集成电路用电子化学品

集成电路用电子化学品它包括四类关键产品：第一、超净高纯试剂超净高纯化学试剂超净高纯化学试剂，亦称湿化学品,或加工化学品，是超大规模集成电路制作过程中关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的湿法清洗和湿法蚀刻，它的纯度和洁净度对IC的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。超净高纯试剂具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短和强腐蚀性等特点。使用这种试剂的工艺主要是洗净(包括干燥)、光刻、蚀刻、显影、去膜、掺杂等。这种试剂包括超净高纯酸及碱类、超净高纯有机溶剂和超净高纯蚀刻剂。在半导体工业中的消耗比例大致为:NH4OH4%-8%,HCI3%一6%,H2SO427%一33%、其它酸10%-20%、H2O28%一22%、蚀刻剂12%一20%、有机溶剂10%一15%。随着IC存储容量的增大，存储器电池的氧化膜更薄，而试剂中所含的杂质、碱金属等溶进氧化膜之中，造成耐绝缘电压的下降；试剂中所含的重金属若附着在硅晶片表面上，则会使P-N结耐电压降低。一般认为，产生IC断丝、短路等物理性故障的杂质分子大小为最小线宽的1/4，产生腐蚀或漏电等化学性故障的杂质分子大小为最小线宽的1/10。主要生产商有北京化学试剂所(500t/a,22个品种)、苏州瑞红电子化学品公司(1000t/a,40余个品种)等。北京化学试剂研究所的BV-Ⅲ级试剂已达到国外Semi-c7质量标准，适合于0.8u-1.2um工艺，已形成500吨／年规模的生产能力，MOS级试剂已开发生产出20多个品种，年产量超过4000吨，这在我国处于较高水平，但只相当于国外的中等水平；国外Semi-c12质量标准达到0.09u-0.2um工艺水平。2002年10月，上海华谊开始承担国家‘863’计划ULSI超纯试剂制备工艺研究课题，从事超纯过氧化氢、硫酸、氢氟酸、盐酸、醋酸、异丙醇等微电子化学品的研究和开发。国内首个超高纯微电子化学品项目2004年底在上海兴建，这个项目由上海华谊集团公司所属的上海中远化工有限公司与台湾联仕电子化学材料股份有限公司联合出资。项目首期投资超过1.7亿人民币，预计将在2005年内完工投产，届时可年产近2万吨各种超高纯微电子化学品。中国的超高纯微电子化学品一直依赖进口。为实施这一项目组建了华谊微电子材料有限公司，总经理为库尔特斯·德夫，公司目标是为超大规模集成电路和平面显示器的生产厂商提供他们所需的超高纯微电子化学品，满足国内电子产业的急切需求。罗门哈斯公司已在中国建立建立8个工厂，其中在广东和香港分别有一家电子材料工厂。MaeDermid公司在中国的番禺和香港设有电子化学品生产装置，已在上海建设了新装置。从而加强其在中国电子化学品市场的地位。该公司在亚太地区销售额至少已占其销售总收人的15%。日本精氢氟酸(HF)生产商Stella化学公司与中国浙江中央Fluor工业公司组建55/45合资企业，投资500万美元，建设1万吨/年无水氢氟酸装置，于2003年底投产。所产氢氟酸由Stella化学公司大阪和新加坡生产地提纯至电子级。Stella化学公司高纯氢氟酸在电子工业中所占份额已达60%一70%。第二、光刻胶1、辐射线抗蚀剂(光刻胶)辐射线抗蚀剂(光刻胶)是指通过紫外光(UV)、电子束(EB)、准分子激光束(KrF248nm和ArF193nm)}X射线、离子束等照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，经曝光和显影而使溶解度增加的是正型光刻胶，溶解度减小的是负型光刻胶。为了适应微电子行业亚微米图形加工技术的要求，光刻胶的开发，已从普通紫外光(UV)即g线(436nm)，发展到深紫外(DUV)即i线(365nm),准分子激光束(KrF248nm和ArF193nm)以及电子束、X射线、离子束等一系列新型辐射抗蚀材料，即紫外光刻胶(包括紫外正型光刻胶、紫外负型光刻胶)、深紫外光刻胶、电子束胶、X-射线胶、离子束胶等。