定義與特性
負性光刻膠是一種在曝光后，未曝光區域會溶解于顯影液的光敏材料，形成與掩膜版（Mask）圖案相反的圖形。與正性光刻膠相比，其主要特點是耐蝕刻性強、工藝簡單、成本低，但分辨率較低（通常≥1μm），主要應用于對精度要求相對較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場景。
化學組成與工作原理
主要成分
基體樹脂：
早期以聚異戊二烯橡膠（天然或合成）為主，目前常用環化橡膠（Cyclized Rubber）或聚乙烯醇肉桂酸酯，提供膠膜的機械強度和耐蝕刻性。
光敏劑：
主要為雙疊氮化合物（如雙疊氮芪）或重氮醌類衍生物，占比約5%-10%，吸收紫外光后引發交聯反應。
交聯劑：
如六亞甲基四胺（烏洛托品），在曝光后與樹脂發生交聯，形成不溶性網狀結構。
溶劑：
多為有機溶劑（如二甲苯、環己酮），溶解樹脂和光敏劑，涂布后揮發形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前：光敏劑和交聯劑均勻分散在樹脂中，膠膜可溶于顯影液（有機溶劑）。
曝光時：
光敏劑吸收紫外光（G線436nm為主）后產生活性自由基，引發交聯劑與樹脂分子間的共價鍵交聯，使曝光區域形成不溶于顯影液的三維網狀結構。
顯影后：
未曝光區域的樹脂因未交聯，被顯影液溶解去除，曝光區域保留，形成負性圖案（與掩膜版相反）。
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技術驗證周期長
半導體光刻膠的客戶驗證周期通常為2-3年，需經歷PRS（性能測試）、STR（小試）、MSTR（批量驗證）等階段。南大光電的ArF光刻膠自2021年啟動驗證，預計2025年才能進入穩定供貨階段。
原材料依賴仍存
樹脂和光酸仍依賴進口，如KrF光刻膠樹脂的單體國產化率不足10%。國內企業需在“吸附一重結晶一過濾一干燥”耦合工藝等關鍵技術上持續突破。
未來技術路線
金屬氧化物基光刻膠：氧化鋅、氧化錫等材料在EUV光刻中展現出更高分辨率和穩定性，清華大學團隊已實現5nm線寬的原型驗證。
電子束光刻膠：中科院微電子所開發的聚酰亞胺基電子束光刻膠，分辨率達1nm，適用于量子芯片制造。
AI驅動材料設計：華為與中科院合作，利用機器學習優化光刻膠配方，研發周期縮短50%。
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國家大基金三期：注冊資本3440億元，明確將光刻膠列為重點投資領域，計劃投入超500億元支持樹脂、光引發劑等原料研發，相當于前兩期投入總和的3倍。
地方專項政策：湖北省對通過驗證的光刻膠企業給予設備采購補貼+稅收減免，武漢太紫微憑借全流程國產化技術獲中芯國際百萬級訂單；福建省提出2030年化工新材料自給率達90%，光刻膠是重點突破方向。
研發專項：科技部“雙十計劃”設立20億元經費，要求2025年KrF/ArF光刻膠國產化率突破10%，并啟動EUV光刻膠預研。
光刻膠的納米級性能要求
超高分辨率：需承受電子束（10keV以上）或EUV（13.5nm波長）的轟擊，避免散射導致的邊緣模糊，目前商用EUV膠分辨率已達13nm（3nm制程）。
低缺陷率：納米級結構對膠層中的顆粒或化學不均性極其敏感，需通過化學增幅型配方（如酸催化交聯）提升對比度和抗刻蝕性。
多功能性：兼容多種基底（柔性聚合物、陶瓷）和后處理工藝（干法刻蝕、原子層沉積），例如用于柔性電子的可拉伸光刻膠。
技術挑戰與前沿方向
EUV光刻膠優化：解決曝光后酸擴散導致的線寬波動，開發含氟聚合物或金屬有機材料以提高靈敏度。
無掩膜光刻：結合機器學習優化電子束掃描路徑，直接寫入復雜納米圖案（如神經網絡芯片的突觸陣列），縮短制備周期。
生物基光刻膠：開發可降解、低毒性的天然高分子光刻膠，用于生物芯片或環保型納米制造。
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廣東吉田半導體材料有限公司成立于松山湖經濟技術開發區，是一家專注于半導體材料研發、生產與銷售的技術企業。公司注冊資本 2000 萬元，擁有 23 年行業經驗，產品涵蓋芯片光刻膠、納米壓印光刻膠、LCD 光刻膠、半導體錫膏、焊片及靶材等，服務全球市場并與多家世界 500 強企業建立長期合作關系。
作為國家技術企業，吉田半導體以科技創新為驅動力，擁有多項技術，并通過 ISO9001:2008 質量體系認證。生產過程嚴格遵循 8S 現場管理標準，原材料均采用美、德、日等國進口的材料，確保產品質量穩定可靠。公司配備全自動化生產設備，具備行業大型的規模化生產能力，致力于成為 “半導體材料方案提供商”。
其明星產品包括：適用于 LCD 制造的正性光刻膠 YK-200/YK-300，具備高分辨率與優異涂布性能；3 微米負性光刻膠 SU-3，適用于厚膜工藝；耐高溫達 250℃的納米壓印光刻膠 JT-2000，可滿足高精度微納加工需求。所有產品均符合要求，部分型號通過歐盟 ROHS 認證。
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吉田半導體實現光刻膠技術突破，為半導體產業鏈自主化提供材料支撐。浙江負性光刻膠工廠
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。
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