致产酸剂等)、在国内,树脂、溶剂等添加剂的替代空间非常广阔。
随著光刻技术的不断发展,光刻胶也经历了多次更新。从早期的聚乙烯醇肉桂酸酯、环化橡胶-叠氮化合物紫外负性光刻胶,到G线(436nm)和I线(365nm)酚醛树脂-重氮酚类紫外正性光刻胶,再到KrF(248nm)和ArF(193nm)化学增长型光刻胶。
目前最新的技术是真空紫外线(157nm),面向下一代光刻技术、极紫外(13.5nm)以及电子束光刻胶等。上游配套原材料在光刻胶技术迭代过程中值得关注。
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光刻胶主要用于显示面板、集成电路、半导体分立器件等微型图形加工作业,对生产工艺要求较高。
光刻胶本质上是一种对光敏感的混合液,它由三种主要成分组成:感光树脂、增感剂和溶剂。
光刻胶作为一种耐腐蚀涂料,在半导体光刻工艺中得到了广泛的应用。采用适当的光刻胶,可在半导体材料表面加工所需图像。
光刻胶树脂是光刻胶的主要组成部分。其核心在于其独特的配方,其比例直接关系到光刻胶的性能和应用领域。它从根本上决定了光刻胶的关键性质,如硬度、柔韧性和附着力。
感光树脂可以说是由光刻胶组成的骨架,起着将不同材料紧密结合的作用。
光刻胶树脂的制备涉及到高度的专业知识,影响光刻胶的整体表现。
在生产过程中,树脂结构影响光刻精度和工艺特性,包括合成技术的复杂性和稳定性。
就构成而言,光刻胶树脂结构包括主链、酸敏支链和极性支键。
在特定光致产酸剂的作用下,酸敏支链从曝光区的树脂支链中断裂,使树脂从原来的不溶性减少转变为碱性可溶性,从而显著增强曝光前后的溶解差异。
光刻胶的性能指标,如线宽、碱溶解速度、曝光能量等。,都受到树脂结构、上游单体的种类和比例、树脂的分子量和分散度等多种因素的影响。
大型光刻胶树脂生产厂家主要分为两类:自产树脂的光刻胶生产厂家和专业树脂生产厂家。
树脂和单体在全球光刻胶市场长期以来一直由住友化学、美国陶氏等海外大厂主导。
近年来,国内企业国内替代步伐加快。中国在光刻胶单体领域取得了一些突破,万润、瑞联新材料、徐州博康、南大光电、桐城新材料、圣泉集团等公司都有产品问世。徐州博康等公司已经能够实现从原材料到成品光刻胶的供应,其单体产品已经覆盖了ArF和KrF光刻胶所需的各种单体。
南大光电发明了一种高附着力的ArF树脂,其独特的配方显示了国内光刻胶材料研发的创新能力。
在光刻胶的感光度和分辨率方面,光引发剂又称感光剂或光固化剂,是光刻胶的核心成分。
它的作用是吸收光的能量并产生反应,从而产生具有聚合能力的活性中间体。光引发剂发生光化学反应的产物可以改变树脂在显影液中的溶解度,进一步有助于完成光刻过程。
在抑制非曝光区域溶解的同时,感光剂主要促进曝光区域的溶解。
相对于g-line胶,i-Line胶对感光剂提出了新的要求:在365nm光漂白后,剩余吸收要小,以保证高透过性。另外,感光剂也应该具有更强的疏水性。
国内光引发剂生产企业呈现集中趋势。目前,我国主要布局光引发剂生产企业,包括长期新材料、航海新材料、强力新材料、固润科技、双键化工等。长期以来,新材料以国内最大的产量和最完整的品种成为光引发剂市场领域的领导者,其市场份额约为30%。
在溶剂光刻胶中所占比例最大的成分,其主要作用是保持光刻胶的液体形态便于使用和处理。
溶剂为光刻胶的各个组成部分提供了一个溶解环境,使这些成分能够均匀地混合在一起。易于均匀涂覆,也是后续光刻反应的介质。此外,它还被用作后续光刻化学反应的媒介,以确保反应的顺利进行。
溶剂本身对光刻胶的化学性质几乎没有影响。添加剂通常由各种制造商根据自己的需要独立开发。
溶剂制备技术相对于光刻胶树脂和单体而言难度较小。
我国溶剂的可获得性也比较高,PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)主要用于各种光刻胶。PMA广泛应用于面板和光刻胶的生产过程中,包括作为TFT光阻稀释剂、光阻去除剂、剥离液等。也用于IC清洗、光阻缓冲和蚀刻过程。
百川股份、怡达股份、徐州博康、江苏华伦、江苏德纳等是溶剂环节的主要布局制造商。#半导体##半导体芯片##光刻胶##科技##财经##新材料#
从光刻胶行业的发展历程来看,与其他国家相比,中国光刻胶行业的发展起步较晚,目前的生产能力主要集中在PCB光刻胶等低端产品上。半导体光刻胶仍然依赖进口,国内替代空间非常广阔。
总的来说,每一代光刻胶对上游原材料的性能提出了不同的要求,以确保它们能够相互合作,发挥特定的功能。随着半导体产业的加速复苏,光刻胶产业链的各个环节都有望迎来快速发展的机遇。
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