電子化學(xué)品研討會(huì)論文集

1、我國(guó)電子化學(xué)品的現(xiàn)狀與發(fā)展前景（中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)精細(xì)化工與高分子材料分會(huì) 吳堅(jiān)） 近代電子工業(yè)是與化學(xué)過(guò)程密切相關(guān)的一個(gè)行業(yè)，需用大量的專(zhuān)用化學(xué)品，因而出現(xiàn)了電子化學(xué)品行業(yè)，它亦成為電子行業(yè)日新月異發(fā)展的基礎(chǔ)支撐。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著信息技術(shù)越來(lái)越受到重視，發(fā)展速度之快超出了人們的預(yù)料。與之相配套的電子化學(xué)品世界年均增長(zhǎng)率保持在8%以上，是化工行業(yè)中發(fā)展最快的領(lǐng)域。預(yù)計(jì)2005年世界電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)300億美元。與世界水平相比，我國(guó)電子化學(xué)品還較落后，但近年來(lái)發(fā)展也較快。在目前全世界信息產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模已突破2萬(wàn)億美元的大背景下，據(jù)我國(guó)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，“十五”計(jì)劃期間我國(guó)信息產(chǎn)品

2、制造業(yè)的年均增長(zhǎng)率將超過(guò)20%，受此影響，電子化學(xué)品的年均增長(zhǎng)率也將超過(guò)20%。預(yù)計(jì)到2010年，我國(guó)的電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)200億元，將成為化工行業(yè)中發(fā)展速度最快、最具活力的行業(yè)之一。一、現(xiàn)狀 電子化學(xué)品的特點(diǎn)之一是品種繁多，較大的類(lèi)別有光刻膠、FPD專(zhuān)用化學(xué)品、印刷電路板材料、高純?cè)噭?、電子特種氣體、封裝材料等，其中光刻膠、高純?cè)噭㈦娮犹胤N氣體、封裝材料主要為IC產(chǎn)業(yè)配套，F(xiàn)PD專(zhuān)用化學(xué)品為平板顯示器配套。我國(guó)能工業(yè)化生產(chǎn)或能提供批量生產(chǎn)的品種近1000種。1 光刻膠光刻膠是指通過(guò)紫外光（UV）、電子束（EB）、準(zhǔn)分子激光束（KrF248nm和ArF193nm）、X射線(xiàn)、離子束等照射

3、或輻射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料，經(jīng)曝光和顯影而使溶解度增加的是正型光刻膠，溶解度減小的是負(fù)型光刻膠。按曝光光源和輻射源的不同，又分為紫外光刻膠（包括紫外正型光刻膠、紫外負(fù)型光刻膠）、深紫外光刻膠、電子束膠、X射線(xiàn)膠和離子束膠等。光刻技術(shù)是IC工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力，光刻過(guò)程是一個(gè)圖形轉(zhuǎn)移的工藝加工過(guò)程，光刻膠是該過(guò)程中的唯一介質(zhì)。通過(guò)電子束光刻膠，可將集成電路設(shè)計(jì)出的圖形通過(guò)電子束直寫(xiě)技術(shù)制成掩模版，然后再根據(jù)圖形的線(xiàn)寬采用相應(yīng)的光刻技術(shù)與配套的光刻膠將掩模版圖形轉(zhuǎn)移到基片（如硅片）上。一般情況下，在圖形轉(zhuǎn)移工藝過(guò)程中，要對(duì)基片進(jìn)行10多次曝光光刻才能形成最終的圖形。由于每次光刻的對(duì)象不同

4、，要求的線(xiàn)寬不同，故所需的光刻膠也各不相同。目前集成電路制造工藝中采用的主流技術(shù)是紫外線(xiàn)和深紫外線(xiàn)（即g線(xiàn)、i線(xiàn)、248 nm）為光源的光刻技術(shù)。隨著集成電路線(xiàn)寬不斷縮小，光刻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為：g線(xiàn)（436 nm）i線(xiàn)（365 nm）248 nm193 nmEUV（157 nm），與之對(duì)應(yīng)的是各類(lèi)光刻膠的不斷開(kāi)發(fā)研制、生產(chǎn)。近年來(lái)，國(guó)外248 nm光刻膠已進(jìn)入生產(chǎn)階段，實(shí)用線(xiàn)寬0.25，用于256MDRAM的生產(chǎn)，193nm 光刻膠成膜樹(shù)脂的研究進(jìn)入實(shí)用階段，193 nm單層光刻膠分辨率可達(dá)0.15左右,可以滿(mǎn)足1G隨機(jī)存儲(chǔ)器的要求,并已有成熟的產(chǎn)品在4G集成電路制作中使用；157nm光刻膠是

5、近年光刻膠研究的熱點(diǎn)，有可能在納米級(jí)集成電路中應(yīng)用，是未來(lái)光刻膠發(fā)展的新一代產(chǎn)品。此外，電子束膠極有可能在集成電路線(xiàn)寬降至納米級(jí)時(shí)在規(guī)模生產(chǎn)中投入使用，目前國(guó)外電子束膠的研究水平已經(jīng)達(dá)到了0.07 的水平，其0.1技術(shù)電子束膠已批量生產(chǎn)。國(guó)際著名光刻膠生產(chǎn)公司序號(hào)公司名稱(chēng)2002年世界市場(chǎng)份額1東京日化（日本）27.02合成橡膠（日本）16.03Sumitomo（日本）9.84Shipley（美國(guó)）21.05Arch（美國(guó)）9.66Clariant（歐洲）7.0合計(jì)90.4目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用的光刻膠品種主要有5類(lèi)，生產(chǎn)現(xiàn)狀是：環(huán)化橡膠型紫外負(fù)型光刻膠和普通g線(xiàn)光刻膠已具備生產(chǎn)能力約100t/

6、a，生產(chǎn)單位有蘇州瑞紅電子化學(xué)品公司、北京化學(xué)試劑研究所，無(wú)錫市化工研究設(shè)計(jì)院有限公司能少量提供電子束光刻膠及其它一些特種光刻膠，其它光刻膠產(chǎn)品全部依賴(lài)進(jìn)口。我國(guó)光刻膠使用品種體系序號(hào)光刻膠體系主要成分主要用途1環(huán)化橡膠型紫外負(fù)型光刻膠成膜樹(shù)脂：聚異戊二烯環(huán)化產(chǎn)物感光劑：雙疊氮化合物半導(dǎo)體分離器件、2以上集成電路的制作2g線(xiàn)正型光刻膠成膜樹(shù)脂：線(xiàn)性甲酚醛樹(shù)脂感光劑：多羥基化合物和重氮萘醌磺酸酯0.61.2集成電路制作3i線(xiàn)正型光刻膠成膜樹(shù)脂：改性線(xiàn)性酚醛樹(shù)脂感光劑：多羥基化合物和重氮萘醌磺酸酯0.350.5集成電路制作4248 nm光刻膠成膜樹(shù)脂：改性聚對(duì)羥基苯乙烯等感光劑：鎓鹽光致酸產(chǎn)生劑等

7、0.250.13集成電路制作5193nm 光刻膠成膜樹(shù)脂：聚脂環(huán)丙烯酸酯等感光劑：光致酸產(chǎn)生劑0.10.06集成電路制作6電子束光刻膠成膜樹(shù)脂：多元共聚物感光劑：光致酸產(chǎn)生劑等電子束直寫(xiě)制作掩模版 “十五”期間，科技部在國(guó)家高新技術(shù)計(jì)劃（即“863”計(jì)劃）中對(duì)193nm光刻膠、電子束化學(xué)增幅抗蝕劑（即電子束化學(xué)增幅光刻膠）的研究作了安排，北京化學(xué)試劑研究所和無(wú)錫市化工研究設(shè)計(jì)院有限公司通過(guò)對(duì)主體樹(shù)脂、光致產(chǎn)酸劑（PAG）以及配方等的研究，做出合格的樣品。其中193nm光刻膠的檢測(cè)結(jié)果為：最佳分辨率0.1µm，靈敏度30mJ/cm2；電子束化學(xué)增幅抗蝕劑的測(cè)試結(jié)果為：分辨率0.15&#

