半导体用湿式化学品的应用

半导体用湿式化学品的应用第一页，共十七页，编辑于2023年，星期日

半导体用湿式化学品的应用前言湿式化学品的种类及主要作用半导体制程中使用的高纯度湿式化学品原理简介第二页，共十七页，编辑于2023年，星期日前言我国集成电路和平面显示器产业蓬勃发展涉及晶圆代加工、记忆体、ASIC等不同半导体产品制造领域。带动了传统化学、化工、机械、电子、建筑等产业的相继投入。半导体所需化学品的全额占每单位晶圆的生产成本的3%~4%。化学品的纯度及品质直接影响到最终产品的良品率和元件的品质。半导体的基本制程：扩散（包括氧化、膜淀积和掺杂工艺）、光刻、刻蚀、薄膜、离子注入、抛光6个主要的生产区域和相关步骤。第三页，共十七页，编辑于2023年，星期日H2SO4.H2O2.NH4OH.HCL.HF.IPASiWaferWafercleaningResistStrippingEtchingmaskExposureUVLightCVDPrecursor化学气相沉积（薄膜）DepositionCMP化学机械研磨光刻（曝光/显影）刻蚀BOE-etchSIO-etchAL-etch,离子注入Photo-resist扩散——形成SiO2层并掺杂DevelopRinse清洗第四页，共十七页，编辑于2023年，星期日湿式化学品的种类及主要作用工艺用化学品按物质的状态可以分为气态、固态、液态化学品在半导体制造业中的主要用途☆用湿法化学溶液和超纯水清洗硅片表面☆用高能离子对硅片进行掺杂得到P型或N型硅材料☆淀积不同的金属导体层及导体层之间必要的介质层☆生成薄的SiO2层作为MOS器件主要栅极介质材料☆用等离子体增强刻蚀或湿法试剂，有选择的去除材料，并在薄膜上形成所需要的图形第五页，共十七页，编辑于2023年，星期日

湿式化学品的种类及主要作用种类酸——有机酸：羧酸

——无机酸：硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等碱——有机碱：氢氧化四甲基铵

——无机碱：氢氧化钠、氢氧化铵等溶剂：DIwater、异丙醇、三氯乙烯等第六页，共十七页，编辑于2023年，星期日湿式化学品的种类及主要作用用高纯度的化学品来清洗晶圆表面去除微粒子去除金属不纯物去除有机污染物消除晶圆表面的粗糙抑制晶圆表面生成氧化层第七页，共十七页，编辑于2023年，星期日洗净用高纯度湿式化学品NH4OH/H2O2/H2O(SC-1):利用氨水的弱碱性活化硅晶圆及微粒子表面，使晶圆表面与微粒子间产生相互排斥；双氧水具有氧化晶圆表面的作用，然后氨水对SiO2进行微刻蚀，去除颗粒氨水与部分过度金属离子形成可溶性络合物，去除金属不溶物NH4OH:H2O2:H2O=0.05~1：1：5第八页，共十七页，编辑于2023年，星期日洗净用高纯度湿式化学品HCl/H2O2/H2O(SC2):利用双氧水氧化污染的金属，而盐酸与金属离子生成可溶性的氯化物而溶解。HCl:H2O2:H2O=1:1:6，在70度下进行5~10分钟的清洗SC1、SC2标准溶液都属于RCA制程第九页，共十七页，编辑于2023年，星期日洗净用高纯度湿式化学品H2SO4/H2O2(PiranhaClean,CaroClean):利用硫酸及双氧水的强氧化性和脱水性破坏有机物的碳氢键，去除有机不纯物。H2SO4:H2O2=2~4:1，在130度高温下进行10~15分钟的浸泡第十页，共十七页，编辑于2023年，星期日洗净用高纯度湿式化学品HF/H2O(DHF)或HFNH4F/H2O(BHF):

清除硅晶圆表面自然生成的氧化层，通常使用稀释后的氢氟酸（0.49%~2%）或以氢氟酸和氟化铵生成的缓冲溶液HF:NH4F=1:200~400，在室温下进行15~30秒的反应第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期日光刻用高纯度湿式化学品光阻-树脂、感光剂、溶剂光阻稀释液-PGMEAPGME，清除晶圆残余光阻显影剂-TMAHTEAH第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期日二氧化硅层蚀刻—采用HF及NH4F的缓冲溶液。多晶硅层蚀刻—采用HF、CH3COOH、HNO3、三种成分的混合液刻蚀用高纯度湿式化学品第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期日刻蚀用高纯度湿式化学品氮化硅层蚀刻—采用85%H3PO4在160~170度高温下进行蚀刻铝导线蚀刻—采用己硝酸、磷酸及醋酸等多种无机酸混合液第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期日化学机械抛光用高纯度湿式化学品研磨液（slurry)界电层平坦化研磨液—溶有硅土（Silica,SiO2)的KOH或NH4OH溶液金属层平坦化研磨液—溶有矾土（Al2O3)的Fe(NO3)3或H2O2溶液第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期日化学机械抛光用高纯度湿式化学品研磨后清洗液使用稀释的氨水去除研磨后残留的粒子使用氢氟酸去除