一种新型超净高纯试剂在半导体技术中的应用
icpMS在超净高纯试剂分析中的应用
２０４Ｐｂ＝２０４－（２０１／１３．２）Ｘ６．８ 从原理上讲，任何同量异位素重叠干扰都能用上述方法校正，只要干扰元素的另一个同 位素本身不受干扰即可，例如，ＶＧ公司的ＰＱ Ｅｘｃｅｌｌ就具有这种校正功能软件，但需要注意的 是，在校正过程中会引入的误差，所以，在校正时要认真分析。 四、氢氟酸
铬，砷可能的干扰，对于钙，铁的干扰，是因为在氩等离子体中，Ａｒ及ＡｒＯ的质量范围分
别覆盖了铁的所有同位素和钙的最大丰度同位素，尽管氩的电离电位（１５．７５９ｅｖ）远大
于铁和钙的电离电位（分别为７．０７ ｅＶ和６．１１３ ｅｖ），但由于氩的大量存在，在正常功率范
围内（８００—１５００ｗ，等离子体炬的温度约为６０００－８０００Ｋ），仍能产生大量Ａｒ及ＡｒＯ，使得
氢氟酸的质谱背景主要是”Ｃ“０２，１２Ｃ”０２１Ｈ ｓ１４Ｎ”０２，４０Ａｒｌ４Ｎ，４０Ａｒ”０，４０Ａｒ”０１Ｈ，干扰 不大，氢氟酸的质谱干扰主要是ＡｒＦ对Ｃｏ，实验中采用膜去溶剂化进样，铟为内标，加标回 收率应在７５～１２５％，实验条件及方法可参盐酸中痕量元素的测定，钾、钠、钙、铁采用冷焰状 态（ＰＬＡＳＭＡ ＳＣＲＥＥＮ）钡ｆＪ定，不单独举例。但需要注意的是氢氟酸是唯一能溶解以硅为基 质的物料，即使是微量，也会很快腐蚀ＩＣＰ－ＭＳ的玻璃部件，如雾化器、雾室以及矩管内 管．虽然可以用一些惰性部件，如雾化室和雾室，以及蓝宝石炬管内管代替玻璃部件，但并没 有完全消除分析氢氟酸溶液时存在的潜在危害，所以，每次分析后都要对部件进行检查，及时 发现问题．建议使用耐氢氟酸四氟系统。
8电子工业用辅助化学品-超净高纯试剂和特种气体
4、超净高纯试剂的发展和标准
随着微电子技术的快速发展，对超净高纯试剂 的要求也越来越高。不同时期有不同线宽的IC制作 工艺技术，对金属杂质和颗粒物含量有越来越高的 标准。更新一代IC要求有更新一代的超净高纯试剂 与之配套。SEMI和国内超净高纯试剂的主要规格指 标如下表。
超净高纯试剂的纯度标准与集成电路发展的关系
3
（4）高效去焊剂B 一种无污染的高效去焊剂，是一种恒沸混合物。配方组成
简单、成本低、去污效果好。
原材料 异丙醇
辛烷
质量份 44 10
（5）光固化涂层用的脱漆剂 该配方为一种光固化涂层用的脱漆剂，可除去印刷板上的感
光性树脂涂层。
原材料
质量份
水
40
硝酸铈
4
十二烷基苯磺酸钠
0.2
（6）电路板清洗剂 E 本配方是经典的电路板清洗配方，广泛应用于各种线路板的加
化学处理：包括添加氧化还原剂，改变物质的价态；加入沉淀剂去 除杂质离子；添加络合剂改变杂质离子沸点；添加酸碱中和有机溶 剂中过量的酸碱等。
比如，在氢氟酸的纯化中添加氧化剂氧化低价砷杂质，添加 络合剂甘露醇可以络合杂质硼，使它们形成高沸点物质留在残液中 除去。
2、典型高纯试剂生产提纯过程
（1）H2O2：通常采用减压蒸馏工艺制备。路线为：对工业过氧化 氢进行化学处理，再进行减压精馏，然后进行超净过滤，最后进行 成品封装。
颗粒
NH3.H2O，H2O2，H2O，NaOH
金属
HCl、H2O2、H2O，H2SO4、H2O，HF、H2O
有机物 自然氧化物
NH3.H2O 、H2O2、H2O，H2SO4、H2O2 NH4F、HF、H2O，HF、H2O
湿法蚀刻
超净高纯试剂的现状、应用、制备及配套技术
１ 微 电 子 技 术 的 发 展