8、181;m，靈敏度510µC/cm2。2 FPD專(zhuān)用化學(xué)品平板顯示器（Flat Panel Display，F(xiàn)PD）是具有廣闊前景的顯示技術(shù)，它融合了微電子技術(shù)、液晶顯示技術(shù)等。FPD主要包括液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）、等離子體顯示器（Plasma Display Panel，PDP）等，主要用于筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)和大屏幕彩電、移動(dòng)通信、數(shù)碼攝像機(jī)等終端產(chǎn)品。根據(jù)FPD的類(lèi)型，其專(zhuān)用化學(xué)品的品種目前主要有：LCD材料（ITO導(dǎo)電玻璃、液晶、彩色濾光片、光源模塊、偏光片、光刻膠、導(dǎo)電膠及粘合劑和清洗劑等）、PDP配套系列光刻漿料（光刻導(dǎo)電銀漿

9、、障壁光刻漿料、光刻介質(zhì)漿料、三基色熒光粉光刻漿料和黑矩陣形成光刻漿料等）。 LCD材料LCD具有低電壓、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，適用于便攜式顯示，因此，LCD的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有顯示應(yīng)用領(lǐng)域。LCD產(chǎn)品目前有3大類(lèi)：TNLCD（扭曲向列LCD）、STNLCD（超扭曲向列LCD）、TFTLCD（薄膜晶體管LCD）。其中TFTLCD（Thin Film TransistorLiquid Crystal Display，TFTLCD）由于其性能優(yōu)良及生產(chǎn)工藝技術(shù)在上世紀(jì)末得到突破及成熟，使其占LCD產(chǎn)品市場(chǎng)的90%以上。我國(guó)液晶顯示器行業(yè)起步于上世紀(jì)70年代，1999年以后發(fā)展加快，尤其是2001年以來(lái)世界

10、著名的大公司紛紛涌入我國(guó)，或獨(dú)資或與我國(guó)企業(yè)合資建立生產(chǎn)基地，生產(chǎn)能力快速增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。目前我國(guó)有LCD生產(chǎn)企業(yè)60家，產(chǎn)量占世界LCD總產(chǎn)量的25%。近年來(lái)，我國(guó)已掀起一個(gè)發(fā)展第五代TFTLCD的熱潮，吉林彩晶電子股份有限公司、南京新華日液晶顯示有限公司均已成功建成TFTLCD（薄膜晶體管LCD）生產(chǎn)線(xiàn)，上海廣電集團(tuán)、北京京東方集團(tuán)、深圳天馬微電子公司、普天集團(tuán)公司、TCL公司等也擬引進(jìn)或合作生產(chǎn)第五代TFTLCD產(chǎn)品。目前，我國(guó)已成為世界液晶顯示需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家。LCD材料主要有ITO導(dǎo)電玻璃、液晶、彩色濾光片（CF）、光源模塊、偏光片、光刻膠、導(dǎo)電膠及粘合劑和清洗劑等。200

11、3年，世界TFTLCD用液晶材料的產(chǎn)值達(dá)到約20億美元，需求量為250噸左右； TFTLCD用基片玻璃市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)3000萬(wàn)，屬于高檔硼酸玻璃，與一般TN、STN所用鈉玻璃不同，主要制造商為日本電氣硝子（NEC）、旭硝子、美國(guó)康寧公司等；偏光片市場(chǎng)至今為止幾乎由日本4家公司壟斷，產(chǎn)量約為840萬(wàn)。TFTLCD材料成本構(gòu)成材料所占比例其它部分所占比例彩色濾光片17設(shè)備折舊13偏光片8人工費(fèi)用6液晶3廠房折舊5玻璃基片3權(quán)利金4背光模組11維修費(fèi)用2驅(qū)動(dòng)IC13其它材料、耗材15總計(jì)70總計(jì)302002年，我國(guó)石家莊實(shí)克力、清華亞王等四家液晶材料制造商共出售26.5噸液晶（含單體和混合晶體），銷(xiāo)售

12、額1.77億元，同比增長(zhǎng)分別為39.6%和18.07%。目前我國(guó)液晶材料還只有中低檔的TN、STN型，高檔TFT型材料還停留在實(shí)驗(yàn)室。目前，國(guó)內(nèi)有ITO導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)線(xiàn)約40條，主要廠商有蘇州板硝子、深圳南玻、深圳萊寶等，年產(chǎn)能力超過(guò)500萬(wàn)片（以14×14為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算），在低、中檔（TN、STN）方面生產(chǎn)數(shù)量位居世界第一，已成為世界上ITO導(dǎo)電玻璃的主要生產(chǎn)國(guó)。但國(guó)內(nèi)目前還不能生產(chǎn)顯示器件用基片玻璃。我國(guó)光源模塊的生產(chǎn)企業(yè)主要為外資企業(yè)，如臺(tái)灣中強(qiáng)光電、冠鑫在蘇州設(shè)立的背光模廠，臺(tái)灣中強(qiáng)光電、輔祥、科橋在吳江設(shè)立的背光模廠，臺(tái)灣大億在無(wú)錫設(shè)立的背光模廠等，預(yù)計(jì)2004年我國(guó)背光模組工廠

13、月產(chǎn)能大約在250萬(wàn)片。國(guó)內(nèi)偏光片制造商主要是無(wú)錫阿爾梅感光化學(xué)公司和日本電工、力特在蘇州設(shè)的偏光板廠，其中無(wú)錫阿爾梅感光化學(xué)公司生產(chǎn)的偏光片基廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電子液晶顯示屏的制造，型號(hào)有P80、P70，除供國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，還出口日本等國(guó)。此外，北京化學(xué)試劑所的BP218系列正型光刻膠適用于TN/STN LCD的單色濾光片光刻制作，有3種不同粘度的產(chǎn)品，可滿(mǎn)足不同產(chǎn)品工藝和膜厚的需要；中日合資蘇州瑞紅電子化學(xué)品有限公司生產(chǎn)的LCD用正性光刻膠，已形成電子級(jí)產(chǎn)品的工業(yè)化規(guī)模，可滿(mǎn)足TN、STN、TFT的單色濾光片使用要求，在國(guó)內(nèi)LCD光刻膠市場(chǎng)的占有率已達(dá)50%以上。 PDP配套化學(xué)品等離子顯示器PD

14、P(Plasma display panel)是利用惰性氣體電子放電，產(chǎn)生紫外線(xiàn)激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉發(fā)光而呈現(xiàn)彩色畫(huà)面的平板顯示技術(shù)，是一種主動(dòng)發(fā)光型顯示器件，具有超薄、重量遠(yuǎn)輕于大尺寸CRT電視、高分辨率、抗磁場(chǎng)影響、寬視角等特點(diǎn)，被視為未來(lái)進(jìn)入家庭的大尺寸電視的主流。我國(guó)PDP產(chǎn)業(yè)目前主要有彩虹集團(tuán)公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)第55研究所建成的42英寸PDP屏研制線(xiàn)，東南大學(xué)蔭罩式PDP屏研究成果，上海松下公司年產(chǎn)24萬(wàn)塊PDP屏及模塊生產(chǎn)線(xiàn)，韓國(guó)LGPhilips公司在南京建立的PDP模塊生產(chǎn)線(xiàn)，華映光電公司在福州馬尾開(kāi)發(fā)區(qū)建成的PDP屏生產(chǎn)線(xiàn)等。 制作高亮度、大屏幕的彩色PDP主要涉及

