Як фторполімерні обмінники підтримують вологе травлення нітриду та оксиду кремнію на заводах?

У напівпровідникових фабриках для вологого травлення використовуються дві класичні хімічні речовини: гаряча фосфорна кислота для відшарування нітриду кремнію та плавикова кислота для травлення оксиду кремнію. Обидва дуже агресивні, тому для теплообмінника потрібен матеріал, який не піддається корозії та не забруднює навколишнє середовище.

Техніка мокрого травлення
Мокре травлення — це процес, який використовується для вибіркового видалення матеріалів з поверхні пластини при виготовленні напівпровідників. Два поширені травилки, які використовуються у мокрих стендах для виробництва пластин, це фосфорна кислота (H3PO4) для травлення нітриду кремнію та плавикова кислота (HF) для травлення оксиду кремнію. Обидві кислоти є дуже агресивними і потребують теплообмінників, які можуть протистояти їх корозійній дії.

Видалення нітридів за допомогою травлення фосфорною кислотою
Травлення Si3N4. Фосфорну кислоту зазвичай використовують у концентрації 85% і нагрівають до 150-180 градусів. Висока температура та агресивний характер кислоти часто призводять до специфікації PFA (перфторалкокси) обмінників. Політетрафторетилен (PTFE) стійкий до фосфорної кислоти, але його максимальна температура становить 110C, отже, він не підходить для застосування при високих температурах. Однак теплообмінники PFA можуть безперервно працювати при вищій температурній межі ~ 260 градусів і тому придатні для роботи з гарячою фосфорною кислотою без погіршення якості.

Травлення фтористоводневою кислотою для видалення оксиду
ВЧ травлення зазвичай виконується при температурі навколишнього середовища або при дещо підвищених температурах. PTFE і PFA однаково добре підходять для управління HF. ПТФЕ використовується частіше, оскільки він дешевший і забезпечує достатню стійкість при нижчих температурах. Основною проблемою ВЧ травлення є не температура, а здатність матеріалу протистояти агресивності ВЧ. І PTFE, і PFA досить стійкі до HF, що означає, що теплообмінник не буде пошкоджений і не забруднить процес травлення.

Перевага фторполімеру
ПТФЕ та ПФА також чудово підходять як для фосфорної кислоти, так і для фтористоводневої кислоти, і тому незамінні для процедур травлення напівпровідників. Використання цих матеріалів у фторполімерних теплообмінниках для травлення нітриду та оксидів кремнію забезпечує багато важливих переваг:

Стійкість до корозії: PFA і PTFE повністю стійкі до корозійного впливу гарячої фосфорної кислоти та HF. Металеві теплообмінники швидко кородують, спричиняючи забруднення процесу та можливі дефекти пластин.

Робота без забруднення-: фторполімери інертні та не виділяють іони в розчин, тому процес травлення є чистим і стабільним. Сліди забруднення від металів можуть спричинити серйозні дефекти, що робить фторполімерні теплообмінники чудовими для травлення нітриду та оксиду кремнію.

Стабільний контроль температури Фторополімерні теплообмінники зберігають стабільність температури для сталої швидкості травлення. Цей контроль температури має вирішальне значення для забезпечення однорідного травлення пластини та підтримки точності процесу.

Вибір матеріалу для типових напівпровідникових травників
Діапазон температур травника. Рекомендований матеріал теплообмінника
Фосфорна кислота (85%) 150-180 градусів PFA
Плавикова кислота (HF) Кімнатна температура PTFE, PFA
Кімнатна температура азотної кислоти (HNO3) PTFE, PFA
Висновок
Без{0}}забруднення та точне вологе травлення має вирішальне значення для виготовлення напівпровідників, а фторполімерні теплообмінники, зокрема PTFE та PFA, є ключовими для цього процесу. Вони більш стійкі до дії гарячої фосфорної кислоти та фтористоводневої кислоти, що забезпечує постійну температуру процесу та відсутність забруднення металом. Матеріали для теплообмінників у напівпровідникових фабриках вибираються на основі хімічної агресивності травників і вимог до чистоти процесів. Фторполімерні обмінники є кращим матеріалом для травлення нітридів і оксидів.