本 同时起 步 ， 比韩 国早 １ ０年 。现 在 我 国 已经 有 了 从 双 极 （ ５ ｍ） Ｃ 到 ＭＯＳ 从 ２～ ３ ｍ 到 ０ ８ 、 ． ～ １ ２ ｍ 及 ０ ３ ～０ ５ ｍ 工 艺 技 术 ， 形 成 了规模 ． ． ５ ． 并 生 产 ， ． ５ ｍ 工 艺 技 术 生 产 线 目前 正 在 北 京 和 ０ ２ 上 海 同 时建 设 ， 计 到 ２ ０ 预 ０ ２年 即可 投 产 。“ 五 ” 十 期间及 到 ２１ ０ ０年 北 京 建 设 的北 方 微 电 子 基 地将 建成 ２ ０条 ０ ３ 、 ． ５和 ０ １ 工 艺 技 术 生 产 ．５０２ ．８ｍ 线 ， 海在 浦东将 建成 大 约 ４ 上 ０条 ０ ３ 、 ． ５及 ．５ ０ ２
蓄 电量 需 要 尽可 能 的增 大 ， 因此 氧 化 膜变 得 更 薄 ，
动 态 存 贮 器 。进 入 ２ ０世 纪 ９ ０年代 后 期 ， 的 发 Ｉ Ｃ 展 更 迅 速 ， 争 更激 烈 。美 国 的 Ｉｔｌ 司 、 竞 ｎｅ 公 ＡＭＤ 公 司 和 日本 的 ＮＥ Ｃ公 司这 ３个 Ｉ Ｃ生产 厂 家 的 竞 争 尤 为激 烈 ， ９ ９年 Ｉｔｌ 司 、 １９ ｎｅ 公 ＡＭＤ 公 司 均 实
摘 要 ： 国 内 外 微 电 子 技 术 配 套 专 用 超 净 高 纯 试 剂 进 行 了评 述 。 对 关 键 词 ： 净 高 纯 试 剂 ； 状 ； 用 ； 备 ； 套 技 术 超 现 应 制 配
中圈分类号 ： Ｑ４ １ ２ Ｔ ２ ． ３
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：２ ８３ ８ （０ ２ ０ —１ ２０ ０ ５ —２ ３ ２ ０ ）３０ ４ —４
３年缩 小 ２倍 ， 片 面积 增 加 约 １ ５倍 ， 片 中 芯 ． 芯
超高纯气体在半导体中的应用
超高纯气体在半导体中的应用应用背景半导体是现代电子技术的基础材料，广泛应用于电子器件和集成电路等领域。
为了保证半导体器件的性能和稳定性，对半导体材料中的杂质和掺杂物要求非常严格。
超高纯气体作为一种重要的材料处理工具，在半导体制造过程中发挥着关键作用。
超高纯气体是指经过特殊处理、去除了几乎所有杂质和掺杂物的气体。
它们通常由空气经过多级净化、脱水、脱氧等工艺处理得到，确保其纯度达到ppb（10^(-9)）或更高级别。
超高纯气体在半导体制造过程中被广泛应用，以保证半导体器件的质量和可靠性。
应用过程超高纯气体在半导体制造过程中主要通过以下几个环节进行应用：气相沉积在半导体制造中，常常需要利用化学反应将固态或液态前驱物转化为薄膜沉积在基片上。
超高纯气体作为反应气体的载体，可以确保反应过程中不引入任何杂质。
常见的气相沉积方法包括化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等。
在CVD过程中，超高纯气体被用于携带和输送反应物质，通过控制温度、压力和流量等参数，使反应物质在基片表面发生化学反应并生成所需的薄膜。
超高纯气体的使用可以减少杂质对薄膜性能产生的不利影响，提高薄膜的质量和均匀性。
在PVD过程中，超高纯气体通常用作惰性气体，如氩气或氮气，在真空环境中携带和输送金属或合金前驱物。
这些前驱物通过物理手段（如溅射、磁控溅射等）转化为粒子并沉积在基片上形成薄膜。
超高纯惰性气体的使用可以减少杂质引入，提高薄膜的纯度和致密性。