15、電極、障壁和熒光粉點(diǎn)陣圖形等的微細(xì)化和高密度化，而制作電極、障壁和熒光粉點(diǎn)陣的關(guān)鍵化學(xué)材料（即彩色PDP配套化學(xué)品）是彩色PDP配套系列光刻漿料，如光刻導(dǎo)電銀漿、黑矩陣形成光刻漿料、三基色熒光粉光刻漿料、障壁光刻漿料和光刻介質(zhì)漿料等。在彩色PDP配套化學(xué)品的研發(fā)方面，無(wú)錫市化工研究設(shè)計(jì)院有限公司開(kāi)展了多方面的工作。自1996年以來(lái)，無(wú)錫市化工研究設(shè)計(jì)院已先后完成了“三基色熒光粉光刻漿料”、“光刻導(dǎo)電銀漿”、“耐噴砂抗蝕劑（即障壁光刻漿料）”的部級(jí)鑒定，目前，“黑矩陣形成光刻漿料”亦在研制過(guò)程中，但有關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在還屬空白。3 印刷電路板材料印刷電路板（PCB）是電子元件工業(yè)中的最大產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)

16、值和銷(xiāo)售額均占世界電子元件總產(chǎn)值和總銷(xiāo)售額的16%。近年來(lái)，我國(guó)PCB工業(yè)發(fā)展速度穩(wěn)定增長(zhǎng)，產(chǎn)值產(chǎn)量已占世界第3位，年遞增率達(dá)18%；雖然2001年我國(guó)PCB總體下滑近30%，但當(dāng)年出口額同比增長(zhǎng)7.45%。我國(guó)PCB行業(yè)已從生產(chǎn)銷(xiāo)售單面板為主轉(zhuǎn)變到以雙面板、多層板為主，但仍處于來(lái)料加工水平。我國(guó)現(xiàn)有多層板生產(chǎn)企業(yè)52家，雙面板生產(chǎn)企業(yè)25家，單面板生產(chǎn)企業(yè)10家，柔性板生產(chǎn)企業(yè)13家，環(huán)繞PCB的生產(chǎn)企業(yè)全國(guó)現(xiàn)有約1000家，包括PCB產(chǎn)品制造、物料供應(yīng)、設(shè)備供應(yīng)、輔助服務(wù)、裝配和P貿(mào)易服務(wù)企業(yè)等。PCB配套用電子化學(xué)品主要分為以下四類(lèi)：基板材料。包括基體樹(shù)脂和增強(qiáng)材料。基體樹(shù)脂主要是酚醛樹(shù)

17、脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和聚酰亞胺樹(shù)脂，以及新嶄露頭角的BT樹(shù)脂等。常用高性能PCB基材的性能比較項(xiàng)目FR4FR5改性環(huán)氧樹(shù)脂BT2600聚丁二烯表面電阻（）4×101410152×10126×10141015絕緣電阻（）3×10145×10142×10143×10145×1014介電常數(shù)（1MHz）4.324.84.64.243.4介質(zhì)損耗（1MHz）0.0190.0170.0200.010.005玻璃化溫度（）140177160180注： BT2600為BT樹(shù)脂的商品名?；w樹(shù)脂中酚醛樹(shù)脂目前我國(guó)年產(chǎn)量為5000

18、t左右；用量最大的是環(huán)氧樹(shù)脂，我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)較多，其中生產(chǎn)能力超過(guò)1萬(wàn)t/a的有3家，目前總生產(chǎn)能力為5萬(wàn)t/a左右，只能部分滿(mǎn)足基板生產(chǎn)的需求，大部分仍需進(jìn)口。增強(qiáng)材料中，用量最大的是電子級(jí)玻璃纖維布，目前我國(guó)已有10家企業(yè)建立了無(wú)堿池窯生產(chǎn)線(xiàn)，代表產(chǎn)品是7628布。線(xiàn)路成像用光致抗蝕劑和網(wǎng)印油墨。光致抗蝕劑是制造PCB電路圖形的關(guān)鍵材料，主要有液態(tài)光致抗蝕劑和干膜抗蝕劑兩大類(lèi)，其中干膜抗蝕劑用量占90%以上。我國(guó)主要有無(wú)錫阿爾梅感光化學(xué)公司等7家干膜生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)的水溶性光致抗蝕干膜年產(chǎn)量很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)PCB制造需求，大部分依靠進(jìn)口；液態(tài)抗蝕劑有自然干燥型、加熱固化型、UV（紫外光）

19、固化型和感光成像型4種類(lèi)型。前3種抗蝕劑主要適用于線(xiàn)寬200µm以上的單面PCB生產(chǎn)，后一種適用于制作精細(xì)、高密度雙面和多層PCB。我國(guó)現(xiàn)有7、8家抗蝕劑生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)量約1500t，但不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)PCB制造需求。目前國(guó)產(chǎn)網(wǎng)印油墨只能滿(mǎn)足中、低檔產(chǎn)品需求，高檔產(chǎn)品用液態(tài)感光成像阻焊劑等大部分需要進(jìn)口。我國(guó)各種阻焊劑的年用量約1500t，其中感光成像阻焊劑需求增長(zhǎng)最快。電鍍用化學(xué)品。除主要用于鍍銅工藝外，在鍍鎳、錫、金及其他貴金屬的電鍍工藝中也使用。常用的電鍍化學(xué)品有Na2S2O2、Na2SO4、NaOH、H2SO4、CuSO4、HNO3和HCl等，這些產(chǎn)品國(guó)內(nèi)均能供應(yīng)，有些特殊性能要

20、求的電鍍添加劑需進(jìn)口。用于顯影、蝕劑、黑化、除膠、清洗和保護(hù)助焊等工藝的其他化學(xué)品，如保護(hù)涂料、消泡劑、粘合劑和助焊劑等。目前我國(guó)有幾家公司和科研單位生產(chǎn)這些產(chǎn)品。2001年我國(guó)電鍍、顯影和蝕刻等用化學(xué)品的市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò)1.5億元，而且目前需求增長(zhǎng)很快。4 高純?cè)噭└呒冊(cè)噭┮喾Q(chēng)濕法化學(xué)品（Wet Chemicals）或工藝化學(xué)品（Process Chemicals），是半導(dǎo)體制作過(guò)程中的關(guān)鍵性化工材料，主要用于芯片的濕法清洗、蝕刻及硅圓片（晶片）的清洗，其純度和潔凈度對(duì)微電子（IC）產(chǎn)品的成品率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響。常用高純?cè)噭┑挠猛酒访?途硫酸在集成電路制作過(guò)程中應(yīng)用最多。

21、殘留在基片及相關(guān)設(shè)備上的有機(jī)污染物會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)產(chǎn)生不良的影響，硫酸結(jié)合過(guò)氧化氫或臭氧可用于在沉積金屬前去除基片表面上的有機(jī)污染物過(guò)氧化氫是清洗過(guò)程中應(yīng)用最廣泛的強(qiáng)氧化劑，與硫酸共同使用可去除基片上的光刻膠或在擴(kuò)散前去除基片上的有機(jī)污染物鹽酸在集成電路制作過(guò)程中，基片表面的金屬雜質(zhì)可能會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入基片，導(dǎo)致器件性能下降、成品率降低。鹽酸能和大多數(shù)金屬反應(yīng)形成水溶性鹽，然后被水清洗去除，故使用高純鹽酸進(jìn)行清洗可有效降低金屬雜質(zhì)異丙醇大量用于基片的清洗、干燥和生產(chǎn)設(shè)備的清洗氟化銨緩蝕劑主要用于蝕刻基片，可以在不損傷底層的前提下，有選擇性地均勻減薄基片和去除氧化層過(guò)氧化銨在半導(dǎo)體制作過(guò)程中已使用了30多

