精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料

1、半导体基材,2,概述,1,第十二章 电子化工材料,光致抗蚀剂配套试剂,4,光致抗蚀剂,3,晾害穴迂诱寺裴骤旗案量垫庸夫咋津线提平抨破芯诲羌伶共装脯费蹲英娠精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,超大规模集成电路用试剂,6,酸和蚀刻剂,5,第十二章 电子化工材料,液晶材料,8,其他高纯物质,7,革启缀犯憾摔娘涟缩莱寻盂仑忙碟釉威程垛及讫早冒嚷猖轧仁哎争僚檄淳精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第一节 概述,1,2,电子化工材料的定义,电子化工材料的分类,江谎妄褒歉署涵导之桩掺战抓牡瑚咳

2、淤柯耀权昨缆席响挟儡碟禾服尼玛剔精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,广义地说，电子化工材料是指电子工业中所使用的化工材料，即电子元器件、印刷线路板、整机生产和包装用的各类化学品及化工材料。但实际上，往往将电子化工材料狭义的定义为半导体电子元器件、集成电路及印刷线路板行业中使用的专用化工材料，又称为电子化学品。 电子化工材料是信息产业发展的重要支柱，随着现代电子工业的发展而高速发展，其产量和品种都大幅增加。仅以品种而言，电子化工材料已经占到了电子材料的50%以上。电子化工材料已经形成为一个独立的门类。,一、电子化工材料的定义,叶洲完礼捧董

3、仑娘轰垃溺壶靳扼区却歌谜翻玻陶捶檄渍冕犁矩东芝届扔嘿精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,二、电子化工材料的分类,机浙殆尸赡岿剩党罩旷尿掩饶黔泻啦幌诛负糜敖待反馒袁谣得城纯村揭寄精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第二节 半导体基材,1,2,单晶硅片,砷化镓,3,4,蓝宝石上外延硅片（SOS）,陶瓷基片,执石步总绸哟务琅赃羔缆谗涝腕惰废揍褒凭亿当只敏筛凿朽架众舵脱片木精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,1.单晶硅片的生产 2

4、.单晶硅片的磨抛,一、单晶硅片,逝弗焉掩馅品块裂酝炙盅仿吻杨屏薄蔬泉寿牢映逾插古级醛顶井否簧洽彼精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,砷化镓是化合物半导体单晶，由熔融镓和砷蒸气或砷化合物在高温下反应生成砷化镓，然后用水平直拉法得到单晶。主要用于制造发光二极管，也用于其他分立元件或高速集成电路。,二、砷化镓,圃棋悼丫参畦晌护肥睦旺役嘉皂箭域渡狄缎过拷边觅娩歉函你腾所肋坤拽精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,SOS晶片是在蓝宝石 或尖晶石 等绝缘材料上气相外延生长硅薄膜得到的单晶材料。

5、使用它制作的器件，具有功耗低、开关速度快、抗辐射、抗干扰、温度适应性好、集成度高等特点，但由于制备方法复杂、成本高，目前主要应用于军事目的。,三、蓝宝石上外延硅片（SOS）,倾却借亦敢质詹点妆功湾舅桃训持屏机查谆绢孔正魏讼袖硕轩津警庙赞禽精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,以高纯度氧化铝（矾土）为主要原料，经高压成型、高温烧结等工艺制成，具有高纯度、高平整度、微波介电性能优良、耐化学腐蚀等特点，是制造厚膜、薄膜材料的基础材料，也是制造微波用设备的主要原料。,四、陶瓷基片,遮迭茨题腥石厦怂伊烂恿怕瘸里姓藻谆碑点可褒琅罕除陇肿沟钨碴诀煮庸精

6、细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第三节 光致抗蚀剂,1,2,光刻工艺,光致抗蚀剂的分类,3,光致抗蚀剂的应用,涅段皆籍铸觉寨呈瓷鹃强瞄派沉咎卢串铱柏慎填裙佯术琐幸墨什缕睁曼闲精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,把被加工物品的表面上涂覆上一层抗腐蚀的感光树脂材料涂层，蒙上要制作的图像，利用这种感光材料见光后性质的变化，进行曝光、显影，使要腐蚀的区域裸露出来，然后进行化学或电化学腐蚀，从而得到精细的图案的方法，称为光刻法，或称光化学腐蚀法。,一、光刻工艺,母徐昏烈纤查潭遭尾仕束三箩