清洗和刻蚀在半导体制造过程中，常常需要对器件进行清洗和刻蚀。
超高纯气体可以用作清洗溶液的携带气体，将清洗剂输送到器件表面，并将残留的杂质和污染物带走。
超高纯气体的使用可以避免因携带杂质而引入新的污染。
在刻蚀过程中，超高纯气体通常用作刻蚀气体，用于激发化学反应并去除半导体材料表面的部分层。
通过控制刻蚀气体的种类和流量等参数，可以实现对器件表面形貌和尺寸的精确控制。
超高纯刻蚀气体的使用可以减少杂质引入和侵蚀不均匀性，提高器件加工的精度和一致性。
超大规模集成电路的重要支撑材料——超净高纯试剂
¨
１ ’ ０
Ｉ
腾蒸馏、 等温蒸 馏 、 减压 蒸 馏 、 升华 、 学 处理 、 化 气体 吸收 等 。超净 高纯 试 剂在 运输 过 程 中极 易受 污染
器 等必 须依赖 进 口，超净 高纯试 剂工 艺先进 技术 如 气 体 吸收 、 子交换 、 离 膜处 理技术 等 的应 用要 达到 国
工 业 中 的消耗 比例 大致 占 １—５ ０ １％，其 中有 机 类化 学品 的需 求量 在微 电子 化 学 品 中 占总体 积 的 ３ ％以 上 ， 场需求量 相 当可观 。 市 在超净高 纯试剂 的发展 方 面 ， 与光刻 胶相 似 ， 不
目前， 国际上普遍使用的提纯工艺有十余种 ， 它们适
而 同步或 超前 发展 ， 同时 它又 对微 电子 技 术 的发 展起 着制 约作用 。
Ｓ ＭＩ Ｅ 标准 金属杂质／ｐ ｐｂ 控制粒径／ｍ ｇ
颗粒／ ／Ｌ 个 ｍ
目前 ， 国际上 制备 Ｓ ＭＩＣ 到 Ｓ ＭＩＣ ２级 超 净 高 Ｅ —１ Ｅ —１ 纯试 剂 的技术 都 已经 趋 于成 熟 。随着集 成 电路 制作 要 求 的提高 ，对工艺 中所 需 的液 体化 学品纯度 的要 求 也不 断提高 。 从技 术趋 势上看 ， 满足 纳米级 集成 电 路 加工需 求是 超净 高纯试 剂今后 发展方 向之一 。 可 以看 出 ，超净 高纯试 剂制 备 的关 键在 于控制
１７ ，国际半导 体设 备与 材料 组织 （ Ｅ ） ９ ５年 Ｓ ＭＩ
制定 了 国际统 一 的超 净 高纯试剂 标准 ， 如表 １ 所示 。
的清洗 、 蚀刻 ， 另外超 净高纯 试剂还 用 于芯片掺 杂 和 沉 淀工艺 。超 净高纯试 剂 的纯度 和洁净 度对集 成 电 路 的成 品率 、 电性能 及可靠性 均有 十分 重要 的影 响。 超净 高纯试 剂 具有 品种 多 、 量大 、 术 要求 高 、 用 技 贮 存 有效期 短 和腐蚀性 强等特 点 ，它基 于微 电子 技术 的发展 而产生 ， 一代 Ｉ ｃ产品需要 一代 的超 净 高纯试 剂与之 配套 。它 随着微 电子技 术 的发 展
半导体超洁净流控技术
半导体超洁净流控技术关于半导体超洁净流控技术的相关信息，我会帮您撰写一篇 2000 字的文章。
文章主要包括以下几个方面：1. 半导体超洁净流控技术的定义和背景2. 技术原理和关键技术3. 技术在半导体制造中的应用4. 技术的发展趋势及市场前景以下是文章的开头部分：半导体超洁净流控技术（Semiconductor Ultra Clean Flow Control Technology）是指在半导体制造过程中，通过利用流体控制技术，实现对气体、液体等介质的高纯度、高精密度控制，以确保半导体生产过程中的洁净度和稳定性。
随着半导体工艺的不断革新和升级，超洁净流控技术在半导体制造领域发挥着越来越重要的作用。
