半導體工藝用化學品
半導體制造在很大程度上是一種與化學有關的工藝過程，高達20%工藝步驟是清洗和晶圓表面的處理：
我們習慣将矽片制造中使用的化學材料稱為工藝用化學品，有不同種類的化學形态（液态和氣态）并且要嚴格控制純度。這些工藝用化學品主要作用如下：
用濕法化學溶液和超純水清洗矽片表面；
用高能離子對矽片進行摻雜得到P型或N型矽材料；
澱積不同的金屬導體層及導體層之間必要的媒體層；
生成薄的SiO2層作為MOS器件主要栅極媒體材料；
用等離子體增強刻蝕或濕法試劑，有選擇的去除材料，并在薄膜上形成所需要的圖形；
液态高純試劑，其等級根據純度分為UP-S、UP、EL三個等級，其中EL又劃分為：
電子級1級（EL-Ⅰ）其金屬雜質含量為100--1000 PPb，相當SEMI C1 C2标準;
電子級2級（EL-Ⅱ）其金屬雜質含量為10--100 PPb,，相當SEMI C7标準;
電子級3級（EL-Ⅲ）其金屬雜質含量為1--10 PPb，相當SEMI C7标準;
電子級4級（EL-Ⅳ）其金屬雜質含量為0.1--1PPb，相當SEMI C8标準;
1.液态化學品
在半導體制造的濕法工藝步驟中使用了許多種液态化學品。在矽片加工廠減少使用化學品是長期的努力。許多液體化學品都是非常危險的，需要特殊處理和銷毀手段。另外，化學品的殘餘不僅會沾污矽片，還會産生蒸氣通過空氣擴散後沉澱在矽片表面。
在矽片加工廠液态工藝用化學品主要有以下幾類：酸、堿、溶劑
①酸
以下是一些在矽片加工中常用的酸及其用途：
a.HF 刻蝕二氧化矽及清洗石英器皿
b.HCL 濕法清洗化學品，2号标準液一部分
c.H2SO4 清洗矽片
d.H3PO4 刻蝕氮化矽
e.HNO3 刻蝕PSG
②堿
在半導體制造中通常使用的堿性物質
a.NaOH 濕法刻蝕
b.NH4OH 清洗劑
c.KOH 正性光刻膠顯影劑
d.TMAH（氫氧化四甲基铵） 同上
③溶劑：是一種能夠溶解其他物質形成溶液的物質。
半導體制造中常用的溶劑：
a.去離子水 清洗劑
b.異丙醇 同上
c.三氯乙烯 同上
d.丙酮 同上
e.二甲苯 同上
去離子水：它裡面沒有任何導電的離子，PH值為7，是中性的。能夠溶解其他物質，包括許多離子化合物和共價化合物。通過克服離子間離子鍵使離子分離，然後包圍離子，最後擴散到液體中。
半導體工廠消耗大量的酸、堿、溶劑和水，為達到精确和潔淨的工藝，需要非常高的品質和特殊反應機理。
部分工藝過程簡述如下：
一、NH4OH/H2O2/H2O (SC-1):
利用氨水的弱堿性活化矽晶圓及微粒子表面，使晶圓表面與微粒子間産生互相排斥；雙氧水具有氧化晶圓表面的作用，然後氨水對SiO2進行微刻蝕，去除顆粒；
氨水與部分過度金屬離子形成可溶性絡合物，去除金屬不溶物；
NH4OH:H2O2:H2O=0.05~1：1：5
二、HCl/H2O2/H2O(SC2):
利用雙氧水氧化污染的金屬，而鹽酸與金屬離子生成可溶性的氯化物而溶解。
HCl:H2O2:H2O=1:1:6，在70度下進行5~10分鐘的清洗；
三、H2SO4/H2O2(Piranha Clean, Caro Clean):
利用硫酸及雙氧水的強氧化性和脫水性破壞有機物的碳氫鍵，去除有機不純物。
四、H2SO4:H2O2=2~4:1，在130度高溫下進行10~15分鐘的浸泡
五、HF/H2O(DHF)或HF NH4F/H2O(BHF):
清除矽晶圓表面自然生成的氧化層，通常使用稀釋後的氫氟酸（0.49%~2%）或以氫氟酸和氟化铵生成的緩沖溶液；
HF:NH4F=1:200~400，在室溫下進行15~30秒的反應；
六、光阻-樹脂、感光劑、溶劑，光阻稀釋液-PGMEA PGME，清除晶圓殘餘光阻。
七、顯影劑-TMAH TEAH；
八、二氧化矽層蝕刻—采用HF及NH4F的緩沖溶液。
九、多晶矽層蝕刻—采用HF、CH3COOH 、HNO3、三種成分的混合液；
十、氮化矽層蝕刻—采用85%H3PO4在160~170度高溫下進行蝕刻；
十一、鋁導線蝕刻—采用己硝酸、磷酸及醋酸等多種無機酸混合液；
十二、研磨液（slurry)
界電層平坦化研磨液—溶有矽土（Silica,SiO2)的KOH或NH4OH溶液；
金屬層平坦化研磨液—溶有礬土（Al2O3)的Fe(NO3)3或H2O2溶液；
十三、研磨後清洗液
13.1使用稀釋的氨水去除研磨後殘留的粒子
13.2使用氫氟酸去除微量的金屬污染物
在銅制程中，一般不使用無機的酸堿，通常使用化學性質較為溫和的有機酸或有機堿，在添加一定的活性劑和獒合劑。
某廠務系統供應化學品如下表所示：
2.氣态化學品
在半導體制造過程中，全部大約450道工藝中大概使用了50種不同種類的氣體。由于不斷有新的材料比如銅金屬互連技術被引入到半導體制造過程中，是以氣體的種類和數量是不斷發生變化的，通常分為兩類：通用氣體和特種氣體
所有氣體都要求有極高的純度：通用氣體控制在7個9以上的純度；特種氣體則要控制在4個9以上的純度。
許多工藝氣體都具有劇毒性、腐蝕性、活性和自燃。是以，在矽片廠氣體是通過氣體配送（BGD）系統以安全、清潔和精确的方式輸送到不同的工藝站點。
通用氣體：對氣體供應商來說就是相對簡單的氣體。被存放在矽片制造廠外面大型存儲罐裡，常分為惰性、還原性和氧化性三種氣體。
①惰性 N2，Ar，He
②還原性 H2
③氧化性 O2
特種氣體：指供應量相對較少的氣體。比通用氣體更危險，是制造中所必須的材料來源，大多數是有害的，如HCL和CL2具有腐蝕性，矽烷會發生自燃，砷化氫和磷化氫有毒，WF6具有極高的活性。
通常氣體公司（如林德、法液空、AP,普萊克斯、大陽日酸等）用金屬容器（鋼瓶）運送到矽片廠，鋼瓶放在專用的儲藏室内。
特種氣體的分類：氫化物、氟化物或酸性氣體。
常用特種氣體有：
①氫化物 SiH4 氣相澱積工藝的矽源
AsH3 摻雜的砷源
PH3 摻雜的磷源
B2H6 摻雜的硼源
②氟化物 NF3,C2F4,CF4 等離子刻蝕工藝的氟離子源
WF6 金屬澱積工藝中的鎢源
SiF4 澱積、注入、刻蝕工藝矽和氟離子源
③酸性氣體ClF3 工藝腔體清潔氣體
BF3 ，BCl3 摻雜的硼源
Cl2 金屬刻蝕中氯的來源
④其他 HCL 工藝腔體清潔氣體和去污劑
NH3 工藝氣體
CO 刻蝕工藝中