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刻蚀化学药品有哪些

发布时间:2023-03-12 16:53:56

① 集成电路刻蚀溶液是什么化学品

湿法刻蚀
这是传统的刻蚀方法。把硅片浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中,使没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去。例如,用一种含有氢氟酸的溶液刻蚀二氧化硅薄膜,用磷酸刻蚀铝薄膜等。这种在液态环境中进行刻蚀的工艺称为“湿法”工艺,其优点是操作简便、对设备要求低、易于实现大批量生产,并且刻蚀的选择性也好。但是,化学反应的各向异性较差,横向钻蚀使所得的刻蚀剖面呈圆弧形(见图)。这不仅使图形剖面发生变化,而且当稍有过刻蚀时剖面会产生如图中的虚线,致使薄膜上图形的线宽比原抗蚀剂膜上形成的线宽小2墹x,并且墹x随过刻蚀时间迅速增大。这使精确控制图形变得困难。湿法刻蚀的另一问题,是抗蚀剂在溶液中,特别在较高温度的溶液中易受破坏而使掩蔽失效,因而对于那些只能在这种条件下刻蚀的薄膜必须采用更为复杂的掩蔽方案。
对于采用微米级和亚微米量级线宽的超大规模集成电路,刻蚀方法必须具有较高的各向异性特性,才能保证图形的精度,但湿法刻蚀不能满足这一要求。

干法刻蚀
70年代末研究出一系列所谓干法刻蚀工艺。干法刻蚀有离子铣刻蚀、等离子刻蚀和反应离子刻蚀三种主要方法。
①离子铣刻蚀:低气压下惰性气体辉光放电所产生的离子加速后入射到薄膜表面,裸露的薄膜被溅射而除去。由于刻蚀是纯物理作用,各向异性程度很高,可以得到分辨率优于 1微米的线条。这种方法已在磁泡存储器、表面波器件和集成光学器件等制造中得到应用。但是,这种方法的刻蚀选择性极差,须采用专门的刻蚀终点监测技术,而且刻蚀速率也较低。
②等离子刻蚀:利用气压为10~1000帕的特定气体(或混合气体)的辉光放电,产生能与薄膜发生离子化学反应的分子或分子基团,生成的反应产物是挥发性的。它在低气压的真空室中被抽走,从而实现刻蚀。通过选择和控制放电气体的成分,可以得到较好的刻蚀选择性和较高的刻蚀速率,但刻蚀精度不高,一般仅用于大于4~5微米线条的工艺中。
③反应离子刻蚀:这种刻蚀过程同时兼有物理和化学两种作用。辉光放电在零点几到几十帕的低真空下进行。硅片处于阴极电位,放电时的电位大部分降落在阴极附近。大量带电粒子受垂直于硅片表面的电场加速,垂直入射到硅片表面上,以较大的动量进行物理刻蚀,同时它们还与薄膜表面发生强烈的化学反应,产生化学刻蚀作用。选择合适的气体组分,不仅可以获得理想的刻蚀选择性和速度,还可以使活性基团的寿命短,这就有效地抑制了因这些基团在薄膜表面附近的扩散所能造成的侧向反应,大大提高了刻蚀的各向异性特性。反应离子刻蚀是超大规模集成电路工艺中很有发展前景的一种刻蚀方法。
现代化的干法刻蚀设备包括复杂的机械、电气和真空装置,同时配有自动化的刻蚀终点检测和控制装置。因此这种工艺的设备投资是昂贵的。

