我国超净高纯试剂的应用与发展_徐英伟

微处理机

MICROPROCESSORS

·综述与评论·

我国超净高纯试剂的应用与发展

徐英伟

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）

摘

要：超净高纯试剂是微电子技术发展过程中不可缺少的关键基础化工材料之一，一代微细

加工技术需要一代超净高纯试剂与之配套。简要介绍了国内外微电子技术中集成电路、分立器件

和液晶显示器件等制作技术的现状及发展趋势，介绍了超净高纯试剂在微电子技术发展过程中的几种主要应用及关键品种，阐述了国内外超净高纯试剂的现状及发展趋势，指出了我国超净高纯试剂的技术与产业化等方面与国外存在的主要差距和主要问题，最后指出了我国近期超净高纯试剂的产业化和研发的主要方向。

关键词：微电子技术；超净高纯试剂；应用；发展

DOI 编码：10．3969/j．issn．1002－2279．2010．03．001中图分类号：TN04

文献标识码：A

文章编号：1002－2279（2010）03－0001－05

The Application and Development of Chinese Ultra －clean and High

Purity Chemicals

XU Ying －wei

（The 47th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ，Shenyang 110032，China ）

Abstract ：Chemicals are the one materials of key chemicals．One generation microelectronical technology needs one generation Ultra －clean and High purity chemicals．In this paper ，the developing trend of the manufacturing technology for integrated circuit ，discrete device and liquid crystal display device is presented ，and also introduce the application and the developing trend of ultra －clean and High purity chemicals at home and abroad ，and the problems needs to be solved．At last ，the developing direc-tionof process chemicals as to the needs for the development of the Chinese microelectronical chemical technology．

Key words ：Microelectronics ；Process Chemicals ；Application ；Development

1引言

进入二十一世纪以来，微电子技术的发展进入了一个全新的时代。从传统的印制线路板制作技术、表面组装技术、分立器件制作技术及集成电路（IC ）制作技术的不断升级换代，到TFT －LCD 制作技术的快速发展，特别是近年来发展速度飞快的LED （包括OLED 及AMOLED ）制作技术和光伏技术，

无不对与之配套的电子化工材料提出了全新、更高的要求。但无论这些技术的发展如何及新技术的

出现，所需配套的电子化工材料的种类基本上没有变化，依旧包括超净高纯试剂、光刻胶、电子特种气体及电子塑封材料等。这些材料质量的好坏，直接影响着不同制作技术所形成电子产品的性能及质量的优劣，

其中的超净高纯试剂、光刻胶和电子特种气体依旧是制约上述微电子微细加工技术发展的瓶颈。

2国内外微电子微细加工技术发展现状

微细加工技术主要是指实现图形转移整个过程

作者简介：徐英伟（1971－），男，山东人，硕士，高级工程师，主研方向：微电子技术。

收稿日期：2009－12－16

第3期2010年6月

No．3Jun．，2010

微处理机

中的处理技术，也就是将掩膜母版上的几何图形先转移到基片表面的光刻胶胶膜上，然后再通过从曝光到蚀刻等一系列处理技术，把光刻胶膜上的图像复制到衬底基片表面并形成永久性图形的工艺处理过程。从分立器件、集成电路的制作，到TFT－LCD、LED等的制作，其基本原理是一致的，其中尤以集成电路制作技术的发展更为突出，发展及升级换代速度更快。

2．1国际上微电子微细加工技术发展现状

随着集成电路集成度的不断提高，电路的线宽越来越细。根据Raleigh准则，投影曝光的最大分辨率为δ=kλ/NA［1］，其中δ为可分辨的线宽或两点距离，λ为成像的光波长，k为常数（在Raleigh的理论中等于0．5），NA为透镜的开口数（Numerical Aperture，NA，数值孔径，即透镜半径和焦距之比）。依据Raleigh准则可以看出，成像光波长愈短，则成像的线宽愈细。因此为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻机波长由紫外宽谱向g线（436nm）→i 线（365nm）→248nm→193nm的方向转移，近年来甚至出现了极紫外（Extreme UltraViolet，EUV，波长仅为13．5nm）光刻，以相应波长为感光波长的各类光刻胶也应运而生。

尽管世界半导体技术已经历了半个多世纪的发展历程，但现在依旧保持着强劲的发展态势，继续遵循着Moore定律，即芯片以集成度18个月翻一番、器件尺寸每三年缩小0．7倍的速度在发展。自二十世纪九十年代末以来，集成电路制作技术的竞争更为激烈，发展速度更为加快，根据2007年的国际半导体技术路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors，ITRS）显示，90nm、65nm和45nm 技术相继实现量产，32nm技术已经实现了突破性的进展，22nm技术也已有研究成果报道，具体见表1。

表1国际上光刻技术发展路线图

年代1998年2000年2002年2004年2007年2010年2013年2016年技术水平，nm2501801309065453222晶圆尺寸，mm200200300300300300450450

采用的光刻技术i线KrF KrF ArF KrF ArF ArF

ArF、ArF

Immersion

ArF Immersion

ArF Immersion

E－Beam EUV

E－Beam EUV

Imprint

备注①i线：紫外（i线）光刻技术；②KrF：深紫外（248nm）光刻技术；③ArF：深紫外（193nm）光刻技术；④ArF Immersion：浸没式193nm光刻技术；⑤E－Beam：为电子束直写技术；⑥EUV：为极紫外技术；⑦Imprint：压印技术

在IC生产线的建设方面，到2007年，国际上已有超过十五个国家建有160多条8英寸生产线、共有8个国家建有超过30条12英寸生产线，2008年以来由于国际金融危机的影响，导致IC产业止步不前，原来预计的生产线的建设难以获得突破性的进展。

薄膜晶体管液晶显示器（TFT－LCD）产业已经成为当今产业界为数不多的几个高成长产业之一。过去10多年，世界各国特别是日本、韩国、台湾等国家和地区，已经为它投资了上千亿美元，形成地域相当集中、规模相当巨大的产业集群。DISPLAY SEARCH几年前预测2008年平板显示（FPD）产业的产值将达到1000亿美元，实际上2007年这个目标就已经达到了。2008年全球面板厂资本总计支出约1250亿元人民币，较去年约800亿元暴增56%。照目前的情况看，前5大面板厂已全部有了建设8代线的计划，到2009年底之前至少将有5座实现量产的8代厂。这将极大影响整个产业的格局。到2009年国际上已建有从5代至8代生产线近100条，其中6代生产线7条、7代生产线6条、8代生产线5条。预计至2012年还将有近20条生产线建成投产，其中8代生产线7条、10代生产线1条、11代生产线2条。

以上这一切充分反映了国际上以集成电路和TFT－LCD为代表的微电子产业的巨大发展前景和可观的市场规模。

2．2国内微电子微细加工技术发展现状

在我国，21世纪初是微电子技术迅猛发展的关键时期，到目前为止，我国集成电路生产线已超过50条，其中：12英寸晶圆生产线3条、8英寸晶圆生产线12条、6英寸晶圆生产线12条，最小加工线宽已达65nm。在建集成电路生产线16条，其中8英寸晶圆生产线8条、12英寸晶圆生产线3条。在这些生产线中，最小加工线宽已达65nm（主要采用193nm光刻技术），绝大部分加工线宽为90nm 0．18μm（主要采用248nm和193nm光刻技术）。中

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