光刻胶树脂具有特殊的物理特性和化学特点。
光刻胶是一种对光敏感的混合液体，在紫外光、电子束、离子束、 X 射线等辐射的作用下，其感光树脂的溶解度及亲和性由于光固化反应而发生变化，经过适当溶剂处理，溶 去可溶部分可获得所需图像。光刻胶的光敏度决定了微纳图形的精度，因此光刻胶的重要性凸显。
光刻胶按照显影效果可分为正性光刻胶和负性光刻胶，正性光刻胶的应用更为广泛。曝光前对显影液不可溶， 曝光后曝光部分溶解于显影液，形成的图形与掩膜版遮光区相同，称为正性光刻胶；如果显影时未曝光部分 溶解于显影液，形成的图形与掩膜版遮光区相反，称为负性光刻胶。由于负性光刻胶在显影时可能会发生变 形和膨胀的情况，正性光刻胶的应用更为广泛。
光刻胶的原料包括光引发剂、树脂、溶剂、单体及其他助剂等。光引发剂对光刻胶的感光度和分辨率起决定 作用；树脂是光刻胶的基本骨架，决定光刻胶的硬度、柔韧性、附着力、曝光前后溶解度变化程度、光学性 能、耐蚀性能等基本性能；溶剂既溶解各种化学成分，也是后续光刻化学反应的介质。从成本结构来看，树 脂成本占比最大，约 50%，其次是添加剂（包括单体、助剂）占比约 35%，光引发剂、溶剂成本合计占比 约 15%。
光刻胶树脂具有特殊的物理特性和化学特点，半导体光刻胶树脂质量要求高、生产工艺难度高。光刻胶树脂 是高分子聚合物，具有高分子的一些物理特性，如成膜特性、Tg（玻璃化温度）。在晶圆制造的光刻工艺中， 光刻效果均保持在纳米级别，所以光刻胶的质量一致性、稳定性至关重要。这对原材料单体的纯度和稳定性、 合成反应的可控性、以及后处理工艺的精确性都提出了极高的要求。
光刻胶单体工艺难度大，认证周期长，进入壁垒高。光刻胶单体在合成和纯化时：首先，需要防止单体聚合， 其单体种类繁多，不同单体合成方法不同，难易不一；其次，半导体级单体要求高纯度，有时纯度要达到 99.9% 以上，其纯度指标要从气相（GC）、液相（HPLC）、凝胶色谱（GPC）等方面来考察，甚至还有含水量的指 标要求，是难度极大的挑战。此外，光刻胶单体企业进入下游客户的供应商体系需要一个长期的认证过程， 且需要征得终端的光刻胶厂家的同意和认证，一般不会轻易更换。 光引发剂是光刻胶成分中的光敏感化合物，主要分为光致产酸剂 PAG 和感光化合物 PAC。半导体光刻胶用 光引发剂主要分为 PAG（光致产酸剂，简称光酸，Photo-Acid Generator）和 PAC（感光化合物，Photo-Active Compound）。PAG 在吸收光之后产生酸，因此被称为“光酸”，这些酸会作为催化剂使树脂上悬挂的酸不稳 定基团脱落，从而改变树脂的碱溶解性；PAG 主要运用于在化学放大型体光刻胶中，包括 KrF、ArF、EUV 光刻胶。PAC 是重氮萘醌酯化合物，在光作用下从溶解抑制剂转变为溶解促进剂，主要用于线性酚醛树脂体 系光刻胶中，如 g 线/i 线光刻胶。
光刻胶添加剂包括活性剂、稳定剂等，用于控制和调节光刻胶的性能。光刻胶中还有其他的添加剂，如碱、 光可分解碱等。此外，还有如匀染剂、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂等相关化合物，都是用来提高光刻胶 的性能和稳定性的。不同波长的半导体光刻胶组分存在较大差异，波长越短的光刻胶树脂含量越低，溶剂的 含量越高。g/i 线光刻胶中树脂的含量通常在 10-20%，KrF 光刻胶中为 7-10%，ArF、EUV 光刻胶中树脂含 量通常在 5%以下。
除上游原材料壁垒外，半导体光刻胶国产化还具有配方、设备、客户验证等多重壁垒。配方是光刻胶的核心 技术，厂商难以通过分析市场产品获得，需不断调整成分和比例以达到特定性能和参数。光刻胶的配方涉及 多种化学成分的精确组合和比例调控，这些成分的选择和配比直接关系到光刻胶的性能表现，如分辨率、粘 附性、耐化学腐蚀性等。为实现与已有供应商产品的性能和参数的完全匹配，光刻胶厂商首先需要对成百上 千个树脂、光酸和添加剂进行排列组合，其次还要不断对各成分的比例进行调整，以实现和现有产品关键参 数的完全匹配。 另外，光刻胶生产配套设备光刻机成本高，因此光刻胶的研发具有较高的门槛。光刻胶生产需要光刻机进行 配套测试，光刻机的购置和测试成本高。根据晶瑞电材于 2021 年 8 月公布的集成电路制造用高端光刻胶研 发项目信息，该研发项目投资总额为48850万元，其中设备及安装费占总投资额的69%，而光刻机(进口ASML 光刻机)占据设备及安装费的 44%。
下游客户认证要求严格，验证周期长。下游客户对光刻胶专用化学品供应商的选择非常谨慎，通常采用认证 采购的模式。新研发的光刻胶需要经过 PRS（基础工艺考核）、STR（小批量试产）、MSTR（中批量试产）、 RELEASE（量产）四个阶段的客户验证，验证周期在两年以上。具体而言，面板光刻胶的验证周期为 1-2 年，半导体光刻胶的验证周期为 2-3 年。
从全球光刻胶市场份额来看，光刻胶市场仍由日美韩等企业主导。具体看来，光刻胶市场被东京应化、杜邦、 JSR、住友化学等国外巨头所垄断，日企在全球光刻胶市场中占据重要地位。东京应化以高达 26%的市场份 额高居榜首，紧随其后的是杜邦、JSR 和住友化学，其市场份额分别为 17%、16%和 10%。在全球市场前 四名中，除了美国的杜邦，其余三家均为日本企业。东京应化、JSR 的产品可覆盖所有半导体光刻胶品种， 尤其在高端 EUV 光刻胶领域居市场垄断地位。