② 硅的湿法刻蚀剂有哪些,各有什么特点

基本工艺要求 理想的刻蚀工艺必须具有以下特点:①各向异性刻蚀,即只有垂直刻蚀,没有横向钻蚀.这样才能保证精确地在被刻蚀的薄膜上复制出与抗蚀剂上完全一致的几何图形;②良好的刻蚀选择性,即对作为掩模的抗蚀剂和处于其下的另一层薄膜或材料的刻蚀速率都比被刻蚀薄膜的刻蚀速率小得多,以保证刻蚀过程中抗蚀剂掩蔽的有效性,不致发生因为过刻蚀而损坏薄膜下面的其他材料;③加工批量大,控制容易,成本低,对环境污染少,适用于工业生产. 湿法刻蚀 这是传统的刻蚀方法.把硅片浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中,使没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去 例如,用一种含有氢氟酸的溶液刻蚀二氧化硅薄膜,用磷酸刻蚀铝薄膜等.这种在液态环境中进行刻蚀的工艺称为“湿法”工艺,其优点是操作简便、对设备要求低、易于实现大批量生产,并且刻蚀的选择性也好.但是,化学反应的各向异性较差,横向钻蚀使所得的刻蚀剖面呈圆弧形(见图 ).这不仅使图形剖面发生变化,而且当稍有过刻蚀时剖面会产生如图 中的虚线,致使薄膜上图形的线宽比原抗蚀剂膜上形成的线宽小2 ,并且 随过刻蚀时间迅速增大.这使精确控制图形变得困难.湿法刻蚀的另一问题,是抗蚀剂在溶液中,特别在较高温度的溶液中易受破坏而使掩蔽失效,因而对于那些只能在这种条件下刻蚀的薄膜必须采用更为复杂的掩蔽方案. 对于采用微米级和亚微米量级线宽的超大规模集成电路,刻蚀方法必须具有较高的各向异性特性,才能保证图形的精度,但湿法刻蚀不能满足这一要求. 干法刻蚀 70年代末研究出一系列所谓干法刻蚀工艺.干法刻蚀有离子铣刻蚀、等离子刻蚀和反应离子刻蚀三种主要方法. ① 离子铣刻蚀:低气压下惰性气体辉光放电所产生的离子加速后入射到薄膜表面,裸露的薄膜被溅射而除去.由于刻蚀是纯物理作用,各向异性程度很高,可以得到分辨率优于 1微米的线条.这种方法已在磁泡存储器、表面波器件和集成光学器件等制造中得到应用.但是,这种方法的刻蚀选择性极差,须采用专门的刻蚀终点监测技术,而且刻蚀速率也较低. ② 等离子刻蚀:利用气压为10~1000帕的特定气体(或混合气体)的辉光放电,产生能与薄膜发生离子化学反应的分子或分子基团,生成的反应产物是挥发性的.它在低气压的真空室中被抽走,从而实现刻蚀.通过选择和控制放电气体的成分,可以得到较好的刻蚀选择性和较高的刻蚀速率,但刻蚀精度不高,一般仅用于大于4~5微米线条的工艺中. ③ 反应离子刻蚀:这种刻蚀过程同时兼有物理和化学两种作用.辉光放电在零点几到几十帕的低真空下进行.硅片处于阴极电位,放电时的电位大部分降落在阴极附近.大量带电粒子受垂直于硅片表面的电场加速,垂直入射到硅片表面上,以较大的动量进行物理刻蚀,同时它们还与薄膜表面发生强烈的化学反应,产生化学刻蚀作用.选择合适的气体组分,不仅可以获得理想的刻蚀选择性和速度,还可以使活性基团的寿命短,这就有效地抑制了因这些基团在薄膜表面附近的扩散所能造成的侧向反应,大大提高了刻蚀的各向异性特性.反应离子刻蚀是超大规模集成电路工艺中很有发展前景的一种刻蚀方法. 现代化的干法刻蚀设备包括复杂的机械、电气和真空装置,同时配有自动化的刻蚀终点检测和控制装置.因此这种工艺的设备投资是昂贵的.

③ 腐蚀性的化学药品有哪些

腐蚀性最强的化学物质是王水
王水是按浓硝酸与浓盐酸按体积比为1∶3的比例混合而成的。其反应为
hno3+3hcl=2h2o+
cl2+
nocl
王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子。王水的氧化能力比硝酸
强,一些不溶于硝酸的金属,如铂、金都可以被王水溶解。反应的化学方程式如下
au+hno3+4hcl=h[aucl4]+no↑+2h2o
3pt+4hno3+18hcl=3h2[ptcl6]+4no↑+8h2o
金和铂不溶于单独的浓硝酸,而溶于王水,这是因为高浓度的氯离子与金属离子形成稳定的络离子,如
[aucl4]-或[ptcl6]2-,从而使金或铂的标准电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行.
王水
王水又称王酸”,是一种腐蚀性非常强、黄色冒烟的液体,它是一种硝酸和盐酸组成的混合物,其中混合比例为13。它是少数几种能够溶解金和铂的物质。这也是它的名字的来源。不过一些非常惰性的金属如钽不受王水腐蚀。王水被用在蚀刻工艺和一些分析过程中。王水很快就分解,因此必须在使用前直接制作。
历史
盐酸是于约800年左右波斯炼金术士札比尔·伊本·哈杨将食盐与矾(硫酸)混合到一起时发现的。他将盐酸与硝酸混合在一起发明了能够溶解金的王水。
原理
虽然王水的两个组成部分单一无法溶解金,但它们联合起来却可以溶解金,原理是这样的硝酸是一种非常强烈的氧化剂,它可以溶解极微量的金,而盐酸则可以与溶液中的金离子反应,形成氯化金,使金离子离开溶液,这样硝酸就可以进一步溶解金了
au
+
3no3-
+
6h+