22、年，用于減少污染物，降低缺陷密度氫氟酸是半導(dǎo)體制作過(guò)程中應(yīng)用最多的工藝化學(xué)品之一，可以去除大多數(shù)氧化物常用的高純?cè)噭┢贩N主要有：硫酸、過(guò)氧化氫、鹽酸、氫氟酸、硝酸、氨水、氟化銨緩蝕溶液、異丙醇等。高純?cè)噭┑膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有SEMI標(biāo)準(zhǔn)。高純?cè)噭㏒EMI標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)SEMI標(biāo)準(zhǔn)工藝圖形線(xiàn)寬單項(xiàng)金屬雜質(zhì)GradeTier4C0.090.20µm0.1 ppb3B0.200.80µm1 ppb2A0.801.20µm10 ppbVLSI/0.801.20µm大多數(shù)元素50 ppb（根據(jù)需要）1/1.20µm20010 ppb目前國(guó)際上從事超凈高純?cè)噭┭邪l(fā)與

23、生產(chǎn)的主要有德國(guó)E.Merck及E.MerckKanto公司（占全球市場(chǎng)份額的36.4%）、美國(guó)的Ashland公司（占全球市場(chǎng)份額的25.7%）、Arch公司（占全球市場(chǎng)份額的9.5%）、Mallinckradt Baker公司（占全球市場(chǎng)份額的4.4%）、日本的Wako（占全球市場(chǎng)份額的10.1%）、Sumitomo（占全球市場(chǎng)份額的7.1%），另外還有日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等地的生產(chǎn)商，2003年全球市場(chǎng)規(guī)模約6.7億美元。在技術(shù)方面已在規(guī)模化生產(chǎn)0.20.8µm用超凈高純?cè)噭?，其中過(guò)氧化氫、硫酸、異丙醇等主要品種生產(chǎn)規(guī)模為500010000a/t，0.090.2µm用超凈

24、高純?cè)噭┮惨淹瓿闪藢?shí)驗(yàn)室的工藝研究并開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)。我國(guó)高純?cè)噭┭兄破鸩接谄呤甏衅冢?980年北京化學(xué)試劑所在國(guó)內(nèi)率先研制成功適合中小規(guī)模集成電路5技術(shù)用的22種MOS級(jí)試劑。目前國(guó)內(nèi)有北京化學(xué)試劑所、原上?；瘜W(xué)試劑總廠、天津風(fēng)船化學(xué)科技有限公司、江陰化學(xué)試劑廠等單位生產(chǎn)高純?cè)噭?，產(chǎn)品相當(dāng)于SEMI標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)水平。隨著集成電路集成度的不斷提高，對(duì)超凈高純?cè)噭┲械目扇苄噪s質(zhì)和固體顆粒的控制越來(lái)越嚴(yán)，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、包裝方式及包裝材質(zhì)等提出了更高的要求，為此北京化學(xué)試劑所通過(guò)“六五”、“七五”和“八五”的連續(xù)科技攻關(guān)，相繼研制成功BVI級(jí)、BVII級(jí)和BVIII級(jí)超凈高純?cè)噭渲蠦VIII級(jí)超凈

25、高純?cè)噭┻_(dá)到國(guó)際SEMIC7標(biāo)準(zhǔn)的水平，適用于0.81.2µm工藝技術(shù)（14M IC），并在“九五”計(jì)劃末期形成了500t/a的中試規(guī)模。“十五”計(jì)劃期間，我國(guó)科技部在國(guó)家高新技術(shù)計(jì)劃（即“863”計(jì)劃）中對(duì)超凈高純?cè)噭┑难芯孔髁税才?，主要品種有：硫酸、過(guò)氧化氫、氫氟酸、鹽酸和異丙醇；主要技術(shù)指標(biāo)是：顆粒控制，粒徑0.2µm的顆?？刂茷?5個(gè)/ml；雜質(zhì)控制項(xiàng)目，每個(gè)品種的雜質(zhì)分析控制項(xiàng)目在30項(xiàng)以上，其中，金屬雜質(zhì)含量0.1×109，陰離子雜質(zhì)含量100×109。 5 電子特種氣體 電子特種氣體不但用于半導(dǎo)體工業(yè)，還用于LCD分立器件、非晶硅太陽(yáng)能電池

26、和光導(dǎo)纖維的制造。目前，世界半導(dǎo)體制造業(yè)正向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，其中中國(guó)是最主要的市場(chǎng)。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部預(yù)測(cè)，未來(lái)5年中國(guó)將建25個(gè)生產(chǎn)廠。預(yù)計(jì)到2007年，中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)和纖維光學(xué)業(yè)的迅速發(fā)展，使氣體在晶片制造領(lǐng)域的潛在市場(chǎng)將達(dá)到2.5億美元，在未來(lái)5年內(nèi)，市場(chǎng)總資金銷(xiāo)售將達(dá)到4.5億美元。我國(guó)特種氣體生產(chǎn)企業(yè)主要是中外合資企業(yè)。英國(guó)BOC公司是第一家進(jìn)入中國(guó)的外國(guó)氣體公司，與上海吳淞化工廠合資建立的上海比歐西氣體公司（SBOC），與天津華北氧氣廠合資建立的天津伯克氣體公司，在張家港建立的BOC氣體設(shè)備公司等。法國(guó)液化空氣公司在我國(guó)興建了3家特種氣體合資企業(yè)，并在近期獲得了一項(xiàng)合同，向中國(guó)半導(dǎo)體制造商A

27、SMC公司在上海的一個(gè)新廠供應(yīng)超純氣體和其它電子特種氣體。美國(guó)空氣產(chǎn)品日前在北方的摩托羅拉有供氣設(shè)備，在上海地區(qū)又代理了新的氮設(shè)備和管線(xiàn)，贏得上海GSM C8 inch芯片用特氣供應(yīng)合同，2001年南方AP（廣州）有限公司公司在廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)興建了特種氣體合資企業(yè)。日本氧氣公司最近成立了上海日酸氣體公司，作為在中國(guó)大陸的生產(chǎn)基地，上海日酸是日本氧氣公司繼成立大連日酸氣體公司和日酸貿(mào)易（上海）公司之后的第三個(gè)氣體生產(chǎn)中心，新公司將用管道向臨近生產(chǎn)大規(guī)模LCD板的中日合資企業(yè)輸送氮?dú)?，并將向上海地區(qū)用戶(hù)供應(yīng)液態(tài)工業(yè)氣體。日本巖谷產(chǎn)業(yè)、美國(guó)普萊克斯（Praxair）德國(guó)林德公司也都在我國(guó)興建了合