技术原理和关键技术半导体超洁净流控技术的核心原理在于对流体介质进行严格控制，以确保在半导体生产过程中介质的纯度和浓度符合要求。
该技术主要包括以下几个方面的关键技术：1. 高精度流量控制技术：通过先进的流量计和流量控制阀，实现对介质流动的精确控制，确保在制造过程中所需的介质流量和压力稳定可控。
2. 高纯度介质输送技术：采用高纯度介质输送管路和接头，有效避免外界对介质的污染，保证介质的高纯度输送。
3. 高效过滤技术：通过高效过滤器和过滤介质，对介质中的微小杂质和颗粒进行有效过滤，确保介质的纯净度。
4. 精密混合技术：针对需要的多种气体或液体的混合比例进行精确控制，以满足半导体工艺对介质混合比例的要求。
技术在半导体制造中的应用半导体超洁净流控技术在半导体制造中起着至关重要的作用。
它能够确保在半导体生产过程中使用的各种介质的高纯度和稳定性，从而保证半导体芯片的制造质量和性能。
超洁净流控技术能够保障半导体制造过程中的环境洁净度，减少外界污染对半导体生产的影响，提高半导体器件的可靠性和稳定性。
该技术的高精密度控制使得半导体制造工艺能够更加精细化、高效化，提高生产效率和降低成本。
以上是文章的开头部分，如果您需要继续撰写，请告诉我。
集成电路用电子化学品
集成电路用电子化学品它包括四类关键产品：第一、超净高纯试剂超净高纯化学试剂超净高纯化学试剂，亦称湿化学品,或加工化学品，是超大规模集成电路制作过程中关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的湿法清洗和湿法蚀刻，它的纯度和洁净度对IC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。
使用这种试剂的工艺主要是洗净(包括干燥)、光刻、蚀刻、显影、去膜、掺杂等。
这种试剂包括超净高纯酸及碱类、超净高纯有机溶剂和超净高纯蚀刻剂。
在半导体工业中的消耗比例大致为:NH4OH 4%-8%,HCI 3%一6% ,H2SO4 27%一33%、其它酸10%-20%、H2O2 8%一22%、蚀刻剂12%一20%、有机溶剂10%一15%。
随着IC存储容量的增大，存储器电池的氧化膜更薄，而试剂中所含的杂质、碱金属等溶进氧化膜之中，造成耐绝缘电压的下降；试剂中所含的重金属若附着在硅晶片表面上，则会使P-N结耐电压降低。
一般认为，产生IC断丝、短路等物理性故障的杂质分子大小为最小线宽的1/4，产生腐蚀或漏电等化学性故障的杂质分子大小为最小线宽的1/10。
主要生产商有北京化学试剂所(500t/a,22个品种)、苏州瑞红电子化学品公司(1000t/a,40余个品种)等。
北京化学试剂研究所的BV-Ⅲ级试剂已达到国外Semi-c7质量标准，适合于0.8u-1.2um 工艺，已形成500吨／年规模的生产能力，MOS级试剂已开发生产出20多个品种，年产量超过4000吨，这在我国处于较高水平，但只相当于国外的中等水平；国外Semi-c12质量标准达到0.09u-0.2um工艺水平。
2002年10月，上海华谊开始承担国家‘863’计划ULSI超纯试剂制备工艺研究课题，从事超纯过氧化氢、硫酸、氢氟酸、盐酸、醋酸、异丙醇等微电子化学品的研究和开发。
国内首个超高纯微电子化学品项目2004年底在上海兴建，这个项目由上海华谊集团公司所属的上海中远化工有限公司与台湾联仕电子化学材料股份有限公司联合出资。
高端制造巡礼之超净高纯试剂
