Как фторполимерные теплообменники поддерживают мокрое травление нитрида и оксида кремния на фабриках?

На заводах по производству полупроводников для влажного травления используются два классических химиката: горячая фосфорная кислота для очистки нитрида кремния и плавиковая кислота для травления оксида кремния. Оба очень агрессивны и требуют материала теплообменника, который не подвержен коррозии и загрязнению.

Методы влажного травления
Мокрое травление — это процесс, используемый для выборочного удаления материалов с поверхности пластины при производстве полупроводников. В стендах мокрого производства пластин используются два наиболее распространенных травителя: фосфорная кислота (H3PO4) для травления нитрида кремния и плавиковая кислота (HF) для травления оксида кремния. Обе кислоты очень агрессивны и требуют теплообменников, способных противостоять их коррозионному воздействию.

Удаление нитридов с помощью травления фосфорной кислотой
Si3N4 травление. Фосфорная кислота обычно используется в концентрации 85% и нагревается до 150-180 градусов. Высокая температура и агрессивный характер кислоты часто приводят к необходимости использования PFA (перфторалкокси) обменников. Политетрафторэтилен (ПТФЭ) устойчив к фосфорной кислоте, но его максимальная температура составляет 110°C, поэтому он не подходит для применения при высоких температурах. Однако теплообменники PFA могут работать непрерывно при более высоком температурном пределе ~ 260 градусов и поэтому подходят для работы с горячей фосфорной кислотой без ухудшения качества.

Травление плавиковой кислотой для удаления оксидов
ВЧ-травление обычно проводят при температуре окружающей среды или при несколько повышенных температурах. ПТФЭ и ПФА одинаково хорошо подходят для борьбы с HF. ПТФЭ используется чаще, поскольку он дешевле и обеспечивает достаточную стойкость при более низких температурах. Основная проблема при ВЧ-травлении заключается не в температуре, а в способности материала противостоять агрессивному воздействию ВЧ. И PTFE, и PFA достаточно устойчивы к HF, что означает, что теплообменник не будет поврежден и не будет загрязнять процесс травления.

Преимущество фторполимера
ПТФЭ и ПФА также превосходны как для фосфорной, так и для плавиковой кислоты и поэтому незаменимы в процедурах травления полупроводников. Использование этих материалов во фторполимерных теплообменниках для травления нитрида и оксидов кремния дает множество важных преимуществ:

Коррозионная стойкость: PFA и PTFE полностью устойчивы к коррозионному воздействию горячей фосфорной кислоты и HF. Металлообменники быстро подвергаются коррозии, что приводит к загрязнению процесса и возможным дефектам пластин.

Отсутствие загрязнений-Эксплуатация: фторполимеры инертны и не выделяют ионы в раствор, что делает процесс травления чистым и стабильным. Следовые загрязнения металлов могут привести к серьезным дефектам, что делает фторполимерные теплообменники превосходными для травления нитрида и оксида кремния.

Стабильный контроль температуры. Фторполимерные теплообменники поддерживают температурную стабильность, обеспечивая постоянную скорость травления. Этот контроль температуры имеет решающее значение для обеспечения однородного травления по всей пластине и поддержания точности процесса.

Выбор материала для типичных травителей полупроводников
Диапазон температур травления Рекомендуемый материал теплообменника
Фосфорная кислота (85%) 150-180 градусов PFA
Плавиковая кислота (HF) Комнатная температура PTFE, PFA
Азотная кислота (HNO3) Комнатная темп. ПТФЭ, ПФА
Заключение
Точное мокрое травление без загрязнений- имеет решающее значение при производстве полупроводников, а теплообменники из фторполимеров, особенно из ПТФЭ и ПФА, играют ключевую роль в этом процессе. Они более устойчивы к горячей фосфорной и плавиковой кислоте, что позволяет поддерживать постоянную температуру процесса и отсутствие металлических загрязнений. Материалы теплообменников на заводах по производству полупроводников выбираются с учетом химической агрессивности травителей и требований к чистоте процессов. Фторполимерные теплообменники являются предпочтительным материалом для травления нитридов и оксидов.