① 集成電路刻蝕溶液是什麼化學品
濕法刻蝕
這是傳統的刻蝕方法。把矽片浸泡在一定的化學試劑或試劑溶液中,使沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜表面與試劑發生化學反應而被除去。例如,用一種含有氫氟酸的溶液刻蝕二氧化硅薄膜,用磷酸刻蝕鋁薄膜等。這種在液態環境中進行刻蝕的工藝稱為「濕法」工藝,其優點是操作簡便、對設備要求低、易於實現大批量生產,並且刻蝕的選擇性也好。但是,化學反應的各向異性較差,橫向鑽蝕使所得的刻蝕剖面呈圓弧形(見圖)。這不僅使圖形剖面發生變化,而且當稍有過刻蝕時剖面會產生如圖中的虛線,致使薄膜上圖形的線寬比原抗蝕劑膜上形成的線寬小2墹x,並且墹x隨過刻蝕時間迅速增大。這使精確控制圖形變得困難。濕法刻蝕的另一問題,是抗蝕劑在溶液中,特別在較高溫度的溶液中易受破壞而使掩蔽失效,因而對於那些只能在這種條件下刻蝕的薄膜必須採用更為復雜的掩蔽方案。
對於採用微米級和亞微米量級線寬的超大規模集成電路,刻蝕方法必須具有較高的各向異性特性,才能保證圖形的精度,但濕法刻蝕不能滿足這一要求。
干法刻蝕
70年代末研究出一系列所謂干法刻蝕工藝。干法刻蝕有離子銑刻蝕、等離子刻蝕和反應離子刻蝕三種主要方法。
①離子銑刻蝕:低氣壓下惰性氣體輝光放電所產生的離子加速後入射到薄膜表面,裸露的薄膜被濺射而除去。由於刻蝕是純物理作用,各向異性程度很高,可以得到解析度優於 1微米的線條。這種方法已在磁泡存儲器、表面波器件和集成光學器件等製造中得到應用。但是,這種方法的刻蝕選擇性極差,須採用專門的刻蝕終點監測技術,而且刻蝕速率也較低。
②等離子刻蝕:利用氣壓為10~1000帕的特定氣體(或混合氣體)的輝光放電,產生能與薄膜發生離子化學反應的分子或分子基團,生成的反應產物是揮發性的。它在低氣壓的真空室中被抽走,從而實現刻蝕。通過選擇和控制放電氣體的成分,可以得到較好的刻蝕選擇性和較高的刻蝕速率,但刻蝕精度不高,一般僅用於大於4~5微米線條的工藝中。
③反應離子刻蝕:這種刻蝕過程同時兼有物理和化學兩種作用。輝光放電在零點幾到幾十帕的低真空下進行。矽片處於陰極電位,放電時的電位大部分降落在陰極附近。大量帶電粒子受垂直於矽片表面的電場加速,垂直入射到矽片表面上,以較大的動量進行物理刻蝕,同時它們還與薄膜表面發生強烈的化學反應,產生化學刻蝕作用。選擇合適的氣體組分,不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度,還可以使活性基團的壽命短,這就有效地抑制了因這些基團在薄膜表面附近的擴散所能造成的側向反應,大大提高了刻蝕的各向異性特性。反應離子刻蝕是超大規模集成電路工藝中很有發展前景的一種刻蝕方法。
現代化的干法刻蝕設備包括復雜的機械、電氣和真空裝置,同時配有自動化的刻蝕終點檢測和控制裝置。因此這種工藝的設備投資是昂貴的。
② 硅的濕法刻蝕劑有哪些,各有什麼特點
基本工藝要求 理想的刻蝕工藝必須具有以下特點:①各向異性刻蝕,即只有垂直刻蝕,沒有橫向鑽蝕.這樣才能保證精確地在被刻蝕的薄膜上復制出與抗蝕劑上完全一致的幾何圖形;②良好的刻蝕選擇性,即對作為掩模的抗蝕劑和處於其下的另一層薄膜或材料的刻蝕速率都比被刻蝕薄膜的刻蝕速率小得多,以保證刻蝕過程中抗蝕劑掩蔽的有效性,不致發生因為過刻蝕而損壞薄膜下面的其他材料;③加工批量大,控制容易,成本低,對環境污染少,適用於工業生產. 濕法刻蝕 這是傳統的刻蝕方法.