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超净高纯试剂的现状和展望

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发表于 2015-11-1 00:16:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
    超净高纯试剂(国外常称为湿化学品wet chemicals 或工艺化学品process-chemicals),是集成电路(IC)和超大规模(VLSI)制作过程中关键性基础化工材料之一,主要用于芯片的精洗和腐蚀,具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短、强腐蚀性等特点。
  
    在IC和VLSI制作过程中,使用试剂的工序主要是清洗(包括干燥)、光刻、蚀刻。随着IC存储容量的逐渐增大,存储器电池的蓄电量需要尽可能地增大,因此氧化腊变得更薄。当超净高纯试剂中含有碱金属杂质(Na、Ca等)时,杂质将溶进氧化膜之中,造成耐绝缘电压下降;当重金属(Cu、Fe、Cr、Ag等)若附着在硅晶片表面上时,则会使P-N结耐电压降低。一般认为:产生IC断丝、短路等物理性故障的杂质分子大小为最小线宽的1/4;造成腐蚀或漏电等化学性故障的杂质分子或离子的大小为最小线宽的1/4;造成腐蚀或漏电等化学性故障的杂质分子或离子的大小为最小线宽的1/10。因此,超净高纯试剂的纯度和洁净度为IC的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。
  
1、超净高纯试剂的现状
  
    超净高纯试剂的分类主要有超净高纯酸类及碱类,超净高纯有机溶剂和超净高纯蚀刻剂。超净高纯试剂在半导体工业中的消耗比例大致为:NH4OH-8%、HCI3-8%、H2SO427-33%,其它酸10-20%、H2O28-22%、蚀刻剂12-20%,有机溶剂10-15%。

    我国超净高级屯试剂的研制起步于20世纪70年代中期,1980年由北京化学试剂研究所在国率先研制成功适合中小规模集成电路5 pm技术用的22种MOS级试剂。目前国内有北京化学试剂研究所(500t/a,22个品种)、苏州瑞红电子化学品公司(1000t/a,40余品种)、上海化学试剂总厂(100t/a,MOS 26种)、天津化学试剂三厂(700t/a,MOS 23种)、北京化工厂(200t/a,MOS 24种)等单位生产MOS级试剂。

    随着集成电路集成度的不断提高,对超净高纯试剂中的可溶性杂质和固体颗粒的控制越来越严,同时对生产环境、包装方式及包装材质等提出了更高的要求。为了满足我国集成电路发展的需要,我国在"六五"、"七五"、"八五"、和"十五"期间,都将超净高纯试剂的研究开发列入了国家重点科技攻关计划。近年来,北京化学试剂研究所已相继推出了BV-I级和BV-III级超净高纯试剂。其中BV-III级超净高纯试剂的各项技术指标达到国际SEMI-C7标准,适用于0.8-1.2pm工艺技术(1-4M)的加工制作,在国内处于领先地位,达到国际90年代初期水平。"八五"期间该所提供了BV-III级超净高纯试剂60吨,"九五"末形成了500t/a的中试生产规模,目前正在研究开发适用0.2-0.6pm工艺技术的BV-IV级超净高纯试剂。目前我国可供中小规模IC加工液体试剂产量在2500吨左右,其中可用于大规模IC者仅实现了中试生产,产量为500吨。据国家有关部门预测,"十五"期间,我国超净高纯试剂的市场需求将有较大幅度的增加。预计"十五"中我国微电子BV-III级(0.8-1.2pm工艺生产线用)、BV-IV级0.5pm、0.35pm、0.25pm工艺生产性用)超净高纯试剂总的需求量将达到15000-20000t/a的规模,"十五"之后将达到40000-50000t/a的规模,市场前景十分广阔。
   
2、超净高纯试剂的展望
    作为国家高技术研究发展计划(863计划)中微电子配套材料的重大专项项目,微电子化工材料专题的涵盖内容主要有三个方面:高性能光刻胶、超净高纯试剂、高性能塑封料。由此可见,国家对发展超净高纯试剂的问题十分重视。

    随着微电子技术的迅速发展,对超净高纯试剂的要求越来越高。目前国际上用0.2-0.6 pm、工艺技术的超净高纯试剂实现了规模化生产,用于0.09-0.2 pm、工艺技术的超净高纯试剂进入了批量生产,小于0.09 pm、工艺技术的超净高纯试剂正在进行规模试生产。而我国超净高纯试剂行业虽然近年来取得了突破性的发展,但在相关技术配套(如超纯水、包装容器材质、工艺设备材质)等方面和总体水平上与国仍有较大差距。为了确保我国超净高纯试剂产业能够与国际发展方向保持一致满足国内IC产业迅速发展的需要,"十五"期间,国家有关部门已计划重点进行适用于0.2-0.6pm工艺技术的超净高纯试剂的研究开发,同时进行0.09-0.2pm工艺技术的超净高纯试剂的前期研究。有理由相信,我国超净高纯试剂的前景是十分光明的,其发展亦是大有可为的。   


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