2026.10.09 | AC | Chemicals | Electronic-Grade TBAF for HBM Cleaning

摘要

以下观点来自行业专家：1.四丁基氟化铵作为一种湿电子化学品，其应用主要集中在对良率要求极高的HBM晶圆清洗环节，作为一种精细刻蚀和脱保护试剂。2.完美替代四丁基氟化铵的方案目前不存在。存在一些不完美的替代品，例如四丙基氟化铵和四乙基氟化铵，但它们各有局限性。3.制程进步带来的线宽线距缩小，会使四丁基氟化铵的用量有少量增长。

1.在半导体制造中，具体在何种应用场景或技术参数要求下，客户会指定使用四丁基氟化铵作为清洗液的配方成分？

四丁基氟化铵作为一种湿电子化学品，其应用主要集中在对良率要求极高的HBM晶圆清洗环节，作为一种精细刻蚀和脱保护试剂。具体而言，在HBM的堆叠键合前，需要使用四丁基氟化铵溶液温和地去除硅通孔表面的硅烷保护基团，同时执行氧化层的微量刻蚀以及清除光刻胶残留。此举旨在避免过度损伤金属铜互联层，对于提升HBM的最终良率至关重要。因此，包括三星、SK海力士、美光等存储器制造商，以及长电科技、通富微电等封测厂商均会采用该化学品。

2.封测厂商如长电科技和通富微电采购四丁基氟化铵的具体用途是什么，是否也用于HBM的清洗工序？

封测厂商采购四丁基氟化铵，主要用于先进封装中的湿法清洗和脱保护工序，特别是处理HBM晶圆。在HBM制造流程中，多层DRAM晶圆经过减薄后需要进行垂直堆叠。为防止后续铜电镀和薄膜沉积过程中金属被污染，会预先在硅通孔内壁涂覆一层硅烷类保护涂层。在晶圆堆叠之前，封测厂利用四丁基氟化铵在温和条件下打断硅氧键，从而剥离这层硅基保护基，同时确保不腐蚀孔内的铜互联层及重布线层，以保护金属线路的完整性，为后续的键合工序提供洁净的界面。此外，该化学品还能可控地去除加工后在TSV内壁生成的极薄二氧化硅氧化层，确保堆叠后金属互联的良好导通性。其对铜、镍、金等金属几乎无腐蚀，选择性极强。同时，它也能有效溶解和清除晶圆键合与解键合过程中残留的含硅粘合剂以及光刻胶等有机硅残渣。由于其反应条件温和、可控性好，且金属离子含量控制在PPB级别，能有效避免金属杂质引入导致的漏电等可靠性问题，因此特别适用于HBM超薄晶圆及高深宽比微孔结构的精细清洗。

3.目前市场对四丁基氟化铵的需求量有多大？

当前规划的年产能约为350吨。主要需求来自HBM制造商，其中SK海力士2026年的需求量最大，其次是三星，美光的需求量相对较少，这三家合计需求量达到280吨。封测厂商方面，长电科技和通富微电的需求量较小。其余需求来自医药、精细化工、分子筛及电解液等领域的客户，但这部分总需求量不大。

4.四丁基氟化铵是在HBM发展的哪个阶段开始被应用于清洗工艺的，例如是从HBM3还是HBM4开始？

四丁基氟化铵作为一种化学品已有数十年历史，最初主要用于医药和精细化工领域的有机合成。在HBM领域的应用并非新生事物，自2014年起，随着堆叠技术的出现，该清洗液便已开始使用。不过，其应用是从HBM3开始显著放量，并在近两年随着市场需求的增长而大规模普及。只要涉及晶圆堆叠工艺，就需要使用这类清洗液。

5.在HBM制造过程中，作为清洗液的四丁基氟化铵是否存在其他化学品的平替方案？若存在不完美替代品，其具体局限性是什么？

完美替代四丁基氟化铵的方案目前不存在。存在一些不完美的替代品，例如四丙基氟化铵和四乙基氟化铵，但它们各有局限性。以四丙基氟化铵为例，其水解稳定性更好，产生的游离氢氧根较少，但其烷基链较短，导致对有机硅残胶的溶解能力不足，从而影响HBM临时键合胶的剥离效果。四乙基氟化铵的烷基链更短，虽然可以用于去除硅保护层，但其在有机溶剂中的溶解度不佳，对有机硅残胶的剥离能力更差。因此，在HBM的生产中不会使用这些替代品，而120工艺可能会用到。

