国内外光刻胶发展概述
光刻胶知识简介
光刻胶知识简介光刻胶知识简介:一.光刻胶的定义（photoresist）又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。
经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。
二.光刻胶的分类光刻胶的技术复杂，品种较多。
根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。
光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。
利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。
基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。
①光聚合型采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。
②光分解型采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶.③光交联型采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链及链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。
柯达公司的产品KPR胶即属此类。
三.光刻胶的化学性质a、传统光刻胶：正胶和负胶。
光刻胶的组成：树脂(resin/polymer),光刻胶中不同材料的粘合剂，给及光刻胶的机械及化学性质(如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等)；感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂(Solvent)，保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂(Additive)，用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。
负性光刻胶。
树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。
从而变得不溶于显影液。
负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易及氮气反应而抑制交联。
光刻胶photoresist性能及发展趋势简介
光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。
树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。
长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。
对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。
溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。
光刻胶的主要技术参数：1.分辨率（resolution）。
通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。
光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。
光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。
另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。
2.对比度（contrast）。
指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。
对比度越大，图形分辨率越高。
3.敏感度（sensitivity）。
对于某一波长的光，要在光刻胶上形成1/news177697613.html2G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309.图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。
灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。
通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。
上图为ABC三种光刻胶的曝光曲线。
光刻胶行业深度：行业壁垒、前景分析、产业链及相关公司深度梳理
光刻胶发展至今已有百年历史，现已广泛用于集成电路、显示、PCB等领域，是光刻工艺的核心材料。
高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。
光刻胶属于技术和资本密集型行业，全球供应市场高度集中。
而目前，我国光刻胶自给率较低，生产也主要集中在中低端产品，国产替代的空间广阔。
随着国内厂商在高端光刻胶领域的逐步突破，未来国产替代进程有望加速。
下面我们通过对光刻胶概述、发展壁垒、相关政策、产业链及相关公司等方面进行深度梳理，试图把握光刻胶未来发展。
01光刻胶行业概述1.光刻是光电信息产业链中核心环节光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，是光电信息产业链中的核心环节之一。
以芯片制造为例，在晶圆清洗、热氧化后，需通过光刻和刻蚀工艺，将设计好的电路图案转移到晶圆表面上，实现电路布图，之后再进行离子注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。
