2023 光刻胶完全指南

光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种光敏混合液体。它由光引发剂、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他添加剂组成。光刻胶是一种图形转印介质，经光反应后可将掩膜版图形转印到不同溶解度的基底上。目前，光刻胶广泛应用于光电信息产业中精细图形线条的制作。它是电子制造领域的关键材料之一。
根据光的波长，光刻胶可分为紫外线（300-450nm）光刻胶、深紫外线（160-280nm）光刻胶、极紫外线（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。一般来说，在相同的工艺方法下，波长越短，加工分辨率越高。
根据应用领域的不同，光刻胶可分为印刷电路板（PCB）用光刻胶、液晶显示器（LCD）用光刻胶、半导体用光刻胶和其他应用光刻胶。印刷电路板光刻胶的技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶则代表了光刻胶最先进的技术水平。
按化学结构划分，光刻胶可分为光聚合型、光解型、光交联型和化学夸张型。光聚合型光刻胶使用烯烃单体，在光的作用下产生自由基，进一步引发单体聚合，最终生成聚合物。光解光刻胶以重氮醌（DQN）为光敏剂，经光照后发生光解反应，可制成正性光刻胶；光交联光刻胶以聚月桂酸乙烯酯为光敏材料，在光的作用下形成不溶于水的网状结构，耐腐蚀，可制成负性光刻胶。在半导体集成电路光刻技术中使用深紫外（DUV）光源后，化学放大（CAR）技术逐渐成为行业应用的主流。在 CAR 技术中，树脂是一种受化学基团保护的聚乙烯，因此很难溶解。化学放大光刻胶使用光酸（PAG）作为光引发剂。光刻胶曝光时，曝光区域的 PAG 会产生一种酸。这种酸在后加热烘烤过程中起催化剂作用，会去除树脂的保护基团，使树脂易于溶解。化学放大光刻胶比 DQN 光刻胶快 10 倍，对深紫外光源具有良好的光学灵敏度、高对比度和高分辨率。
光刻胶是集成电路制造的重要材料：光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、良率和可靠性的关键因素，光刻工艺成本约占整个芯片制造工艺的35%，耗时约占整个芯片工艺的40-50%，光刻胶成本约占集成电路制造材料总成本的4%，市场巨大。据第三方机构智研咨询预计，2019年全球光刻胶市场规模将接近10TP4T9亿元，自2010年至今的年复合增长率约为5.4%。预计未来三年，该市场仍将以年均 5% 的速度增长，到 2022 年，全球光刻胶市场规模将超过 100 亿美元。光刻胶行业具有很高的行业壁垒，因此该行业在全球范围内处于寡头垄断局面。光刻胶行业多年来一直被日本和美国的专业公司所垄断。目前，前五大制造商占据了全球光刻胶市场的 87%，行业集中度较高。其中，日本 JSR、东京 E&C、日本信越和富士电子材料的市场份额合计达到 72%。而高分辨率 KrF 和 ArF 半导体光刻胶的核心技术基本被日本和美国公司垄断，大部分产品来自日本和美国公司，如杜邦、JSR 公司、信越化学、东京化工、富士胶片、韩国东进等。从整个光刻胶市场格局来看，日本是光刻胶产业的巨大聚集地。目前，中国大陆的电子材料尤其是光刻胶对外依存度较高。因此，半导体材料国产化替代是必然趋势。