半導(dǎo)體用濕式化學(xué)品的應(yīng)用

1、半導(dǎo)體用濕式化學(xué)品的應(yīng)用第1頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二 半導(dǎo)體用濕式化學(xué)品的應(yīng)用前言濕式化學(xué)品的種類(lèi)及主要作用半導(dǎo)體制程中使用的高純度濕式化學(xué)品原理簡(jiǎn)介第2頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二前言我國(guó)集成電路和平面顯示器產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展涉及晶圓代加工、記憶體、ASIC等不同半導(dǎo)體產(chǎn)品制造領(lǐng)域。帶動(dòng)了傳統(tǒng)化學(xué)、化工、機(jī)械、電子、建筑等產(chǎn)業(yè)的相繼投入。半導(dǎo)體所需化學(xué)品的全額占每單位晶圓的生產(chǎn)成本的3%4%?；瘜W(xué)品的純度及品質(zhì)直接影響到最終產(chǎn)品的良品率和元件的品質(zhì)。半導(dǎo)體的基本制程：擴(kuò)散（包括氧化、膜淀積和摻雜工藝）、光刻、刻蝕、薄膜、離子注入、拋光6個(gè)主要

2、的生產(chǎn)區(qū)域和相關(guān)步驟。第3頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二H2SO4.H2O2.NH4Si WaferWafer cleaningResistStrippingEtchingmaskExposureUV LightCVD Precursor化學(xué)氣相沉積（薄膜）De posi t ionCMP化學(xué)機(jī)械研磨光刻（曝光/顯影）刻蝕BOE-etchSIO-etchAL-etch,離子注入Photo-resist擴(kuò)散形成SiO2層并摻雜DevelopRinse清洗第4頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二濕式化學(xué)品的種類(lèi)及主要作用工藝用化學(xué)品按物質(zhì)的狀態(tài)可以分為氣態(tài)

3、、固態(tài)、液態(tài)化學(xué)品在半導(dǎo)體制造業(yè)中的主要用途用濕法化學(xué)溶液和超純水清洗硅片表面用高能離子對(duì)硅片進(jìn)行摻雜得到P型或N型硅材料淀積不同的金屬導(dǎo)體層及導(dǎo)體層之間必要的介質(zhì)層生成薄的SiO2層作為MOS器件主要柵極介質(zhì)材料用等離子體增強(qiáng)刻蝕或濕法試劑，有選擇的去除材料，并在薄膜上形成所需要的圖形第5頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二 濕式化學(xué)品的種類(lèi)及主要作用種類(lèi)酸有機(jī)酸：羧酸 無(wú)機(jī)酸：硫酸、磷酸、硝酸、氫氟酸等堿有機(jī)堿：氫氧化四甲基銨 無(wú)機(jī)堿：氫氧化鈉、氫氧化銨等溶劑：DI water、異丙醇、三氯乙烯等第6頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二濕式化學(xué)品的種類(lèi)及

4、主要作用用高純度的化學(xué)品來(lái)清洗晶圓表面去除微粒子去除金屬不純物去除有機(jī)污染物消除晶圓表面的粗糙抑制晶圓表面生成氧化層第7頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二洗凈用高純度濕式化學(xué)品NH4OH/H2O2/H2O (SC-1):利用氨水的弱堿性活化硅晶圓及微粒子表面，使晶圓表面與微粒子間產(chǎn)生相互排斥；雙氧水具有氧化晶圓表面的作用，然后氨水對(duì)SiO2進(jìn)行微刻蝕，去除顆粒氨水與部分過(guò)度金屬離子形成可溶性絡(luò)合物，去除金屬不溶物NH4OH:H2O2:H2O=0.051：1：5第8頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二洗凈用高純度濕式化學(xué)品HCl/H2O2/H2O(SC2):

5、利用雙氧水氧化污染的金屬，而鹽酸與金屬離子生成可溶性的氯化物而溶解。HCl:H2O2:H2O=1:1:6，在70度下進(jìn)行510分鐘的清洗SC1、SC2標(biāo)準(zhǔn)溶液都屬于RCA制程第9頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二洗凈用高純度濕式化學(xué)品H2SO4/H2O2(Piranha Clean, Caro Clean):利用硫酸及雙氧水的強(qiáng)氧化性和脫水性破壞有機(jī)物的碳?xì)滏I，去除有機(jī)不純物。H2SO4:H2O2=24:1，在130度高溫下進(jìn)行1015分鐘的浸泡第10頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二洗凈用高純度濕式化學(xué)品HF/H2O(DHF)或HF NH4F/H2O(

6、BHF): 清除硅晶圓表面自然生成的氧化層，通常使用稀釋后的氫氟酸（0.49%2%）或以氫氟酸和氟化銨生成的緩沖溶液HF:NH4F=1:200400，在室溫下進(jìn)行1530秒的反應(yīng)第11頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二光刻用高純度濕式化學(xué)品光阻-樹(shù)脂、感光劑、溶劑光阻稀釋液-PGMEA PGME，清除晶圓殘余光阻顯影劑-TMAH TEAH第12頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二二氧化硅層蝕刻采用HF及NH4F的緩沖溶液。多晶硅層蝕刻采用HF、CH3COOH 、HNO3、三種成分的混合液刻蝕用高純度濕式化學(xué)品第13頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二刻蝕用高純度濕式化學(xué)品氮化硅層蝕刻采用85%H3PO4在160170度高溫下進(jìn)行蝕刻鋁導(dǎo)線蝕刻采用己硝酸、磷酸及醋酸等多種無(wú)機(jī)酸混合液第14頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二化學(xué)機(jī)械拋光用高純度濕式化學(xué)品研磨液（slurry)界電層平坦化研磨液溶有硅土（Silica,SiO2)的KOH或NH4OH溶液金屬層平坦化研磨液溶有礬土（Al2O3)的Fe(NO3)3或H2O2溶液第15頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)0分，星期二化學(xué)機(jī)械拋光用高純度濕式化學(xué)品研磨后清洗液使用稀釋的氨水去除研磨后殘留的粒子使用氫氟酸去除微量的金屬污染物在銅制程中，一般不使用無(wú)機(jī)