高端制造巡礼之超净高纯试剂作者：董师傅来源：《电脑报》2018年第23期超净高纯试剂，是指主体成分纯度大于99.99%，杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂，主要用于集成电路制造中的清洗和蚀刻。
按等级可分为G1-G5，G1的技术含量最低，G5的技术含量最高，目前国内生产超净高纯试剂的企业中产品达到国际标准且具有一定生产量的企业有30 多家，大多数仅能满足G1～G3的需求，高端超净高纯试剂更是依赖国外的公司，特别是8 英寸及8 英寸以上晶圆加工所需的超净高纯试剂，国外公司的市场份额接近90%，国产率太低，未来的进口替代空间非常大。
因此可以关注超净高纯试剂领域的上市公司，例如光华科技和晶瑞股份。
光华科技公司主打中高端化学品，其中PCB化学品营收占比65%，毛利率25%左右，超净高纯试剂也是公司的重点攻略目标，早在2015年就通过定增募资金布局（1.4万吨）。
不过公司的经营方向较多，概念也比较多，最火的一个是锂电池的回收概念，这是为什么前段时间光华科技大涨的原因。
可以说，公司的超净高纯试剂概念没有引起资金的关注。
风险：PCB化学品销售情况不及预期、锂电池回收概念熄火、超净高纯试剂产能无法提升。
晶瑞股份在分析光刻胶领域时，我们就提到了晶瑞股份，其实晶瑞股份在超净高纯试剂领域也在发力，且力度不小哟！公司的超净高纯试剂产品大部分达到G4 等级，拳头产品双氧水（半导体级）突破了国外技术垄断，达到最高等级G5，可以与国外公司一较高低了。
目前晶瑞股份的超净高纯试剂进入多家半导体厂商的供应链考察体系，例如华虹宏力正在进行上线评估，武汉新芯已进入验厂审核，中芯国际正在进行技术确认，一旦通过考察后续国产替代就是顺理成章的事情——国内12 英寸晶圆厂共有11 座，未来3年将有14 座12 英寸晶圆厂相继投产，双氧水（半导体级）的年需求量将超过15 万吨，公司产品的进口替代空间很大。
风险：双氧水（半导体级）产能不足、原材料价格上涨、没有通过半导体厂商的考察、前期上涨过大导致调整幅度过深。
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技术专栏
图 ２ 常规 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 酸碱试剂清洗后硅片的 Ａ Ｆ Ｍ 扫描结果
１．０
电容 ／ 氧化层电容
０．８
新型超净高纯试剂 清洗
０．６
常规酸碱试剂 清洗
０．４
０．２
３．３．３ ＭＯＳ电容γ总计量辐射特性测量结果 图 ８ 和图 ９ 分别示出 １ 号样品新型超净高纯试
剂和 ２ 号样品常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂清洗的 ＭＯＳ 电 容在经过 ３ × １ ０ ５Ｒａｄ （Ｓ ｉ ）γ射线（Ｃ ｏ ６０ 源， Ｅ＝１．３３ＭｅＶ）总剂量辐射特性，从辐射后相对辐 射前的高频 Ｃ－Ｖ 曲线的移动可以看出，新型超净高
３０
２５
最大击穿场
２０
１．１Ｅ７Ｖ／ｃｍ
１５
１０
５
０３０ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０ 击穿电压 ／Ｖ
图 ７ 常规酸碱试剂清洗后 ＭＯＳ 电容击穿电压分布率
２００５ 年 ９ 月
技术专栏
１．０ ＢＴ 前
０．８
ＢＴ 后
电容 ／ 氧化层电容
０．６
０．４