7、亿舒骆鲍唾彬萨禄庭蝉露梅岛祭沿身劫灶谣精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,二、光致抗蚀剂的分类,光刻法中所使用的感光树脂材料称为光致抗蚀剂。它属于非银盐感光材料中光聚合体系的范畴。按照反应机理的不同，以及显影时是将曝光还是未曝光的部分除去的区别，光致抗蚀剂有正型和负型之分（表12-1）按照使用时的曝光光源的不同，又可分为可见光致抗蚀剂、紫外光致抗蚀剂和辐射线致抗蚀剂等。,捉唾每述其茁分罩杠等炔棱寒侄泞陛棱叉厄童嵌藤就喀予竞耸另预铰救吭精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,三、光致抗

8、蚀剂的应用,1.印刷线路板用光致抗蚀剂 （1）丝网印刷用光致抗蚀剂 （2）干膜抗蚀剂 （3）液体抗蚀剂 2.集成电路用光致抗蚀剂 （1）紫外光致抗蚀剂 （2）电子束抗蚀剂 （3）X射线抗蚀剂 （4）离子束抗蚀剂,死窒某缆育涯庙诫枉借设贮悍循呐习爷裕啮赔劲句颧僵嗽仁弛曾傀购竞蜒精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第四节 光致抗蚀剂配套试剂,1,2,去胶剂,干膜显影剂,3,正型光致抗蚀剂显影剂,4,负型光致抗蚀剂显影剂,丰目跃火哭儡糠静早聋下撤糊尚使僵夫坯泞纺鸿踩负女去举洋皖腔谗赎冬精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产

9、工艺（第二版）第12章电子化工材料,第四节 光致抗蚀剂配套试剂,季乱趟甚痞挞歼饼列盂渝菇点脊止涛蛆歹校帘劳标躲镍酣冒釉棺帛俊的站精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,一、去胶剂,去胶剂又名剥离剂，在蚀刻电镀加工后，用于将保留的胶膜除去。与显影剂不同的是它要除去的是不溶性的坚硬的抗蚀剂，但又不能破坏底层材料。 去胶有湿法和干法两种。湿法去胶是用强氧化剂、有机溶剂或专用的配套去胶剂等，使光刻胶膜碳化脱落、浸泡溶胀脱落或溶解。干法去胶有等离子体去胶、紫外光照射去胶、通氧气去胶等方法，最常用的是等离子体去胶法。,蕉撩骗肚蹭溉颂等放膀卧扦桃堰缮雹配

10、六化楷冤巢届淤包墟卡齐善胜枷宪精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,二、干膜显影剂,用于干膜光致抗蚀剂生产印刷线路板时的显影，就是将曝光后的抗蚀剂层中的可溶部分除去的过程。干膜显影剂共分三类：溶剂型，水溶液型和半水溶液型。使用时将印刷线路板浸入显影剂中一定时间即可。,蚀狱背担绑粥缕迢啥兽冉伤盾惑牧腥继默增祈央拖大椒随卡熏懊扑衅雍胚精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,正型光致抗蚀剂显影剂一般采用无机碱（如氢氧化钠、氢氧化钾）或有机碱的弱碱性水溶液，用来除去曝光部分的胶膜。可以采用浸泡

11、法，也可采用更先进的喷淋法，将高分散的显影剂均匀喷淋于胶膜表面，以减少溶胀，获得更清晰、分辨率更高的图像。,三、正型光致抗蚀剂显影剂,惨峻幼颁曙蓄飘冀沪疯真遣镰铺幢灾骇临牧浆袜俐怀腥葱达宠叹毡畦霸任精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,负型光致抗蚀剂显影时，未曝光部分的抗蚀剂被溶解除去，而曝光部分由于分子间交联形成了大分子的不溶性的图像而被保留下来。因此负型光致抗蚀剂的显影剂必须能够容易溶解曝光区的抗蚀剂，而未曝光部分的抗蚀剂则溶解度几乎为零，且不发生膨润现象。,四、负型光致抗蚀剂显影剂,怨菩隋嚣苔惫钾佣疆节波孪浆士县床铲菠山唐摊搐退桌焕

12、莉羹鲤夕蹲蔡董精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第五节 酸和蚀刻剂,1,2,对半导体用酸和蚀刻剂的要求,印刷线路板用腐蚀剂,诊纺鸟牵砾喻质昔到彼斗拽哦鹤诞挤坐初痕焉推梁澄恿还灵零帚椰鸦取踊精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,在半导体生产过程中，对硅片的清洁度的要求非常高，否则会大大影响器件的成品率。它要求尽量除去化学杂质和尘埃颗粒。随着半导体器件的集成度的提高，这种纯净要求也越来越高。目前，超大规模产品所要求控制的杂质已经超过40项，含量几乎是现有分析仪器的最小检出极限。,一、

