湿电子化学品，又称超高纯试剂或工艺化学品，是指主题成分纯度大于99.99%，杂质离子和微粒数符合要求的化学试剂，是重要的晶圆制造材料之一。它作为“工业味精”处在上下产业链中间的微细加工制作过程中，主要功能是清洗和刻蚀，还可以用做光刻胶显影和去除，同时也是作为一种关键性的损耗品参与到产业链的上下游。
由于下游行业（半导体领域、光伏等领域）对工艺品控要求极高，对电子湿化学品的纯度、洁净度、精度等特性具有严苛的要求，一般要求控制杂质颗粒粒径低于0.5µm，金属杂质含量低于ppm级（10-6为ppm，10-9为ppb，10-12为ppt）。因此，与一般化学品不同，电子湿化学品具有高技术门槛、高附加值的特点。从湿电子化学品的角度来讲晶片的污染，主要有颗粒污染、薄膜污染、痕量分子或者原子污染。湿电子化学品溶液中的颗粒会吸附在晶圆表面，在膜层沉积时共生，成为掩埋缺陷如果颗粒尺寸超过器件最小特征尺寸的50%，就有导致器件失效的可能。溶液中的分子和离子粘附在晶圆片表面，在膜层中或在膜层内扩散很快，当它们由晶圆表面进入硅基材时，会导致器件性能降低。例如钠元素在二氧化硅中扩散快，氧化层中少量钠就会引起MOS场效应管开启电压的不稳定，也可能降低闸氧化层的击穿电压。因此湿电子化学品的质量监控尤为重要。
原料：硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾，丙酮、乙醇，异丙醇、氮甲基吡咯烷酮等。
应用：集成电路制造的清洗、刻蚀、掺杂、显影、晶圆表面处理、去膜、去光刻胶等工序中。
上游：
1）基础化工原料，酸，碱，有机物
2）设备：刻蚀设备，清晰设备、显影设备、检测与测试设备等
中游：
1）通用化学品：
（1）酸类：氢氟酸、硝酸、盐酸、磷酸、乙酸等
（2）碱类：氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵
（3）有机溶剂类：甲醇、乙醇、异丙醇、氮甲基吡咯烷酮等
2）功能性化学品：复配类：显影液、剥离液、清洗液、刻蚀液、稀释液等。
下游：太阳能电池、平板显示、半导体
终端领域：家电、电脑、智能终端、芯片，太阳能、照明
湿电子化学品的三个主要应用场景对产品的等级要求有所不同，太阳能电池对洁净度要求相对较低，仅需达到G1等级。显示面板领域一般要达到G2、G3等级。半导体领域，分立器领域等级要就G2.集成电路用超净高纯试剂的纯度要求最高，中低端领域（8寸及以下晶圆制程）要求达到G3、G4水平，部分高端领域（大硅片、12英寸晶圆制程）要求达到G5等级（10ppt）。
例如，电子级化学品应用于晶圆的清洗，光阻剂的移除中，若有杂志残留在晶圆表面，会影响晶片的良导率，尤其是先进制样（20nm以下）影响较大。电子湿化学品对洁净水的电导率、离子含量、TOC、DO和颗粒物有着特别严格的要求常用的超纯水标准有国标GB/T 1146.1-2003和美标ASTM-D5127-13。例如，硼元素是半导体生产中的P型杂质，过量会使N型硅发生反转，从而影响电子和空穴的浓度，因此硼元素的去处和监控就显得尤为重量。
常规分析纯化学试剂和工业级样品检测，元素及离子、TOC等测试检出限一般在ppm级别，因此此类测试方法无法满足湿电子化学品的需求。湿电子化学品相关测试，对相关环境、检出限要求较高，一般要做到ppb甚至ppt级别。现有测试能力ICP-MS根据样品体系的不同可以做到ppb或ppt级别，且可以解决电子级有机试剂阴阳离子测试，检出限可低至ppm~ppb。颗粒计数器送样测试可做到0.1-0.5um。湿电子化学品及相关材料的检测需求具体如下：
电子级试剂：
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测试项目 |
测试指标 |
测试精度 |
测试仪器 |
适用样品 |
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金属元素指标（有机试剂，无机试剂，气体测试） |
Al、As、B、Ba、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、P、 Pb、Pd、Re、Sb、Se、、Sn、Sr、Ti、V、W、Zn |
ppm/ppb /ppt |
ICP-OES /ICP-MS |
高纯无机试剂、（硝酸、盐酸、氢氟酸、双氧水、磷酸、硫酸、甲醇、异丙醇、氮甲基吡咯烷酮、）
气体（氮气、氩气、三氯化硼一氧化碳等） |
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离子指标 |
磷酸根离子、硝酸根、亚硝酸根离子、硫酸根离子、氟离子、氯离子、溴离子）阳离子可测试 |
ppm/ppb /ppt |
IC/ 化学试剂方法 |
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颗粒物指标 |
颗粒个数 |
0.1um 0.2um 0.3um 0.5um 1um |
颗粒计数器 |
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理化指标 |
定性分析、折光率、水分、色度、Ph、密度、固含、粘度 |
/ |
/ |
超纯水测试能力如下：
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样品名称 |
检测项目 |
检测方法 |
须知 |
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超纯水 |
电阻率 |
电导仪 |
在线监测 |
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颗粒个数（0.1um,0.15um,0.2um，0.3um,0.5um） |
颗粒计数器 |
在线监测或者送样监测 |
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总有机碳（TOC） |
TOC仪 |
在线监测或者送样监测 |
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溶解氧（DO） |
在线溶氧仪 |
在线监测 |
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细菌个数 |
平皿培养法 |
用无菌袋取样 |
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溶解硅 |
紫外分光光度法 |
检出限ppb级别 |
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铵根离子 |
离子色谱 |
检出限ppb级别 |
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阴离子 |
离子色谱 |
检出限ppb级别 |
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全硅 |
ICP-MS |
检出限ppb级别 |
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硼 |
检出限ppb级别 |
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金属元素（铝，锑，砷、钡、钙、铬、铜、硼等） |
检出限ppt级别 |
材料类体、表金属的测试：
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序号 |
检测品类 |
检测项目 |
检出限 |
测试仪器 |
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1 |
高纯材料体金属 （高纯铝，高纯硅片，高纯氮化硅、高纯镓、高纯铜、高纯钛、高纯石墨材料） |
常规元素测试（包含Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Hf、Ta、W、Re、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi等）； |
杂质元素：1-100ug/L (ppb级) 高纯材料纯度可做到 （3-6N） |
GDMS （检出限ppb~ppm级别） |
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2 |
硅基材 （硅片、多晶硅、快装硅等材料） |
基体金属杂质元素、表面金属杂质元素 |
ICP-MS （检出限ppb或者ppt级别） |
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3 |
电子包装材料（聚乙烯包装材料、硅片包装盒等、PFA、PTFE） |
表面金属杂质元素 |
ICP-MS （检出限ppb或者ppt级别） |
湿电子化学品（硝酸、盐酸，氢氟酸、NMP、PMA、甲醇、间二甲苯等），超纯水，可通过ICP-MS（金属元素）、IC（阴阳离子）、TOC、色度、颗粒计数器等手段进行测试。检测精度可以达到ppb~ppt级别。硅基材料（硅料、硅片），碳化硅晶圆片、氮化镓、PE包装材料等样品的体、表金属元素及离子、TOC等相关测试，检测精度可以达到ppb~ppt级别。
原文始发于微信公众号（微谱工业技术服务）：技术服务|湿电子化学品与相关材料测试服务
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