半導體材料涉及工藝流程

2014年9月,國家大基金一期成立,總投資額1387億,帶動新增社會融資約5000億,實現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的全覆蓋。近日國家大基金披露,二期基金已到位,11月開始投資。實際募資2000億左右,按照1∶3的撬動比,所撬動的社會資金規(guī)模在6000億左右。二期基金投資的布局重點在集成電路裝備、材料領域。

2019年1-6月,我國集成電路進口額1376.2億美元,同比下降6.9%;集成電路出口額457.5億美元,同比增長17.1%。這說明隨著我國集成電路技術的進步,以及產(chǎn)能的擴張,我國集成電路進口替代取得了顯著的效果。我國集成電路產(chǎn)業(yè)從前期大力投入,開始進入收獲季節(jié),相關公司開始增收增利。
近日爆發(fā)的日韓貿(mào)易戰(zhàn)中,韓國半導體產(chǎn)業(yè)就因日本限制了關鍵半導體材料的出口,而被鎖住了命運的咽喉,半導體材料也因此成為了各界所關注的焦點。在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈中,半導體材料處于產(chǎn)業(yè)鏈上游,是整個半導體行業(yè)的重要支撐。在集成電路芯片制造過程中,每一個步驟都需要用到相應的材料。半導體材料主要包括晶圓制造材料與封裝測試材料兩大類。其中,晶圓制造材料主要包括硅晶圓、光刻膠、掩膜版、電子特種氣體、濕電子化學品、濺射靶材、CMP 拋光材料等;封裝材料包括引線框架、基板、陶瓷封裝材料、鍵合絲、封裝樹脂、芯片貼裝材料等(圖 1)。
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圖 1 半導體材料涉及工藝流程(紅色為濕電子化學品應用環(huán)節(jié))
一濕電子化學品簡述
濕電子化學品指為微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、清洗、顯影、互聯(lián)等)制程中使用的各種電子化工材料。濕電子化學品按用途可分為通用化學品(又稱超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。
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超凈高純試劑
??一般要求化學試劑中控制顆粒的粒徑在0.5μm以下,雜質(zhì)含量低于ppm級,是化學試劑中對顆??刂?、雜質(zhì)含量要求最高的試劑。
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功能性化學品
指通過復配手段達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的配方類或復配類化學品。功能性化學品一般配合光刻膠用,包括顯影液、漂洗液、剝離液等。
????從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,超凈高純試劑需求量占比達88%,功能性化學品占比達12%。其中,超凈高純試劑中,占比較大的依次是,硫酸、雙氧水、氨水、氫氟酸、異丙醇、硝酸以及磷酸;功能性化學品中,占比較大的依次是,半導體用顯影液、刻蝕液、面板用顯影液、剝離液以及緩沖刻蝕液。
????濕電子化學品下游行業(yè)多為半導體、顯示面板、太陽能電池等技術密集型行業(yè),按照應用領域不同,對產(chǎn)品的純度、潔凈度也有不同要求,本文僅以半導體領域為例進行簡析。
一、在晶圓制造過程中,濕電子化學品主要用于清洗顆粒、有機殘留物、金屬離子、自然氧化層等污染物。
二、通過蝕刻液與特定薄膜材料發(fā)生化學反應,從而除去光刻膠未覆蓋區(qū)域的薄膜,實現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移,獲得器件的結(jié)構(gòu)。
三、濕電子化學品也應用于后段高端封裝領域的清洗、濺射、黃光、蝕刻等工藝環(huán)節(jié)。
半導體對濕電子化學品的微量金屬雜質(zhì)含量、顆粒粒徑和數(shù)量、陰離子雜質(zhì)含量等方面有嚴格要求。根據(jù)SEMI標準,應用于半導體領域的濕電子化學品集中在SEMIG3、G4水平,且集成電路線寬越窄,所需標準越高 (表1)。
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表1 ?濕電子化學品SEMI標準等級
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