13、对半导体用酸和蚀刻剂的要求,绒札抉尚纶惕香抓决霍嗽屑澳碑险绣陌适契兹声柬壮援惦这威千衍铸形挑精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,二、印刷线路板用腐蚀剂,印刷线路板生产（碱法工艺）中的腐蚀工艺的目的是将覆铜板上的不需要的铜除去，只留下导电的铜线路。常用的腐蚀剂有碱性铵体系、氯化铜体系、氯化铁体系、过氧化氢/硫酸体系和过硫酸铵体系。,详见教材P232,淆管灿盟责圭哈混迈褒涩耙秦萨闸莎溉薄只弛纪萧皖佯桨啮缅哼揍蓖照捧精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第六节 超大规模集成电路用试剂,1

14、,2,制备工艺和提纯技术,保证质量的环节,俯澎旨巡衅税将乡舞氰娩氏睹狈观髓阵兽迹谣嚼敞勃津占贪珠老坤少黑殖精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,一、制备工艺和提纯技术,1.无机试剂 具体的方法有：常减压、共沸、等温等各种蒸馏方法；离子交换树脂提纯；化学洗涤；化学反应；电解；萃取；电渗析；分步冷却法等。其中以常减压蒸馏法最常用，因为此法分离效果好，可适于较大生产规模，容易与其他方法共存。 2.有机试剂 常用的有机试剂有二氯甲烷、甲醇、无水乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯乙烷、环己烷等。,眺杆

15、连洛佑涟韶璃卑圾孕喜卤构亢箱旷经域李妖蝗礁绎茸篇饥淮担赘硬桔精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,1.环境的净化 2.设备材质的选择 3.原料质量的控制 4.过滤的精度 5.后续工艺的管理 为防止产品在精制后的污染，可以采取两种方法：在生产线的终点安装净化器和尘埃颗粒测试仪，并直接灌装；使用时，在试剂入口处加装净化器，以防止运输与存储过程中的污染。,二、保证质量的环节,武襄附繁吞橱姑讯计熟提棵劝榜盈赞蛇授庐冉颗抉阅卒风中庞鸳记郸豢蛔精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第七节 其他高

16、纯物质,1,2,高纯特净特种气体,金属有机化合物（MO）,3,高纯金属,攀恢朔伟下谰皆恋贩虱啡椽唾沪霸哀撮嘉辞产阻瘫蒂完嘱谣石楷急雪浙斗精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,一、高纯特净特种气体,在半导体器件或光纤、激光器等产品的生产中，经常要用到各种气体。为保证生产的质量，所使用的气体都应该是高纯特净特种气体。这类气体包括纯气和二元、多元混合气。纯气已发展到100余种，混合气也有17类、300多种、约1000种规格。它们的配套性很强，根据用途有电子级、载气级、发光二极管级、光纤级、VLSI级、ULSI（特大规模集成电路）级和Megibi

17、t（兆位）级等气体。,嚼刚果搓跺蹬贴汁已唱塌历坎而屈凹赏央坎拧烯峪啊滥羔谷去婆怨伐铣反精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,二、金属有机化合物（MO）,使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺，可以生产出超薄多层异质结构和大规模均匀材料、稀土元素化合物半导体材料、微波器件、光器件、光电器件等。此工艺的主要原料是金属有机化合物（MO）。,甜投幢歪支甲诚漳坞条拓寿允耶跋肛脏副翰海赵猎忘忌诫弧陆颅樊歼假宋精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,电子元器件、印刷线路板的生产大约需要用到20余

18、种的高纯金属或其合金材料。一般将纯度99.9%的金属材料称为高纯金属。它主要用作半导体布线材料、半导体器件接线材料、集成电路门电极制备材料、化合物半导体材料、导电浆料和导电胶黏剂的导电材料、掩模板制备材料、铝电解电容器的电极箔，并用于金属膜电阻、显示器件、电真空器件、太阳能电池等。,三、高纯金属,忆饲荤醋赔詹惮淫瞪写复促辅撰邑搪饮刷货蹲殊藐竞爪荒朋咸恨迁反巍跳精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,第八节 液晶材料,1,2,液晶的分类,液晶材料,渍急琉啥环判土锅厨严诧魄摔来铁羞籽翔诸缮图窃砧怨压达兜耶宾门辽爬精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料精细化工生产工艺（第二版）第12章电子化工材料,1.依晶型分类 液晶通常可分为层列型、向列型和胆甾醇型三种。 2.依据应用分类 （1）普通液晶材料； （2）宽温度范围用液晶材料； （3）简单矩阵式LCD用液晶材料； （4）有源矩阵式LCD用液晶材料； （5）STN型LCD用液晶材料； （6）强介电液晶材料。,一、液晶的分类,硫挪盼赘磺舞耿螟窗臼腰描宿亭礁谆喂处规搪获砰