半导体助剂

半导体助剂化学品

　　（一）半导体晶圆金刚线多线切割

　　技术原理

　　通过将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀固结在高强度钢线基体（母线）上制成金刚线，利用多根高速运动的金刚线带动切割液中的磨料切削晶圆材料，或者直接通过固结在切割线上的金刚石磨粒进行切割，实现将半导体晶圆切割成单个芯片的目的23。

　　行业发展现状

　　金刚线切割技术在半导体领域的应用逐渐广泛。随着半导体产业的不断发展，对晶圆切割的精度、效率和质量要求越来越高，金刚线多线切割技术凭借其高精度、高速度、低损伤等优势，逐渐成为半导体晶圆切割的主流技术之一。目前，行业内的头部企业在技术研发和市场份额方面占据优势，市场呈现出一定的集中化趋势。

　　竞争格局

　　在半导体晶圆金刚线多线切割行业，有美畅股份、高测股份、恒星科技等企业。其中，美畅股份作为国内光伏金刚线龙头企业，在技术研发和市场份额方面都具有较强的竞争力。这些企业不断加大研发投入，提高金刚线的性能和质量，以满足半导体行业对晶圆切割的严格要求。

　　线切割液介绍

　　作用：

　　①润滑作用：可以降低金刚线与晶圆之间的摩擦系数，减少切割过程中的磨损，防止硅片出现脆性崩裂、划痕明显、断线等现象，降低硅片表面粗糙度4。

　　②冷却作用：能够及时带走切割过程中产生的热量，避免晶圆因局部过热而产生热损伤，保证切割质量。

　　③清洗作用：具有良好的清洗性能，可使加工后的晶圆表面洁净，几乎无残留，利于后续的清洗和制绒等工艺4。

　　④悬浮作用：使切割过程中产生的碎屑和磨料能够均匀地悬浮在切割液中，防止其沉淀在晶圆表面或堵塞金刚线，保证切割的顺利进行。

　　性能要求：

　　①高润滑性：确保在高速切割过程中，金刚线与晶圆之间能够得到良好的润滑，减少摩擦和磨损。

　　②低泡沫性：避免在切割过程中产生过多的泡沫，影响切割效果和设备的正常运行4。

　　③良好的冷却性能：能够快速有效地降低切割区域的温度，防止晶圆过热。

　　④环保性：采用环保型的配方，无毒、无害、易生物降解，减少对环境的污染4。

　　⑤稳定性：在不同的温度、湿度等环境条件下，以及长时间的使用过程中，切割液的性能能够保持稳定。

　　应用前景

　　半导体产业持续发展推动需求增长：随着5G通信、人工智能、物联网、汽车电子等新兴技术的快速发展，对半导体芯片的需求将持续增加。这将带动半导体晶圆制造行业的发展，从而为金刚线多线切割技术带来更广阔的市场空间，因为该技术是半导体晶圆切割的关键工艺之一。

　　技术进步拓展应用领域

　　一方面，金刚线多线切割技术本身在不断进步，切割精度和效率不断提高，能够满足更高要求的半导体制造工艺；另一方面，随着技术的发展，该技术可能会在一些新的领域得到应用，如新型半导体材料的切割等，进一步拓展其应用前景。

　　绿色环保趋势促进技术优化

　　在全球对环境保护日益重视的背景下，半导体晶圆切割行业也需要朝着绿色环保的方向发展。这将促使金刚线多线切割技术不断优化，例如开发更加环保的线切割液，以及提高切割过程中的材料利用率等，以减少对环境的影响，同时也符合行业可持续发展的要求。

　　（二）半导体晶圆研磨液

　　行业概述

　　半导体晶圆研磨行业是半导体制造的关键环节，主要为半导体晶圆提供研磨加工服务，对保证晶圆尺寸精度、表面质量及后续工艺顺利进行意义重大。随着半导体产业发展，市场规模逐年扩大，亚洲地区，尤其是中国、日本和韩国，因半导体制造产业快速发展，晶圆研磨市场规模不断增长。