目前的开发重点是i线光刻胶和化学增幅性光刻胶(CAR)。CAR(ChemicallyAmplifiedResist)是以易酸解聚合物为最佳化学平台，加入适当的光产酸剂、光引发剂及其它成分构成的。化学增幅性193nm光刻胶的研制被列为国家“十五”863计划，由北京化学试剂研究所承担技术攻关。光刻胶目前国产能力约100t/a，北方生产大户是北京化学试剂所(负胶20t/a，正胶5t/a)南方大户是苏州瑞红电子化学品公司(负胶20t/a。正胶20t/a)。无锡化工研究院的电子束胶可提供少量产品。国内光刻胶的其他研制生产单位有上海试剂一厂、黄岩有机化工厂、北师大、上海交大等。北京化学试剂研究所一直是国家重点科技攻关课题——光刻胶研究的组长单位。“十五”期间，科技部为了尽快缩小光刻技术配套用材料与国际先进水平的差距，将新型高性能光刻胶列入了“863”重大专项计划之中，并且跨过0.35µm和0.25µm工艺用i线正型光刻胶和248nm深紫外光刻胶两个台阶，直接开展0.1µm～0.13µm工艺用193nm光刻胶的研究。苏州瑞红则是微电子化学品行业中惟一一家中外合资生产企业，曾经作为国家“八五”科研攻关“南方基地”的组长单位，其光刻胶产品以用于LCD的正胶为主，负胶为辅。第三、特种电子气体在特种电子气体方面，高纯气体中N2,H2,Ar等气体在电子工业中主要用作稀释气和运载气;而硼烷(B2He)、磷烷(PH3)、砷烷(AsHs)等气体主要用作气体掺杂剂。特气产品除要求“超纯”之外，还要求“超净”，即特气中粒子和金属杂质有极严格的要求。我国特气市场以中外合资企业为主，如英国BOC公司与上海吴淞化工厂合资建立的上海比欧西气体公司(SBOC)、与天津华北氧气厂合资建立的天津伯克气体公司及在张家港建立的张家港BOC气体设备公司等;法国液化空气公司在华建了3家特气合资企业;美国空气产品和化学品公司(APCI)在华也建了3家合资企业;日本岩谷产业、美国普莱克斯(Praxair)、日本氧气公司、德国林德公司也纷纷在华建立了合资企业。国内特气企业也在迅速发展，四川中核红华特种气体公司、黎明化工研究院等单位是其中的典型代表，国内仅氟化物特种气体的年产量已超过2000吨，发展速度很快。第四、环氧模塑料塑料封装材料是封装材料中后起之秀。塑料封装材料主要以环氧树脂和有机硅为主,其次为有机硅环氧、聚酰亚胺和液晶聚合物。环氧树脂价格相对较便宜、成型工艺简单、适合大规模生产、可靠性也较高,因此近10年来发展很快。目前国外半导体器件的80%～90%(日本几乎全部)由环氧树脂封装材料所代替,其发展前景十分看好。环氧树脂封装材料的组成和特性环氧树脂封装材料是由环氧树脂、固化剂、固化促进剂、无机填料、脱模剂、着色剂等十几种组份配制而成,其中环氧树脂是主要组份,可选用酚醛环氧树脂或双酚Ａ型环氧树脂。在热和促进剂的作用下,环氧树脂与固化剂发生交联固化反应,固化后成为热固性塑料。按其用途可分为塑封料、包封料和灌封料,其中对塑封料的要求最高。环氧塑封料是IC封装的非常重要的结构材料之一。目前90%以上的集成电路是采用环氧封装料封装的塑封电路。环氧模塑料近几年在国内高速增长，产品供不应求。2000年产量为5500吨一6000吨，仅连云港华威电子集团有限公司一家就实现产销3500吨。该公司的主要产品有六大系列，89个品种，其中多数可满足lum-3um集成电路封装的需要，KL-4000型塑封料可用于0.8um-1.0um集成电路封装。环氧模塑料目前世界年产量已超过10万吨。国内生产该材料的主要厂家有7家，其中独资企业2家，国有企业2家，其他3家。如连云港华威电子集团有限公司有二条线，有5000多吨的生产能力，中国科学院化学所有二条线，有2000多吨的生产能力，成都齐创有有500多吨的生产能力，其他还有浙江黄岩（500）、苏州住友（2000）、电木（2000）以及长兴电子等。以EMC为主的塑料封装约占整个封装的91%以上，受到业内人士的普遍关注。2001年按塑封料占整个封装的90%计算，用EMC为10200吨。