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化学品和材料在集成电路产业的应用

化学品和材料在集成电路产业的应用 国际项目创新平台-石化建设分会
2026-04-15
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导读:集成电路(IC)制造过程中需要用到多种电子化学品和材料,这些材料约占整个集成电路制造成本的20%。

集成电路(IC)制造过程中需要用到多种电子化学品和材料,这些材料约占整个集成电路制造成本的20%。根据制造流程,主要可分为以下几大类:

一、晶圆制造材料

1. 硅片(硅基材)

硅片是集成电路的基础材料,用于晶圆制造。半导体硅片需要具备高纯度和完美的晶体结构。

2. 光刻胶(光致抗蚀剂)

光刻胶是集成电路制造中的关键材料,用于微细图形加工。按曝光光源可分为:

类型应用领域

g线光刻胶传统集成电路

i线光刻胶传统集成电路

KrF光刻胶深紫外光刻

ArF光刻胶进制

EUV光刻胶先进制程(7nm及以下)

市场格局:日本东京应化占27%、合成橡胶占16%Sumitomo21%

3. 掩模板

用于光刻工艺中的图形转移,是芯片制造的关键模具。

二、湿电子化学品(工艺化学品)

湿电子化学品又称超净高纯试剂,是晶圆制造中用量最大的化学材料。

1. 通用湿电子化学品(占比约88%

化学品用途需求占比

过氧化氢清洗、氧化16.7%

氢氟酸蚀刻、清洗16.0%

硫酸清洗、蚀刻15.3%

磷酸蚀刻-

盐酸清洗、金属去除-

硝酸蚀刻、清洗-

2. 功能性湿电子化学品

类型用途

显影液曝光后显影

剥离液去除光刻胶

清洗液去除颗粒、有机残留物

蚀刻液图形转移蚀刻

3. 纯度要求

集成电路制程越先进,对湿电子化学品的纯度要求越高:

G1级:光伏电池、LED

G2级:液晶显示器

G3级:集成电路(8英寸及以下)

G4级:先进集成电路(12英寸)

三、CMP抛光材料

化学机械抛光(CMP)是晶圆表面平坦化的关键技术。

1. 抛光液

作用:通过化学和机械作用实现晶圆表面抛光

组成:研磨颗粒、添加剂、分散剂等

市场占比:约占CMP材料的50%

2. 抛光垫

作用:承载抛光液,传递压力

材质:聚氨酯发泡体

技术难点:沟槽设计、使用寿命

3. 其他CMP材料

钻石碟

抛光清洁剂

四、电子特种气体

电子特种气体在集成电路制造中用于沉积、蚀刻、掺杂等工艺。

1. 通用气体

气体用途

N稀释气、保护气

H还原气、载气

Ar稀释气、等离子气

O氧化反应

2. 刻蚀气体

气体用途

NF等离子刻蚀

CF等离子刻蚀

SF等离子刻蚀

CF等离子刻蚀

3. 掺杂气体

气体用途

硼烷p型掺杂

磷烷n型掺杂

砷烷n型掺杂

五、溅射靶材

靶材用于物理气相沉积(PVD)工艺,形成金属薄膜。

1. 主要类型

靶材应用

铝靶布线材料

铜靶先进制程布线

钛靶阻挡层

钨靶接触孔

钽靶阻挡层

2. 技术要求

高纯度(99.999%以上)

均匀的晶粒结构

良好的致密度

六、封装材料

集成电路封装用材料用于芯片保护、电气连接和散热。

材料类型用途

环氧塑封料芯片外壳封装

键合丝芯片与引线框架连接

引线框架芯片支撑和电气连接

陶瓷封装材料高可靠性封装

焊球BGA封装

七、市场规模与国产化

1. 产业链位置

复制

集成电路制造流程

├── 硅片 → 光刻胶 → 掩模板

├── 湿电子化学品(清洗、蚀刻)

├── 电子特种气体(沉积、掺杂)

├── CMP抛光材料(抛光)

├── 溅射靶材(金属沉积)

└── 封装测试 → 封装材料

2. 国产化情况

品类国产化率

电子气体较高

湿电子化学品45%

抛光液/逐步提升

光刻胶较低(特别是先进制程)

靶材逐步突破

总结:集成电路制造需要多种电子化学品,涵盖硅片、光刻胶、湿电子化学品、特种气体、CMP材料、靶材、封装材料等大类,形成了完整的产业链支撑体系。


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中国国际项目管理协同创新平台发起单位由重点企业、大学和科研单位、金融单位等组成,帮助 “一带一路”沿线国家的工业、基础设施等建设。石化建设分会,是2007年在民政部注册的非盈利社团机构。
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