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我国超净高纯试剂行业研究 摘要：是超大规模集成电路制作过程中的关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的清洗、蚀刻，另外超净高纯试剂还用于芯片掺杂和沉淀工艺。超净高纯试剂的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性均有十分重要的影响。超净高纯试剂的主要应用领域包括半导体行业和太阳能行业，半导体行业用超净高纯试剂要求相对较高，目前我国高端产品主要靠进口，国内主要生产中低端产品。太阳能行业在我国的崛起推动了超净高纯试剂的增长。目前国内生产超净高纯试剂的企业仅有十余家，且技术水平比较低下，能生产PPT及试剂的企业仅两家。总体上该细分市场存在较高的技术壁垒和市场壁垒，总体市场前景看好，拥有技术制高点的企业将具有很好的发展前景。 1.行业概述 1.1定义 1.1.1 电子化工材料是电子工业中的关键性基础化工材料，电子工业的发展要求电子化工材料与之同步发展，不断的更新换代，以适应其在技术方面不断推陈出新的需要。特别是在集成电路(IC)的微细加工过程中所需的关键性化工材料主要包括：光刻胶（又称光致抗蚀剂）、超净高纯试剂(又称工艺化学品)、特种电子气体和塑封料，其中超净高纯试剂、光刻胶、特种电子气体用于前工序，环氧塑封料用于后工序。这些微电子化工材料约占IC材料总成本的20％，其中超净高纯试剂约占5％，光刻胶约占4％，电子气体(纯气、特气)约占5％～6％，环氧塑封料约占5%。 1.1.2 超净高纯试剂（Ultra-clean and High-purity Reagents）在国际上通称为工艺化学品（Process Chemicals），美欧和中国台湾地区又称湿化学品（Wet Chemicals），是超大规模集成电路制作过程中的关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的清洗、蚀刻，另外超净高纯试剂还用于芯片掺杂和沉淀工艺。超净高纯试剂的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性均有十分重要的影响。超净高纯试剂具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短和腐蚀性强等特点，它基于微电子技术的发展而产生，一代IC 产品需要一代的超净高纯试剂与之配套。它随着微电子技术的发展而同步或超前发展，同时它又对微电子技术的发展起着制约作用。 依照超净高纯试剂的用途，可以将其划分为光刻胶配套试剂、湿法蚀刻剂和湿法工艺试剂。如果依其性质可以分为：无机酸类、无机碱类、有机溶剂类和其他超净高纯试剂。有关资料显示，超净高纯有机溶剂在半导体工业中的消耗比例大致占10-15%，其中有机类化学品的需求量在微电子化学品中占总体积的3%以上，市场需求量相当可观。 在超净高纯试剂的发展方面，不同线宽的集成电路必须使用不同规格的超净高纯试剂进行蚀刻和清洗。超净高纯试剂的关键在于控制其所含的金属离子的多少和试剂中尘埃颗粒的含量，对于线宽较小的集成电路，几个金属离子或灰尘就足以报废整个电路。 1.2 行业标准 1975 年，国际半导体设备与材料组织（SEMI）制定了国际统一的超净高纯试剂标准，如表1 所示。目前，国际上制备SEMI-C1 到SEMI-C12 级超净高纯试剂的技术都已经趋于成熟。随着集成电路制作要求的提高，对工艺中所需的液体化学品纯度的要求也不断提高。从技术趋势上看，满足纳米级集成电路加工需求是超净高纯试剂今后发展方向之一。 表1 工艺化学品SEMI 国际标准等级 SEMI 标准 C1 （Grade1） C7 （Grade2） C8 （Grade3） C12（Grade4） 金属杂质/ppb ≤1ppm ≤10 ≤1 ≤0.1 控制粒径/μm ≤1.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.2 颗粒/个/mL ≤25 ≤25 ≤5 * 适应IC 线宽范围/μm ＞1.2 0.8～1.2 0.2～0.6 0.09～0.2 可以看出，超净高纯试剂制备的关键在于控制并达到其所要求的杂质含量和颗粒度。为使超净高纯试剂的质量达到要求，需从多个方面同时予以保障，包括试剂的提纯、包装、供应系统及分析方法等。目前，国际上普遍使用的提纯工艺有十余种，它们适用于不同成分、不同要求的超净高纯试剂的生产，例如，蒸馏、精馏、连续精馏、盐熔精馏、共沸精馏、亚沸腾蒸馏、等温蒸馏、减压蒸馏、升华、化学处理、气体吸收等。超净高纯试剂在运输过程中极易受污染，所以超净高纯试剂的包装及供应方式是超净高纯试剂使用的重要一环。特别是颗粒控制的相关技术，它贯穿于超净高纯试剂生产、运输的始终，包括了环境控制、工艺控制、成品包装控制等各个环节。 1.3 超净高纯试剂的应用 在集成电路和分立器件的制作方面，超净高纯试剂的主要用途,一是用于基片在涂胶前的湿法清洗,二是用于在光刻过程中的蚀刻及最终的去胶,三是用于硅片本身制作过程中的清洗。如果依照其性质可以分为：无机酸类、无机碱类、有机溶剂类和其他类。有关资料显示，超净高纯试剂在半导体工业中