Hur stöder fluorpolymerbytare våtetsning av kiselnitrid och oxid i tyger?

I halvledarfabriker används två klassiska kemier för våtetsning: varm fosforsyra för att skala kiselnitrid och fluorvätesyra för att etsa kiseloxid. Båda är mycket aggressiva och kräver ett värmeväxlarmaterial som inte kommer att korrodera eller förorena.

Våtetsningstekniker
Våtetsning är en process som används för att selektivt ta bort material från en waferyta vid halvledartillverkning. Två vanliga etsmedel som används i waferfab våtbänkar är fosforsyra (H3PO4) för kiselnitridetsning och fluorvätesyra (HF) för kiseloxidetsning. Båda syrorna är mycket aggressiva och kräver värmeväxlare som kan motstå deras korrosiva effekter.

Nitridborttagning via fosforsyraetsning
Si3N4 etsning. Fosforsyra används vanligtvis i en koncentration av 85% och värms upp till 150-180 grader. Syrans höga temperatur och aggressiva karaktär leder ofta till specifikation av PFA (perfluoroalkoxi)-växlare. Polytetrafluoreten (PTFE) är resistent mot fosforsyra men dess maximala temperaturklassificering är 110C, så den är inte lämpad för denna högtemperaturapplikation. PFA-växlare kan dock drivas kontinuerligt vid en högre temperaturgräns på ~ 260 grader och är därför lämpliga för hantering av het fosforsyra utan försämring.

Fluorvätesyraetsning för oxidstripping
HF-etsning utförs vanligtvis vid omgivningstemperatur eller vid något förhöjda temperaturer. PTFE och PFA är lika väl lämpade för att hantera HF. PTFE används oftare eftersom det är billigare och ger tillräckligt med motstånd vid lägre temperaturer. Det största problemet med HF-etsning är inte temperaturen utan materialets förmåga att motstå aggressiviteten hos HF. Både PTFE och PFA är ganska resistenta mot HF, vilket innebär att värmeväxlaren inte kommer att skadas och inte förorenar etsningsprocessen.

Fluoropolymerfördelen
PTFE och PFA är också utmärkta för både fosforsyra och fluorvätesyra, och är därför oumbärliga för halvledaretsningsprocedurer. Användningen av dessa material i fluorpolymervärmeväxlare för etsning av kiselnitrid och oxider ger många stora fördelar:

Korrosionsbeständighet: PFA och PTFE är helt resistenta mot de korrosiva effekterna av het fosforsyra och HF. Metallväxlare skulle korrodera snabbt, vilket skulle leda till att föroreningar och eventuella waferfel skulle bearbetas.

Kontaminering-Fri drift: Fluoropolymerer är inerta och avger inte joner till lösningen och gör därför etsningsprocessen ren och stadig. Spårkontamination från metaller kan orsaka allvarliga brister, vilket gör fluorpolymervärmeväxlare utmärkta för etsning av kiselnitrid och oxid.

Stabil temperaturkontroll Fluoropolymervärmeväxlare bibehåller temperaturstabilitet för jämna etshastigheter. Denna temperaturkontroll är avgörande för att säkerställa homogen etsning över skivan och för att bibehålla processnoggrannhet.

Val av material för typiska halvledaretsningsmedel
Etsningsmedelstemperaturområde Rekommenderat värmeväxlarmaterial
Fosforsyra (85%) 150-180 grader PFA
Fluorvätesyra (HF) Rumstemperatur PTFE, PFA
Salpetersyra (HNO3) Rumstemp. PTFE, PFA
Slutsats
Kontaminations-fri och exakt våtetsning är avgörande vid halvledartillverkning, och fluorpolymervärmeväxlare, särskilt PTFE och PFA, är nyckeln till denna process. De är mer resistenta mot het fosforsyra och fluorvätesyra, vilket möjliggör konstanta processtemperaturer och ingen metallförorening. Värmeväxlarmaterialen i halvledarfabriker väljs utifrån etsmedlens kemiska aggressivitet och processernas renhetskrav. Fluorpolymerbytarna är det föredragna materialet för nitrid- och oxidetsning.