Hvordan understøtter fluorpolymerudvekslere vådætsning af siliciumnitrid og -oxid i stoffer?

I halvlederfabrikker bruges to klassiske kemier til vådætsning: varm fosforsyre til at skrælle siliciumnitrid og flussyre til at ætse siliciumoxid. Begge er meget aggressive og kræver et varmevekslermateriale, der ikke vil korrodere eller forurene.

Vådtsningsteknikker
Vådætsning er en proces, der bruges til selektivt at fjerne materialer fra en waferoverflade i halvlederfremstilling. To almindelige ætsemidler, der anvendes i waferfab våde bænke, er fosforsyre (H3PO4) til siliciumnitridætsning og flussyre (HF) til siliciumoxidætsning. Begge syrer er meget aggressive og kræver varmevekslere, der kan modstå deres ætsende virkninger.

Nitridfjernelse via fosforsyreætsning
Si3N4 ætsning. Fosforsyre bruges generelt i en koncentration på 85% og opvarmes til 150-180 grader. Syrens høje temperatur og aggressive karakter fører ofte til specifikationen af ​​PFA (perfluoroalkoxy)-vekslere. Polytetrafluorethylen (PTFE) er modstandsdygtig over for fosforsyre, men dens maksimale temperaturklassificering er 110C og er derfor ikke egnet til denne høje temperaturapplikation. PFA-vekslere kan dog drives kontinuerligt ved en højere temperaturgrænse på ~ 260 grader og er derfor velegnede til håndtering af varm fosforsyre uden forringelse.

Flussyreætsning til oxidstripping
HF-ætsning udføres generelt ved omgivelsestemperatur eller ved noget forhøjede temperaturer. PTFE og PFA er lige velegnede til at håndtere HF. PTFE bruges oftere, fordi det er billigere og giver tilstrækkelig modstand ved lavere temperaturer. Det største problem med HF-ætsning er ikke temperaturen, men materialets evne til at modstå HF's aggressivitet. Både PTFE og PFA er ret modstandsdygtige over for HF, hvilket betyder, at varmeveksleren ikke vil blive beskadiget og ikke vil forurene ætseprocessen.

Fluoropolymer-fordele
PTFE og PFA er også fremragende til både phosphorsyre og flussyre og er derfor uundværlige til halvlederætsningsprocedurer. Anvendelsen af ​​disse materialer i fluorpolymer varmevekslere til ætsning af siliciumnitrid og oxider giver mange store fordele:

Korrosionsbestandighed: PFA og PTFE er fuldstændig modstandsdygtige over for de korrosive virkninger af varm fosforsyre og HF. Metalvekslere ville korrodere hurtigt, hvilket forårsager forurening og mulige waferfejl.

Kontaminering-Fri drift: Fluoropolymerer er inerte og udsender ikke ioner til opløsningen og gør derfor ætseprocessen ren og stabil. Sporforurening fra metaller kan forårsage alvorlige fejl, hvilket gør fluorpolymer varmevekslere fremragende til ætsning af siliciumnitrid og oxid.

Stabil temperaturkontrol Fluoropolymer varmevekslere opretholder temperaturstabilitet for ensartede ætsningshastigheder. Denne temperaturkontrol er afgørende for at sikre homogen ætsning på tværs af waferen og for at opretholde procesnøjagtighed.

Valg af materiale til typiske halvlederætsemidler
Ætsemiddeltemperaturområde Anbefalet varmevekslermateriale
Fosforsyre (85%) 150-180 grader PFA
Flussyre (HF) Stuetemperatur PTFE, PFA
Salpetersyre (HNO3) Rumtemp. PTFE, PFA
Konklusion
Kontaminerings-fri og præcis vådætsning er afgørende i halvlederfremstilling, og fluorpolymervarmevekslere, især PTFE og PFA, er nøglen til denne proces. De er mere modstandsdygtige over for varm phosphorsyre og flussyre, hvilket giver mulighed for konstante procestemperaturer og ingen metalforurening. Varmevekslermaterialerne i halvlederfabrikater er udvalgt baseret på ætsemidlernes kemiske aggressivitet og renhedskravene til processerne. Fluorpolymerbyttere er det foretrukne materiale til nitrid- og oxidætsning.