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半导体行业知识专题五：先进封装关键技术——Hybrid Bonding 半导体行业知识专题六：半导体制造设备深度解析及国产化发展（万字长文） | 半导体行业知识专题八：哈工大光源突破意味着什么？光刻机的核心是什么？ |
湿电子化学品行业深度报告摘要：由于半导体行业体系庞大，理论知识繁杂，我们将通过多个期次和专题进行全面整理讲解。本专题主要从湿电子化学品行业深度报告进行讲解，让大家更准确和全面的认识半导体地整个行业体系。我们分为半导体知识、半导体“芯”闻几个模块，欢迎各位大佬交流学习。 半导体电子化学品高端论坛，邀请相关领域参加：半导体电子化学品先进技术报告—高端研讨会 1. 湿电子化学品：晶圆制造关键材料，湿法耗材加速放量 1.1. 行业卡位产业链关键位置，集成电路为核心应用领域 关键耗材锚定芯片良率，制程微缩驱动高端放量。湿电子化学品，又称超净高纯试 剂或工艺化学品，是指主体成分纯度大于99.99%，且金属杂质含量、颗粒控制等指 标符合SEMI G1-G5级标准的专用化学试剂，在半导体与集成电路制造中属于不可 或缺的关键基础材料，广泛应用于清洗、蚀刻、光刻、去胶等核心工艺环节，其纯 度和稳定性直接决定芯片的良率与性能。在先进制程不断微缩的背景下，晶圆厂对 G4/G5级高纯化学品的需求日益迫切。 上游以大宗化工品为原料，行业卡位产业链关键位置。湿电子化学品行业上游为基 础化工行业，以大宗化工商品为原料，下游主要应用于微电子和光电子产业的湿法 工艺制程，包括清洗、湿法刻蚀、显影、剥离等关键环节，覆盖集成电路（半导体）、 显示面板和太阳能光伏三大领域。湿电子化学品行业处于电子信息产业链上游的关 键位置，对电子信息产业的发展起着重要作用。 湿法工艺覆盖多元下游，集成电路稳居核心底座。在湿电子化学品的应用领域中， 光伏电池、显示面板和集成电路制造对产品纯度、性能及技术门槛的要求依次提高， 呈现出明显的梯度差异：1）光伏电池制造主要使用G2–G3等级的通用湿电子化学 品（如电子级氢氟酸、硝酸、双氧水等），功能性化学品占比较低，整体毛利率相对 较低；2）显示面板领域（尤其是高世代线）则普遍采用G3–G4等级产品，通用型 仍占主导，但对特定蚀刻液、清洗剂等功能性化学品的需求明显增加，毛利率有所 提升；3）集成电路制造，特别是先进制程（28nm及以下），对湿电子化学品的纯度 要求达到G4–G5级，且功能性化学品在配方复杂度和定制化程度上显著提高，其 占比和附加值远高于通用型产品，因此毛利率也最高。据CEMIA，2024 年全球湿 电子化学品市场规模达 101.0 亿美元，同比+3.6%。其中集成电路领域市场规模达 70.9 亿美元，市场占比达70.2%；新型显示领域市场规模达19.5亿美元，市场占比 为19.3%；太阳能光伏领域市场规模达10.6亿美元，市场占比为10.5%。 半导体湿化学品壁垒高，研发投入大周期较长。毫无疑问，集成电路是湿电子化学 品最核心、最重要的应用领域，其在集成电路前道晶圆制造及后道晶圆级封装的清 洗、刻蚀等多个微电子/光电子湿法工艺环节中使用，生产涉及的核心工艺包括分离 纯化、分析检测、混配及包装运输技术等，具有较高的技术壁垒。 1.2. 通用湿化学品需求量更大，功能湿化学品定制化程度高 通用型成分简单供应标准化，功能型复配高纯服务定制化。湿电子化学品基于成分 与工艺差异划分为通用和功能两类：1）通用湿电子化学品：成分较为简单、标准化 水平高，在制造过程中广泛应用，主要包括高纯酸类、碱类、有机溶剂和氧化剂等， 用于常规清洗、蚀刻等基础湿法工艺；2）功能湿电子化学品：为满足集成电路、显 示面板等制造的特定需求，通过复配高纯原料如酸、碱、有机溶剂及添加剂等开发 而成，重点服务于精密蚀刻、颗粒去除、显影和光刻胶剥离等关键环节。相比通用 型，功能型湿电子化学品在维持超高纯度的同时，更注重实现特定化学或物理功能， 其技术核心在于配方设计和工艺匹配，通常需针对客户设备、材料及制程条件进行 长期研发、测试与验证，产品配方和工艺构成核心商业机密。 通用湿电子化学品需求量更大，广泛应用于集成电路关键工艺环节。相较通常仅用 于特定工序的功能性湿电子化学品，通用湿电子化学品需求量更大（先进制程中功 能性湿电子化学品占比更高），并且广泛应用于集成电路的清洗、蚀刻及光刻胶去除 等关键工艺环节：1）清洗：清洗贯穿芯片制造的各个工艺环节，电子级硫酸、电子 级双氧水、电子级氨水、电子级氢氟酸是各环节普遍需要使用的清洗试剂；2）蚀刻： 电子级硫酸、电子级氢氟酸、电子级磷酸、电子级盐酸、电子级氢氧化钾等是通用 湿电子化学品中的关键蚀刻试剂；3）有机溶剂：电子级异丙醇是湿电子化学品中用 量最大的有机溶剂，主要作为脱水干燥剂、通用清洗剂及光刻辅助溶剂广泛应用于 半导体及泛半导体制造的核心环节。 半导体电子化学品高端论坛，邀请相关领域参加：半导体电子化学品先进技术报告—高端研讨会 功能湿化学品定制化程度高，清洗液使用环节占比最大。