半导体制造中的化学品自学为主.pptVIP

硝酸 纯硝酸是一种无色透明的液体，易挥发，有刺激性气味。硝酸见光受热很容易分解。 温度越高或酸的浓度越大，则分解越快。市售浓硝酸质量百分比为69.2%，比重为1.41。96%~98%的硝酸因含有过量二氧化氮而呈棕黄色，称为发烟硝酸。硝酸具有强氧化性、强酸性和强腐蚀性。 第三十一页，共47页 王水 浓硝酸和浓盐酸按1:3的体积比混合，即可配成王水。其反应式如下： HNO3 + HCl?H2O + Cl + NOCl 王水中不仅含有硝酸、盐酸等强酸，而且还有初生态（Cl）和氯化亚硝酰NOCl(具强腐蚀性，有毒，对眼部、皮肤和肺部有刺激性。)等强氧化剂。 氯化亚硝酰是一种沸点较低的液体，受热即分解为一氧化氮和原子氯。 王水不但能溶解较活泼金属和氧化物，而且还能溶解不活泼的金、铂等几乎所有的金属。 第三十二页，共47页 半导体制造过程中常用的碱 第三十三页，共47页 第一页，共47页 学习目标： 1.物质的四种形态 2.半导体制造有关的重要化学性质 3.半导体工艺化学品的分类和使用 4.如何在芯片制造中使用酸、碱和溶剂 5.通用气体和特种气体，气体在晶片制造中的运送和使用 第二页，共47页 半导体制造业中使用大量的化学品来制造硅片。另外化学品还被用于清洗硅片和处理在制造工艺中使用的工具。在硅圆片制造中使用的化学材料被称为工艺用化学品。它们有不同的形态并且要严格控制纯度。 第三页，共47页 物质形态 固态 液态 气态 等离子态 第四页，共47页 固体在常温常压下保持一定的形状和体积。 液体有一定的体积但形状是变化的。一升水会与其容器形状一致。 气体既无一定形状又无一定体积。它也会跟其容器形状一致，但跟液体不同之处是，它可扩展或压缩直至完全充满容器。 注：特定物质的状态与其压力和温度有关。温度是对材料中包含的所有能量的一种衡量。 第五页，共47页 等离子体是电离原子或分子的高能集合，在工艺气体上施加高能射频场可以诱发等离子体。它可用于半导体技术中促使气体混合物化学反应。 第六页，共47页 材料的属性 物理属性：熔点、沸点、电阻率和密度等 化学属性：可燃性、反应性和腐蚀性 第七页，共47页 半导体制造中的化学名词 温度 密度 压强和真空 表面张力 冷凝 热膨胀 蒸汽压 应力 升华和凝华 第八页，共47页 不管是在氧化管中还是在等离子刻蚀反应室内，化学品的温度都对其化学品的反应发挥着重要影响，而且一些化学品的安全使用也需要了解和控制化学品的温度。 有三种温度表示法：华氏温标、摄氏温标和开氏温标。 温度 第九页，共47页 第十页，共47页 华氏温标 ( ?F )是由德国物理学家Gabriel Fahrenheit用盐和水溶液开发的。他把盐溶液的冰点温度定为华氏零度。 一般地，纯水的冰点温度更有用，在华氏温标中水的冰点温度为32?F，沸点温度为212?F，两点之间相差180?F。 摄氏温标 ( ?C ) 在科学研究中更为常用，将纯水冰点设为 0?C，沸点设为100?C 开氏温标 ( ?K )。它和摄氏温标用一样的尺度，只不过是基于绝对零度。绝对零度就是所有原子停止运动的理论温度，该值为 -273?C。 第十一页，共47页 气体的压强和真空 压强定义为： 施加在容器表面上单位面积的力。所有的工艺机器都用气压表来测量和控制气压。 气压的大小用英磅每平方英寸(psia)来表示。 第十二页，共47页 气体的压强和真空 真空是在半导体工艺中要遇到的术语，它实际上是低压的情况。 一般来说，压力低于标准大气压（14.7 psia ）就认为是真空。 第十三页，共47页 第十四页，共47页 冷凝和气化 冷凝：气体变成液体的过程 气化：从液体变成气体的过程 第十五页，共47页 蒸气压 蒸气压是密闭容器中气体处于平衡状态时产生的压力。 高蒸气压材料是易挥发的，容易变成气体，如香水等。 第十六页，共47页 升华和凝华 升华：固体直接变成气体的过程 凝华：气体直接变成固体的过程 第十七页，共47页 密度 密度=质量/体积（g/cm^3) 标准温度和大气压下一些常见材料的密度： 第十八页，共47页 表面张力 液滴的表面张力是增加接触表面积所需的能量。在半导体制造中用来衡量液体均匀涂在硅圆片表面的粘附能力。 低表面张力 高表面张力 第十九页，共47页 热膨胀 热膨胀是物体因受热而产生的物理尺寸的增大，用热膨胀系数（或CTE）衡量。非晶的热膨胀是各向同性的，单晶的热膨胀是各向异性的。 第二十页，共47页 应力 物体受到外力作用的时候就会产生应力。应力的大小取决于外力的大小和外力作用的面积。硅片制造过程中多种原因会可以导致