2.光刻胶是光电工艺核心材料光刻胶，又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体，是光刻工艺中最核心的耗材，其性能决定着光刻质量。
作为图像转移“中介”，光刻胶是通过曝光显影蚀刻工艺发挥转移作用，首先将光刻胶涂覆于有功能层的基底上，然后紫外光通过掩膜版进行曝光，在曝光区促使光刻胶发生溶解度变化反应，选择性改变其在显影液中的溶解度，未溶解部分最后在蚀刻过程中起保护作用，从而将掩模版上的图形转移到基底上。
3.光刻胶分类（1）按反应机理可分为正性和负性光刻胶根据化学反应机理不同，光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶受光照射后，感光部分发生分解反应，可溶于显影液，未感光部分显影后仍留在基底表面，形成的图形与掩膜版相同。
负性光刻胶正好相反，曝光后的部分形成交联网格结构，在显影液中不可溶，未感光部分溶解，形成的图形与掩膜版相反。
（2）按应用领域可分为PCB、LCD、半导体光刻胶根据应用领域不同，光刻胶可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶和半导体光刻胶，技术门槛逐渐递增。
光刻胶发展历史
光刻胶发展历史光刻胶是一种重要的微电子材料，被广泛应用于集成电路（IC）、显示器、固态照明等领域。
早期的光刻胶主要由天然树胶和天然橡胶制成，但其性能受到限制。
随着科技的发展，光刻胶逐渐从半合成、合成到全合成的过程中逐渐逐步优化。
本文将就光刻胶的发展历史进行详细介绍。
早期的光刻胶主要是从天然物质中提取得来，包括树胶和橡胶。
这类光刻胶的发展历史可以追溯到中国宋代（公元960年至1279年）的印刷术，当时就使用了树胶作为印刷墨水的材料。
19世纪末，德国药剂师叶尔·雷堡（Heirich Hertel）首次使用橡胶作为印刷胶版。
20世纪上半叶，美国农业化学家华莱士·卡罗萨夫（Wallace Carothers）在橡胶中添加有机溶剂后，制备出了最早的化学改性橡胶，其中一种被称为“霓虹橡胶”（neoprene）。
这对光刻胶的发展产生了极大的促进作用。
半合成光刻胶的发展：20世纪二战后，随着电子技术的迅猛发展，光刻胶变得越来越重要。
20世纪50年代初期，德国化学家叶古斯塔夫·尼穆（Gustav Nitzsche）在利用与光敏单体混合的橡胶中加入了稀释剂后，制备出了一种最早的半合成光刻胶，以提高其可溶性和敏感度。
1954年，美国经济共同体成员公司（英文缩写CCA）首次采用这种半合成光刻胶，开创了半导体领域的新纪元。
20世纪60年代，工程师和科学家开始研究如何制备全合成光刻胶，以及如何制备更高性能的半合成光刻胶。
此时，工程师们研究了大量的光刻胶化学结构，并发现含有苯乙烯、杂环化合物和含氰基类化合物的共聚物、聚合物和共聚物等化合物能够有效提高光刻胶的敏感度、分辨率和抗干扰性。
尤其是含有苯乙烯或一些类似化合物的单体，可以制备出更耐久，更灵活和更高精度的光刻胶。
例如，甲基异丁基苯乙烯共聚物和甲基甲基丙烯酸酯共聚物就成为了最常见的全合成光刻胶中的组成部分。
到了20世纪80年代，全合成光刻胶已基本统治了整个半导体行业。
光刻胶行业分析报告
光刻胶行业分析报告
摘要：随着信息技术、芯片技术和半导体工艺技术的发展，光刻胶在
电子行业中的使用非常普遍，因此光刻胶行业被认为是一个蓬勃发展的行业。
本文旨在分析光刻胶行业的现状和发展趋势，以及主要企业在行业的
地位和发展状况。
一、光刻胶行业概况
光刻胶行业是一个非常广泛的行业，由于其对电子工业的重要作用，
因此在近年来得到了广泛关注。
光刻胶有多种类型，其中包括高分子光刻胶、金属光刻胶、低分子光刻胶和硅油光刻胶，其应用广泛，从芯片制造、电路板制造到半导体零件装配等，都可用光刻胶替代传统的刻蚀过程。
二、光刻胶行业发展趋势
随着信息技术和半导体技术的发展，光刻胶市场也迅速发展，结构调
整也不断进行中，制造商正在努力开发新技术，以满足客户的需求。
1.高性能光刻胶
产品技术的不断提高，使得企业对光刻胶的性能要求越来越高，因此
高性能光刻胶的需求也在不断上升。
目前，企业正在努力开发出具有高性能、质量稳定的光刻胶产品，以满足客户的需求。
2.光刻胶的节能
由于光刻胶的应用范围变得越来越广泛，因此节能技术的应用也变得
越来越重要。
光刻胶综述解读
此之前约1950年发明了重氮萘醌—酚醛树脂系光刻胶,它最早应用于印刷业,目前是电子工业用用最多的光刻胶,近年随着电子工业的飞速发展,光刻胶的发展更是日新月异,新型光刻胶产品不断涌现。
光刻胶按其所用曝光光源或辐射源的不同, 又可分为紫外光刻胶、深紫外光刻胶、电子束胶、离子束胶、X射线胶等。
2. 光刻技术及工艺电子工业的发展离不开光刻胶的发展, 这是由电子工业微细加工的线宽所决定的。
众所周知,在光刻工艺中离不开曝光。
目前采用掩膜版的曝光方式主要有接触式曝光和投影式曝光两种。
光刻工艺过程光刻胶的种类虽然很多,使用主艺条件依光刻胶的品种不同而有很大的不同,但大体可遵从如下步骤：a.基片处理：该工序包括脱脂清洗、高温处理等部分,有时还需涂粘附增强剂进行表面改性处理。
脱脂一般采用溶剂或碱性脱脂剂进行清洗,然后再用酸性清洗剂清洗,最后用纯水清洗。
高温处理通常是在150-160℃对基片进行烘烤去除表面水分。
粘附增强剂的作用是将基片表面亲水性改变为憎水性, 便于光刻胶的涂布, 增加光刻胶在基片上的粘附性电。
b.涂胶：光刻胶的涂布方式有旋转涂布、辗涂、浸胶及喷涂等多种方式。
在电子工业中应用较多的是旋转涂布。
该方式的涂胶厚度一般取决于光刻胶的粘度及涂胶时的转速。
膜厚-转速曲线是光刻胶的一个重要特性。
c.前烘：前烘的目的是为了去除胶膜中残存的溶剂,消除胶膜的机械应力。
在电子工业中烘烤方式通常有对流烘箱和热板两种。
前烘的温度和时间根据光刻胶种类及胶膜的厚度而定。
以北京化学试剂研究所BN308系列紫外负性光刻胶为例,当胶膜厚度为1-2μm时,对流烘箱，70-80℃，20min；热板，100℃，1min。
