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29

2026

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电子氟化液在半导体制造中的深度应用

作者：

一、电子氟化液概述：PFPE与HFE双轮驱动

在半导体制造的全流程中，电子氟化液是一类至关重要的辅助材料。与电子级氢氟酸（HF）、缓冲氧化物刻蚀液（BOE）等直接作用于晶圆表面的湿法化学品不同，电子氟化液主要切入半导体设备端，承担设备温控冷却和精密部件清洗两大核心功能。

电子氟化液主要包括两大品类：PFPE（全氟聚醚，Perfluoropolyether）冷却液和HFE（氢氟醚，Hydrofluoroether）清洗液。前者以全氟醚链为主体结构，具备卓越的热稳定性和化学惰性，是高端设备温控的首选介质；后者则作为环保型精密清洗剂，以低表面张力、低残留和材料兼容性好著称。

【配图1】半导体制造全流程与氟化液应用节点

从应用环节来看，PFPE通过Chiller/TCU（温控单元）闭式循环回路，为刻蚀机、CVD/PVD沉积设备、测试设备及真空系统等提供精确温控，保障腔体、静电卡盘（ESC）和晶圆承载台的温度稳定性；HFE则用于半导体设备部件、真空腔体、阀门、喷淋头、光学元件及精密电子的清洗，承担低残留清洗、脱脂和材料兼容功能。

电子氟化液不直接参与晶圆工艺，而是通过保障设备稳定运行和精密部件清洁度，间接影响工艺良率和产品一致性。随着先进制程对设备温控精度和部件洁净度要求的不断提升，电子氟化液已从通用热传导介质升级为影响设备稳定性和工艺良率的关键材料。

二、PFPE：半导体设备温控的核心介质

（一）半导体设备温控的严苛要求

在半导体制造中，刻蚀、沉积、测试和真空系统等设备在运行过程中，工艺腔体、静电卡盘、晶圆承载台和关键运动部件均需要稳定控温。以干法刻蚀为例，腔体温度的微小波动会直接影响刻蚀速率、选择比和轮廓精度，进而影响器件的电学性能和良率。

半导体设备温控液需要同时满足低温流动性、热稳定性、电绝缘性、低挥发、低污染和材料兼容性等多重要求，单一冷却性能达标不足以进入核心设备场景。随着刻蚀深度、腔体温控精度和设备复杂度的提升，温控精度已达到±0.1℃级稳定性，对温控液的综合性能提出了极高要求。

【配图2】PFPE温控循环系统示意图

（二）Chiller/TCU闭式循环温控系统

PFPE的典型应用方式是通过Chiller/TCU（温控单元）闭式回路实现热量传导。系统由厂务冷却水提供初级冷源，经Chiller/TCU温控单元精确调节后，PFPE传热液通过泵驱动，经过滤器和换热器，进入半导体设备的工艺腔体、ESC静电卡盘、晶圆台和腔壁等关键温控部位，吸收工艺过程中产生的热量后回流至温控单元，形成完整的闭式循环。

这种闭式循环设计确保了PFPE不与工艺气体或腔体环境直接接触，避免了对晶圆工艺的污染风险。同时，PFPE的化学惰性使其能够在含有腐蚀性气体和刻蚀副产物的环境中长期稳定运行，不会因化学反应而降解或产生沉淀物。

（三）半导体设备温控液性能要求矩阵

性能要求对应设备痛点PFPE价值
宽温域刻蚀、测试等设备存在低温/高温工况覆盖多温区运行，凝固点低于-80℃
低黏度低温环境下循环阻力上升保持流动性和换热效率
电绝缘靠近等离子体、电极、高压部件降低电气风险，耐电压可达40KV
化学惰性刻蚀腔体存在腐蚀性气体/副产物减少反应和腐蚀，长期稳定
低挥发/低污染腔体污染影响良率和稳定性降低污染和工艺漂移
材料兼容管路、密封件、泵阀长期接触降低泄漏、膨胀和老化风险

PFPE（全氟聚醚）是以全氟醚链为主体的高端含氟热管理液，其分子结构中C-F键的高键能赋予了材料卓越的化学惰性和热稳定性。与传统的乙二醇水溶液、硅油等温控介质相比，PFPE在宽温域适应性、电绝缘性、低挥发性和材料兼容性方面具有不可替代的优势，因此成为高端半导体设备温控的首选介质。

三、HFE：精密零部件低残留清洗的首选方案

（一）半导体设备精密化提升零部件清洗要求

随着半导体工艺节点的不断推进，设备零部件的清洗要求也在持续升级。腔体部件、阀门、光学元件和先进封装部件对残留控制、材料腐蚀和干燥洁净度的要求越来越高。传统清洗剂在面对复杂结构件时，往往存在表面张力高、渗透性差、残留多、材料兼容性不足等问题，难以满足先进制程的洁净度要求。

HFE（氢氟醚）主要作为环保型精密清洗剂使用，适配半导体设备零部件、真空腔体、阀门、喷淋头、精密电子和光学元件等复杂结构件的清洗。相较传统清洗剂，HFE具备低表面张力、低残留、材料兼容性好和快速干燥等特点，可通过浸没清洗、蒸汽脱脂、喷淋和擦拭等方式进入细小缝隙，去除油脂、蜡、颗粒、离子污染和助焊剂残留。

