Hogyan támogatják a fluorpolimer cserélők a szilícium-nitrid és -oxid nedves maratását Fab-ben?

A félvezető szövetekben két klasszikus kémiát használnak a nedves maratáshoz: forró foszforsavat a szilícium-nitrid lefejtésére és hidrogén-fluoridot a szilícium-oxid maratására. Mindkettő nagyon agresszív, olyan hőcserélő anyagot igényel, amely nem korrodál és nem szennyez.

Nedves maratási technikák
A nedves maratás olyan eljárás, amelyet az anyagok szelektív eltávolítására használnak az ostya felületéről félvezetőgyártás során. Az ostyaszövet nedves munkapadjaiban használt két általános maratószer a foszforsav (H3PO4) a szilícium-nitrid maratáshoz és a hidrogén-fluorsav (HF) a szilícium-oxidos maratáshoz. Mindkét sav nagyon agresszív, és olyan hőcserélőket igényel, amelyek ellenállnak a korrozív hatásuknak.

Nitrid eltávolítása foszforsavas maratással
Si3N4 maratás. A foszforsavat általában 85%-os koncentrációban használják, és 150-180 fokra melegítik. A sav magas hőmérséklete és agresszív jellege gyakran a PFA (perfluor-alkoxi) hőcserélők specifikációjához vezet. A politetrafluoretilén (PTFE) ellenáll a foszforsavnak, de maximális hőmérséklete 110 C, ezért nem alkalmas erre a magas hőmérsékletű alkalmazásra. A PFA hőcserélők azonban folyamatosan üzemeltethetők magasabb, ~ 260 fokos hőmérsékleti határon, ezért alkalmasak forró foszforsav károsodás nélküli kezelésére.

Hidrofluorsavas maratás oxidcsupaszításhoz
A HF maratást általában környezeti hőmérsékleten vagy valamelyest megemelt hőmérsékleten hajtják végre. A PTFE és a PFA egyaránt alkalmas a HF kezelésére. A PTFE-t gyakrabban használják, mert olcsóbb, és elegendő ellenállást biztosít alacsonyabb hőmérsékleten. A HF maratással a fő probléma nem a hőmérséklet, hanem az anyag azon képessége, hogy ellenálljon a HF agresszivitásának. Mind a PTFE, mind a PFA meglehetősen ellenáll a HF-nek, ami azt jelenti, hogy a hőcserélő nem sérül, és nem szennyezi be a maratási folyamatot.

A fluorpolimer előnyei
A PTFE és a PFA kiválóan alkalmas foszforsav és hidrogén-fluorid számára is, így nélkülözhetetlenek a félvezető maratási eljárásokhoz. Ezeknek az anyagoknak a szilícium-nitrid és oxidok maratására szolgáló fluorpolimer hőcserélőiben való felhasználása számos jelentős előnnyel jár:

Korrózióállóság: A PFA és a PTFE teljesen ellenáll a forró foszforsav és a HF korrozív hatásainak. A fémcserélők gyorsan korrodálódnak, ami a folyamat szennyeződését és az ostya esetleges hibáit okozza.

Szennyezés-mentes működés: A fluorpolimerek közömbösek, és nem bocsátanak ki ionokat az oldatba, így a maratási folyamat tiszta és egyenletes. A fémekből származó nyomokban lévő szennyeződés komoly hibákat okozhat, így a fluorpolimer hőcserélők kiválóan alkalmasak szilícium-nitrid és -oxid maratására.

Stabil hőmérséklet-szabályozás A fluorpolimer hőcserélők hőmérséklet-stabilitást tartanak fenn az állandó marási sebesség érdekében. Ez a hőmérséklet-szabályozás kulcsfontosságú az ostya homogén maratásának biztosításához és a folyamat pontosságának megőrzéséhez.

Anyag kiválasztása tipikus félvezető maratáshoz
Maratott hőmérséklet-tartomány, ajánlott hőcserélő anyag
Foszforsav (85%) 150-180 fokos PFA
Hidrofluorsav (HF) szobahőmérsékletű PTFE, PFA
Salétromsav (HNO3) Szobahőmérséklet PTFE, PFA
Következtetés
A szennyeződésmentes- és a precíz nedves marás kritikus fontosságú a félvezetőgyártásban, és a fluorpolimer hőcserélők, különösen a PTFE és a PFA kulcsfontosságúak ebben a folyamatban. Ellenállnak a forró foszforsavnak és a hidrogén-fluoridnak, lehetővé téve az állandó folyamathőmérsékletet és a fémszennyeződést. A félvezető szövetekben a hőcserélő anyagokat a maratóanyagok kémiai agresszivitása és a folyamatok tisztasági követelményei alapján választják ki. A fluorpolimer cserélők az előnyben részesített anyagok a nitrid és oxid maratáshoz.