定義與特性
正性光刻膠是一種在曝光后,曝光區域會溶解于顯影液的光敏材料,形成與掩膜版(Mask)圖案一致的圖形。與負性光刻膠(未曝光區域溶解)相比,其優勢是分辨率高、圖案邊緣清晰,是半導體制造(尤其是制程)的主流選擇。
化學組成與工作原理
主要成分
樹脂(成膜劑):
傳統正性膠:采用**酚醛樹脂(Novolak)與重氮萘醌(DNQ,光敏劑)**的復合體系(PAC體系),占比約80%-90%。
化學增幅型(用于DUV/EUV):含環化烯烴樹脂或含氟聚合物,搭配光酸發生器(PAG),通過酸催化反應提高感光度和分辨率。
溶劑:溶解樹脂和感光劑,常用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)或乳酸乙酯。
添加劑:表面活性劑(改善涂布均勻性)、穩定劑(防止暗反應)、堿溶解度調節劑等。
工作原理
曝光前:光敏劑(如DNQ)與樹脂結合,形成不溶于堿性顯影液的復合物。
曝光時:
傳統PAC體系:DNQ在紫外光(G線436nm、I線365nm)照射下發生光分解,生成羧酸,使曝光區域樹脂在堿性顯影液中溶解性增強。
化學增幅型:PAG在DUV/EUV光下產生活性酸,催化樹脂發生脫保護反應,大幅提高顯影速率(靈敏度提升10倍以上)。
顯影后:曝光區域溶解去除,未曝光區域保留,形成正性圖案。
政策支持:500億加碼產業鏈。沈陽UV納米光刻膠
吉田半導體 SU-3 負性光刻膠:國產技術賦能 5G 芯片封裝
自主研發 SU-3 負性光刻膠支持 3 微米厚膜加工,成為 5G 芯片高密度封裝材料。
針對 5G 芯片封裝需求,吉田半導體自主研發 SU-3 負性光刻膠,分辨率達 1.5μm,抗深蝕刻速率 > 500nm/min。其超高感光度與耐化學性確保復雜圖形的完整性,已應用于高通 5G 基帶芯片量產。產品采用國產原材料與工藝,不采用國外材料,成本較進口產品降低 40%,幫助客戶提升封裝良率至 98.5%,為國產 5G 芯片制造提供關鍵材料支撐。
沈陽UV納米光刻膠光刻膠半導體領域的應用。
吉田半導體突破光刻膠共性難題,提升行業生產效率,通過優化材料配方與工藝,吉田半導體解決光刻膠留膜率低、蝕刻損傷等共性問題,助力客戶降本增效。
針對傳統光刻膠留膜率低、蝕刻損傷嚴重等問題,吉田半導體研發的 T150A KrF 光刻膠留膜率較同類產品高 8%,密集圖形側壁垂直度達標率提升 15%。其納米壓印光刻膠采用特殊交聯技術,在顯影過程中減少有機溶劑對有機半導體的損傷,使芯片良率提升至 99.8%。這些技術突破有效降低客戶生產成本,推動行業生產效率提升。
上游原材料:
樹脂:彤程新材、鼎龍股份實現KrF/ArF光刻膠樹脂自主合成,金屬雜質含量<5ppb(國際標準<10ppb)。
光引發劑:久日新材攻克EUV光刻膠原料光致產酸劑,累計形成噸級訂單;威邁芯材合肥基地建成100噸/年ArF/KrF光刻膠主材料產線。
溶劑:怡達股份電子級PM溶劑全球市占率超40%,與南大光電合作開發配套溶劑,技術指標達SEMI G5標準。
設備與驗證:
上海新陽與上海微電子聯合開發光刻機適配參數,驗證周期較國際廠商縮短6個月;徐州博康實現“單體-樹脂-成品膠”全鏈條國產化,適配ASML Twinscan NXT系列光刻機。
國內企業通過18-24個月的晶圓廠驗證周期(如中芯國際、長江存儲),一旦導入不易被替代。
納米級圖案化的主要工具。
依托自主研發與國產供應鏈,吉田半導體 LCD 光刻膠市占率達 15%,躋身國內前段企業。吉田半導體 YK-200 LCD 正性光刻膠采用國產樹脂與單體,實現 100% 國產化替代。其分辨率 0.35μm,附著力 > 3N/cm,性能優于 JSR 的 AR-P310 系列。通過與國內多家大型企業的深度合作,產品覆蓋智能手機、電視等顯示終端,年供貨量超 200 噸。公司建立國產原材料溯源體系,確保每批次產品穩定性,推動 LCD 面板材料國產化進程。
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正性光刻膠的工藝和應用場景。沈陽UV納米光刻膠
差異化競爭策略
在高級市場(如ArF浸沒式光刻膠),吉田半導體采取跟隨式創新,通過優化現有配方(如提高酸擴散抑制效率)逐步縮小與國際巨頭的差距;在中低端市場(如PCB光刻膠),則憑借性價比優勢(價格較進口產品低20%-30%)快速搶占份額,2023年PCB光刻膠市占率突破10%。
前沿技術儲備
公司設立納米材料研發中心,重點攻關分子玻璃光刻膠和金屬有機框架(MOF)光刻膠,目標在5年內實現EUV光刻膠的實驗室級突破。此外,其納米壓印光刻膠已應用于3D NAND存儲芯片的孔陣列加工,分辨率達10nm,為國產存儲廠商提供了替代方案。
沈陽UV納米光刻膠