光刻膠行業(yè)產業(yè)鏈分析：光刻膠占據(jù)電子材料至高點

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

1、光刻膠介紹與分類

光刻膠是利用光化學反應經(jīng)曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基片上的圖形轉移介質。其中曝光是通過紫外光、電子束、準分子激光束、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)上刻畫幾何圖形結構，然后通過刻蝕工藝將光掩模(reticle)上的圖形通過棱鏡(lens)后轉移到所在襯底(即硅晶圓，wafer)上;基本原理是利用光刻膠感光后因光化學反應而形成耐蝕性的特點，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。

按照化學反應原理，光刻膠可主要分為以下幾種類別：

圖表：光刻膠分類(按化學反應原理)

資料來源：中研普華產業(yè)研究院整理

正性光刻膠與負性光刻膠：對于電路圖形，既可以使用正性光刻膠也可以使用負性光刻膠來實現(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、高對比度、低曝光圖形缺陷率、水溶性顯影液、去膠容易的優(yōu)點，20世紀70年代以來，正性光刻膠成為主流光刻膠。

按照原材料結構及應用領域的不同，光刻膠可主要分為以下幾種類別：

圖表：光刻膠分類(按應用領域)

資料來源：中研普華產業(yè)研究院整理

PCB光刻膠：PCB(printed circuit board)是印制線路板的簡稱，也稱電路板，是電子產品的基本組成部分之一。PCB的加工制造過程涉及圖形轉移，即把設計完成的電路圖像轉移到襯底板上，因而在此過程中會使用到光刻膠?；具^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)生一系列的化學反應，再通過顯影的作用將曝光區(qū)域(正性)或未曝光區(qū)域(負性)溶解并去除，最后經(jīng)過固化、蝕刻、退膜等一系列過程將圖形轉移至襯底。

LCD光刻膠：LCD(liquid crystal display)顯示器，即液晶顯示器，是一種常見的采用液晶為材料的顯示設備。目前LCD顯示器中TFT-LCD(即薄膜晶體管液晶顯示器)是市場的主流，TFT-LCD面板的構造可簡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)結合，而下層的玻璃則有晶體管鑲嵌于上。當電流通過晶體管時產生電場變化，造成液晶分子偏轉，改變光線的偏極性，在電場的作用下，液晶分子排列方向發(fā)生變化，使得外光源透光率改變(調制)，再利用紅、綠、藍三基色信號的不同機理，通過紅、綠、藍三基色濾光膜，完成時域和空間域的彩色重顯。在LCD顯示器的加工過程中，光刻膠主要用于制作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點陣等。

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

半導體光刻工藝主要包括硅片清洗、預烘和底膠涂覆、光刻膠涂覆、烘干、對準和曝光、顯影和堅膜、刻蝕及離子注入和光刻膠的去除。光刻工藝是半導體生產過程中的核心步驟之一，半導體生產過程各工藝步驟的緊密連續(xù)性及對精度的極度高要求也使得其對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)過十幾次光刻才能完成各層圖形的全部傳遞。光刻膠的質量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關鍵因素。

2、光刻膠產業(yè)鏈

(1)光刻膠產業(yè)鏈

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告》顯示：

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

圖表：光刻膠產業(yè)鏈

資料來源：中研普華產業(yè)研究院整理

(2)光刻膠上游原材料技術門檻高

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

(3)PCB光刻膠專用化學品

終端電子產品的輕薄短小化、半導體等元件的集成度快速發(fā)展、組裝技術的進步推動著PCB向導線精細化、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品的工藝技術進步對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PCB生產的環(huán)保壓力不斷增加。光刻膠專用化學品呈現(xiàn)出向高性能化、環(huán)境友好型發(fā)展的趨勢。

(3)LCD光刻膠專業(yè)化學品

LCD技術日新月異，對于彩色光刻膠的性能要求高輝度、高對比度、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越大，顏料的比重加大后會降低光刻膠的感度。另一方面，為了提高生產效率，LCD面板越做越大，要求更短的曝光時間，加上黑色光刻膠在感光領域的光遮蓋性很強，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)劑性質不穩(wěn)定，容易影響顏料光刻膠的儲存穩(wěn)定性。

彩色光刻膠和黑色光刻膠的技術難度非常大，全世界的生產幾乎被數(shù)家日本、韓國廠商所壟斷，近幾年韓國及臺灣的個別廠商才開始突破進入這個領域。彩色光刻膠和黑色光刻膠所用的專用化學品如顏料、光引發(fā)劑、樹脂等原料，性能要求特別，品質要求苛刻，壟斷程度更高，如高性能光引發(fā)劑市場長期被巴斯夫公司壟斷，LCD光刻膠樹脂主要由兩家日本公司供應。

欲了解更多行業(yè)的市場數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請點擊查看中研普華產業(yè)院研究報告《2023-2028年中國光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告》。

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  2023-2028年中國光刻膠行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告

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