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光刻胶树脂:光刻胶国产化关键材料,盘点国内龙头厂商

 cxm54666 2023-09-13

#财经新势力#

光刻胶因其复杂而精确的成分组成,使其具有最高的价值,并被誉为整个半导体制造工艺中最重要的材料之一,被称为“半导体材料皇冠上的明珠”。#光刻胶##光刻机##半导体##化工##原材料#

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光刻胶树脂:光刻胶国产化关键材料,盘点国内龙头厂商

从光刻胶的组成来看,主要包括成膜树脂、溶剂、感光剂(光引发剂、光致产酸剂)和添加剂(表面活性剂、匀染剂等)等部分。

在典型的光刻胶成分中,溶剂占50%~90%,树脂占10%~40%,感光剂占1%~8%,而表面活性剂、匀染剂和其他添加剂的比例不到1%。

其中,光刻胶树脂是占比仅次于溶剂的高分子聚合大光刻刻胶应心成分。

成膜树脂是一种惰性的聚合物基质,其通常与光引发剂搭配使用,是将其他材料聚合在一起的粘结剂,是光刻胶中发挥感光作用的重要成分,决定了曝光后光刻胶的基本性能,以及光刻胶的粘附性、化学抗蚀性,胶膜厚度等基本性能。

树脂的结构设计涉及单国的种化和比度,会直接决定光刻胶在特定波长下可以达到的线宽,也会影响ADR(碱溶解速率)的特性,从而决定曝光能量(EOP)等因素。

光刻胶使用的树脂类型主要有酚醛树脂、甲基丙烯酸树脂、PHS/HS-甲基丙烯酸酯共聚物等合成树脂。

光刻工艺曝光波长从G线/I线缩短到KrF、ArF准分子激光、再到极紫外光EUV;相应的树脂也从酚醛树脂发展到各种含羟基、酯基等基团的聚合物。

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目前大多数I/G 线胶通常使用酚醛树脂,但由于酚醛树脂对250nm以下的光有较强的吸收率,并且只能激发一次光化学反应,因此难以满足高精度电路的光敏需求。因此,248nm及以下的光刻胶不再使用酚醛树脂类单体,而是采用化学放大光刻法。

化学放大胶具有良好的光敏性能和稳定性,被广泛应用于高精度电路的光刻胶制造中。

化学放大胶是248nm以下光刻胶的主要成分,主要包括聚合物树脂、光致酸产生剂(PAG)、相应添加剂及溶剂等。

聚合物树脂具有良好的成膜性能和稳定性,能够提供良好的薄膜质量。

光致酸产生剂(PAG)则是光刻胶中最重要的成分之一,它能够在光照射下产生酸,从而引发后续的光化学反应。相应添加剂和溶剂则能够调节光刻胶的性能和粘度等参数。

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光刻胶树脂竞争格局

全球光刻胶树脂市场主要有两类企业:

一类是拥有自产树脂能力的光刻胶供应商,例如信越化学和杜邦。这些公司不仅拥有树脂合成技术,还掌握着光刻胶配方的专利技术。

另一类是专门生产树脂的生产商,例如东洋合成、住友电木和三菱化学等。这些公司主要为光刻胶行业中的龙头企业提供定制化的树脂产品。

根据智慧芽的统计数据,全球光刻胶专利申请量中,日本和美国分别占据了46%和25%的份额。在企业层面,佳能株式会社、株式会社东芝和三星电子株式会社的专利申请数量位列前三名,均超过了2.3万项。

ArF用聚甲基丙烯酸酯类树脂,单体为甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的衍生物单体,需要由几种单体共聚而成,定制化程度比较高,高端光刻胶难以买到。

当前,全球光刻胶用成膜树脂主要几乎全部由海外垄断,主要由住友化学、信越化学、三菱化学、陶氏化学等企业生产。

我国光刻胶企业使用的树脂90%以上依赖进口,供应商以日本和美国厂商为主。

目前光刻胶用酚醛树脂方面,国内企业技术上取得突破,国内生产企业有圣泉集团通过线性酚醛树脂成功打破国外垄断,现具备大规模量产光刻胶树脂能力,安智电子材料、强力新材等企业也有少量产出;彤程新材已完成TFT-LCD正胶的酚醛树脂、LED光刻胶酚醛树脂量产(建成5000吨成膜树脂产能,预计今年实现量产)、华懋科技(光刻胶领域处于国内领先,且其上游树脂、光敏剂和单体都是自主生产)、万润股份光刻胶用酚醛树脂项目已实现量产。

全球光刻胶成腊树脂生产龙头企业梳理:

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