Lithium(Li) Magnesium(Mg) Manganese(Mn) Nickel(Ni) Potassium(K) Silver(Ag) Sodium(Na) Strontium(Sr) Zinc(Zn) Titanium (Ti) Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb Ppb 100 200 100 200 1500 2500 100 2000 300 100 200 100 200 450 500 100 400 300 10 50 50 50 150 250 10 50 50 一般来说Grade2磷酸满足于TFT-LCD用,Grade3磷酸满足于IC行业使用。
3.3 IC用磷酸与TFT用磷酸区别分析
磷酸(H3PO4)为无色透明或略带黄色稠状液体,属中性酸,具有吸湿性,易溶于水。磷酸的用途很广泛:它可被用于制造各种磷酸盐,电镀抛光剂、钢铁防锈剂、印刷工业去污剂、有机合成催化剂、洗涤剂、涂料、医药、水处理等方面。此外,磷酸还可以根据品质的不同分为:工业级、食品级、医药级和电子级。针对不同的产品用途,可以使用不同级别的磷酸。如:食品级磷酸可广泛应用于可乐、啤酒、色拉油、糖果和乳制品等食品行业的酸味剂或添加剂等。在这里IC用或TFT用磷酸主要指电子级磷酸。电子级磷酸又可称为超纯磷酸,它主要应用于电子企业晶片生产过程中的清洗或蚀刻。随着液晶电视需求的不断发展和越来越多的半导体芯片制造企业向中国的转移,用于超薄高清晰度液晶电视及芯片制造工艺中的电子级磷酸的需求也将大幅度增长。那么了解IC及TFT用磷酸的相关情况就变得至关重要了。
有些人对于IC用或TFT用电子级磷酸还不太了解,认为区别不大,其实这是个误区。事实上,用于这两个行业的电子级磷酸还是有些不同的。
1.行业用标准不同
首先,由于这两个行业的不同,其使用磷酸所依据的标准也不大相同。据悉,目前还没有明确的TFT用磷酸标准。
下面就是IC用磷酸的标准参照表 附表:IC与所用试剂的标准
级别
颗粒/μm 含量/个.mL-1 各种金属杂质含量 11
适用半导体IC/μm MOS BV-I BV-II SEMI-C1 C7,BV-Ⅲ C8, BV-Ⅳ ≥5 ≥2 ≥2 ≥1 ≥0.5 ≥0.5 27 3 2 25 25 5 TBD ≤1.0*10-4 -8 -8≥5 ≥3 >2 ≥1.2 0.8-1.2 0.2-0.6 0.09-0.2 ≤(1-n)*10≤1.0*10-7 -8-9≤(1-n)*10 ≤1.0*10 ≤1.0*10 ≤1.0*10 -10C12, BV-Ⅴ ≥0.2 IC用电子级磷酸主要用于硅晶圆片工艺加工过程中的清洗和蚀刻。不同尺寸的硅片,表面清洗或蚀刻的要求不同,对高纯清洗剂的标准需求也不同。
300mm硅片表面清洗的要求
指标 单位 221997年 180nm 5ⅹ10 5ⅹ10 -10-91999年 130nm 4ⅹ10 2.5ⅹ10 -10-92003年 100nm 3ⅹ10 2ⅹ10 -10-92006年 1ⅹ10 1ⅹ10 -10-9Ca,Cu,Cr,Fe,K,Mn,Na,Ni 原子/cm Al,Ti,Zn 原子/cm 如表所示,IC业硅片的表面清洗或蚀刻的工艺要求越来越高,其清洗剂的纯度和各方面杂质的要求也越来越高。
而TFT-LCD用磷酸目前还没有具体的使用标准,但是我们知道的是,TFT-LCD所用蚀刻液各项指标的不同可以直接导致干湿蚀刻的比重有很大的差别,至于优劣与否还需要进一步的考察。
2.具体产品标准的差异性分析
由于信息的局限性,目前我们只掌握了成洪磷一家关于TFT和IC用磷酸的标准。据悉,国内只有他一家取得了电子级磷酸生产关键技术上的突破,也就是说只有成洪磷成功的生产出grade 1和grade 2,两个电子级磷酸的产品,其具体指标如表所示: 成洪磷电子级磷酸标准
Items H3P04 Color NO3 SO4 CL AL K Sb As
Unit WT% ppm ppm ppm ppm ppb ppb ppb ppb 成洪磷电子级磷酸标准 用于液晶显示器(TFT-LCD)的铝刻蚀剂 用于半导体(IC)芯片清洗和腐蚀 85.0-87.0 ≤10 ≤5 ≤10 ≤1 ≤100 ≤100 ≤500 ≤50 12
85.0-87.0 ≤10 ≤0.5 ≤5 ≤0.5 ≤50 ≤50 ≤400 ≤10 Bi Ba B Cd Ca Cr Co Cu Au Ga Fe Pb Li Mg Mn Ni Ag Na Sn Sr Ti Zn 还原性物质 微粒(最多) ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppb ppm Pcs/ml ≤20 ≤50 ≤50 ≤50 ≤400 ≤50 ≤50 ≤20 ≤50 ≤10 ≤400 ≤50 ≤20 ≤50 ≤50 ≤50 ≤30 ≤100 ≤30 ≤20 ≤100 ≤100 ≤10 ≤100 ≤10 ≤20 ≤30 ≤10 ≤150 ≤30 ≤30 ≤20 ≤10 ≤10 ≤150 ≤30 ≤10 ≤20 ≤20 ≤20 ≤10 ≤50 ≤20 ≤10 ≤50 ≤50 ≤10 ≤50 如上表数据所示,成洪磷所用的TFT和IC用磷酸标准是不同的,但是为了更加准确的判断他们之间的不同以及差异程度,我们在这里用统计的方法对其进行假设,希望得到一个相对合理的结论。假设他们的指标为准确值而不是一个区间范围并用SPSS来统计他们的不同程度。其实验结果如下。