　　技术分类

　　主要包括机械研磨和化学研磨。机械研磨利用研磨轮与晶圆间的摩擦力进行，适用于大尺寸晶圆加工，成本较低、工艺成熟，可分为干式研磨和湿式研磨。化学研磨通过化学溶液与晶圆表面材料发生化学反应去除材料，适用于高精度、高表面质量要求的晶圆加工，根据化学溶液类型可分为碱性研磨、酸性研磨和复合研磨。

　　行业现状

　　当前，全球晶圆研磨切割市场规模呈现稳健增长态势。随着半导体工艺节点缩小，对研磨精度、效率和稳定性要求不断提高，技术创新和工艺改进成为行业发展关键。同时，行业内领先企业如日本信越化学、韩国三星等通过不断研发和改进，提升产品性能和稳定性。

　　半导体晶圆研磨液介绍

　　成分与作用

　　研磨液一般由研磨颗粒、化学添加剂和溶剂等组成。研磨颗粒通常为金刚石、碳化硅等超硬材料，负责对晶圆表面进行微量去除；化学添加剂可起到加速研磨过程、减少表面损伤、调节酸碱度等作用；溶剂则用于分散研磨颗粒和溶解化学添加剂，使研磨液具有良好的流动性和稳定性。

　　性能要求

　　具有高去除率，能快速有效地去除晶圆表面材料；良好的平整度控制能力，确保晶圆表面达到极高的平整度；低表面粗糙度，减少对晶圆表面的划伤和损伤；优异的分散性和稳定性，防止研磨颗粒团聚沉淀；与研磨设备和研磨垫具有良好的兼容性；同时还要满足环保要求，无毒、无害、易处理。

　　主要类型

　　常见的有用于粗研磨的研磨液，其研磨颗粒较大、去除率高；还有用于精研磨和抛光的研磨液，颗粒更细，能实现更高的表面光洁度和精度。此外，针对不同的晶圆材料和工艺要求，还有多种特殊类型的研磨液，如铜CMP研磨液、阻挡层CMP研磨液、钴CMP研磨液、前端CMP研磨液等。

　　半导体晶圆研磨的应用前景

　　①半导体芯片制造领域：随着5G、人工智能、物联网等新兴技术发展，对高性能、高集成度芯片需求持续增加，推动半导体产业快速发展，进而带动晶圆研磨行业增长。在先进的芯片制造工艺中，如7纳米及以下工艺节点，对晶圆研磨的精度和表面质量要求极高，晶圆研磨技术将不断创新以满足需求。

　　②功率器件领域：新能源汽车、工业控制、光伏发电等领域对功率器件的需求日益增长。功率器件通常需要在大尺寸晶圆上制造，对晶圆的平整度、厚度均匀性等要求严格，这为晶圆研磨行业提供了广阔的市场空间。

　　③新兴半导体材料领域：如碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料，具有高击穿电场、高电子迁移率等优点，在5G通信、新能源汽车、航空航天等领域有广泛应用前景。这些材料硬度高、加工难度大，对研磨技术和研磨液性能提出了更高要求，也促使晶圆研磨行业不断研发新技术、新产品，以适应新兴半导体材料的加工需求。

　　④三维集成芯片领域：三维集成芯片技术是未来半导体发展的重要方向之一，它通过将多个芯片层堆叠在一起，实现更高的集成度和性能。在三维集成芯片制造过程中，需要对晶圆进行高精度的研磨和抛光，以保证芯片层之间的良好连接和电气性能，这将为晶圆研磨行业带来新的发展机遇。

　　未来半导体晶圆研磨液的发展方向

　　①更高精度和表面质量：随着半导体器件尺寸不断缩小，对晶圆表面的平整度、粗糙度和精度要求越来越高。研磨液需要具备更精准的颗粒度分布和更好的研磨性能，以实现纳米级甚至更高精度的表面加工，确保晶圆表面无划伤、无缺陷，满足先进工艺节点的要求。