6.这是否意味着当前所有涉及垂直堆叠通孔的工艺都必须使用四丁基氟化铵？

是的，个人认为不存在其他替代品。

7.目前市场上生产四丁基氟化铵的主要厂商有哪些？

生产四丁基氟化铵的厂商众多。海外高端市场的主要参与者包括东京应化、关东化学和TCI等。国内市场方面，东进世美肯是核心供应商之一，此外江苏中丹化工也在进行相关研发，其产品已进入测试阶段。南大光电等公司也处于研发过程中。

8.海外厂商是否因为自身产能不足而向东进世美肯采购部分产品？

是的，存在这种情况。

9.四丁基氟化铵的市场需求近期是否呈现加速增长的趋势？

市场需求一直处于增长状态，主要驱动力来自HBM领域的三家主要客户，他们的采购量持续增加。

10.东进世美肯与YCC这家客户之前是否有过合作？

之前双方有过技术交流，但并未建立正式的合作关系。

11.目前四丁基氟化铵的市场价格是多少？不同等级产品的价格差异有多大？

价格因产品纯度等级而异。销售给三星、海力士等用于HBM制造的超高纯电子级四丁基氟化铵，价格约为20万元/吨。而含有水溶液的工业级产品价格则便宜很多，大约为4.5万元/桶。

12.目前该产品的产能利用率如何？

当前产能利用率非常高，基本处于满产状态。

13.东进世美肯是否有扩产计划？预计明年（2027年）的产能将达到什么水平？

东进世美肯计划在明年（2027年）进行扩产，但具体的扩产数量尚不明确。新产能预计要到明年（2027年）年底才能投产。

14.扩产周期长达一年的主要原因是什么？是否存在交付周期特别长的核心设备？

扩产周期较长主要受几类核心非标定制设备交付周期的影响。首先，PFA内衬的精密精馏装置，即亚沸提纯装置，用于将产品纯度提升至ppb级别并脱除金属离子，其采购周期接近一年。该设备内壁需进行焊接、抛光和洁净测试，不能有不锈钢析出。其次，用于在线检测铁、铜等ppb级金属杂质的ICP-MS设备，采购周期也长达十个月左右，且排期紧张，这是半导体高端化学品生产的必备设备。此外，内衬反应釜的交付周期约为三至四个月，而过滤和物料输送设备则需要大约半年。

15.用于提纯的PFA内衬精密精馏装置主要向哪些供应商采购？

目前主要从河南的巨氟新材料采购，同时也在考察菏泽的鲁西天。

16.既然这些核心设备是向国内厂商采购，为何交付周期仍然长达一年？

尽管是国产设备，但其属于非标定制产品，制造过程复杂，因此交付周期较长，通常需要一年时间。

17.海外厂商扩产是否也面临类似的周期问题？

是的，海外厂商的扩产周期甚至更长。国产设备的交付周期为一年已属较快，国外同类亚沸蒸馏装置的交付周期可能长达一年半。此外，海外（如日本）的土地、环评等审批流程更为漫长，且设备同样为非标定制件，因此整体扩产进程会更慢。

18.如果未来HBM的堆叠层数没有大幅增加，但单层存储颗粒的线宽线距缩小（即制程更先进），是否会显著增加四丁基氟化铵的单耗？

制程进步带来的线宽线距缩小，会使四丁基氟化铵的用量有少量增长，但增幅不会非常明显，并非影响需求的核心矛盾。

19.了解到公司明年（2027年）可能计划将产能扩大至700吨左右，这部分新增产能的主要应用方向是什么？

对于具体的扩产数字并不清楚，但确认有扩产计划且增量可能不低。从行业经验判断，工业级产品的需求相对稳定，没有显著变化，因此新增产能大概率仍将投向半导体领域。