光刻膠是光刻工藝中最關鍵材料,國產替代需求緊迫。光刻工藝是指在光照作用下,借助光刻膠將掩膜版上的圖形轉移到基片上的技術,在半導體制造領域,隨著集成電路線寬縮小、集成度大為提升,光刻工藝技術難度大幅提升,成為延續摩爾定律的關鍵技術之一。同時,器件和走線的復雜度和密集度大幅度提升,高端制程關鍵層次需要兩次甚至多次曝光來實現。其中,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。目前,日本和美國光刻膠巨頭完全主導了高端光刻膠市場。2019 年 7 月的日韓貿易摩擦中,日本通過限制對韓出口光刻膠,引發韓國半導體產業鏈震蕩。中美貿易摩擦大背景下,光刻膠也成為深刻影響中國半導體產業鏈安全的關鍵材料。
光刻膠經過幾十年不斷的發展和進步,應用領域不斷擴大,衍生出非常多的種類。不同用途的光刻膠曝光光源、反應機理、制造工藝、成膜特性、加工圖形線路的精度等性能要求不同,導致對于材料的溶解性、耐蝕刻性、感光性能、耐熱性等要求不同。因此每一類光刻膠使用的原料在化學結構、性能上都比較特殊,要求使用不同品質等級的光刻膠專用化學品。1959 年光刻膠被發明以來,被廣泛運用在加工制作廣電信息產業的微細圖形路線。作為光刻工藝的關鍵性材料,其在 PCB、TFT-LCD 和半導體光刻工序中起到重要作用。
按照化學反應和顯影的原理,光刻膠可分為正性光刻膠和負性光刻膠。如果顯影時未曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相反,稱為負性光刻膠;如果顯影時曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相同,稱為正性光刻膠。在實際運用過程中,由于負性光刻膠在顯影時容易發生變形和膨脹的情況,一般情況下分辨率只能達到 2 微米,因此正性光刻膠的應用更為廣泛。