把矽片浸泡在一定的化學試劑或試劑溶液中,使沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜表面與試劑發生化學反應而被除去 例如,用一種含有氫氟酸的溶液刻蝕二氧化硅薄膜,用磷酸刻蝕鋁薄膜等.這種在液態環境中進行刻蝕的工藝稱為「濕法」工藝,其優點是操作簡便、對設備要求低、易於實現大批量生產,並且刻蝕的選擇性也好.但是,化學反應的各向異性較差,橫向鑽蝕使所得的刻蝕剖面呈圓弧形(見圖 ).這不僅使圖形剖面發生變化,而且當稍有過刻蝕時剖面會產生如圖 中的虛線,致使薄膜上圖形的線寬比原抗蝕劑膜上形成的線寬小2 ,並且 隨過刻蝕時間迅速增大.這使精確控制圖形變得困難.濕法刻蝕的另一問題,是抗蝕劑在溶液中,特別在較高溫度的溶液中易受破壞而使掩蔽失效,因而對於那些只能在這種條件下刻蝕的薄膜必須採用更為復雜的掩蔽方案. 對於採用微米級和亞微米量級線寬的超大規模集成電路,刻蝕方法必須具有較高的各向異性特性,才能保證圖形的精度,但濕法刻蝕不能滿足這一要求. 干法刻蝕 70年代末研究出一系列所謂干法刻蝕工藝.干法刻蝕有離子銑刻蝕、等離子刻蝕和反應離子刻蝕三種主要方法. ① 離子銑刻蝕:低氣壓下惰性氣體輝光放電所產生的離子加速後入射到薄膜表面,裸露的薄膜被濺射而除去.由於刻蝕是純物理作用,各向異性程度很高,可以得到解析度優於 1微米的線條.這種方法已在磁泡存儲器、表面波器件和集成光學器件等製造中得到應用.但是,這種方法的刻蝕選擇性極差,須採用專門的刻蝕終點監測技術,而且刻蝕速率也較低. ② 等離子刻蝕:利用氣壓為10~1000帕的特定氣體(或混合氣體)的輝光放電,產生能與薄膜發生離子化學反應的分子或分子基團,生成的反應產物是揮發性的.它在低氣壓的真空室中被抽走,從而實現刻蝕.通過選擇和控制放電氣體的成分,可以得到較好的刻蝕選擇性和較高的刻蝕速率,但刻蝕精度不高,一般僅用於大於4~5微米線條的工藝中. ③ 反應離子刻蝕:這種刻蝕過程同時兼有物理和化學兩種作用.輝光放電在零點幾到幾十帕的低真空下進行.矽片處於陰極電位,放電時的電位大部分降落在陰極附近.大量帶電粒子受垂直於矽片表面的電場加速,垂直入射到矽片表面上,以較大的動量進行物理刻蝕,同時它們還與薄膜表面發生強烈的化學反應,產生化學刻蝕作用.選擇合適的氣體組分,不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度,還可以使活性基團的壽命短,這就有效地抑制了因這些基團在薄膜表面附近的擴散所能造成的側向反應,大大提高了刻蝕的各向異性特性.反應離子刻蝕是超大規模集成電路工藝中很有發展前景的一種刻蝕方法. 現代化的干法刻蝕設備包括復雜的機械、電氣和真空裝置,同時配有自動化的刻蝕終點檢測和控制裝置.因此這種工藝的設備投資是昂貴的.
③ 腐蝕性的化學葯品有哪些
腐蝕性最強的化學物質是王水
王水是按濃硝酸與濃鹽酸按體積比為1∶3的比例混合而成的。其反應為
hno3+3hcl=2h2o+
cl2+
nocl
王水中含有硝酸、氯氣和氯化亞硝醯等一系列強氧化劑,同時還有高濃度的氯離子。王水的氧化能力比硝酸
強,一些不溶於硝酸的金屬,如鉑、金都可以被王水溶解。反應的化學方程式如下
au+hno3+4hcl=h[aucl4]+no↑+2h2o
3pt+4hno3+18hcl=3h2[ptcl6]+4no↑+8h2o
金和鉑不溶於單獨的濃硝酸,而溶於王水,這是因為高濃度的氯離子與金屬離子形成穩定的絡離子,如
[aucl4]-或[ptcl6]2-,從而使金或鉑的標准電極電位減小,有利於反應向金屬溶解的方向進行.
