超净高纯试剂氢氟酸除砷方法的.研究

《超净高纯试剂氢氟酸除砷方法的.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、本人声明所呈交的学位沦文l＆小^、ff：学[f『1i指导一

2、、进行的研究T作和取得的研究成果，除了：迂-。H寺剐加以标注和敏吼乏处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，【乜刁；他含为jJ÷甜垂盗苤芏或其他教育机构的学位或证惭『i7使刚过的材利。与我。mlI作n勺m。k刈水研究所做的仔何员献均已舀：沦文rtl阼J’叫确的说明并表不r洲意。学位论文fi二者签名学位论文版权使用授权书奉学位论文作并完全了解—盘奎墨盘堂有关保帮、使用学位论文的规定。特授权吞鲞盘茔一r叮以将学位论《旧仝沛或部分内容编入有关数据库进行检索，并采,tlj影印、缩印或扫m等复制r段阪

3、存、汇编以供查阅利借阅。同意学校向囡家有关部门或机构送交论史的1。!㈠川。_4：

4、j磁捐。(保密的学位论文在解密后适川忙授权说明)学位论文作者签名签字H州导师第名签字H期第一章前言氢氟酸为氟化氢的水溶液，是种尤色液体，有烈刺激性嗅味和腐蚀性，剧毒，能强烈侵蚀玻璃和含硅材料。本文研制的TSVL级超净高纯试剂氢氟酸主要应用于大规模集成电路，作为清洗剂和腐蚀刺使用。随着集成电路线宽的微细化程度小断提高，刑超净高纯试剂提出了不同的质量要求。在国外，从小、叶1、大规模集成I包路(LSI)发展到超大规模的集成电路(VLSI)以及超超大走见模的集成电路rsLSl)，都有与之相

5、配套的超净高纯试剂。如¨本关东f“化公司分为EL、m。S、ELSS、ELSSS、NZWEL和EZ．UM六个级别。德国(E·Merck)公司从f【：!J』：纯剖满足要求的ppb级超净高纯化学试剂(selectipur．VLSI，ULSI＼SLSI)，美冈也是如此。而我国仅有适用于中小规模集成电路的低颗粒高纯试剂和适合于大枷模集成电路的MOS级试剂。目前国内华品、华越、上海贝岭、上海菲利浦和酋钢f=if电五大集成电路骨干企业以及其它一些工厂、研究所，均已进行(集成电路线∞：从5um向3“m、2um、lum甚至亚微米)技术升级改造，需用大量的超净r岛纯试剂与之配套，而

6、目前我们只有适用于51-1m线宽的MOS级试剂。更高级的超净高纯试剂，仍需依赖于进口。因此我们进行了TSVL级超净高纯试剂氢氟酸的研制，以满足我国Fj益发展的超大规模集成电路的需要。根据94年E·Mej-ck标准哆线宽l一2um集成电路应与VLSI级的超净试剂相配套。单项阳离子含量为20PPb，其中砷为50PPb，丽氢氟酸中tiftiJ7质含量一南困扰若该试剂在超大舰模集成电路的应用，本文研制的TSVL级40％超净高纯试剂氢氟酸水溶液，单项阳离子杂质及砷杂质均为10PPb以下，大于0．51．tm的颗粒小于25个tml，已超过了线宽l一2um集成电路E．Merck

7、标准的相关指标VLSI级。本文重点对除砷方法进行了研究并刑除砷方法进行了比较。第二章文献综述氢氟酸是半导体制造中常用的一种重要的化学物质，在大规模集成电路中用于清洗莉I腐蚀，它对于脱釉(

8、；{

9、]除去薄的天然氧化物)和除去一般氧化物是非常重要的，同时也是硅的均匀腐蚀标准湿腐蚀剂的组份。在大舰模的氢氟酸工业生产中，常J：H萤石(_’种自然界存在的氟化钙)和硫酸的混合物生成无水氟化氢。CaF2+112S04一CaS04+2HFf上述反应生，t的无水氟化氢主耍杂质有：氟硅酸、四氟化硅、二氧化硫和水及其它少量杂质。这些杂质通常采用蒸{=i?i的方法很容易被除去，所得到的

10、无水氟化氢含量可达到99．8％或更高。但常规的蒸馏方法不足以大幅度有效地降低无水氟化氢中砷杂质的含量，因为砷杂质是以二二价的形式(As3+)作为三氟化砷(AsF3)存在的，它将与无水氟化氢共馏难以除去。因为氢氟酸在大规模集成电路中用于清洗和腐蚀，砷杂质的存在对电子器件性能有严重影响，因此降低氢氟酸中砷含量是氢氟酸提纯过程的主要问题。日filj-艾献上报道的除砷方法很多，例如：活性炭法【21131[qH离子交换法【61吸收柱分离}_：』、I”，技氧化还原法等多种除砷杂质的方法，但都是用于无水氟化氢的提纯和制造的。而剥于本文所述氟化氢水溶液的除砷报道却很少。2．1超

11、；争高纯氢氟酸的制造2．1．1超纯氢氟酸的制造文献曾经报道一．干十超净纯品氢氟酸的生产方法㈨引。该方法包括以下四个步骤：a，吸收过程：在低温高压条件用济剂嘲改杂质含量较高的化学品原料。b，解析过程：在升温降压条件下再释放出气相的经净化的化学品。c，吸收反应过程：在一定温度和压力条1，

12、二r，用溶剂吸收来自解吸过程的该化学品，并在此形成该化学品的溶液或化合物即超纯化学品。d，废气处理过程：吸收对环境有害的物质。见流程图(图2·1)51Figure．2—1Overc】eanhydrofluoricproduction图2．1超净氧氟酸q-Se252艺流程图如图2．1

13、所示，通过管道1向吸收塔