28、資企業(yè)。我國(guó)特種氣體企業(yè)發(fā)展也較快。原化工部光明化工研究設(shè)計(jì)院、四川中核紅華特種氣體股份有限公司就是其中最具實(shí)力的企業(yè)，僅氟化物特種氣體的產(chǎn)量在2003年已達(dá)4000t以上，發(fā)展速度十分驚人。電子氣體的另一個(gè)分支是MO源材料（高純金屬有機(jī)化合物），是生產(chǎn)化合物半導(dǎo)體材料的支撐材料，在光電子技術(shù)中起著重要作用。世界上最大的MO源材料生產(chǎn)企業(yè)是美國(guó)Alfa公司，有包括Al、Sb、 Cd、Ga、In、Te、Zn、Be、Bi、B、Fe、Mg、P、Hg、Se、Si、Sn、Ta、Ti和W等25種元素67個(gè)品種的MO源材料。我國(guó)MO源材料研制開(kāi)發(fā)單位主要有南京大學(xué)“國(guó)家863計(jì)劃新材料MO源研究開(kāi)發(fā)中心”和

29、原化工部光明化工研究設(shè)計(jì)院。目前，南京大學(xué)MO源研究開(kāi)發(fā)中心已研制出近20個(gè)MO源品種，主要產(chǎn)品純度達(dá)99.99%，其中12個(gè)品種通過(guò)國(guó)家科技部組織的技術(shù)鑒定，處于國(guó)際先進(jìn)水平。南京大學(xué)已與蘇州工業(yè)園區(qū)投資公司等于2000年底簽訂協(xié)議，成立股份制企業(yè)，在蘇州工業(yè)園區(qū)創(chuàng)建產(chǎn)業(yè)化基地。光明化工研究所已研制成功MO源封裝瓶，質(zhì)量接近于美國(guó)Alfa公司的產(chǎn)品水平，用于出口MO源的封裝。6 封裝材料封裝技術(shù)是把集成電路（IC）封裝、密封在一個(gè)外殼內(nèi)，使其能在所要求的環(huán)境和工作條件下，穩(wěn)定可靠地工作。隨著IC芯片向高集成化、布線(xiàn)細(xì)微化、芯片大型化、薄型化方向的發(fā)展，IC電路封裝技術(shù)已由表面貼裝技術(shù)逐漸取代

30、了雙列直插技術(shù)；器件的封裝形式隨之由雙列引線(xiàn)封裝（DIP，dualinline package）向J型引線(xiàn)（SOJ，small outline Jleaded package）、小外形封裝（SOP，small outline package）和四邊引線(xiàn)扁平封裝（QFP，quad flat package）方向發(fā)展。目前QFP/TQFP和球柵陣列塑料（PBGA，plastic ball grid array）逐漸成為主流產(chǎn)品；同時(shí)，芯片尺寸級(jí)封裝（CSP，chip scale package）裸芯片封裝（bare chip assembly）技術(shù)的發(fā)展迅猛。目前，世界電子封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速，

31、預(yù)計(jì)到2005年，世界電子封裝市場(chǎng)將從1998年的1090億美元上升到1500億美元。與之相比，我國(guó)電子封裝產(chǎn)業(yè)還相對(duì)較弱。2000年我國(guó)IC封裝產(chǎn)業(yè)的銷(xiāo)售收入超過(guò)130億元，全年封裝IC近45億塊。但我國(guó)的IC封裝產(chǎn)業(yè)以委托加工為主，近年進(jìn)料加工貿(mào)易出口金額127.7億美元，占出口總金額的71.9%；來(lái)料加工裝配貿(mào)易32.2億美元，約占18.1%。由于我國(guó)電子封裝產(chǎn)業(yè)以來(lái)料加工為主，只占IC封裝產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額的14%左右，且以穿孔（through hole）封裝IC為主，而穿孔封裝IC的市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將從2000年的15%下降到2005年的7%。 2000年我國(guó)主要IC封裝企業(yè)情況企業(yè)名稱(chēng)產(chǎn)量（

32、萬(wàn)塊）銷(xiāo)售額（萬(wàn)元）天津摩托羅拉公司23379187134北京三菱四通公司12236110969南通富士通公司5020468148江蘇長(zhǎng)電科技公司5069741025深圳賽意法公司8064135723無(wú)錫華芝公司342826639上海松下公司567321252上海阿法泰克4843620264甘肅永紅公司1709610493無(wú)錫華晶封裝總廠167008500 用環(huán)氧塑封料封裝超大規(guī)模集成電路（VLSI）在國(guó)內(nèi)外成為主流，目前95%以上的微電子器件都是塑封器件。環(huán)氧塑封料是由環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂等與填料（SiO 2）組成的，但基礎(chǔ)樹(shù)脂由單一的鄰甲酚線(xiàn)型酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂逐步受到二苯基型環(huán)氧、

33、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧、萘環(huán)型環(huán)氧等新型環(huán)氧樹(shù)脂的挑戰(zhàn)。世界上環(huán)氧塑封料生產(chǎn)企業(yè)都集中在日本、美國(guó)、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省等國(guó)家和地區(qū)，2003年，全世界年產(chǎn)銷(xiāo)售額達(dá)12.5億美元，需求量1213萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2005年全球銷(xiāo)售額將達(dá)1516億美元，需求量1617萬(wàn)號(hào)，主流產(chǎn)品為適合于0.350.18µm用IC的材料，研制水平達(dá)0.100.09µm，主要用于QFP/TQFP、PBGA、UBGA以及CSP等封裝。我國(guó)環(huán)氧塑封料起步較晚，目前生產(chǎn)能力約1.3萬(wàn)t/a左右，生產(chǎn)水平從53µm到1.20.8µm , 實(shí)驗(yàn)室研制水平達(dá)到0.50.35µm。連云港中電華威

34、公司是我國(guó)塑封料生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)，目前生產(chǎn)能力達(dá)到1.2萬(wàn)t/a，產(chǎn)品型號(hào)有EL4000、EL6000等。北京科化新材料科技有限公司塑封料的生產(chǎn)能力為500t/a，產(chǎn)品型號(hào)有KH407、KH850、KH950等。除環(huán)氧模塑料外，聚酰亞胺模塑料近年來(lái)得到了人們的青睞。聚酰亞胺專(zhuān)用樹(shù)脂主要用于0.180.25µm芯片表面的鈍化、高密度封裝器件的應(yīng)力緩沖內(nèi)涂層，多層金屬互連結(jié)構(gòu)和MCM的層間介電絕緣材料等，已經(jīng)成為當(dāng)今微電子技術(shù)中的關(guān)鍵材料之一。聚酰亞胺薄膜材料具有優(yōu)良的力學(xué)機(jī)械性能，耐高溫濕熱性能好；制圖工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好及性能穩(wěn)定。固化后所得聚酰亞胺薄膜的介電常數(shù)低、介電損耗小，力學(xué)

35、機(jī)械性能優(yōu)良。因此，廣泛地應(yīng)用于高密度電子封裝和半導(dǎo)體制造。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所不斷對(duì)聚酰亞胺樹(shù)樹(shù)脂進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，已成為我國(guó)電子封裝料的主要研究單位。二、發(fā)展前景2000年2004年，中國(guó)IC領(lǐng)域投資額相當(dāng)于過(guò)去10年投資總額的4倍多，達(dá)到110億美元，年增長(zhǎng)率達(dá)到45%，為全球同期最高；2004年我國(guó)IC產(chǎn)量達(dá)219億元，銷(xiāo)售額為545.3億元，與2003年相比分別增長(zhǎng)了63.7%和55.2%；近年來(lái)，我國(guó)IC制造水平得到明顯提升，目前已有9條8英寸、1條12英寸集成電路生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，總投片量30萬(wàn)片/月，占行業(yè)總投片量的50%，成為IC芯片制造業(yè)的主要力量；8英寸IC芯片加工技術(shù)已達(dá)0.250.