Paired Samples Statistics Pair 1 TFT IC Paired Differences Mean Std. Deviation Mean Mean 84.71 43.10 N 31 31 Std. Deviation 120.938 75.133 Std. ErrorMean 21.721 13.494 Sig. (2-tailed) Paired Samples Test 95% Std. Error Confidence the
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t df Interval of Difference Pair 1 TFT - IC 41.61 59.768 10.735 Lower 19.69 Upper .001 63.54 3.877 30 Paired samples test 是统计学中专门用来估算同一产品的两个不同方面差异性的实验,其可信度很高。其中最为重要的结果是Sig. Two-tailed, 如果该结果小于.05,就标志着我们比较的两组数据趋势是完全不同的。如上表所示,成洪磷的TFT用和IC用电子级磷酸的Sig. Two-tailed是.001,这说明其两种产品指标之间存在很大的差异性,其中TFT用磷酸的Deviation是120.938,而IC用磷酸为75.133 ,这表明IC用磷酸标准明显高于其生产的TFT用磷酸。关于它们之间的不同的程度我们可以用下列公式计算得出:
Eta Squared= t/ (t+N-1)≈0.33
(结果如是.01=差异程度较小, .06=差异程度适中,.14=差异程度较大)
根据我们计算出的结果.33%说明成洪磷的TFT和IC用磷酸标准本质区别非常大。关于具体的差异程度,我们可以用TFT的指标为基数来计算平均值的方法估算出来,最后结果约为50%,这就意味着成洪磷的IC用磷酸标准高于其TFT用磷酸标准约一半左右。
图:成洪磷电子级磷酸标准趋势图
6005004003002001000TFT用标准IC用标准2
2
ppbALSbBiCaCoAuFeLiMnAgSn
3.线宽的不同
在TFT-LCD制成中因线宽远较半导体制成大,(估计大1μm)所以他们使用
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TiB的磷酸标准存在着差异。专业人士认为TFT用与IC用磷酸的不同主要在于线宽的品质上。TFT-LCD大概在0.5-1.0um;而 IC在0.2um左右。 由于TFT-LCD的线宽大一些,所准许的微尘颗粒比IC要多一些。因此,线宽的不同可以是造成TFT用和IC用磷酸不同的一个本质原因。
4.电子级磷酸国际市场综述
全球TFT-LCD企业主要集中在台湾,日本和韩国这三个国家,再加上中国大陆地区的几个企业,总体来说TFT-LCD生产线电子级使用也集中在上述三个国家中。
种种信息表明,TFT-LCD行业处于产业周期的回升阶段,该上升趋势至少要维持到2008年。三星、夏普、友达、奇美纷纷在投资建设7.5、8代线,到2007年大约有7条7代以上的线建成。IC的新生产线也都在投资建设中。预计2010年之前全球的电子级磷酸容量在10万吨左右。
信息显示,全球电子级磷酸扩产的企业都在日本。日本急速扩产有两种可能:一是为了满足市场的增长;二是为了和其他企业争夺现有市场。不管是哪一种可能性,都意味着要进入这个市场,就要和日本的企业进行竞争是必然的。
从整个世界磷酸市场的需求供给分布来看,主要的磷酸需求地区和电子级磷酸生产地区都集中在亚洲,又特别以日本、韩国、台湾和中国大陆四个国家地区为重中之重。
5大陆电子级磷酸市场综述
目前大陆市场电子级磷酸的用量大约就在3500吨左右。考虑目前在建的项目:龙腾光电5代线,4万片,天马4.5代,3万片(07年),磷酸用量每月将增加100-120吨。预计2010年大陆电子级磷酸年消耗量可以达到5000吨。
除了以磷酸形式进口的以外,估计大量的需求是以进口磷酸蚀刻液来满足的。蚀刻液的进口量由于数据无法单独提出来,而无从知道。但是我们可以大致推算蚀刻液用量和磷酸用量的比例。我们知道05年的磷酸进口量大约是1400
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