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集成电路工艺中的化学品 - 戴猷元、张瑾编

上一篇 / 下一篇 2008-04-04 12:37:55

出版日期:2007年3月
半导体集成电路工艺中需要经过几十个不同的物理化学过程，例如，薄膜制备、光刻、刻蚀、晶片清洗、化学机械抛光等等。这些加工工艺过程中涉及200多种化学品。通常把这类化学品称为“电子化学品”。《集成电路工艺中的化学品》一书系统提供了集成电路制造过程中用到的化学品的使用性能、毒性及安全等方面的信息，旨在满足电子化学品的开发者、生产者和使用者的需求。《集成电路工艺中的化学品》共7章，内容包括序言、薄膜制备技术及化学品、晶片清洗技术及化学品、光刻技术及化学品、刻蚀技术及化学品、化学机械抛光技术及化学品、载气及其他化学品。第二章至第六章的内容都与集成电路制造过程的关键技术领域相关。在各章的开始，提供了集成电路制造过程的关键技术的概述、所涉及的化学反应机理等，然后提供集成电路工艺中用到的化学品的物理化学性质、应用描述、毒性及安全等相应信息。书中的内容及附录中涉及了200多种化学品和气体，全书最后还列出了300余篇参考文献。《集成电路工艺中的化学品》将半导体元件生产所需的化学品的有用信息和数据汇集在一起，是微电子学研究工作者、从事集成电路制造的过程工程师、电子化学品研究开发者及生产供应企业的科技人员和其他相关人员及有兴趣读者的有价值的参考书。《集成电路工艺中的化学品》的内容主要是在一些文献著作的相关资料的基础上整理编纂完成的。本书中有关集成电路制造工艺中关键技术的基本原理阐述以关旭东编著的《硅集成电路工艺基础》（北京大学出版社，2003）和杨之廉主编的《集成电路导论》（清华大学出版社，2003）为一般性参考文献。本书中有关集成电路工艺中化学品特性的相关资料以Misra、Hogan和Chorush编著的《Handbook of Chemicals and Gases for the Semiconductor Industry》(John Wiley & Sons，Inc，2002)为主要参考书。作为一本资料信息型的书籍，书中还从一些综合性图书中参考和引用了一些资料，对于相关作者的工作成果，在此一并表示感谢。半导体集成电路的制造过程及关键技术在日新月异地发展，半导体工业中的新的电子化学品在不断开发。在编写本书的过程中，作者力求使全书框架清晰、资料完整。由于自身的学术水平和实践的限制，书中难免有不足之处，希望专家、同行和广大读者批评指正。

作者2006年12月第一章序言1
11集成电路及其产业的发展1
12集成电路制造的核心步骤及关键工艺技术3
13集成电路工艺需要电子化学品5

第二章薄膜制备技术及化学品8
21热氧化生长技术8
211热氧化生长技术概述8
212热氧化方式及化学反应9
213杂质对热氧化速率的影响10
214化学方法改进栅氧化层11
215选择性氧化12
22热扩散掺杂技术12
221热扩散掺杂技术概述12
222热扩散的种类及主要反应13
223热扩散工艺技术的发展16
23离子注入掺杂技术16
231离子注入概述17
232注入损伤和热退火18
24物理气相淀积技术20
241真空蒸发法20
242溅射法23
25化学气相淀积技术25
251化学气相淀积的基本过程及主要反应25
252化学气相淀积系统及分类27
26外延技术31
261气相外延的基本过程及设备31
262硅源气相外延的源和主要反应33
263外延层中的杂质分布33
264低压外延34
265选择外延34
266硅烷热分解法外延35
267分子束外延35
27多晶硅薄膜淀积36
28二氧化硅薄膜淀积37
281低温CVD二氧化硅38
282中温CVD二氧化硅39
283CVD掺杂二氧化硅40
29氮化硅薄膜淀积41
210金属钨的薄膜淀积42
211金属铝的薄膜淀积44
212势垒层的薄膜淀积45
2121介质势垒层和导电势垒层45
2122TiN的薄膜淀积46
213金属硅化物的薄膜淀积47
214金属铜的薄膜淀积48
2141以铜为互连材料的工艺概述48
2142金属铜的薄膜淀积48
215低介电常数介质材料和薄膜淀积技术52
2151低介电常数介质材料52
2152低介电常数介质材料的薄膜淀积53
2153商业用的低介电常数介质材料54
附录化学品及气体理化性质58

