文档介绍：集成电路工艺与电子化学品
信通院
李尉铭
4号
摘要:本文介绍了几类常见的与集成电路相关的电子化学品,提出了各类化学品的技术要点及代表类型,最后简单论述了电子化学品发展的趋势。
关键词:集成电路工艺电子化学品
概述
电子化学品是指为电子工业配套的精细化工产品,其特点之一是品种繁多,具有质量要求高、用量少、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更新换代快等特点。主要产品有为集成电路( IC)配套的光刻胶、超净高纯试剂、特种气体、封装材料、硅片磨抛材料;为印刷电路板配套的基板树脂、抗蚀干膜、清洗剂等;为平板显示器配套的液晶、偏振片、荧光粉等。
为集成电路配套的电子化学品是其中最关键的材料。现在世界集成电路水平已由微米级(110μm ) 、亚微米级( 110~0135μm) 、深亚微米级(0135μm以下)进入到纳米级(90~65nm)阶段。
2、集成电路相关电子化学品
1) 光刻胶
光刻胶(又称光致抗蚀剂)主要用于集成电路和半导体分立器件的微细加工,同时在平板显示、LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着广泛的应用。由于光刻胶具有光化学敏感性,可利用其进行光化学反应,将光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体上,经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用,然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上。因此光刻胶是微细加工技术中的关键性化工材料。随着集成电路的发展, 光刻技术也经历了G 线(436nm)光刻、I线(365nm)光刻、深紫外248nm光刻及目前的193nm光刻的发展历程,相对应于各曝光波长的光刻胶也应运而生。随着曝光波长变化,光刻胶的组成与结构也在不断地变化。
2) 塑封料
根据封装材料的不同,电子封装可分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。前两种封装难以适
应大规模工业化和降低成本的要求,微电子行业90%以上都用塑料封装,而其中97%以上又都是采用环氧塑封料。
随着IC芯片向高集成化、布线细微化、芯片大型化、薄型化方向的发展, IC封装技术的发展经历了3个阶段:第一阶段, 20世纪70年代前,以插装型封装为主,如金属圆形( TO型)封装、单列直插封装( SIP) 、双列直插封装(D IP) ,尤其是塑料双列直插封装( PD IP) ;第二阶段, 20世纪80年代,以表面安装类型的四边引线封装为主,如无引线芯片载体(LCC) 、四边引线扁平封装(QFP) 、小外形封装(SOP) 、缩小型封装( SSOP) ;第三阶段, 20 世纪90年代,以面阵列封装形式为主,该时期IC发展到了超大规模阶段,对芯片封装提出更高密度、更高速度的要求。因此封装形式从四边引线型向平面阵列型发展,球焊阵列封装(BGA)被发明出来,并很快成为主流产品。后来又开发出了封装体积更小的芯片尺寸封装(CSP) 。此外,出于多功能和小尺寸的需要,多芯片组装(MCM) 、三维立体封装( 3D) 、系统封装( SIP)等先进封装技术也迅速发展起来。
3) CMP抛光液
CMP抛光即化学机械抛光技术,是超大规模集成电路生产当中不可或缺的一项全局平坦化技术。其他平坦化技术很难做到全局平坦化,如研磨等。目前,用于超大规模集成电路生产的硅片都必须经过CMP抛光。CMP抛光液是CMP抛光过程中最重要的耗材,大约占到整个CMP抛光成本的5