au3+
+
3no2↑
+
3h2o

④ 哪些化学药品能腐蚀玻璃

氢氟酸、焦磷酸、氢氧化钠、氟化钠、氟气等。

一、氢氧化钠

氢氧化钠能与像二氧化硅、二氧化硫等酸性氧化物发生反应2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O。

二、氟化氢

1、具有很强的腐蚀性,能侵蚀玻璃和硅酸盐而生成气态的四氟化硅,但不腐蚀聚乙烯、铅和白金;

2、极易挥发,置于空气中即冒白雾,溶于水时激烈放热而成氢氟酸;

3、与金属盐、氧化物、氢氧化物作用生成氟化物;

4、能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物;

5、氟化氢对热稳定,加热到1000℃仅稍有分解;

6、与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅: SiO2(s)+ 4 HF(aq)→ SiF4(g) + 2 H2O(l)生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸:SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq),氟硅酸是一种二元强酸。

3、焦磷酸

浓磷酸加热50℃浸泡玻璃,玻璃会被腐蚀。焦磷酸、四偏磷酸或其他多聚磷酸的链状和环状结构是正磷酸脱水缩合而成的,均为缩合酸。

一般缩合酸的酸性均大于单酸,这是因为缩合酸根离子体积大,其表面的负电荷密度降低很多,因此缩合酸易解离出质子。同类含氧酸的缩合程度越大,酸性越强。

4、氟化钠

无色发亮晶体或白色粉末,比重2.25,熔点993℃沸点1695℃。溶于水、氢氟酸,微溶于醇。水溶液呈弱碱性,溶于氢氟酸而成氟化氢钠,能腐蚀玻璃。有毒!

5、氟气

氟气是一种极具腐蚀性的双原子气体,剧毒。氟是电负度最强的元素,也是很强的氧化剂。在常温下,它几乎能和所有的元素化合,并产生大量的热能,在所有的元素中,要算氟最活泼了。

与玻璃的反应方程式是SiO₂+2F₂==SiF4+O₂ 。

⑤ 化学中,易潮解和腐蚀的药品有哪些

一、氢氧化钠

氢氧化钠,化学式为NaOH,俗称烧碱、火碱、苛性钠,为一种具有强腐蚀性的强碱,一般为片状或块状形态,易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液,另有潮解性,易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质),可加入盐酸检验是否变质。

二、氢氧化钾

氢氧化钾,化学式为KOH,白色粉末或片状固体。其性质与烧碱相似,具强碱性及腐蚀性,极易吸收空气中水分而潮解,吸收二氧化碳而成碳酸钾。

三、浓硝酸

浓硝酸,分子式为HNO3,纯HNO₃是无色有刺激性气味的液体,市售浓硝酸质量分数约为68%,密度约为1.4g/cm³,沸点为83℃,易挥发,可以任意比例溶于水,混溶时与硫酸相似会释放出大量的热所以需要不断搅拌,并且只能是把浓HNO3加入水中而不能反过来。

浓度在(86%~97.5%)98%的硝酸叫“发烟硝酸”,因这种酸更易挥发,遇潮湿空气形成白雾,有腐蚀性,并且有毒,要注意戴聚乙烯塑料手套以及特别的口罩。


四、氨水

氨水又称阿摩尼亚水,主要成分为NH3·H2O,是氨的水溶液,无色透明且具有刺激性气味。氨气易溶于水、乙醇。易挥发,具有部分碱的通性,氨水由氨气通入水中制得。氨气有毒,对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性,能使人窒息,空气中最高容许浓度30mg/m3。主要用作化肥。

五、浓硫酸

浓硫酸,俗称坏水,化学分子式为H₂SO₄,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。浓硫酸指质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓硫酸还具有强腐蚀性:在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属(甚至包括金和铂),其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。

硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。

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