第三章晶片清洗技术及化学品75
31集成电路制造过程中的清洗工艺75
32湿法清洗技术及主要反应76
321SC1过程76
322SC2过程77
323Piranha清洗过程77
324DHF(HF稀溶液)的二氧化硅蚀刻77
325BHF(HF缓冲溶液)的二氧化硅蚀刻78
326臭氧水清洗过程78
327氢氟酸/硝酸清洗过程79
附录化学品及气体理化性质８０

第四章光刻技术及化学品85
41光刻技术概述85
42光刻的工艺流程86
421涂胶86
422前烘87
423曝光87
424显影87
425坚膜88
426刻蚀88
427去胶88
43光刻胶的基本属性89
44光刻胶的曝光光源92
441紫外(UV)曝光光源92
442深紫外（DUV）曝光光源93
443X射线曝光光源94
444电子束曝光94
445光刻胶的分类95
45紫外(UV)光刻胶——DQN系列95
451DQN系列光刻胶的基本组成95
452DQN系列光刻胶的光化学机理96
46深紫外(DUV)光刻胶——化学增强(CA)系列97
47电子束光刻胶100
48X射线光刻胶101
49工业用的光刻胶材料102
410抗反射涂层材料106
411光刻胶边缘废料去除剂107
412显影剂108
413光刻胶去胶剂112
414光刻过程中使用的其他材料114
4141对比增强层材料114
4142粘附助剂116
4143聚酰亚胺材料116
4144栅涂层材料116
附录化学品及气体理化性质117

第五章刻蚀技术及化学品122
51湿法刻蚀技术122
511湿法刻蚀技术概述122
512Si的湿法刻蚀123
513SiO2的湿法刻蚀123
514Si3N4的湿法刻蚀124
515Cu的湿法刻蚀124
516Al的湿法刻蚀125
517Mo的湿法刻蚀125
518Cr的湿法刻蚀126
519W的湿法刻蚀126
52干法刻蚀技术126
521干法刻蚀技术概述126
522二氧化硅和硅的干法刻蚀128
523氮化硅的干法刻蚀129
524多晶硅与金属多晶硅化物的干法刻蚀130
525金属铝及铝合金的干法刻蚀130
526金属铜的干法刻蚀131
527金属钨的干法刻蚀131
528其他材料的干法刻蚀132
附录化学品及气体理化性质133

第六章化学机械抛光技术及化学品144
61平坦化144
62化学机械抛光技术概述145
621CMP设备及工艺145
622CMP工艺的主要参数146
63二氧化硅的CMP技术及磨蚀剂147
64金属钨的CMP技术及磨蚀剂148
65金属铜的CMP技术及磨蚀剂149
66磨蚀剂的技术参数151
67集成电路工艺中使用的磨蚀剂153
附录化学品及气体理化性质155

第七章载气及其他化学品156
附录化学品及气体理化性质157 作为一本资料信息型参考书，《集成电路工艺中的化学品》共7章，
内容包括序言、薄膜制备技术及化学品、晶片清洗技术及化学品、光刻
技术及化学品、刻蚀技术及化学品、化学机械抛光技术及化学品、载气
及其他化学品。2～6章的内容都与集成电路制造过程的关键技术领域相
关。在各章的开始，提供了集成电路制造过程关键技术的概述、所涉及
的化学反应机理等，然后详细提供工艺中用到的化学品的物理化学性质、
应用描述、毒性及安全等相应信息。书中涉及了200多种化学品和气体，
全书最后还列出了300余篇参考文献。
将半导体元件生产所需的化学品的有用信息和数据汇集在一起，以
“化学品”为中心展开系统描述，提供的化学及工程知识将帮助读者理
解电子化学品的关键性作用，在电子化学品和集成电路制造工艺之间搭
建起连接的“桥梁”。《集成电路工艺中的化学品》是微电子学研究工
作者、从事集成电路制造的过程工程师、电子化学品研究开发者及生产
供应企业的科技人员和其他相关人员及有兴趣读者的有价值的参考书。

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