W jaki sposób wymienniki fluoropolimerowe wspomagają trawienie na mokro azotku i tlenku krzemu w fabrykach?

W fabrykach półprzewodników do trawienia na mokro stosuje się dwie klasyczne chemikalia: gorący kwas fosforowy do odrywania azotku krzemu i kwas fluorowodorowy do trawienia tlenku krzemu. Obydwa są bardzo agresywne i wymagają materiału wymiennika ciepła, który nie będzie korodował ani nie zanieczyszczał środowiska.

Techniki trawienia na mokro
Trawienie na mokro to proces stosowany do selektywnego usuwania materiałów z powierzchni płytki podczas wytwarzania półprzewodników. Dwa powszechnie stosowane środki trawiące stosowane w mokrych stanowiskach do produkcji płytek półprzewodnikowych to kwas fosforowy (H3PO4) do trawienia azotkiem krzemu i kwas fluorowodorowy (HF) do trawienia tlenkiem krzemu. Obydwa kwasy są bardzo agresywne i wymagają wymienników ciepła odpornych na ich działanie korozyjne.

Usuwanie azotków poprzez trawienie kwasem fosforowym
Trawienie Si3N4. Kwas fosforowy stosuje się na ogół w stężeniu 85% i podgrzewa się do temperatury 150-180 stopni. Wysoka temperatura i agresywny charakter kwasu często prowadzą do specyfikacji wymienników PFA (perfluoroalkoksylowych). Politetrafluoroetylen (PTFE) jest odporny na kwas fosforowy, ale jego maksymalna temperatura wynosi 110°C, dlatego nie nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych. Jednakże wymienniki PFA mogą pracować w sposób ciągły w wyższej temperaturze granicznej ~ 260 stopni i dlatego nadają się do przenoszenia gorącego kwasu fosforowego bez pogorszenia.

Trawienie kwasem fluorowodorowym do usuwania tlenków
Trawienie HF zazwyczaj przeprowadza się w temperaturze otoczenia lub w nieco podwyższonych temperaturach. PTFE i PFA równie dobrze nadają się do leczenia HF. PTFE jest używany częściej, ponieważ jest tańszy i zapewnia wystarczającą odporność w niższych temperaturach. Głównym problemem związanym z trawieniem HF nie jest temperatura, ale odporność materiału na agresywność HF. Zarówno PTFE, jak i PFA są dość odporne na HF, co oznacza, że ​​wymiennik ciepła nie ulegnie uszkodzeniu i nie zanieczyści procesu trawienia.

Korzyści z fluoropolimeru
PTFE i PFA są również doskonałe zarówno w przypadku kwasu fosforowego, jak i kwasu fluorowodorowego, a zatem są niezbędne w procedurach trawienia półprzewodników. Zastosowanie tych materiałów w fluoropolimerowych wymiennikach ciepła do trawienia azotku i tlenków krzemu zapewnia wiele głównych korzyści:

Odporność na korozję: PFA i PTFE są całkowicie odporne na korozyjne działanie gorącego kwasu fosforowego i HF. Wymienniki metali szybko korodowałyby, powodując zanieczyszczenie procesu i możliwe wady płytek.

Zanieczyszczenia-Bezproblemowe działanie: fluoropolimery są obojętne i nie emitują jonów do roztworu, dzięki czemu proces trawienia jest czysty i stabilny. Śladowe zanieczyszczenia metalami mogą powodować poważne wady, dzięki czemu fluoropolimerowe wymienniki ciepła doskonale nadają się do trawienia azotku i tlenku krzemu.

Stabilna kontrola temperatury Fluoropolimerowe wymienniki ciepła utrzymują stabilność temperatury, zapewniając stałą szybkość trawienia. Ta kontrola temperatury ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jednorodnego trawienia płytki i utrzymania dokładności procesu.

Wybór materiału na typowe środki trawiące półprzewodniki
Zakres temperatur wytrawiacza Zalecany materiał wymiennika ciepła
Kwas fosforowy (85%) 150-180 stopni PFA
Kwas fluorowodorowy (HF) Temperatura pokojowa PTFE, PFA
Kwas azotowy (HNO3) Temp. PTFE, PFA
Wniosek
Wolne od zanieczyszczeń{0}}i precyzyjne trawienie na mokro ma kluczowe znaczenie w produkcji półprzewodników, a fluoropolimerowe wymienniki ciepła, zwłaszcza PTFE i PFA, odgrywają kluczową rolę w tym procesie. Są bardziej odporne na gorący kwas fosforowy i kwas fluorowodorowy, co pozwala na utrzymanie stałych temperatur procesu i brak zanieczyszczeń metalami. Materiały wymienników ciepła w fabrykach półprzewodników dobierane są w oparciu o agresywność chemiczną środków trawiących i wymagania czystości procesów. Wymienniki fluoropolimerowe są preferowanym materiałem do trawienia azotkami i tlenkami.