０．２
－１０ －５ ０ ５ １０ 偏压 ／Ｖ
图 ５ 常规酸碱试剂清洗后 ＭＯＳ 电容的温度 － 偏压实验曲线
３．３．２ ＭＯＳ电容击穿特性测量结果 图６和图７分别示出１号样品新型超净高纯试
制作铝栅 ＭＯＳ 电容，并进行三项测量：① 常态高 频（１ Ｍ Ｈ ｚ ）Ｃ － Ｖ 测量，电容 Ｃ － Ｖ 的温偏实验， 其外加电场为 １ × １０６Ｖ／ｃｍ，温度为 １００℃；② 击 穿场的测量；③ γ总剂量辐射测量，外加电场 １ × １ ０ ６Ｖ ／ ｃ ｍ ，总计量为 ３ × １ ０ ５Ｒ ａ ｄ （Ｓ ｉ ）。
０．００５
０．１
＜ ０．０１
１．７
０．０４ ０．００９
２
５．１
０．５
０．０１
０．２
０．０２
１．６
０．０６ ０．０１
备注
１ 号为用新型超净高纯试剂清洗；２ 号为用抗辐射 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 工艺线上的常规酸碱试剂清洗
３．２ 原子力显微镜分析结果 对 １ 号和 ２ 号样品进行原子力显微镜（ＡＦＭ）
０．０ －１２ －１０ －８ －６ －４ －２ ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ 电压 ／ Ｖ
图 ３ 常态下新型超净高纯试剂和常规酸碱试剂清洗后硅片 的 Ｃ－Ｖ 曲线的比较
的清洗效果同常规试剂的清洗效果相当。 图４和图５分别示出１号样品新型超净高纯试剂 及 ２ 号样品常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂的温偏实验结果。 从图中可以看出，１ 号样品同 ２ 号样品常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂的温偏前后 ＭＯＳ 电容 Ｃ－Ｖ 特性接近，由 此计算 ＳｉＯ２ 内可动钠离子面密度＜５ × １０１０／ｃｍ２，满 足 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 器件工艺的要求。
分析并进行形貌观察，观测结果见图 １ 和图 ２。从 图中可以发现，１ 号样品清洗的片子表面起伏最大 值为 ８ ｎ ｍ 左右（见图 １ ）；２ 号样品即常规 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 酸碱试剂清洗的片子的表面起伏最大值为６０ｎｍ左右 （见图 ２ ）。这 说 明 该 新 型 超 净 高 纯 试 剂 清 洗 后 ， 硅片的表面平整度优于常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂清洗后 的硅片。
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ：ｈｉｇｈ－ｐｕｒｉｔｙ ｒｅａｇｅｎｔ；ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｃｌｅａｎｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ
１ 引言