36、18µm，12英寸生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)達(dá)到0.13µm，進(jìn)入世界先進(jìn)水平行列。據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年，中國(guó)IC需求達(dá)700億塊約3300億元，2010年需求將達(dá)1500億塊約9000億元。而在FPD市場(chǎng)方面，根據(jù)MERCK公司的估計(jì)，2005年LCD占FPD市場(chǎng)82.6%，達(dá)到449億美元，其中TFTLCD 占LCD市場(chǎng)84.4%，達(dá)到379億美元；資料分析，我國(guó)到2010年TNLCD產(chǎn)量約600萬(wàn)，黑白STNLCD產(chǎn)量約70萬(wàn)，彩色STNLCD產(chǎn)量約60萬(wàn)，TFTLCD產(chǎn)能將超過(guò)800萬(wàn)。電子工業(yè)的快速發(fā)展，為電子化學(xué)品提供了發(fā)展的舞臺(tái)，也對(duì)電子化學(xué)品的品質(zhì)與性能提出了更高的要求。

37、據(jù)Fredonia統(tǒng)計(jì)，2002年世界電子化學(xué)品（硅晶片除外）市場(chǎng)總值為120億美元，前10家大型公司占50%市場(chǎng)份額。在10家大公司中日本公司占4家，住友化學(xué)的銷(xiāo)售額位居榜首，主要產(chǎn)品是光刻膠。亞洲電子化學(xué)品市場(chǎng)正在迅速發(fā)展，2002年占世界電子化學(xué)品市場(chǎng)份額的50%。專(zhuān)家認(rèn)為，我國(guó)將成為電子化學(xué)品潛在的大市場(chǎng)。我國(guó)IC生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)光刻膠和高純?cè)噭┑男枨罅可a(chǎn)線(xiàn)高純?cè)噭┕饪棠z級(jí)別用量（千升）類(lèi)別用量（升）12英寸生產(chǎn)0.1 ppb4000193nm14000在建0.1 ppb/193nm/籌建0.1 ppb/193nm/8英寸生產(chǎn)0.1 ppb4410248nm360001 ppb8820i線(xiàn)1

38、1000在建1 ppb13950248nm49600籌建1 ppb25200248nm896006英寸生產(chǎn)1 ppb9625i線(xiàn)20000g線(xiàn)13700在建1 ppb7500i線(xiàn)26500籌建1 ppb4100i線(xiàn)145005英寸生產(chǎn)1 ppb1765g線(xiàn)990010 ppb1000在建1 ppb1400i線(xiàn)2500g線(xiàn)25004英寸生產(chǎn)10 ppb3750g線(xiàn)15000我國(guó)光刻膠和高純?cè)噭?004年用量、2005年與2010年預(yù)測(cè)用量高純?cè)噭┯昧浚╰）光刻膠用量（t）2004年2005年2010年2004年2005年2010年0.1 ppb110001100035000193nm141450

39、1 ppb265005700096000248nm3682.520010 ppb6000700010000i線(xiàn)508011050 ppb300035005000g線(xiàn)15017020010200 ppb200030005000紫外負(fù)膠100100120合計(jì)4850081500151000合計(jì)350446.56802010年中國(guó)LCD材料需求量預(yù)測(cè)TFTTN黑白STN彩色STNLCD產(chǎn)能（萬(wàn)）8006007060液晶材料（t）504254彩色濾光片（萬(wàn)）8000060偏光片（萬(wàn)）20001400160140玻璃基片（萬(wàn)）160001200140120ITO玻璃（萬(wàn)）01200140602005年我

40、國(guó)電子化學(xué)品市場(chǎng)預(yù)測(cè) 材料名稱(chēng)主要技術(shù)要求用途需求量（t）光刻膠用于集成電路、半導(dǎo)體器件LCD等446.5高純?cè)噭㏒EMI級(jí)用于集成電路、和硅片制造81500高純電子氣體SiH4、B2H6、AsH3、NF3、CF4 、SiHCl2、PH3等約20種 SEMI級(jí)用于集成電路、和硅片制造15000(瓶)封裝材料IC及半導(dǎo)體器件封裝15000硅片拋光液粗、中、細(xì)拋用于硅片拋光800各種清洗劑用于元器件等電子零部件清洗15000環(huán)氧樹(shù)脂用于覆銅板生產(chǎn)80000灌封料用于電子元件、絕緣防震1000包封料用于電子元件包封2000阻焊劑用于PCB生產(chǎn)2000三基色熒光粉用于彩色顯像管、PDP器件600液晶材

41、料用于LCD器件 60ITO導(dǎo)電玻璃用于LCD器件600(萬(wàn))偏振片用于LCD器件2000(萬(wàn))ABS用于彩電等電子整機(jī)200000我國(guó)電子化學(xué)品行業(yè)近年來(lái)的發(fā)展并不平衡，“短缺”是當(dāng)前市場(chǎng)最根本的特征，雖然很多關(guān)鍵性市場(chǎng)如IC芯片、光纖原料和高檔元器件材料等，均為外國(guó)公司所壟斷，但我國(guó)在IC配套材料、FPD材料中很多領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與開(kāi)發(fā)已居世界前列甚至領(lǐng)先地位，只是由于材料加工工藝與裝備問(wèn)題未能很好解決，致使大量先進(jìn)的成果只能長(zhǎng)期困在實(shí)驗(yàn)室中。此外，我國(guó)新材料科研開(kāi)發(fā)力量的分布也相對(duì)分散，研究與生產(chǎn)較脫節(jié)，在資源配置方面還存在不合理與浪費(fèi)的情況。我國(guó)許多方面與國(guó)外的差距還很大。因此如何使我國(guó)

42、電子化學(xué)品的研究與生產(chǎn)上一個(gè)新臺(tái)階、為我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)，是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。光刻與光刻膠（清華大學(xué) 洪嘯吟） 微電子技術(shù)可算得上是人類(lèi)有年史以來(lái)最卓越的技術(shù)，微電子技術(shù)的發(fā)展迅猛異常，迄今為止，在人類(lèi)的科學(xué)技術(shù)史還沒(méi)有一種技術(shù)象它這樣地真正做到日新月異。由于它的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也以極高的速度更新?lián)Q代，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)已進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，成為家用電器的一部分，計(jì)算機(jī)的影響已遍及每一個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和人們生活的每一個(gè)方面。微電子技術(shù)是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，是新技術(shù)革命的主角，其中光敏高分子對(duì)微電子技術(shù)的發(fā)展起著十分重要的作用，光刻和光刻膠是微電子中的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵材料。1 計(jì)算機(jī)和集成電路

43、的發(fā)展1943年英國(guó)建了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)“巨人”，用它來(lái)破譯自詡為堅(jiān)不可破的德國(guó)電訊密碼，為二次世界大戰(zhàn)立下了汗馬功勞。與此同時(shí)美國(guó)也在研究一臺(tái)命名為恩尼亞克的計(jì)算機(jī)，1946年終于開(kāi)動(dòng)。這種計(jì)算機(jī)一分鐘能完成數(shù)以千次的計(jì)算，它不僅可以破譯密碼而且可以對(duì)新式導(dǎo)彈的性能進(jìn)行估計(jì)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)總重30噸，占地190平方米，整整裝滿(mǎn)一小間體育館，內(nèi)裝1.8萬(wàn)支真空管，7萬(wàn)只電阻。它產(chǎn)生的熱量如此之大，只有開(kāi)動(dòng)工業(yè)用冷凍機(jī)才能防止線(xiàn)路熔化，它平均每7分鐘要損耗一只真空管，其制造成本超過(guò)200萬(wàn)美元，使用電力之多，據(jù)說(shuō)恩尼亞克一開(kāi)動(dòng)起來(lái)，整個(gè)費(fèi)城的燈光都立刻昏暗。這種碩大無(wú)比、笨重異常的龐然大物，只能設(shè)立