王水
王水又稱王酸」,是一種腐蝕性非常強、黃色冒煙的液體,它是一種硝酸和鹽酸組成的混合物,其中混合比例為13。它是少數幾種能夠溶解金和鉑的物質。這也是它的名字的來源。不過一些非常惰性的金屬如鉭不受王水腐蝕。王水被用在蝕刻工藝和一些分析過程中。王水很快就分解,因此必須在使用前直接製作。
歷史
鹽酸是於約800年左右波斯煉金術士札比爾·伊本·哈楊將食鹽與礬(硫酸)混合到一起時發現的。他將鹽酸與硝酸混合在一起發明了能夠溶解金的王水。
原理
雖然王水的兩個組成部分單一無法溶解金,但它們聯合起來卻可以溶解金,原理是這樣的硝酸是一種非常強烈的氧化劑,它可以溶解極微量的金,而鹽酸則可以與溶液中的金離子反應,形成氯化金,使金離子離開溶液,這樣硝酸就可以進一步溶解金了
au
+
3no3-
+
6h+
→
au3+
+
3no2↑
+
3h2o
④ 哪些化學葯品能腐蝕玻璃
氫氟酸、焦磷酸、氫氧化鈉、氟化鈉、氟氣等。
一、氫氧化鈉
氫氧化鈉能與像二氧化硅、二氧化硫等酸性氧化物發生反應2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O。
二、氟化氫
1、具有很強的腐蝕性,能侵蝕玻璃和硅酸鹽而生成氣態的四氟化硅,但不腐蝕聚乙烯、鉛和白金;
2、極易揮發,置於空氣中即冒白霧,溶於水時激烈放熱而成氫氟酸;
3、與金屬鹽、氧化物、氫氧化物作用生成氟化物;
4、能與普通金屬發生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物;
5、氟化氫對熱穩定,加熱到1000℃僅稍有分解;
6、與硅和硅化合物反應生成氣態的四氟化硅: SiO2(s)+ 4 HF(aq)→ SiF4(g) + 2 H2O(l)生成的SiF4可以繼續和過量的HF作用,生成氟硅酸:SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),氟硅酸是一種二元強酸。
3、焦磷酸
濃磷酸加熱50℃浸泡玻璃,玻璃會被腐蝕。焦磷酸、四偏磷酸或其他多聚磷酸的鏈狀和環狀結構是正磷酸脫水縮合而成的,均為縮合酸。
一般縮合酸的酸性均大於單酸,這是因為縮合酸根離子體積大,其表面的負電荷密度降低很多,因此縮合酸易解離出質子。同類含氧酸的縮合程度越大,酸性越強。
4、氟化鈉
無色發亮晶體或白色粉末,比重2.25,熔點993℃沸點1695℃。溶於水、氫氟酸,微溶於醇。水溶液呈弱鹼性,溶於氫氟酸而成氟化氫鈉,能腐蝕玻璃。有毒!
5、氟氣
氟氣是一種極具腐蝕性的雙原子氣體,劇毒。氟是電負度最強的元素,也是很強的氧化劑。在常溫下,它幾乎能和所有的元素化合,並產生大量的熱能,在所有的元素中,要算氟最活潑了。
與玻璃的反應方程式是SiO₂+2F₂==SiF4+O₂ 。
⑤ 化學中,易潮解和腐蝕的葯品有哪些
一、氫氧化鈉
氫氧化鈉,化學式為NaOH,俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉,為一種具有強腐蝕性的強鹼,一般為片狀或塊狀形態,易溶於水(溶於水時放熱)並形成鹼性溶液,另有潮解性,易吸取空氣中的水蒸氣(潮解)和二氧化碳(變質),可加入鹽酸檢驗是否變質。
二、氫氧化鉀
氫氧化鉀,化學式為KOH,白色粉末或片狀固體。其性質與燒鹼相似,具強鹼性及腐蝕性,極易吸收空氣中水分而潮解,吸收二氧化碳而成碳酸鉀。
三、濃硝酸
濃硝酸,分子式為HNO3,純HNO₃是無色有刺激性氣味的液體,市售濃硝酸質量分數約為68%,密度約為1.4g/cm³,沸點為83℃,易揮發,可以任意比例溶於水,混溶時與硫酸相似會釋放出大量的熱所以需要不斷攪拌,並且只能是把濃HNO3加入水中而不能反過來。
濃度在(86%~97.5%)98%的硝酸叫「發煙硝酸」,因這種酸更易揮發,遇潮濕空氣形成白霧,有腐蝕性,並且有毒,要注意戴聚乙烯塑料手套以及特別的口罩。
四、氨水
氨水又稱阿摩尼亞水,主要成分為NH3·H2O,是氨的水溶液,無色透明且具有刺激性氣味。氨氣易溶於水、乙醇。易揮發,具有部分鹼的通性,氨水由氨氣通入水中製得。氨氣有毒,對眼、鼻、皮膚有刺激性和腐蝕性,能使人窒息,空氣中最高容許濃度30mg/m3。主要用作化肥。
五、濃硫酸
濃硫酸,俗稱壞水,化學分子式為H₂SO₄,是一種具有高腐蝕性的強礦物酸。濃硫酸指質量分數大於或等於70%的硫酸溶液。濃硫酸還具有強腐蝕性:在常壓下,沸騰的濃硫酸可以腐蝕除銥和釕之外所有金屬(甚至包括金和鉑),其可以腐蝕的金屬單質種類的數量甚至超過了王水。
硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與稀硫酸最大的區別之一。同時它還具有脫水性,難揮發性,酸性,吸水性等。