我国超净高纯试剂和光刻胶的现状与发展2008

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1、我国超净高纯试剂和光刻胶的现状与发展　2008-07-0320:08分类：光刻胶字号：大大 中中 小小曹立新　　（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051）　　摘要：根据集成电路等制作技术不同发展阶段对超净高纯试剂和光刻胶的不同要求，阐述了国内外超净高纯试剂和光刻胶的现状、应用及发展状况等。　　　　关键词：超净高纯试剂；光刻胶；现状；发展　　　　中图分类号：TQ421.2文献标识码:A文章编号:1003-353X(2003)12-0012-05　　1概述　　　　电子化工材料是电子工业中的关键性基础化工材料，电子工业的发展要求电子化工材料与之同步发展，不断

2、的更新换代，以适应其在技术方面不断推陈出新的需要。特别是在集成电路(IC)的微细加工过程中所需的关键性化工材料主要包括：光刻胶（又称光致抗蚀剂）、超净高纯试剂(又称工艺化学品)、特种电子气体和塑封料，其中超净高纯试剂、光刻胶、特种电子气体用于前工序，环氧塑封料用于后工序[1]。这些微电子化工材料约占IC材料总成本的20％，其中超净高纯试剂约占5％，光刻胶约占4％，电子气体(纯气、特气)约占5％～6％，环氧塑封料约占5%。　　　　在IC微细加工过程中光刻工艺是IC生产的关键工艺，光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用超净高纯

3、试剂进行蚀刻并最终获得永久性的图形。在图形转移中一般情况下需要进行10多次光刻才能完成，而进入深亚微米后需要经20～30次光刻方能完成。蚀刻的方式有多种，其中湿法蚀刻是应用最广、最简便的方法。光刻胶及蚀刻技术是实现微电子微细加工技术的关键[2]。　　　　2国外超净高纯试剂现状及发展　　　　超净高纯试剂是超大规模集成电路(IC)制作过程中的关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的清洗和腐蚀及硅圆片(晶圆)的清洗，它的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。超净高纯试剂具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短和强腐蚀性等特点。超净高纯试剂及与I

4、C规模的关系见表1[3]。　　　　目前国际上从事工艺化学品研发及生产的主要有德国的E.Merck及Merck-Kanto公司(占全球市场份额的36.4%)；美国的Ashland公司(占全球市场份额的25.7)，Arch公司(占全球市场份额的9.5%)，allinckradtBaker公司(占全球市场份额的4.4%)；日本的Wako(占全球市场份额的10.1%)，Sumitomo(占全球市场份额的7.1%)。另外还有日本的关东株式会社、住友合成、德川、三菱，我国台湾地区的长春、中华、长新化学，韩国的DONGWOOFINECHEM、DONGJINSEMICHEM、SAMYO

5、UNGFINECHEM等公司。在技术方面，美国、德国、日本、韩国及我国的台湾地区目前已经在规模生产0.2～0.6μm技术用的工艺化学品，0.09～0.2μm技术用工艺化学品也已经完成了实验室的工艺研究并开始规模生产[4]。　　　　由于世界超净高纯试剂市场的不断扩大，从事超净高纯试剂研究与生产的厂家及机构也在增多，生产规模在不断扩大。但各生产厂家所生产的超净高纯试剂的标准各不相同。为了能够规范世界超净高纯试剂的标准，国际半导体设备与材料组织(SEMI)于1975年成立了SEMI化学试剂标准化委员会，专门制定、规范超净高纯试剂的国际标准[5]。进入21世纪，国际SEMI标准

6、化组织又根据超净高纯试剂在世界范围内的实际发展情况对原有的分类体系进行了归并，按品种进行分类，每个品种归并为一个指导性的标准，其中包括多个用于不同工艺技术的等级(具体见表2)。　　　　随着集成电路的发展，设计规范尺寸已进入亚微米、深亚微米时代，对与之配套使用的超净高纯试剂提出了更高的要求，颗粒和杂质含量要减少1～3个数量级，并对储运也提出了更高的要求。为了适应新的发展，在进入90年代初各主要生产厂家积极推进化学品的经营服务(CMS)，即化学品供应者在IC现场，承担调查IC生产工艺与化学品的相关因素，协调解决有关工艺化学品在应用过程中的技术问题，使IC生产者与化学品供应者

7、形成了紧密的合作伙伴。由于推行CMS，降低了企业的运行费用，缩短了研究开发周期，增强了质量保证，改进了生产安全，减少了危险品的贮存量，保证化学品在使用点上的高质量。另外根据用户要求，工艺化学品生产者可按SEMI标准提供混配好的蚀刻液如缓冲氢氟酸蚀刻液、混合酸蚀刻液和磷酸蚀刻液。　　　　3国外光刻胶现状及发展　　　　光刻胶，又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、Ｘ射线等的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。经曝光和显影而使溶解度增加的是正型光刻胶，溶解度减小的是负型光刻胶。按曝光光源和辐射源的不同，又分为紫外光刻胶(包括