　　②适应新晶圆材料：碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料以及其他新型半导体材料的应用日益广泛。这些材料具有高硬度、高化学稳定性等特点，加工难度大，需要研发专门针对这些新材料的研磨液，优化磨料种类、配方和添加剂，以提高研磨效率和质量，降低加工成本。

　　③绿色环保：在环保要求日益严格的背景下，研磨液的绿色化发展成为必然趋势。未来的研磨液将更多地采用可生物降解、无毒、无害的原材料，减少对环境的污染和对人体健康的危害。同时，研磨液的生产过程也将更加注重节能减排，提高资源利用率。

　　④智能化与自动化：随着智能制造在半导体行业的推进，研磨液的供应和管理将朝着智能化、自动化方向发展。例如，通过在线监测和反馈控制系统，实时监测研磨液的成分、浓度、颗粒度等关键参数，并自动进行调整和优化，以确保研磨工艺的稳定性和一致性，提高生产效率和产品良率。

　　⑤定制化服务：不同的半导体制造工艺和晶圆产品对研磨液的性能要求存在差异。未来，研磨液供应商将更加注重为客户提供定制化的解决方案，根据客户的具体需求，开发个性化的研磨液产品，满足特定工艺和产品的加工要求。

　　⑥提高研磨效率：为了满足半导体产业大规模生产的需求，研磨液需要在保证研磨质量的前提下，提高研磨效率，缩短加工时间，降低生产成本。这可能通过改进磨料的性能、优化配方以及开发新的研磨技术来实现。

　　⑦与新设备和工艺集成：随着半导体制造设备和工艺的不断创新，如新型研磨设备的出现、新的研磨工艺的应用等，研磨液需要与之相适应和集成，实现设备、工艺和研磨液的协同优化，以达到最佳的研磨效果和生产效益。

　　（三）半导体晶圆清洗剂

　　半导体晶圆清洗剂是半导体制造过程中用于去除晶圆表面杂质、污染物的关键化学品。以下是关于它的详细介绍：

　　作用

　　去除颗粒杂质：能有效清除晶圆表面在制造过程中吸附的灰尘、金属颗粒等，这些颗粒若不清除，可能会导致芯片短路或其他性能问题。

　　去除有机物残留：半导体制造中使用的光刻胶、脱模剂等有机物，需要通过清洗剂彻底去除，以免影响后续工艺和芯片性能。

　　去除金属离子：防止金属离子在晶圆表面形成化合物，避免对半导体器件的电学性能产生不良影响，如降低载流子迁移率等。

　　表面改性：某些清洗剂还可对晶圆表面进行轻微的蚀刻或改性，以改善晶圆表面的化学性质和粗糙度，提高后续薄膜沉积、光刻等工艺的质量。

　　分类

　　酸性清洗剂：常见的有硫酸、盐酸、硝酸等单一酸或混合酸体系。例如，硫酸-过氧化氢混合液（SPM），具有强氧化性和酸性，能有效去除有机物和部分金属杂质。酸性清洗剂主要用于去除晶圆表面的金属氧化物、有机物以及一些碱性杂质。

　　碱性清洗剂：以氢氧化钾、氢氧化钠等强碱为主要成分，通常还会添加一些表面活性剂、螯合剂等辅助成分。如氢氧化钾-乙醇溶液，可用于去除晶圆表面的光刻胶等有机物。碱性清洗剂对去除有机物和部分颗粒杂质效果较好，同时对晶圆表面的损伤较小。

　　中性清洗剂：其pH值接近7，一般由非离子表面活性剂、螯合剂、缓蚀剂等组成。中性清洗剂具有温和、低腐蚀的特点，适用于对酸碱敏感的晶圆材料或工艺步骤，能有效去除颗粒和有机物，同时不会对晶圆表面造成化学损伤。