不同于混合使用的通用湿 化学品可以由半导体制造企业自己混配使用，功能性湿化学品需要由电子化学品生 产企业进行研发和生产，以特定的产品形式供应给半导体制造企业使用。由于新结 构、新器件和新材料的不断引入，主流芯片制造厂商间的差异性也越来越大，对于 功能性湿电子化学品来说，满足客户的定制化需求也成为未来发展的重要趋势：1） 清洗液：清洗液用于半导体制造的清洗工艺，去除微粒、金属或离子型导电污染物 及有腐蚀作用的无机、有机污染物等，根据其应用工艺不同，清洗液可分为化学机 械抛光（CMP）后清洗液、铝工艺刻蚀后清洗液、铜工艺刻蚀后清洗液、HKMG 假 栅去除后清洗液、封装工艺用去溢料清洗液等。为最大限度地减少杂质对芯片良率 的影响，当前的芯片制造流程在光刻、刻蚀、离子注入、沉积、抛光等重复性工序 后均设置清洗工序，清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的30%以上，是所有 芯片制造工艺步骤中占比最大的工序，而且随着技术节点的推进，清洗工序的数量 和重要性将继续提升，在实现相同芯片制造产能的情况下，对清洗液的需求量也将 相应增加；2）光刻胶剥离液：光刻胶剥离液是在曝光显影及后续工艺后去除硅片上 光刻胶所用的试剂，光刻胶在经过湿法刻蚀、干法刻蚀、离子注入等不同工艺后不 易被去除，要求剥离液对光刻胶有较强的溶解性能；3）刻蚀液：半导体制造工艺应 用的刻蚀技术主要包括湿法刻蚀和干法刻蚀两大类，刻蚀工艺用到的湿化学品为刻 蚀液。 CMP是先进制程关键技术，抛光液在CMP中至关重要。化学机械抛光液也是一种 重要的功能湿电子化学品。化学机械抛光（CMP）是半导体先进制程中的关键技术， 其主要工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下，被抛光的晶圆对抛光垫做相对 运动，借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结 合，使被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。根据不 同工艺制程和技术节点的要求，每一片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道 的CMP抛光工艺步骤。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同，CMP工艺是通 过表面化学作用和机械研磨的技术结合来实现晶圆表面微米/纳米级不同材料的去 除，从而达到晶圆表面的高度（纳米级）平坦化效应。CMP已成为0.35μm以下制 程不可或缺的平坦化工艺。化学机械抛光液在 CMP 技术中至关重要，在抛光材料 中价值占比超过50%，其耗用量随着晶圆产量和CMP平坦化工艺步骤数增加而增 加。抛光液特点为种类繁多，即使是同一技术节点、同一工艺段，根据不同抛光对 象、不同客户的工艺技术要求也有不同配方。 芯片制造铜互连电镀应用广泛，TSV电镀液成本占比更高。功能湿电子化学品镀层 材料是指在电子行业湿法制程中采用电镀、化学镀等方法对基材进行处理的镀层材 料及配套试剂。电化学沉积（电镀）技术作为集成电路制造的关键工艺技术之一， 是实现金属互连的基石，主要应用于集成电路制造的大马士革铜互连电镀工艺和后 道先进封装凸块（Bumping）、重布线层（RDL）等电镀工艺以及硅通孔（TSV）的 电镀。随着晶体管尺寸不断缩小，进入130nm制程以后，铝互连工艺已经不能满足 集成电路集成度、速度和可靠性持续提高等需求，铜已逐渐取代铝成为金属互连的 主要材料。由于铜很难进行干法刻蚀，因此传统的金属互连工艺已不再适用，拥有 镶嵌工艺的镀铜技术成为铜互连的主要制备工艺，业界也称为大马士革铜互连工艺。 大马士革铜互连工艺在8英寸以上晶圆、130nm以下芯片制造中得到广泛应用。除 芯片制造铜互连工艺外，电镀液及添加剂还应用于 Bumping、RDL、TSV等先进封 装工艺。TSV技术的核心是在晶圆上打孔，并在硅通孔中进行镀铜填充，从而实现 晶圆的互联和堆叠，在无需继续缩小芯片线宽的情况下，提高芯片的集成度和性能。 和芯片制造铜互连工艺相比，TSV电镀的尺寸更大，通常需要更长的沉积时间、更 高的电镀速率以及多个工艺步骤，铜互连电镀液及添加剂成本占TSV工艺的总成本 比重也更高。 高清完整PDF报告及半导体海量精选专题报告加入知识星球领取。 ———————————————————— 请联系商务号：13162076710 (薇：jqk-you) 免责声明：1、我们尊重知识产权，本公众号图文、数据、视频等内容有援引网络或其他公开资料，版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本公众号的引用持有异议，敬请文末留言或私信我们，我们保证及时予以处理。2、本公众号提供的内容仅供读者交流学习和参考，不涉及商业目的。3、本公众号内容仅代表作者观点，我们不对内容的准确性、可靠性或完整性承担明示或暗示的保证。读者读后做出的任何决定或行为，是基于自主意愿和独立判断做出的，请读者明确相关结果。 往期好文推荐