【配图3】HFE精密清洗工艺流程

（二）多种清洗方式适配不同场景

HFE的低表面张力（通常在10-18 mN/m之间）使其具有优异的渗透性和润湿性，能够深入至微米级的细小缝隙中进行清洗。根据清洗对象的形状、尺寸和污染类型，可选择不同的清洗方式：

浸没清洗适用于形状复杂、缝隙多的零部件，通过浸泡使HFE充分接触所有表面；蒸汽脱脂利用HFE蒸汽在工件表面冷凝溶解油脂，适用于重度油污的精密部件；喷淋清洗通过高压喷淋去除颗粒和松散污染物，适用于大面积腔体部件；擦拭清洗则用于光学元件、精密电子等不宜浸泡的敏感部件。

（三）典型清洗对象与HFE价值

清洗对象典型污染物清洗方式HFE价值
半导体设备腔体部件油脂、颗粒、有机残留浸没、蒸汽脱脂复杂结构渗透性好、低残留
阀门/喷淋头/管路件金属微污染、颗粒、油污喷淋、精密清洗材料兼容、降低腐蚀风险
光学元件/精密电子指纹、颗粒、离子污染擦拭、喷淋不损伤部件、快速干燥
PCB/连接器/封装部件助焊剂残留、有机污染蒸汽脱脂、浸没低表面张力、环保替代

此外，HFE还具有零ODP值（臭氧破坏潜值）和较低的GWP值（全球变暖潜值），满足RoHS等国际环保标准，是长期稳定的ODS（消耗臭氧层物质）首选替代产品。在半导体行业日益重视环保和可持续发展的背景下，HFE的环保优势进一步凸显了其应用价值。

四、禾信天成电子氟化液产品方案

禾信天成科技（天津）有限公司深耕含氟精细化工领域，集研发、生产、销售于一体，核心产品线涵盖电子氟化液等含氟化学品，广泛应用于电子、微电子等高端制造领域。公司建有年产3000吨电子级氟化液的现代化生产基地，在国际巨头退出含氟冷却液市场的背景下，为半导体设备厂商提供可靠的国产替代选择。

（一）HT系列：半导体设备温控冷却液

禾信天成HT系列电子氟化液定位高端温控冷却场景，专为半导体设备Chiller/TCU循环温控、数据中心浸没式液冷等高端应用而设计。其中HT-3283沸点128℃，密度1.8g/cc，直接对标国际主流3283牌号，是国产替代的核心产品。

产品型号沸点核心特点典型应用
HT-1200S112℃中温域温控液，密度1.80，耐电压40KV常规半导体设备温控、数据中心冷却
HT-3283128℃核心替代牌号，对标国际主流3283刻蚀、沉积等高端半导体设备温控
HT-1600S161℃高温域温控液，密度1.81，粘度2.9cSt高温工况设备温控、特殊热管理场景
HT-4043165℃高性能温控液，导热系数102mW/m·K高热流密度场景

HT系列产品具备零ODP值、良好的电绝缘性、不燃无闪点、卓越的物理性能与低环境影响等特点，是长期稳定的ODS首选替代产品。产品包装形式灵活，提供5kg/瓶、15kg/桶、20kg/桶及250kg/桶多种规格，满足从研发验证到规模化量产的不同需求。

（二）ES系列：精密清洗与溶剂应用

禾信天成ES系列电子氟化液定位精密清洗和溶剂应用场景，覆盖从低沸点快速干燥到高沸点稳定清洗的全系列需求，适用于半导体设备部件、真空腔体、阀门、光学元件及精密电子的清洗。

产品型号沸点核心特点典型应用
ES-500 / ES-506049-56℃低沸点快速干燥型，表面张力10-12mN/m热敏性电子部件的低温干燥和快速清洗
ES-7100 / ES-720061-76℃中沸点通用型，GWP 60-297，零ODP腔体部件、阀门、管路件的浸没和喷淋清洗
ES-730098℃中高沸点稳定型，密度1.66，耐电压40KV蒸汽脱脂和重度油污精密部件清洗
ES-150155℃高沸点稳定型，密度1.67，蒸汽压0.23KPa氟树脂溶解、精密检漏、对流蒸发冷却

禾信天成电子氟化液全系列产品均具备零ODP值、不燃无闪点、良好电绝缘性、优异材料兼容性等共同特点，满足SGS RoHS与卤素测试要求。HT系列覆盖112-165℃宽沸点温域，ES系列覆盖49-155℃全系列清洗需求，可为半导体设备厂商提供从温控到清洗的完整电子氟化液解决方案。

五、结语

电子氟化液作为半导体制造设备端的关键辅助材料，正随着先进制程的推进迎来日益增长的应用需求。PFPE以其卓越的热稳定性和化学惰性，成为半导体设备精确温控的核心介质；HFE以其低表面张力、低残留和环保特性，成为精密零部件清洗的首选方案。两者共同构成了半导体设备稳定运行和高洁净度制造的重要保障。

在国际巨头逐步退出含氟冷却液市场的背景下，国产电子氟化液迎来了历史性发展机遇。以禾信天成为代表的国内含氟精细化工企业，凭借深厚的技术积累和规模化的生产能力，正在为半导体设备厂商提供可靠的国产替代选择。禾信天成HT系列温控冷却液和ES系列精密清洗液，覆盖了从低温快速干燥到高温稳定温控的全系列需求，助力中国半导体产业链的自主可控和高质量发展。

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2026-09-29