随着半导体技术的迅速发展，对超净高纯试剂 的要求越来越高，在集成电路和超大规模集成电路 生产过程中，超净高纯试剂主要用于芯片及硅圆片 表面的清洗，其质量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。超净高纯试剂的 品种很多，常用的超净高纯试剂主要有：酸类如硫 酸、氢氟酸、硝酸、盐酸、磷酸、醋酸、混酸； 碱类如氢氧化铵；溶剂类如甲醇、乙醇、异丙醇、 丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二
电容 ／ 氧化层电容
１．０
辐射后
辐射前 ０．９
总剂量为 ３Ｅ５Ｒａｄ（Ｓｉ） ０．８
０．７
０．６
０．５ －１０ －５ ０ ５ １０ 电压 ／Ｖ
图 ８ 新型超净高纯试剂清洗后 ＭＯＳ 电容γ总剂量 辐射实验曲线
３．３ ＭＯＳ 电容测量结果 ３．３．１ 常态高频Ｃ－Ｖ曲线及温偏测量结果
将１号新型超净高纯试剂与２号常规酸碱试剂清
September 2005
图 １ 新型超净高纯试剂清洗后硅片的 ＡＦＭ 扫描结果
洗的常态 Ｍ Ｏ Ｓ 电容进行了比较（图 ３ ），发现两 者的 Ｃ－Ｖ 曲线基本重合，说明该新型超净高纯试剂
关键词：高纯试剂；半导体；清洗工艺 中图分类号：ＴＱ４２１．２＋３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－３５３Ｘ（２００５）０９－００２０－０４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｎｅｗ Ｓｕｐｅｒ－Ｃｌｅａｎ ａｎｄ Ｈｉｇｈ－Ｐｕｒｉｔｙ Ｒｅａｇｅｎｔ ｉｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
１．０ ＢＴ 前
０．８
ＢＴ０．２
－１０ －５ ０ ５ １０ 偏压 ／Ｖ
图 ４ 新型超净高纯试剂清洗后 ＭＯＳ 电容的 温度 － 偏压实验曲线
22 半导体技术第 ３ ０ 卷第 ９ 期
技术专栏
一种新型超净高纯试剂在半导体技术中的应用
郑学根， 邱晓生， 汪道明
（中国石化股份有限公司安庆分公司检验中心，安徽 安庆 ２４６００２）
摘要：通过对新型超净高纯试剂同常规 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 酸碱试剂同时进行 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 工艺中栅氧化前的清洗实验， 从清洗后硅片残留金属量的电感耦合高频等离子体原子发射光谱分析、硅片表面形貌的 Ａ Ｆ Ｍ 分析和 Ｍ Ｏ Ｓ 电 容测量三个方面进行了应用实验。结果表明，以超净高纯乙腈为主要组分的新型试剂，其清洗效果总体优 于常规 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 酸碱试剂，可以考虑在半导体器件相应清洗工艺中采用。
３ 实验结果
３．１ 电感耦合高频等离子体原子发射光谱分析 采用美国产 Ｊ－ＡＳＨ９６５ 型光谱分析仪进行分析，
该分析仪对大多数元素分析精度为１０－８￣１０－９ｇ／ｍｌ。 被分析的硅片上残留金属有 Ｎ ａ ，Ｆ ｅ ，Ｃ ｕ ，
Ｃ ｒ ，Ｋ ，Ｚ ｎ ，Ｎ ｉ 及 Ｍ ｎ 。分析结果表明，对于 采用新型超净高纯试剂清洗的硅片，上述金属残 留物在仪器可分辨的范围内，等同于常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂清洗的效果。同时，其对于 Ｎ ａ ，Ｋ 这 样对 ＭＯＳ 器件特别有害的碱金属残留物可优于常 规试剂清洗的效果，因而可以满足 ＭＯＳ 器件栅氧 化前清洗要求。详细分析结果见表 １。从表中可 看出，用新型超净高纯试剂清洗后，多数硅片金 属残留物较少。