44、在大學(xué)、軍事設(shè)施和政府研究機(jī)構(gòu)內(nèi)，據(jù)當(dāng)時(shí)估計(jì)全世界只要有45臺(tái)計(jì)算機(jī)就已足夠了，因此沒(méi)有商業(yè)價(jià)值。1948年發(fā)明了半導(dǎo)體晶體管，它使電子技術(shù)由真空管轉(zhuǎn)為固體，從此電子設(shè)備開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化和省能化，半導(dǎo)體工業(yè)得到迅速發(fā)展。晶體管計(jì)算機(jī)的重量、體積大大減少，運(yùn)算速度大大提高，商業(yè)、銀行等其他行業(yè)開(kāi)始使用它。1958年，半導(dǎo)體表面技術(shù)發(fā)生了突破，在半導(dǎo)體表面可以形成晶體管。美國(guó)瓊.霍尼爾發(fā)明的所謂的表面技術(shù)就是采用類(lèi)似照相制版的方法來(lái)進(jìn)行晶體管制作，這是印刷技術(shù)在電子工業(yè)上的偉大的延伸。表面技術(shù)的關(guān)鍵是光刻技術(shù)，由于有了表面技術(shù)，便打破了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)電子線(xiàn)路的舊概念，硅片上各個(gè)電子元件不再需

45、用金屬電線(xiàn)相互連接，硅本身既可是電子元件，又可成為電流的通路，于是產(chǎn)生了第一塊集成電路，人們開(kāi)始將多個(gè)晶體管構(gòu)成的整個(gè)電路集中到一小塊硅芯片上。60 年代集成電路迅速發(fā)展，年復(fù)一年，科學(xué)家在一塊硅芯片增深的元件越來(lái)越多，1967年，人們?cè)谝粔K米粒般大小的硅晶體上制造出一千多個(gè)晶體管的大規(guī)模集成電路，1971美國(guó)英特爾公司的年青科學(xué)家成功的將一整套計(jì)算機(jī)中央處理機(jī)做成一塊芯片，這樣的芯片叫微處理器，為大規(guī)模集成電路帶來(lái)了無(wú)窮無(wú)盡的商業(yè)應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，1977年4月美國(guó)人在一塊面積為30平方毫米，大小相當(dāng)于一小顆小孩門(mén)牙的硅晶片上集成了十三萬(wàn)個(gè)晶體管，制成所謂極大規(guī)模集成電路（VLSI），集

46、成電路的集成度就這樣的飛速發(fā)展著，以每18個(gè)月翻一翻的速度前進(jìn)（圖7.1），現(xiàn)在的集成度已達(dá)十億個(gè)晶體管的集成電路，稱(chēng)超極大規(guī)模電路（ULVI）。集成度愈高，它的價(jià)格越來(lái)越低，性能越來(lái)越好。因此用集成電路芯片裝配的計(jì)算機(jī)也愈來(lái)愈小，運(yùn)算速度愈來(lái)愈快，價(jià)錢(qián)也愈來(lái)愈便宜。集成度的提高意味著元件尺寸的縮小，存儲(chǔ)量的增加，因此集成度大小也可用微電子芯片隨機(jī)存取器（稱(chēng)RAM）的存儲(chǔ)量來(lái)表示。讓我們看存儲(chǔ)量增加對(duì)元件尺寸大小的要求，1970年存儲(chǔ)量為1K位（K代表1000）時(shí)，元件最小尺寸要求為12微米，77年誕生的第一塊超大規(guī)模集成電路是64K的隨機(jī)存取器，它有10萬(wàn)元件，元件最小尺寸為3微米。80年代

47、中期出現(xiàn)了1M（M代表103K）的隨機(jī)存取器，元件最小尺寸為1微米。進(jìn)入90年代，4M、16M、64M, 264M的存儲(chǔ)器都陸續(xù)生產(chǎn)了出來(lái)，它們的元件最小尺寸分別為0.7微米、0.5微米, 0.3微米和0.25微米。的進(jìn)入21世紀(jì)1G（1000M）, 4G, 和 16G位存儲(chǔ)器也將走向市場(chǎng)，它們的最小尺寸將為0.18, 0.13 和 0.1微米，元件細(xì)小得如此程度，集成度密集得如此高的程度，真使我們很難想象。這種微型化給每個(gè)人帶來(lái)了實(shí)惠（圖7.2）。現(xiàn)在大家只要花費(fèi)十幾元便能買(mǎi)到的一只走時(shí)極為準(zhǔn)確的手表，里面竟有3000只以上的晶體管在工作，而這三千只晶體管只裝在表殼面積百分之一的芯片上，這就

48、是大規(guī)模集成電路微細(xì)化的奇跡。如果是在電子管時(shí)代，百萬(wàn)富翁也買(mǎi)不起這只手表，即使買(mǎi)得起，也必須用起重機(jī)來(lái)調(diào)運(yùn)這塊手表。而現(xiàn)在電子手表不過(guò)是集成電路應(yīng)用的不足掛齒的小玩藝。自60年代以來(lái)，集成電路的集成度以每18個(gè)月翻一番的速度迅速發(fā)展(摩爾定律)，至2004年集成度己達(dá)4G，如此高的集成度要求極高的光刻分辨率，即兩光刻線(xiàn)條間最小距離要達(dá)到0.13微米. 按此速度發(fā)展到2007年, 集成度將達(dá)16G，分辨率將達(dá)0.1微米，至2010年則分別要達(dá)到64G和0.07微米。光刻分辨率的提高需要克服一系列困難，其中最重要的是光的衍射，為了減輕衍射的影響，隨著集成度的提高, 光刻光源需要向短波長(zhǎng)方向發(fā)展，

49、由g線(xiàn)和i線(xiàn)向深紫外光源發(fā)展，如248nm (KrF激光) 和真空紫外193nm (ArF 激光)和157nm(F2激光)。對(duì)于短波長(zhǎng)高分辨率光刻, 原有的光刻膠已不能完全滿(mǎn)足要求，為了發(fā)展高分辨率的光刻膠，發(fā)達(dá)國(guó)家投入了很大力量，進(jìn)行了廣泛研究，其中有電子束光刻膠、X-射線(xiàn)光刻膠，但前者效率低，僅可用于掩模制備，后者光刻設(shè)備昂貴，不能實(shí)際使用。80年代深紫外光光刻膠的研究有了一次飛躍，發(fā)展了化學(xué)增輻型光刻膠，它和傳統(tǒng)的光刻膠不同，傳統(tǒng)光刻膠是利用光分解或光交聯(lián)的辦法實(shí)現(xiàn)選擇性溶解度變化，吸收一個(gè)光子最多只能產(chǎn)生一個(gè)反應(yīng)，光敏度太低難于適應(yīng)248nm激光的要求?；瘜W(xué)增輻抗蝕劑一般由光致產(chǎn)酸物和

50、酸敏高分子物組成，光照時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)酸，強(qiáng)酸作為催化劑可以使酸敏高分子不斷地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而大大提高了光刻膠的光敏性?；瘜W(xué)增輻光刻膠已成為高分辨率光刻膠的主流，滿(mǎn)足了248nm 光刻的要求。但當(dāng)分辨率要求更高時(shí)，必須使用真空紫外光刻，原有光刻膠對(duì)真空紫外均有吸收，因此光刻膠的分子結(jié)構(gòu)必須有完全的改變。為適應(yīng)光刻技術(shù)的要求，相應(yīng)的光刻膠的分子設(shè)計(jì)和制備是當(dāng)前熱點(diǎn)。我國(guó)的光刻膠研制和生產(chǎn)落后. 盡管我國(guó)研制的CPU已采用0.18mm光刻技術(shù)。但光刻技術(shù)所用的光刻膠和光刻設(shè)備均依靠進(jìn)口。這種情況已引起了注意，研究開(kāi)發(fā)工作己有了相當(dāng)進(jìn)展。目前我國(guó)不僅能生產(chǎn)i線(xiàn)的光刻膠，而且248nm光刻膠(化學(xué)增輻光刻膠

