光刻胶介绍

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用于印刷工业的，以后才用于电子工业。

光刻胶成分详解

光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成份组成的、对光敏感的混合液体。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模版转移到待加工基片上的图形转移介质，其中曝光是通过紫外光、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，从而使光刻胶的溶解度发生变化。

光刻胶分类

按照应用领域分类，光刻胶主要包括印制电路板（PCB）光刻胶专用化学品（光引发剂和树脂）、液晶显示器（LCD）光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂和其他用途光刻胶四大类。本文主要讨论半导体光刻胶。

光刻胶自1959年被发明以来一直是半导体核心材料，随后被改进运用到PCB板的制造，并于20世纪90年代运用到平板显示的加工制造。最终应用领域包括消费电子、家用电器、汽车通讯等。

光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%，耗时占整个芯片工艺的40%~60%，是半导体制造中最核心的工艺。

以半导体光刻胶为例，在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。

光刻技术随着IC集成度的提升而不断发展。为了满足集成电路对密度和集成度水平的更高要求，半导体用光刻胶通过不断缩短曝光波长以提高极限分辨率，世界芯片工艺水平目前已跨入微纳米级别，光刻胶的波长由紫外宽谱逐步至g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先进的EUV(<13.5nm)线水平。

目前，半导体市场上主要使用的光刻胶包括 g 线、i 线、KrF、ArF四类光刻胶，其中，g线和i线光刻胶是市场上使用量最大的。KrF和ArF光刻胶核心技术基本被日本和美国企业所垄断。

光刻胶对光刻工艺的必要性

光刻胶不但具备纯净度规定高、加工工艺繁杂等特点，还必须相对光刻技术与之匹配调节。通常状况下，1个集成ic在生产制造全过程中必须开展10~50道光刻全过程，因为基钢板不一样、像素规定不一样、蚀刻工艺方法不一样等，不一样的光刻全过程对光刻胶的实际规定也不同，即便相近的光刻全过程，不一样的生产商也会有不一样的规定。

对于不一样运用要求，光刻胶的种类十分多，这种差别关键根据调节光刻胶的秘方来保持。因而，根据调节光刻胶的秘方，考虑多元化的运用要求，是光刻胶生产商最关键的技术性。

除此之外，因为光刻生产加工像素事关集成ic特点规格尺寸，而光刻胶的特性关联到光刻像素的尺寸。限定光刻像素的是光的干涉和透射效用。光刻像素与曝出光波长、数值孔径和加工工艺指数有关。

光刻胶的曝出光波长由宽谱紫外线向g线→i线→KrF→ArF→EUV(13.5nm)的方位挪动。随之曝出光波长的减少，光刻胶能够超过的極限像素不断提升，光刻获得的路线图样精度更优，而相匹配的光刻胶的价钱也更高。

光刻环路的设计方案，有益于全面提高数值孔径，随之技术性的发展趋势，数值孔径由0.35发展趋势到超过1。有关技术性的发展趋势也对光刻胶以及配套设施商品的特性规定越来越更加严苛。

加工工艺指数从0.8变到0.4，其标值与光刻胶的产品品质相关。融合双掩膜和双刻蚀等技术性，目前光刻技术促使人们可以用193nm的激光器进行10nm加工工艺的光刻。

以便保持7nm、5nm焊锡，传统式光刻技术碰到短板，EUV(13.5nm)光刻技术一览无余，台积电、三星手机也在有关行业开展合理布局。EUV光刻环路根据反射面设计方案，有别于上新一代的映射，其需要光刻胶关键以无机物光刻胶主导，如氢氧化物光刻胶。

光刻胶全世界销售市场布局

现阶段，光刻胶单一化商品市场容量与国外大佬企业营业额经营规模相较为小，光刻胶仅为大中型原材料生产商的子业务流程。但因为光刻胶技术性门坎高，就某个光刻胶子制造行业来讲，仅有少数几家经销商有商品供货。

因为光刻胶商品技术标准较高，我国光刻胶销售市场基础由外资公司占有，中国公司市场占有率不够40%，高像素的KrF和ArF光刻胶，其关键技术基础被日本国和英国公司所垄断性，商品也基础源于日本国和美国公司，包含陶氏化学、JSR株式会社、信越有机化学、日本东京应工业、Fujifilm，及其日本东进等公司。

而优化到半导体材料用光刻胶销售市场，中国公司市场份额不够30%，与国际性优秀水准存有很大差别。超出80%市场占有率把握在日本住友、TOK、美国陶氏等企业手上，中国企业中，苏州市瑞红与北京市科华保持了一部分种类的国内生产制造的，可是总体技术实力较低，仅能进到8英尺集成电路芯片生产流水线与LED等产线。

据了解，苏州市瑞红早已产品研发出g线与i线光刻胶，在其中i线早已取得成功保持烧录；北京市科华正开发设计KrF (248nm)光刻胶，现阶段早已根据中芯国际验证，ArF(193nm)光刻胶也在积极主动产品研发中。

光刻胶中国企业

据统计数据显示信息，2017年我国光刻胶制造行业生产量超过7.56万吨级，较2016年提升0.29万吨级，在其中，我国本土光刻胶生产量为4.41万吨级，与7.99万吨级的需要量差别很大，表明在我国供求平衡工作能力还需提高。

中国公司的光刻胶商品现阶段还主要用于PCB行业，意味着公司有晶瑞股份、科华微电子。

在半导体材料主要用途，随之汽车电子产品、物联网技术等发展趋势，会在必须水平上提升对G线、I线的要求，利好消息G线、I线等制造业企业。预估G线正胶将来将占有50%左右市场占有率，I线正胶将占有40%上下的市场占有率，DUV等别的光刻胶约占10%市场占有率，给与北京市科华、苏州市瑞红等中国企业很大销售市场机遇。

光刻胶扶持政策及进度

为推动在我国光刻胶产业的发展，國家02重特大重点给与了全力支持。2019年5月，02重特大重点执行管理方法公司办公室机构每日任务工程验收评审组、会计工程验收评审组根据了“极紫外线光刻胶原材料与实验室检测技术性科学研究”新项目的每日任务工程验收和会计工程验收。

据了解，历经团队全体人员的勤奋科技攻关，进行了EUV光刻胶重要原材料的设计方案、制取和生成加工工艺科学研究、秘方构成和光刻胶制取、试验室光刻胶特性的基本点评武器装备的产品研发，超过了任务书中要求的原材料和武器装备的考核标准。新项目共申请办理专利发明15项（包含国际专利5项），截至到现阶段，共得到受权专利权10项（包含国际专利受权3项）；塑造了博士研究生9名，研究生1名。

总结

光刻胶尽管在半导体器件行业里所占比例并不是高，但由于与光刻工艺密不可分有关，因此其必要性非常突显，针对在我国半导体材料产业链而言，是务必花些气力发展趋势下来的。