d.曝光：正确的曝光量是影响成像质量的关键因素。
曝光不够或曝光过度均会影响复制图形的再现性。
曝光宽容度大有利于光刻胶的应用。
光刻胶的曝光量同样取决于光刻胶的种类及膜厚。
以BN308系列负胶为例,当膜厚为1-2μm时,曝光20-30mJ/cm2e.中烘：曝光后显影前的烘烤,对于化学增幅型光刻胶来说至关重要,中烘条件的好坏直接关系到复制图形的质量。
光刻技术光刻胶的发展总结_概述及解释说明
光刻技术光刻胶的发展总结概述及解释说明1. 引言1.1 概述光刻技术是一种高精度微纳加工技术，广泛应用于半导体制造、平板显示、集成电路等领域。
在光刻过程中，光刻胶作为一种重要的材料，起着关键性的作用。
它能够将图案准确地转移到基片上，并保证器件的高精度和高质量。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对光刻胶的发展进行概述和说明。
首先介绍光刻技术的基本原理和应用领域，包括其在半导体制造、平板显示和集成电路等行业的重要地位。
接着探讨光刻胶在光刻技术中的作用，解释其对图案转移过程的影响。
然后回顾了光刻胶的发展历程，包括初期阶段以及近年来新型材料在该领域中的应用。
此外，还探究了当前光刻胶研究的方向和趋势，以及与其相关的性能与工艺参数之间的关系分析。
最后得出结论，并对发展前景进行展望。
1.3 目的本文的目的是全面了解光刻胶的发展历程和性能特点，探讨其在光刻技术中的重要作用，并分析与之相关的关键因素。
通过深入研究光刻胶的发展和应用，可以为光刻技术领域的科研工作者提供参考和借鉴，促进该领域更加快速、高效地发展。
此外，对于从事相关产业或学术研究的人士而言，本文也可作为一份辅助资料和知识补充，为实际应用提供指导和支持。
2. 光刻技术的基本原理和应用光刻技术是一种微影技术，广泛应用于半导体制造、集成电路制造和微纳加工领域。
其基本原理是利用特定波长的紫外光通过掩膜将图案投射到光刻胶层上，并通过显影过程在光刻胶上形成所需的图案。
2.1 光刻技术的基本原理光刻技术基于光学衍射原理，利用紫外光与物质之间的相互作用实现微细图案的转移。
首先，将需要制造的图形模式转移至透明玻璃或石英板做成的掩膜上。
然后，将掩膜与待加工物（通常是硅片）放置在附近并对齐。
接下来，使用紫外光源照射掩膜，在掩膜上投射出所需的图案。
投射过程中，由于掩膜上图案只有部分区域可以透过或阻挡光线传播到底片表面，因此会在底片表面形成一个复制了掩模图案的强度分布。
最后，在显影过程中，选择合适的化学物质将未曝光区域的光刻胶溶解掉，留下所需图案的结构。
中国光刻胶市场发展前景分析
中国光刻胶市场发展前景分析光刻胶主要用于图形转移用耗材。
光刻胶是一种胶状的物质，可以被紫外光、深紫外光、电子束、离子束、X射线等光照或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是光刻工艺中的关键材料，主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工。
具体流程如在光刻工艺中，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。
根据在显影过程中曝光区域的去除或保留可分为正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶之曝光部分发生光化学反应会溶于显影液，而未曝光部分不溶于显影液，仍然保留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。
而负性光刻胶之曝光部分因交联固化而不溶于显影液，而未曝光部分溶于显影液，将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。
1、中国半导体材料市场稳步增长《2020-2026年中国光刻胶行业市场深度监测及投资战略决策报告》数据显示：中国半导体材料市场稳步增长。
2018年全球半导体材料销售额达到519.4亿美元，同比增长10.7%。
其中中国销售额为84.4亿美元。
与全球市场不同的是，中国半导体材料销售额从2010年开始都是正增长，2016年至2018年连续3年超过10%的增速增长。
而全球半导体材料市场受周期性影响较大，特别是中国台湾，韩国两地波动较大。
北美和欧洲市场几乎处于零增长状态。
而日本的半导体材料长期处于负增长状态。
全球范围看，只有中国大陆半导体材料市场处于长期增长窗台。
中国半导体材料市场与全球市场形成鲜明对比。
全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。
从各个国家和地区的销售占比来看，2018年排名前三位的三个国家或地区占比达到55%，区域集中效应显现。
其中，中国台湾约占全球晶圆的23%的产能，是全球产能最大的地区，半导体材料销售额为114亿美元，全球占比为22%，位列第一，并且连续九年成为全球最大半导体材料消费地区。
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国内外光刻胶发展概述
苏义旭;马亮亮
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2022()7
【摘要】光刻胶是半导体器件生产过程中至关重要的化学品,国内外均对该产品的研发投入大量人力物力。
文章从光刻胶的主要成分树脂为出发点,对光刻胶的种类进行了分类综述。
对国内市场的光刻胶研发情况进行了简述,并对促进光刻胶研发进度提出几点建议。
【总页数】3页(P62-64)
【作者】苏义旭;马亮亮
【作者单位】合肥本源量子计算科技有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】N19
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