51、)可小量生產(chǎn)，193nm光刻膠正在試驗(yàn)過(guò)程中。圖1 芯片密度遞增趨勢(shì)2 集成電路的制造光刻與光刻膠2-1 芯片的制造微電子技術(shù)的關(guān)鍵顯然，即使再出色的微雕專(zhuān)家也不能雕出來(lái)一個(gè)集成電路。這些芯片的制作是靠一套精細(xì)加工技術(shù)（即微電子技術(shù)）完成的，而光刻是微電子技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。一塊集成電路（芯片）首先誕生于電路設(shè)計(jì)者的大腦，根據(jù)設(shè)想，借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖，將設(shè)計(jì)圖存放在存儲(chǔ)器中，根據(jù)存儲(chǔ)器的信息，經(jīng)過(guò)圖形發(fā)生器制備出一整套代表每個(gè)電路的照相底片，這種底片叫掩模，然后送至半導(dǎo)體的工廠車(chē)間，通過(guò)反復(fù)光刻制備集成電路（圖7.3）。圖2 如何制作芯片：加工過(guò)程的不同階段(1) 新芯片的構(gòu)思與

52、設(shè)計(jì)(2)(3) 進(jìn)行光刻與摻雜等精細(xì)加工，在硅片上制作芯片，每個(gè)晶片上可有數(shù)百個(gè)芯片。(4) 將晶片分割為單個(gè)芯片。(5) 進(jìn)行檢測(cè)，除去不合格芯片。(6) 進(jìn)行封裝，成為常見(jiàn)百足蟲(chóng)式的器件。所謂光刻便是印刷照相制版工藝的發(fā)展，微電子技術(shù)的光刻所用的基材是大約0.5mm厚、半徑2cm以上的硅片（現(xiàn)在最大的硅片半徑可達(dá)20cm以上），硅片表面可以蒸發(fā)上一層金屬，也可以是氧化硅或氮化硅，但光刻的主要對(duì)象是二氧化硅，以下以刻蝕二氧化硅為例來(lái)說(shuō)明光刻的基本步驟（圖7.4）.首先在硅片上氧化或沉積一層二氧化硅（1），然后涂布一層光敏高分子材料即光刻膠（或稱(chēng)光光致抗蝕劑）（2），烘干后加一塊有電路圖形的

53、掩模（即底片），并用紫外光曝光（3），由于光化學(xué)作用，曝光區(qū)和非曝光區(qū)上的光刻膠溶解度發(fā)生變化，利用合適的溶劑除去可溶部分（即顯影），就得一圖形（4），烘干后（后烘）（5）用氫氟酸將裸露氧化硅腐蝕掉（6），最后除去殘留的光刻膠（7），于是硅片上便得一與掩模相一致的或相反的圖形，后者稱(chēng)為負(fù)圖形(A)，前者稱(chēng)為正圖形（B）。硅片上的SiO2成為硅的保護(hù)膜，通過(guò)在裸露的硅面上進(jìn)行所謂離子注入，擴(kuò)散摻雜或金屬化（如電鍍）便可在硅片上制出二極管、電阻、電容和導(dǎo)線(xiàn)。集成電路是通過(guò)反復(fù)光刻制得。圖3 光刻過(guò)程1氧化及表面處理；2涂膠，3 預(yù)烘；4曝光；5顯影，6后烘；7腐蝕；8去膠2 2三類(lèi)傳統(tǒng)光刻膠作為光

54、刻的最重要的材料便是叫光刻膠或光致抗蝕劑的光敏高分子化合物，光刻得到正圖形的光刻膠稱(chēng)正性光刻膠，它受光照時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)；光刻得負(fù)圖形為負(fù)性光刻膠，它受光照時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。在早期的光刻中主要有三種類(lèi)型的光刻膠，它們是聚乙烯醇肉桂酸酯型、橡膠疊氮型和鄰醌重氮型，它們的光化學(xué)反應(yīng)，已經(jīng)多次提到過(guò)了，但是它們太重要了，這里還要再重復(fù)介紹一次。（1） 聚乙烯醇肉桂酸酯： 它是最早用作負(fù)性光刻膠的光敏高分子化合物，是由聚乙烯醇和肉桂酸酰氯在吡啶介質(zhì)中，于5060制備的： 光刻膠被涂布到硅片上烘干后，即成一層幾千埃的薄膜，它在光照時(shí)發(fā)生環(huán)化二聚反應(yīng)，二個(gè)肉桂酸酯間形成四元環(huán)，從而發(fā)生高分子鏈間的交聯(lián)，表示如

55、下：（2） 橡膠疊氮型光刻膠 橡膠疊氮型光刻膠是另一類(lèi)重要的負(fù)性光刻膠。疊氮化合物在紫外光照射下，可放出N2形成具有雙自由性質(zhì)叫氮卡賓的物質(zhì)，它可以以多種形式和雙鍵甚至CH鍵反應(yīng)成鍵，以它和雙鍵反應(yīng)為例，可以用下式表示： 使用雙疊氮化合物，如叫2，6雙（4疊氮苯亞甲基）4甲基環(huán)己酮的雙疊氮化合物：光照時(shí)便可產(chǎn)生兩個(gè)活潑氮卡賓基，可與橡膠上的兩個(gè)雙鍵反應(yīng)，形成交聯(lián)化合物。橡膠可以是天然橡膠（聚異戊二烯）或聚丁二烯。 但未處理的橡膠在有機(jī)溶劑如甲苯中的粘度太大，要將橡膠進(jìn)行環(huán)化處理，所得環(huán)化橡膠在甲苯溶液中粘度很低，和疊氮化合物能很好相溶。（3） 鄰醌重氮型光刻膠 鄰醌重氮型是一種水性光刻膠（可用

56、水溶液顯影的光刻膠），鄰醌重氮化合物在曝光時(shí)能進(jìn)行分子重排得到一種叫烯酮的化合物，后者見(jiàn)水便轉(zhuǎn)化成羧酸，羧酸可以溶解在稀堿水溶液中，鄰醌重氮化合物一般制成磺酸酯，它的光解反應(yīng)表示如下：上式磺酸酯上的R一般是來(lái)自分子量不大的甲酚醛樹(shù)脂，這種鄰醌重氮的磺酸酯可以單獨(dú)，也可以和線(xiàn)性甲酚醛樹(shù)脂混合使用。 混合物在光刻過(guò)程中的反應(yīng)比較復(fù)雜，在沒(méi)有光照的部分，線(xiàn)性甲酚醛樹(shù)脂轉(zhuǎn)變成不溶性的樹(shù)脂，而在光照部位它卻容易溶于水，因此又常把鄰醌重氮混合物叫做阻溶劑。3 深紫外光光刻技術(shù)和光刻膠的發(fā)展上面討論的是傳統(tǒng)的光刻方法，這種方法有很多的問(wèn)題，其光刻分辨率最多只能達(dá)到23微米，而高分辨率是實(shí)現(xiàn)集成電路微型化的關(guān)鍵。影響分辨率的因素很多，光源、光刻膠、光刻條件和工藝本身都