中国光刻胶行业发展概况及市场规模分析

中国光刻胶行业发展概况及市场规模分析
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一、光刻胶是电子制造重要材料
1、光刻胶广泛应用于电子行业
光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。其组成部分包括:光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应,经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩(掩模版)转移到待加工基片上。依据使用场景,这里的待加工基片可以是集成电路材料,显示面板材料或者印刷电路板。上皮细胞
在平板显示行业;主要使用的光刻胶有彩及黑光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等。在光刻和蚀刻生产环节中,光刻胶涂覆于晶体薄膜表面,经曝光、显影和蚀刻等工序将光罩(掩膜版)上的图形转移到薄膜上,形成与掩膜版对应的几何图形。在PCB行业;主要使用的光刻胶有干膜光刻胶、湿膜光刻胶、感光阻焊油墨等。干膜是用特殊的薄膜贴在处理后的敷铜板上,进行曝光显影;
湿膜和光成像阻焊油墨则是涂布在敷铜板上,待其干燥后进行曝光显影。干膜与湿膜各有优势,总体来说湿膜光刻胶分辨率高于干膜,价格更低廉,正在对干膜光刻胶的部分市场进行替代。在半导体集成电路制造行业;主要使用g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶等。在大规模集成电路的制造过
程中,一般要对硅片进行超过十次光刻。在每次的光刻和刻蚀工艺中,光刻胶都要通过预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节,将光罩(掩膜版)上的图形转移到硅片上。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、成品率及可靠性的关键因素。光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%,并且耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,市场巨大。因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材料。按显示效果分类;光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。负性光刻胶显影时形成的图形与光罩(掩膜版)相反;正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同。两者的生产工艺流程基本一致,区别在于主要原材料不同。
凌日按照化学结构分类;光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。光聚合型光刻胶采用烯类单体,在光作用下生成自由基,进一步引发单体聚合,最后生成聚合物;光分解型光刻胶,采用含有重氮醌类化合物(DQN)材料作为感光剂,其经光照后,发生光分解反应,可以制成正性光刻胶;光交联型光刻胶采用聚乙烯醇月桂酸
酯等作为光敏材料,在光的作用下,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,可以制成负性光刻胶。
在半导体集成电路光刻技术开始使用深紫外(DUV)光源以后,化学放大(CAR)技术逐渐成为行业安兵基
六陈应用的主流。在化学放大光刻胶技术中,树脂是具有化学基团保护因而难以溶解的聚乙烯。化学放大光刻胶使用光致酸剂(PAG)作为光引发剂。当光刻胶曝光后,曝光区域的光致酸剂(PAG)将会产生一种酸。这种酸在后热烘培工序期间作为催化剂,将会移除树脂的保护基团从而使得树脂变得易于溶解。化学放大光刻胶曝光速递是DQN光刻胶的10倍,对深紫外光源具有良好的光学敏感性,同时具有高对比度,对高分辨率等优点。
按照曝光波长分类;光刻胶可分为紫外光刻胶(300-450nm)、深紫外光刻胶(160-280nm)、极紫外光刻胶(EUV,13.5nm)、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。不同曝光波长的光刻胶,其适用的光刻极限分辨率不同。通常来说,在使用工艺方法一致的情况下,波长越短,加工分辨率越佳。
2、光刻胶是面板制造的重要原料
目前,在显示面板行业中,光刻胶主要应用于TFT-LCD阵列制造,滤光片制造和触摸屏制造三个应用领域。其中,TFT-LCD阵列和滤光片都是LCD面板结构的组成部分,触摸屏则是以触摸控制为目的的功能单元。
TFT-LCD技术利用半导体精确控制显示效果。TFT(ThinFilmTransistor)LCD即薄膜晶体管LCD,是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。TFT-LCD的主要特点是为每个原像素点都配臵了一个
半导体开关器件。通过控制TFT单元的电极电压,就可以使对应像三原像素点上的透光率发生变化。这样,每种原像素点的灰度都可以得到精确的控制。若每个原像素点可以有255个灰度阶数,那么三原像素点就可以构成一千六百多万种颜。这是TFT-LCD也被称为“真彩”屏幕技术的原因之一。由于TFT-LCD每个像素点都相对独立,并可以进行连续控制,所以这样的设计方法还提高了显示屏的反应速度。TFT-LCD阵列制造与半导体制造存在共通之处。TFT阵列由一系列半导体三极管控制器组成。在玻璃面板上通过沉积,光刻和刻蚀流程制造TFT三极管的过程与在集成电路上制造三极管的过程(如上一节图中所示)十分相似。因此在光刻胶的使用上,TFT 阵列构造与集成电路制造有共通的地方。其主要区别在于,TFT阵列的结构比较简单且标准化,以及TFT阵列对于尺寸的要求比先进集成电路低很多。因此一般g-line光刻胶就可以满足要求。TFT阵列正胶也是在中国首先得到发展的光刻胶产品之一。
在触摸屏应用中,光刻工艺用于ITOsensor的制造。ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡;将ITO材料按照特定的图案,涂在玻璃或者Film上,然后贴在一层厚的保护玻璃上,就得到了ITOsensor。ITOsensor是触摸屏的重要组成部分。触摸屏通过ITOsensor与ITOsensor之间的电容变化(双层ITO感应电容)或者ITOsensor与触摸屏幕的人体部位之间构成的电容变化(单层ITO表面电容)来感知触摸动作,并进而做出相对应的反应。触摸屏中ITO结构的制造需要以氧化铟锡半导体材料在基底上构造出一定的图案,因此光刻和光刻胶技术在这个过程当中同样是必不可少的。
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3、PCB是光刻胶应用的场景之一
PCB光刻胶材料分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶干膜与感光油墨。二者的用途都是把底板上的线路布局图形转移到铜箔基底上,完成印刷电路板的“印刷”过程。其区别主要在于涂敷的方式。湿膜光刻胶直接以液态的形式涂敷在待加工基材的表面;干膜光刻胶则是由预先配制好的液态光刻胶涂布在载体薄膜上,经处理形成固态光刻胶薄膜后在被直接贴附到待加工基材上。
PCB用干膜与湿膜光刻胶各有特点。从总体上来说,湿膜具有分辨率高,成本低廉,显影与刻蚀速度更快等优势。因此,在PCB应用中,

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标签:光刻胶   制造   材料   光刻   干膜
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