Hvernig styðja flúorfjölliðaskiptir blautætingu kísilnítríðs og oxíðs í Fabs?

Í hálfleiðurum eru tvö klassísk efnafræði notuð fyrir blautætingu: heit fosfórsýra til að afhýða kísilnítríð og flúorsýra til að æta kísiloxíð. Báðir eru mjög árásargjarnir, krefjast varmaskipta efnis sem mun ekki tærast eða menga.

Blautætingartækni
Blautæting er ferli sem notað er til að fjarlægja efni af völdum yfirborði í hálfleiðaraframleiðslu. Tveir algengir ætar sem notaðir eru í blauta bekki eru fosfórsýra (H3PO4) fyrir kísilnítríð ætingu og flúorsýru (HF) fyrir kísiloxíð ætingu. Báðar sýrurnar eru mjög árásargjarnar og þurfa varmaskipti sem geta staðist ætandi áhrif þeirra.

Fjarlæging nítríðs með fosfórsýruætingu
Si3N4 æting. Fosfórsýra er almennt notuð í styrkleika 85% og hituð í 150-180 gráður. Hátt hitastig og árásargjarn eðli sýrunnar leiðir oft til skilgreiningar PFA (perflúoralkoxý) skipta. Pólýtetraflúoretýlen (PTFE) er ónæmur fyrir fosfórsýru en hámarkshitastig þess er 110C og hentar því ekki fyrir þessa háhita notkun. Hins vegar er hægt að nota PFA skiptara stöðugt við hærri hitamörk sem eru ~ 260 gráður og eru því hentugir til meðhöndlunar á heitri fosfórsýru án þess að skemma.

Vatnsflúorsýruæting fyrir oxíðhreinsun
HF æting er almennt framkvæmd við umhverfishita eða við nokkuð hærra hitastig. PTFE og PFA henta jafn vel til að stjórna HF. PTFE er notað oftar vegna þess að það er ódýrara og veitir næga mótstöðu við lægra hitastig. Helsta vandamálið við HF ætingu er ekki hitastigið heldur geta efnisins til að standast árásargirni HF. Bæði PTFE og PFA eru nokkuð ónæm fyrir HF, sem þýðir að varmaskiptin skemmist ekki og mengar ekki ætingarferlið.

Ávinningur flúorfjölliða
PTFE og PFA eru einnig frábær fyrir bæði fosfórsýru og flúorsýru og eru því ómissandi fyrir hálfleiðara ætingu. Notkun þessara efna í flúorfjölliða varmaskipta fyrir ætingu á kísilnítríði og oxíðum gefur marga stóra kosti:

Tæringarþol: PFA og PTFE eru algerlega ónæm fyrir ætandi áhrifum heitrar fosfórsýru og HF. Málmskipti myndu tærast hratt, sem veldur því að vinna úr mengun og hugsanlegum oblátagalla.

Mengun-Frjáls virkni: Flúorfjölliður eru óvirkar og gefa ekki frá sér jónir í lausnina og gera því ætingarferlið hreint og stöðugt. Snefilmengun frá málmum getur valdið alvarlegum göllum, sem gerir flúorfjölliða varmaskipta frábæra til að æta kísilnítríð og oxíð.

Stöðug hitastýring Flúorfjölliða varmaskiptar viðhalda hitastöðugleika fyrir stöðugan ætingarhraða. Þessi hitastýring er mikilvæg til að tryggja einsleita ætingu yfir skífuna og viðhalda nákvæmni vinnslunnar.

Val á efni fyrir dæmigerða hálfleiðara etchants
Hitasvið etsefnis. Mælt er með hitaskiptaefni
Fosfórsýra (85%) 150-180 gráður PFA
Vatnsflúrsýra (HF) Herbergishitastig PTFE, PFA
Saltpéturssýra (HNO3) Herbergishiti. PTFE, PFA
Niðurstaða
Mengun -laus og nákvæm blautæting er mikilvæg í hálfleiðaraframleiðslu og flúorfjölliða varmaskiptar, sérstaklega PTFE og PFA, eru lykillinn að þessu ferli. Þeir eru ónæmari fyrir heitri fosfórsýru og flúorsýru, sem gerir kleift að halda stöðugu ferlishitastigi og engin málmmengun. Hitaskiptaefnin í hálfleiðurum eru valin út frá efnafræðilegri árásargirni ætanna og hreinleikakröfum ferlanna. Flúorfjölliðaskiptararnir eru ákjósanlegasta efnið fyrir nítríð og oxíð ætingu.