2002年国内EMC需求量达到14000吨-18000吨。目前国内EMC的生产水平是能基本满足0.3um技术的需要，研制水平为用于0.35um封装，初步形成了本土塑封材料工业，打破了外国企业一统天下的局面。2004年我国国内封装塑封料总用量在27000吨左右，国内厂商2004年塑封料产销量为17500吨左右，进口塑封料在9500吨左右。预测在2007年国内环氧塑封料厂家规划总生产能力可达到52000吨，与2004年同比将增长62.5%。日立旗下的日立化成工业拟投资25亿日元(约合人民币1.9亿元)建设一家半导体封装材料新的生产基地“日立化成工业（苏州）”，形成6000吨/年的封装材料生产能力。该项目初定于2005年4月动工，并于年内投产。目前，苏州已有三星、瑞萨、飞索、快捷、AMD、飞利浦、英飞凌等组成的半导体封装测试企业群。此前，日立化成主要在其国内和马来西亚两个基地生产半导体封装材料。此次在中国建立新的生产基地后，将形成总计约3万吨/年的供货能力。日立化成方面希望到2010年将其在中国的市场占有率由目前的约20%(该公司估计)提高到40%以上。对材料的要求进一步提高，新型材料成为研究方向。如脂环式环氧树脂的合成,不用环氧氯丙烷为原料,因此产品的有机氯含量为0。因此有可能开发出超高纯度的环氧树脂新材料,这对于电子封装的高纯净要求十分有利。目前这方面的研究报道很少,几乎没有工业化的产品出现,是今后电子封装材料值得注意的一个开发方向。开发绿色环保型无有害物质添加剂的封装材料是未来的必然趋势。环氧树脂基纳米复合封装材料环氧树脂中加入纳米材料也是一种行之有效的改性方法。2）印制电路板(PCB)配套用电子化学品印刷电路板(PCB)是电子元件工业中的最大产业，产值和销售额均占世界电子元件总产值和总销售额的16%。近年来，我国PCB工业发展速度持久，产值产量已占世界第3位，年递增达18%;虽然2001年我国PCB总体下滑近30%，但当年出口额同比增长7.45%。我国PCB行业已从生产销售单面板为主转变到以多层板为主，但仍处于来料加工水平。全国现有多层板产商52家、双面板产商25家、单面板产商10家、柔性板产商13家，环绕PCB的企业全国现有约1000家，包括PCB产品制造商、PCB物料供应商、PCB设备供应商、PCB辅助服务商、PCB装配厂商、PCB贸易服务商等。印制电路板配套用的化学品主要分为以下四类：第一、基板用化学品包括基体树脂和增强材料。基体树脂主要是酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺树脂，以及新崭露头角的BT树脂等。用作基体的酚醛树脂目的国内年产量为5000吨左右，用量最大的是环氧树脂。20世纪90年代以来我国环氧树脂发展迅速，目前拥有大大小小企业约150家，超过世界其它国家环氧树脂厂家总和，但生产能力仅占世界总生产能力的9%，品种少，质量差，中低档产品居多，技术和装备十分落后。其中万吨级企业有岳阳石化环氧树脂厂、无锡树脂厂、江苏三木集团和广东汽巴高分子料有限公司等。目前总的年生产能力在8万吨左右，只能部分满足基板生产的需求，大部分仍需进口。2000年国内环氧树脂净进口量达到11.72万t以上。据海关提供的数据，2005年1～4月我国环氧树脂进口78000多吨，其中4月进口近26000吨，大大超过前3个月的平均水平。增强材料中，用量最大的是电子级玻璃纤维布，目前国内已有十多家企业建立了无碱池窑生产线，1999年生产具有代表性的7628布已达1000万米左右。第二、线路成型用光致抗蚀剂和网印油墨光致抗蚀剂是制造印制电路板电路图形的关键材料，目前主要用液态光致抗蚀剂和干膜抗蚀剂两大类，其中干膜抗蚀剂用量最大，在各种抗蚀剂中占90％以上。现在国内有七八家企业生产干膜抗蚀剂，年产100万平方米左右，远远不能满足国内PCB制造的需求，大部分依靠进口。液态抗蚀剂有四种类型，自然干燥型、加热固化型、UV(紫外光)固化型和感光成像型。前三种类型的抗蚀剂是用丝网印刷的方法制作电路图形，主要适用于线宽200um以上的单面印