电容 ／ 氧化层电容
１．０
辐射后
辐射前
（１ ）对两组试剂清洗好的硅片表面进行电感 耦合高频等离子体原子发射光谱分析测量，检测其 表面杂质残留情况，对他们的表面清洗效果进行比 较；
（２ ）对两组试剂清洗好的硅片进行原子力显 微镜（Ａ Ｆ Ｍ ）观察，并记录其表面形貌，对两 组试剂清洗后的硅片的表面情况进行比较；
（３ ）用两组试剂清洗好的硅片进行 Ｈ ，Ｏ 合 成栅氧化物生长，栅氧化物厚度约为 ５０ｎｍ，然后
20 半导体技术第 ３ ０ 卷第 ９ 期
２００５ 年 ９ 月
技术专栏
２ 实验方法
采用 ｐ 型（１００）３￣５ Ω·ｃｍ 磨抛好的 ５ｃｍ 硅 片，分成两组。第一组用新型超净高纯试剂清洗； 第二组用抗辐射 ＣＭＯＳ 工艺线上的常规酸碱试剂清 洗。清洗过程为：制备的片子置于聚四氟乙烯片架 并浸泡在清洗液中，用 ５０￣６０℃去离子水加热并超 声处理 １０￣１２ｍｉｎ；倒去清洗液，用 ５０￣６０℃一次去 离子水冲洗５￣６ ｍｉｎ；续用另一次去离子水冲洗５￣６ ｍｉｎ；用二次去离子水（＞ １６Ｍ Ω）冲洗 ３ ｍｉｎ 后 甩干。除此以外，其他工艺过程全同。将所有清 洗处理完毕的片子进行如下实验及测量：
基金项目：中国石油化工股份有限公司科研开发资金资助 （２ ０ １ ０ ７ ４ ）
甲苯、环己烷；其他类如过氧化氢、氟化铵水溶 液等［１］。这些试剂有的有腐蚀作用，有的有毒而产 生污染，因此，多年来国内外许多单位都在研究开 发 无 毒 或 低 毒 的 中 性 试 剂 。 我 国 在 “ 六 五 ”、“ 七 五 ”、“ 八 五 ” 和 “ 十 五 ” 期 间 ， 都 将 超 净 高 纯试剂的研究开发列入了国家重点科技攻关任务［２］。 所以，新型超净高纯乙腈［３］的成功开发有着重要的 现实意义。这里所指的新型超净高纯试剂就是以超 净高纯乙腈为主要成分的试剂，本文通过检测这种 新型超净高纯试剂应用于ＭＯＳ器件栅氧化前清洗的 效果，以考察其在半导体器件相应清洗工艺中的应 用情况。
最大击穿场 １．２Ｅ７Ｖ／ｃｍ ２０ １５ １０
５ ０３０ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０
击穿电压 ／Ｖ
图 ６ 新型超净高纯试剂清洗后 ＭＯＳ 电容击穿电压分布率
分布率 ／１００％
３５
剂及 ２ 号样品常规 ＣＭＯＳ 酸碱试剂清洗制作的 ＭＯＳ 电容芯片上随机抽取相同数量的ＭＯＳ电容击穿电压 测量的统计分配图。１ 号样品统计平均击穿特性较 好，且最大击穿电场也稍高，这说明从击穿特性角 度看 １ 号样品清洗效果优于 ２ 号样品常规 ＣＭＯＳ 酸 碱试剂。
分布率 ／１００％
３５ ３０ ２５
表１ 不同试剂清洗后的硅片金属残留物比较
检测项目 Ｎａ
Ｆｅ
Ｃｕ
Ｃｒ
Ｋ
Ｚｎ
Ｎｉ
Ｍｎ
样品编号 ／µｇ·ｌ－１ ／µｇ·ｌ－１
１
０．１
０．４
／ µ ｇ·ｌ －１ ／µ ｇ·ｌ －１ ／ µ ｇ·ｌ－１ ／ µ ｇ·ｌ －１ ／ µ ｇ·ｌ －１ ／ µ ｇ·ｌ－１
ＺＨＥＮＧ Ｘｕｅ－ｇｅｎ，ＱＩＵ Ｘｉａｏ－ｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄａｏ－ｍｉｎｇ