　　性能要求

　　高清洁能力：能够快速、彻底地去除各种杂质，确保晶圆表面达到极高的洁净度要求。

　　低腐蚀性：避免对晶圆材料、金属电极以及其他器件结构造成腐蚀或损伤，保证晶圆的完整性和性能。

　　良好的兼容性：与半导体制造中的其他工艺化学品、材料以及设备兼容，不产生不良反应或影响后续工艺。

　　易清洗性：清洗后能容易地被去离子水冲洗干净，不残留任何杂质或清洗剂成分，防止对晶圆造成二次污染。

　　环保性：符合环保要求，尽量减少对环境的污染，其成分应易于处理和排放。

　　发展趋势

　　绿色环保：随着环保意识的增强，研发更环保的清洗剂是趋势。这包括使用可生物降解的成分、减少挥发性有机化合物（VOCs）的排放以及降低废水处理的难度。

　　高精度清洗：随着半导体器件尺寸的不断缩小，对清洗精度的要求越来越高。清洗剂需要能够去除更小尺寸的颗粒和杂质，同时保证晶圆表面的平整度和粗糙度不受影响。

　　多功能集成：未来的清洗剂可能会集成多种功能，如在清洗的同时实现表面改性、抗氧化等功能，以减少工艺步骤，提高生产效率。

　　定制化服务：根据不同的晶圆材料、工艺要求和客户需求，提供定制化的清洗剂解决方案，以满足特定的清洗需求。

　　（四）划片液

　　晶圆划片液是半导体制造中用于将晶圆切割成单个芯片的关键辅助材料。以下是关于它的详细介绍：

　　作用

　　润滑冷却：在切割过程中，划片液能有效降低切割工具与晶圆之间的摩擦，减少热量产生，防止晶圆因过热而损坏，同时也能延长切割工具的使用寿命。

　　保护晶圆表面：其成分可以在晶圆表面形成一层保护膜，避免切割过程中产生的机械应力和热应力对晶圆表面造成损伤，确保芯片的性能和可靠性。

　　去除杂质：能够及时将切割产生的硅粉、金属屑等杂质冲洗掉，防止杂质附着在晶圆表面或进入切割缝隙，影响切割质量和芯片性能。

　　市场现状

　　规模增长：随着全球半导体产业的发展，特别是产业向中国转移以及国内电子设备制造业的蓬勃发展，中国晶圆划片液市场规模实现了稳定增长。全球市场规模也在不断扩大，据预测，从2023年到2030年将以一定的复合年增长率增长。

　　竞争格局：国际上，DuPont、Lam Research、Applied Materials等巨头占据主导地位。在国内，本土企业如江丰电子、北方华创等逐步发展，市场竞争日益激烈。

　　发展趋势

　　技术创新：随着半导体技术向更高集成度、更复杂结构发展，晶圆划片液行业正经历从低端向高端、从模仿到自主创新的转变，企业不断研发高性能、环保型产品。

　　环保要求提高：环保法规趋严，绿色、环保型晶圆划片液的需求增加，促使企业在产品研发和生产过程中更加注重环保性能。

　　适应新兴应用：5G、人工智能、物联网等新兴产业崛起，推动集成电路行业增长，对晶圆划片液的性能要求更加多样化，将带动产品种类和技术的不断创新。

　　（五）激光切割保护液

　　晶圆激光切割保护液是一种在晶圆激光切割过程中使用的关键辅助材料，以下为你详细介绍：

　　作用

　　保护晶圆表面：在切割时形成保护膜，防止切割刀具划伤晶圆表面，避免出现裂纹、崩边及表面划伤等问题，同时阻止芯片表面的金属线路在高温下被氧化。

　　减少热效应：具有良好的散热、阻热、冷却功能，能及时分散激光切割产生的热量，阻止热能扩散，减少热影响区，避免切割道过大，防止保护膜热固着。

　　防止污染：有效防止切割后的碎屑喷溅到晶圆表面，避免透镜被飞溅物和烟尘附着而损坏，同时抑制静电，减少粉尘吸附。